Obciążalność termiczna napowietrznych linii elektroenergetycznych 400, 220 i 110 kv



Podobne dokumenty
WYBRANE ASPEKTY INTENSYFIKACJI WYKORZYSTANIA INFRASTRUKTURY SIECIOWEJ

Intensyfikacja wykorzystania infrastruktury sieciowej

Spis treści. Słownik pojęć i skrótów Wprowadzenie Tło zagadnienia Zakres monografii 15

ELIMINACJA OGRANICZEŃ PRZESYŁOWYCH W LINIACH 220 KV JAKO SPOSÓB ZWIĘKSZENIA ZDOLNOŚCI PRZESYŁOWEJ KSE

Zastosowanie przewodów wysokotemperaturowych przy podłączaniu farm wiatrowych

Ocena wpływu czynników atmosferycznych na obciążalność prądową elektroenergetycznych linii napowietrznych w świetle dokumentów IEEE i CIGRE

MODERNIZACJA SIECIOWEJ INFRASTRUKTURY ELEKTROENERGETYCZNEJ W ASPEKCIE PLANOWANIA JEJ ROZWOJU

NOWA SERIA SŁUPÓW STRUNOBETONOWYCH DLA JEDNO I DWUTOROWYCH LINII 110 kv SPIS TREŚCI

Przewody elektroenergetyczne w liniach napowietrznych

Dynamiczne zarządzanie zdolnościami przesyłowymi w systemach elektroenergetycznych

NOWA GENERACJA oryginalnych fińskich przewodów systemu. PAS typu SAX-W. Do nabycia w dostawach fabrycznych lub z magazynu w Gliwicach GWARANTUJEMY:

Dynamiczne zarządzanie zdolnościami przesyłowymi sieci elektroenergetycznych przy wykorzystaniu innowacyjnych technik pomiarowych

Nowa generacja wysokotemperaturowych niskozwisowych przewodów HTLS

Zircon Poland Sp. z o.o.

OCENA STANU TECHNICZNEGO SIECI ELEKTROENERGETYCZNYCH I JAKOŚCI ZASILANIA W ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ MAŁOPOLSKIEJ WSI

Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych

AKTUALNE WYMAGANIA DOTYCZĄCE METODYKI PLANOWANIA ROZWOJU SIECIOWEJ INFRASTRUKTURY ELEKTROENERGETYCZNEJ

Konferencja. Ograniczanie strat energii w elektroenergetycznych liniach przesyłowych w wyniku zastosowania nowych nisko-stratnych przewodów

Sieci energetyczne pięciu największych operatorów

1 przewodu. Mgr inż. Andrzej Makuch Podstawy Elektroenergetyki 2011/12

Aspekty rynkowe planowania rozwoju sieciowej infrastruktury elektroenergetycznej

Agnieszka Boroń, Magdalena Kwiecień, Tomasz Walczykiewicz, Łukasz Woźniak IMGW-PIB Oddział w Krakowie. Kraków, r.

AUDYT ELEKTROENERGETYCZNEJ LINII NAPOWIETRZNEJ 110 KV GRANICZNA - POŁUDNIE

CZĘŚĆ II OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: NIP MT-s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

ALBUM PROJEKTOWY LINII NAPOWIETRZNYCH ŚREDNIEGO NAPIĘCIA kv

NATĘŻENIE POLA ELEKTRYCZNEGO PRZEWODU LINII NAPOWIETRZNEJ Z UWZGLĘDNIENIEM ZWISU

Wszechstronna Inżynieria Mosdorfer

O POTENCJALE TECHNICZNYM PRZYŁĄCZENIA ELEKTROWNI WIATROWYCH DO KRAJOWEGO SYSTEMU ELEKTRO- ENERGETYCZNEGO

KATALOG SŁUPÓW 110 kv Linie jedno i dwutorowe. Gdynia, wrzesień 2018 r.

Podsumowanie i wnioski

Marek Szuba. Środowiskowe aspekty oddziaływania pól elektromagnetycznych w świetle ostatnich zmian w prawodawstwie polskim

WYZNACZANIE SPADKÓW NAPIĘĆ W WIEJSKICH SIECIACH NISKIEGO NAPIĘCIA

ROZKŁADY POLA ELEKTRYCZNEGO I MAGNETYCZNEGO W OTOCZENIU NAPOWIETRZNYCH LINII ELEKTROENERGETYCZNYCH

WPŁYW FARMY WIATROWEJ NA OBCIĄŻALNOŚĆ NAPOWIETRZNEJ LINII WN WIND FARM POWER AND OVERHEAD HIGH VOLTAGE POWER LINE CAPACITY

CZĘŚĆ II OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Zmieniony wykaz norm powołanych w zakresie elektryki (w Rozp. MI z dnia r. w spr. Warunków technicznych dla budynków i ich usytuowania)

STUDIA I STOPNIA STACJONARNE ELEKTROTECHNIKA

SIECI PRZESYŁOWE. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

WERSJA SKRÓCONA ZABEZPIECZENIA W INSTALACJACH ELEKTRYCZNYCH

Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem

EGZAMIN KWALIFIKACYJNY ELEKTRYKÓW (D i E) W PYTANIACH I ODPOWIEDZIACH

Porozumienie Operatorów Systemów Dystrybucyjnych i Operatora Systemu Przesyłowego w sprawie współpracy w sytuacjach kryzysowych

Modelowanie sieci ciepłowniczych jako istotny element analizy techniczno-ekonomicznej

III Lubelskie Forum Energetyczne REGULACJA STANU PRAWNEGO, POZYSKIWANIE TYTUŁÓW PRAWNYCH DO GRUNTU, SŁUŻEBNOŚCI

KOMPUTEROWA SYMULACJA ROZKŁADU NAPIĘĆ RAŻENIOWYCH W TYPOWEJ STACJI ELEKTROENERGETYCZNEJ 110/15KV

Temat: Dobór przekroju przewodów ze względu na wytrzymałość mechaniczną, obciążalność prądową i dopuszczalny spadek napięcia.

Energetyka przemysłowa.

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA PRZEBUDOWA ZASILANIA I POMIARU ENERGII ELEKTRYCZNEJ W ZWIĄZKU Z BUDOWĄ KOTŁOWNI SANATORIUM KORAB

INTEGRATOR MIKROINSTALACJI ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ZYGMUNT MACIEJEWSKI. Wiejskie sieci energetyczne i mikrosieci. Warszawa, Olsztyn 2014

Elektro - Energo - Projekt s.c.

Metody i możliwości zwiększenia zdolności przesyłowych

Rozbudowa stacji 400/220/110 kv Wielopole dla przyłączenia transformatora 400/110 kv. Inwestycja stacyjna

PORADNIK DLA INSTALATORÓW. Tablice naprężeń i zwisów

Wydział Elektryczny Katedra Elektroenergetyki, Fotoniki i Techniki Świetlnej

SM/ST/2006/5 Specyfikacja techniczna materiału dla linii napowietrzych średniego napięcia (linie nieizolowane, niepełnoizolowane i pełnoizolowane)

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 269

o Wykonanie odbioru z zakładem energetycznym

WYMAGANIA TAKTYCZNO TECHNICZNE BLIŻSZEJ I DALSZEJ RADIOLATARNI GŁÓWNEGO KIERUNKU LĄDOWANIA (BRL, DRL GKL)

SPECYFIKACJA ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA. DOSTAWA DWÓCH ODCINKÓW PRZEWODU OPGW WRAZ Z OSPRZĘTEM OPGW NA LINIĘ 220 kv BYCZYNA - SKAWINA

I. Wstęp Przedmiot dokumentacji Podstawowe dokumenty do opracowania projektu Zakres opracowania

ZASTĘPOWANIE LINII O NAPIĘCIU 220 KV LINIAMI 400 KV JAKO SPOSÓB ZWIĘKSZENIA ZDOLNOŚCI PRZESYŁOWYCH KRAJOWEGO SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO

Obciążenia nieliniowe w sieciach rozdzielczych i ich skutki

III Lubelskie Forum Energetyczne

MATERIAŁY ŹRÓDŁOWE DO REFERATÓW Z BUDOWNICTWA KOMUNALNEGO CZĘŚĆ STALOWA

POLSKIE SIECI ELEKTROENERGETYCZNE SA ELEKTROENERGETYKA Nr 1 2/2006 (56 57) INWESTYCJE SIECIOWE

Produkty Średniego Napięcia Typ KON-24 Przekładnik prądowy napowietrzny

Badanie ograniczników przepięć

PRACE INśYNIERSKIE STUDIA NIESTACJONARNE Rok akademicki 2011/2012

PGE Dystrybucja S.A. Oddział Łódź. Lublin, listopad 2017 r.

8 sposobów integracji OZE Joanna Maćkowiak Pandera Lewiatan,

ARKOS BIURO PROJEKTOWE Sp. z o.o. w Jeleniej Górze Jelenia Góra, ul. 1 Maja 27, arkos@pro.onet.pl tel.(075) ; fax (075)

I we. F (filtr) U we. Rys. 1. Schemat blokowy układu zasilania odbiornika prądu stałego z sieci energetycznej z zastosowaniem stabilizatora napięcia

Temat: Przewody, słupy, izolatory i osprzęt sieciowy rodzaje i przeznaczenie.

FL 200/260 (T) SFL FL 200/260 (T) Furrer+Frey. Sieć jezdna. Furrer Frey. O v e r h e a d c o n t a c t l i n e s

Lekcja 10. Temat: Moc odbiorników prądu stałego. Moc czynna, bierna i pozorna w obwodach prądu zmiennego.

Temat 1 (2 godziny): Próba statyczna rozciągania metali

6.1. Ograniczniki przepięć niskiego napięcia napowietrzne ZAWARTOŚĆ KATALOGU

Efektywne zarządzanie mocą farm wiatrowych Paweł Pijarski, Adam Rzepecki, Michał Wydra 2/16

Rodzaje i budowa sieci trakcyjnej

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

Przykład ŹLE WYKONANEJ INSTALACJI WYSOKOTEMPERATUROWYCH PRZEWODÓW O MAŁYM ZWISIE Z POLIMEROWYM RDZENIEM KOMPOZYTOWYM na linii 110 kv

poradnik DLA INSTALATORÓW Tablice naprężeń i zwisów

Ogólna ocena stanu technicznego istniejących linii napowietrznych 400 oraz 220 kv w kontekście budowy półpierścienia południowego w aglomeracji

Blacha trapezowa. T-35 plus. karta produktu. zeskanuj kod QR i zobacz model 3D Rabka-Zdrój. biuro@blachotrapez.eu

PEXLIM -R. Ogranicznik przepięć z tlenków metali. Karta katalogowa ABB

Konferencja KOKSOWNICTWO 2015 Optymalizacja nakładów na ograniczanie emisji przy wykorzystaniu programu COPDIMO

Badanie ograniczników przepięć

Modernizacja. Odpowiedzialne budowanie. Inwestycja liniowa Inwestycja liniowa

dr inż. Łukasz Kolimas Politechnika Warszawska, Instytut Elektroenergetyki

Problematyka zasilania systemów sygnalizacji włamania i napadu

Wybrane kryteria oceny i doboru izolacji elektroenergetycznych kabli górniczych

W tym krótkim artykule spróbujemy odpowiedzieć na powyższe pytania.

SPIS ZAWARTOŚCI DOKUMENTACJI

M UZIEMIENIE I USZYNIENIE BALUSTRAD, OSŁON ORAZ OGRANICZNIKÓW UNIESIENIA SIECI

ETILINE OSPRZET DO LINII NAPOWIETRZNYCH NISKIEGO NAPIĘCIA BEZPIECZNIKI NAPOWIETRZNE BN ZACISKI UCHWYTY ETILINE. Energia pod kontrolą

SPECYFIKACJA ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA

Wpływ rozwoju sieci przesyłowej na bezpieczeństwo i niezawodność pracy Krajowego Systemu Elektroenergetycznego

Ewaluacja modelu regulacji jakościowej i aktualne wyzwania taryfowe. Lublin, 14 listopada 2017 r.

KIERUNEK STUDIÓW: ELEKTROTECHNIKA NAZWA PRZEDMIOTU: TECHNIKA WYSOKICH NAPIĘĆ. (dzienne: 30h wykład, 30h laboratorium) Semestr: W Ć L P S V 2E 2

Transkrypt:

Obciążalność termiczna napowietrznych linii elektroenergetycznych 400, 220 i 110 kv Autor: Dr hab. inż. Waldemar Dołęga - Katedra Energoelektryki, Wydział Elektryczny, Politechnika Wrocławska, 50 370 Wrocław, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27, email: waldemar.dolega@pwr.edu.pl ("Energetyka" - 1/2016) Streszczenie W artykule przedstawiono wybrane aspekty dotyczące obciążalności termicznej napowietrznych linii elektroenergetycznych 400, 220 i 110 kv. Omówiono zagadnienie dopuszczalnej obciążalności prądowej, zwracając szczególną uwagę na obciążalność statyczną i dynamiczną. Przeanalizowano różnorodne aspekty dotyczące modernizacji napowietrznych linii elektroenergetycznych 400, 220 i 110 kv umożliwiającej zwiększanie ich obciążalności termicznej, które polegają na realizacji następujących działań: zastosowanie przewodów wysokotemperaturowych o małych zwisach, budowa nowej linii lub dodatkowego toru w istniejącym korytarzu w terenie, zastosowanie systemów monitoringu obciążalności prądowej linii oraz wykonanie określonych zabiegów modernizacyjnych. Słowa kluczowe obciążalność termiczna, napowietrzna linia elektroenergetyczna, rozwój, planowanie 1. Wprowadzenie Infrastruktura sieciowa 400, 220 i 110 kv składa się głównie z elektroenergetycznych linii napowietrznych. Linia taka jest urządzeniem napowietrznym składającym się z przewodów, izolacji, konstrukcji wsporczych, osprzętu oraz innych, wynikających ze sposobu pracy linii, elementów. W krajowych liniach 400, 220 i 110 kv typowo, jako przewody robocze, stosuje się linkę stalowo- aluminiową (AFL) o stosunku przekroju aluminium do przekroju rdzenia stalowego wynoszącym 6:1 lub 8:1. Przekrój znamionowy aluminium zawiera się w granicach od 120 do 525 mm 2, przy czym typowy przekrój w liniach 110 kv wynosi 240 mm 2 natomiast w liniach 220 i 400 kv jest równy 525 mm 2. Konstrukcja tego typu posiada swoje uzasadnienie w prostej technologii wytwarzania przewodu oraz w możliwości kształtowania jego własności mechanicznych i elektrycznych poprzez odpowiednie skonfigurowanie udziału aluminium i stali w przekroju poprzecznym przewodu [3]. Ujemną stroną takiego rozwiązania jest szereg problemów eksploatacyjnych wynikających z różnicy własności fizycznych materiałów składowych, wysokiej masy przewodu, obecności materiału ferromagnetycznego, ryzyka korozji, itp. W liniach 400 kv stosowane są przewody wiązkowe, składające się z dwóch lub więcej linek utrzymywanych w stałej odległości od siebie.

Linie napowietrzne 400, 220 i 110 kv wyposażone są na całej długości w przewody odgromowe, których podstawowym zadaniem jest ochrona przewodów roboczych przed bezpośrednimi wyładowaniami atmosferycznymi. Przewody te są przeważnie wykonane z wykorzystaniem linki stalowo-aluminiowej, często z wbudowanym światłowodem, umożliwiającym ich wykorzystanie do celów teletransmisyjnych. Przewody linii napowietrznych są zawieszane na odpowiednio zaprojektowanych konstrukcjach wsporczych. W liniach 400, 220 i 110 kv stosowane są typowe serie słupów kratowych, wykonanych z odpowiednich kształtowników stalowych. W ostatnich latach rozpoczęto stosowanie słupów pełnościennych, tzw. rurowych, o przekroju koła lub wieloboku. Przewody są mocowane do konstrukcjach wsporczych za pomocą izolatorów, wykonywanych z porcelany lub szkła, przy czym obecnie obserwuje się dynamiczny rozwój izolatorów kompozytowych, składających się z rdzenia nośnego, najczęściej szklanoepoksydowego, i zewnętrznej osłony izolacyjnej, wykonanej zwykle z hydrofobowego elastomeru syntetycznego [5]. 2. Dopuszczalna obciążalność prądowa Jednym z najważniejszych parametrów charakteryzujących linie napowietrzne jest ich dopuszczalna obciążalność prądowa. Określona jest wartością prądu, przy której przewody robocze nagrzewają się do temperatury granicznej roboczej. Jest ona definiowana dla ściśle określonych warunków atmosferycznych i założonej temperatury granicznej przewodów roboczych. Wybór wartości temperatury granicznej roboczej przewodów dla linii o napięciu 400, 220 i 110 kv należy do jej właściciela. Norma [8] zalecała temperaturę 60 C jako wartość optymalną, która pozwala w większym stopniu wykorzystać zdolności przesyłowe przewodów niż w przypadku stosowanej do 1989 roku wartości 40 C. W danych warunkach atmosferycznych temperatura graniczna robocza przewodów linii napowietrznych nie może być długotrwale przekroczona, gdyż prowadzi to do zwiększenia zwisów, a w konsekwencji do zmniejszenia odległości pionowej przewodów roboczych od ziemi i od obiektów krzyżowanych poniżej dopuszczalnych, ze względów bezpieczeństwa publicznego wartości określonych w normie [9]. Szczególnie istotny, ze względu na możliwość przekroczenia dopuszczalnych odległości, jest przyrost zwisów w zakresie temperatur od 40 C do 80 C. W tym przedziale temperatur w liniach 110 kv, w przęsłach o rozpiętości nominalnej (wynoszącej ok. 300 m) z typowymi przewodami AFL, przyrosty zwisów wynoszą ok. 3 cm/ K. W sekcjach odciągowych wieloprzęsłowych, maksymalne przyrosty zwisów mogą być o ok. 35% większe [5]. W przypadku linii 220 kv i 400 kv (rozpiętość nominalna przęsła wynosząca ok. 450 m), przyrost zwisów wynosi około 4 cm/ K i może się zwiększać w sekcjach wieloprzęsłowych o ok. 50% [5].

Na temperaturę przewodu, a więc na jego zwis, oprócz prądu obciążenia, istotny wpływ mają zmienne czynniki zewnętrzne takie jak: prędkość i kierunek wiatru, temperatura powietrza oraz nasłonecznienie. W połowie lat osiemdziesiątych XX wieku, na podstawie analizy statystycznej rozkładów prawdopodobieństwa tych czynników na terenie kraju, wyznaczono dopuszczalne obciążalności linii napowietrznych w zależności od ich temperatury granicznej roboczej. Są to tzw. obciążalności statyczne, wyznaczone przy przyjętym ryzyku przekroczenia dopuszczalnych zwisów na poziomie 20 godzin w ciągu roku. W tabeli 1 dla typowych przewodów roboczych stosowanych w liniach 400, 220 i 110 kv, podano obciążalności samych przewodów oraz obciążalności statyczne linii z tymi przewodami dla temperatur granicznych 40 i 60 C. Wyróżniono obciążalność letnią (kwiecień październik) i zimową (listopad marzec). Z tabeli 1 wynika, że w okresie letnim obciążalność linii AFL-8 525 mm 2, przy przyjęciu temperatury projektowej równej 40 C, stanowi jedynie 50% obciążalności przewodów, przy przyjęciu temperatury 60 C - 85%. Badania statystyczne wykazały, że jeśli linia zaprojektowana na temperaturę 40 C byłaby obciążona prądem długotrwale dopuszczalnym dla przewodów, to przekroczenie dopuszczalnych zwisów występowałoby w czasie ok. 5% okresu pracy linii, tj. ok. 250 godzin w ciągu roku [1]. Obciążalność statyczna linii napowietrznych określana jest zwykle dla bardzo rzadko występujących najbardziej niekorzystnych warunków pracy linii, tzn. przy przyjęciu minimalnej prędkości wiatru oraz maksymalnego nasłonecznienia i temperatury otoczenia [6]. W podobny sposób wyznaczono obciążalności zestawione w tabeli 1. W efekcie dopuszczalna obciążalność linii, szczególnie w okresie letnim, jest znacząco niższa od dopuszczalnej obciążalności samych przewodów roboczych. Tabela 1 Statyczna obciążalność prądowa linii i samych przewodów AFL-6 240 mm 2 i AFL-8 525 mm 2 w okresach letnim i zimowym [6] Typ i przekrój przewodów roboczych Okres Obciążalność samych przewodów [A] Obciążalność linii w temperaturze [A] 40 C 60 C AFL-8 525 mm 2 letni 1030 515 875 zimowy 1220 1040 1220 AFL-6 240 mm 2 letni 645 325 550 zimowy 735 625 735 Ze względu na zmienność warunków atmosferycznych obciążalność linii jest wielkością dynamiczną i zmienia się w szerokich granicach.

Zwiększenie możliwości przesyłowych linii jest możliwe przy zastosowaniu tzw. obciążalności dynamicznej, określanej na podstawie aktualnego obciążenia linii oraz bieżących warunków atmosferycznych. Nieodłącznym elementem stosowania dopuszczalnej obciążalności linii jest ryzyko przekroczenia jej wartości w prowadzeniu ruchu w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym (w skrócie KSE). Wykorzystanie obciążalności dynamicznych zwiększa to ryzyko jednak badania statystyczne pokazały, że pozostaje ono na akceptowalnym poziomie [1]. Dodatkowo przy ocenie tego ryzyka należy uwzględnić rzeczywiste zagrożenie, jakie stwarzają przekroczenia obciążalności. Akceptowalne ryzyko może być większe dla linii przebiegających w terenach niezamieszkałych, nie krzyżujących się z innymi obiektami. Przykładowo dla linii napowietrznej 110 kv w okresie letnim wykonanej przewodem AFL6 120 mm 2 o temperaturze projektowej 40 C obciążalność prądowa wynosi 205 A. Przepływ prądu o wartości 250 A oznacza przekroczenie obciążalności o 22%. Jest to niedopuszczalne, niemniej jednak praktyczny skutek tego przeciążenia oznacza tylko kilkudziesięciocentymetrowe zmniejszenie odległości przewodu od obiektów znajdujących się pod linią. Zmniejszenie to w praktyce jest jeszcze mniejsze, gdy uwzględni się rzeczywiste warunki atmosferyczne określone przez temperaturę otoczenia, nasłonecznienie, prędkość i kierunek wiatru. Znaczenie zwiększenia zwisu przewodu też może być bardzo zróżnicowane. Jest znaczące dla przebiegającej pod linią drogi i bez znaczenia dla leżących pod linią łąk i innych nieużytkowanych terenów rolnych. Dalsze zwiększenie zdolności przesyłowych, przy zachowaniu ryzyka przekroczeń na racjonalnym poziomie, uzyskuje się w warunkach awaryjnych. Szczególnie istotny jest tutaj długotrwały stan awaryjny (od kilku godzin do kilku dni), związany z kryterium (n 1). Przy wyznaczaniu obciążalności dla długotrwałych stanów awaryjnych przyjęto, że występujące maksymalne przekroczenia dopuszczalnej temperatury przewodów nie powinny być większe niż 10 K w stosunku do maksymalnych przekroczeń, jakie mogą występować w stanach normalnych. Daje to w konsekwencji dodatkowy przyrost zwisu w liniach 110 kv o ok. 30 cm dla przęsła nominalnego i ok. 40 cm dla najdłuższego przęsła w przypadku sekcji wieloprzęsłowych [5]. W liniach 400 i 220 kv wartości te wynoszą odpowiednio 40 i 60 cm [5]. 3. Wymagania wynikające z obciążalności termicznej linii napowietrznych Jednym z podstawowych warunków technicznych dla sieciowej infrastruktury elektroenergetycznej jest wymaganie nie przekroczenia obciążalności termicznej linii elektroenergetycznych. Zagadnienie to jest szczególnie istotne w warunkach rynkowych z racji dużej zmienności obciążeń w gałęziach sieci, uzależnionej od zawieranych transakcji handlowych. W odniesieniu do infrastruktury sieciowej 400, 220 i 110 kv zwiększenie obciążalności termicznej może być zrealizowane przez rozbudowę lub modernizację układu sieciowego.

Rozbudowa infrastruktury sieciowej wymaga poniesienia znacznych nakładów inwestycyjnych i wiąże się z dużymi problemami: formalno-prawnymi, środowiskowymi i społecznymi. Szybka budowa nowych linii napowietrznych 400, 220 czy 110 kv nawet w istniejącym korytarzu w terenie (po zdemontowaniu starej linii) jest praktycznie niemożliwa z uwagi na: kwestie natury formalno-prawnej, olbrzymie trudności z uzyskaniem prawa drogi, powszechny brak zgody właścicieli terenów, protesty organizacji ekologicznych, itp. [4]. Ponadto ograniczony poziom środków finansowych nie pozwala na znaczący zakres takiej rozbudowy. Modernizacja natomiast wymaga poniesienia znacznie mniejszych nakładów inwestycyjnych, a skala wspomnianych problemów jest znacznie mniejsza. Dlatego modernizacja termiczna istniejących linii elektroenergetycznych, szczególnie ta wykonywana bez istotnych zmian w rozwiązaniach konstrukcyjnych starych linii stanowi obecnie i będzie stanowiła w przyszłości podstawowy kierunek rozwoju infrastruktury sieciowej [3]. Modernizacja napowietrznych linii elektroenergetycznych 400, 220 i 110 kv związana ze zwiększaniem ich przepustowości termicznej polega na realizacji następujących działań: zastosowanie przewodów wysokotemperaturowych o małych zwisach (HTLS), budowa nowej linii lub dodatkowego toru w istniejącym korytarzu w terenie, zastosowanie systemów monitoringu obciążalności prądowej linii, wykonanie określonych zabiegów modernizacyjnych. Zastosowanie przewodów wysokotemperaturowych stwarza bardzo duże możliwości zwiększenia obciążalności termicznych linii napowietrznych bez istotnych zmian w rozwiązaniach konstrukcyjnych starych linii [6]. Umożliwia wykonanie modernizacji linii w stosunkowo krótkim czasie bowiem przewody te wymagają zwykle minimalnego zakresu prac dostosowawczych w określonych elementach linii. Ponadto zastosowanie przewodów wysokotemperaturowych umożliwia m.in. uzyskanie dużej elastyczności pracy systemu w warunkach rynku energii elektrycznej, zmniejszenie kosztów ograniczeń przesyłowych, ograniczenie ryzyka wystąpienia dużych awarii systemowych [3]. Budowa nowej linii w istniejącym korytarzu w terenie może nastąpić po zdemontowaniu starej linii. Rozwiązanie takie stanowi najmniejszą ingerencję w środowisko przyrodnicze. Bowiem istniejąca linia jest już wkomponowana w okoliczny krajobraz i stanowi rozwiązanie zdeterminowane istniejącymi czynnikami środowiskowymi. Modernizacja taka może dotyczyć np. przebudowy istniejących linii o napięciu 220 kv na linie o napięciu 400 kv [3]. Systemy monitoringu obciążalności prądowej linii obejmują: urządzenia do pomiaru parametrów podstawowych wraz z odpowiednim dedykowanym oprogramowaniem przeliczającym dane pomiarowe na parametry użyteczne z punktu widzenia operatora systemu przesyłowego lub operatora systemu dystrybucyjnego, wspomagane dodatkowymi urządzeniami: pomiarowymi i telekomunikacyjnymi oraz układami zasilania: podstawowego i awaryjnego [2].

Zastosowanie systemów monitoringu obciążalności prądowej linii umożliwia uwzględnienie zmienności ich obciążalności termicznych i stanowi sposób okresowego zwiększenia obciążalności gałęzi sieci [3]. Obciążenia dynamiczne w przypadku linii napowietrznych zależą od lokalnych warunków atmosferycznych, a ich wartości maksymalne mogą przekraczać kilkakrotnie wartości obciążalności statycznych, uwzględniających jedynie zmienność sezonową tych warunków. Na rys. 1 przedstawiono wpływ zmieniających się w ciągu przykładowej doby warunków atmosferycznych na obciążalność linii 110 kv (temperatura graniczna robocza przewodów wynosi 40ºC, a ich obciążalność statyczna letnia 325 A). Rys. 1. Wpływ wiatru, temperatury otoczenia i nasłonecznienia na obciążalność linii napowietrznej [7] Pomiar wybranych parametrów napowietrznych linii 400, 220 i 110 kv w czasie rzeczywistym, wspomagany pomiarami wybranych parametrów meteorologicznych i ich prognozami umożliwia śledzenie dynamicznej obciążalności linii. Pozwala to m.in. na właściwe prowadzenie zarówno ruchu sieciowego jak i czynności eksploatacyjnych. Ponadto umożliwia racjonalne wykorzystanie istniejącej infrastruktury sieciowej (m.in. na likwidację pozornych ograniczeń przesyłowych) i zwiększenie zdolności do szybszego reagowania na dynamiczne zmiany rozpływów mocy (np. nagłe zmiany w wielkości mocy generowanych w farmach wiatrowych, przepływy kołowe występujące na połączeniach transgranicznych z Niemcami, itd.) [3]. Rozwiązania te są znacznie mniej kosztowne od przedstawionych wcześniej działań umożliwiających zwiększenie obciążalności termicznej linii. Ponadto nie wymagają modyfikacji linii a zakres wymaganych zmian jest ograniczony. Montaż samych urządzeń w wielu przypadkach odbywa się przy wykorzystaniu technik prac pod napięciem (praca na potencjale lub z odległości).

Wykonanie określonych zabiegów modernizacyjnych umożliwia znaczne zwiększenie obciążalności linii. Są to stosunkowo proste i nie wymagające dużych nakładów inwestycyjnych zabiegi modernizacyjne. Należą do nich m.in.: regulacja naprężeń przewodów, wymiana łańcuchów izolatorów - skrócenie ich długości, zniwelowanie terenu pod linią, skablowanie linii SN i nn na krzyżowanych odcinkach linii 400, 220 i 110 kv, skablowanie linii 110 kv na krzyżowanych odcinkach linii 400 i 220 kv, podwyższenie wybranych słupów [3]. Kluczowym problemem w obszarze infrastruktury sieciowej 400, 220 i 110 kv w aspekcie modernizacji jest niska ze względu na zwisy letnia obciążalność prądowa linii projektowanych dla temperatury przewodów 40 C [6]. Dotyczy to szczególnie linii posiadających przęsła o stosunkowo dużej rozpiętości (z reguły powyżej 200 m) i o dużym zwisie przewodów. W liniach tych pojawiają się często tzw. wąskie gardła, stwarzające ograniczenia w przesyle mocy [3]. Likwidacja tych wąskich gardeł może nastąpić m.in. poprzez wdrożenie i stosowanie w praktyce dynamicznej obciążalności termicznej linii napowietrznych lub modernizację termiczną linii napowietrznych [7]. 4. Wnioski Dopuszczalna obciążalność prądowa jest jednym z najważniejszych parametrów charakteryzujących linie napowietrzne, a wymaganie nie przekroczenia obciążalności termicznej linii elektroenergetycznych jest jednym z podstawowych warunków technicznych dla sieciowej infrastruktury elektroenergetycznej. Linie napowietrzne 400, 220 i 110 kv charakteryzuje obciążalność statyczna i dynamiczna. Ta pierwsza określana jest zwykle dla bardzo rzadko występujących najbardziej niekorzystnych warunków pracy linii, tzn. przy przyjęciu minimalnej prędkości wiatru oraz maksymalnego nasłonecznienia i temperatury otoczenia. Ta druga uwzględnia bieżące warunki atmosferyczne. Zwiększenie obciążalności termicznej infrastruktury sieciowej 400, 220 i 110 kv może być realizowane przez rozbudowę lub modernizację układu sieciowego. Modernizacja napowietrznych linii elektroenergetycznych 400, 220 i 110 kv związana ze zwiększaniem ich obciążalności termicznej polega na realizacji następujących działań: zastosowanie przewodów wysokotemperaturowych o małych zwisach, budowa nowej linii lub dodatkowego toru w istniejącym korytarzu w terenie, zastosowanie systemów monitoringu obciążalności prądowej linii oraz wykonanie określonych zabiegów modernizacyjnych.

Literatura [1] Buchta F.: Optymalizacja strategii rozwoju sieci przesyłowej w warunkach rynkowych z uwzględnieniem ryzyka. Monografia. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Elektryka nr 1712, Gliwice 2006. [2] Czapaj-Atłas R.: Obciążalność prądowa sieci metody pomiarów i zwiększenie przepustowości, Elektroenergetyka: współczesność i rozwój, nr 3-4/2012, str. 76-83. [3] Dołęga W.: Planowanie rozwoju sieciowej infrastruktury elektroenergetycznej w aspekcie bezpieczeństwa dostaw energii i bezpieczeństwa ekologicznego. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2013. [4] Dołęga W.: Utrudnienia i bariery formalno-prawne rozbudowy i modernizacji sieciowej infrastruktury elektroenergetycznej. Polityka Energetyczna, Zeszyt 2, 2011, str. 51-64. [5] Korab R.: Optymalizacja operatorstwa przesyłowego w krajowym systemie elektroenergetycznym. Monografia. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011. [6] Popczyk J. (red.): Bezpieczeństwo elektroenergetyczne w społeczeństwie postprzemysłowym na przykładzie Polski. Monografia. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2009. [7] Siwy E.: Metody i możliwości zwiększenia zdolności przesyłowej KSE z wykorzystaniem monitoringu linii napowietrznych, Elektroenergetyka: współczesność i rozwój, nr 4/2010, str. 58-66. [8] PN-E 05100-1:1998: Elektroenergetyczne linie napowietrzne. Projektowanie i budowa. Linie prądu przemiennego z przewodami gołymi, /utraciła ważność/. [9] PN-EN 50341-1: 2005: Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 45 kv Część 1: Wymagania ogólne. Specyfikacje wspólne. Thermal capacity of 400, 220 and 110 kv overhead power lines Key words thermal capacity, overhead power line, development, planning Annotation - In this paper, selected aspects concerned thermal capacity of 400, 220 and 110 kv overhead power lines are shown. Problem of permissible current-carrying capacity is discussed. Special attention to static and dynamic capacity is paid. Various aspects referred to modernization of 400, 220 and 110 kv overhead power lines made increase their thermal capacity, which rely on such undertakings as: utilization of high-temperature conductors with small sags, construction of new line or additional path in existing corridor in the ground, utilization of systems for monitoring of current-carrying capacity of line and execution of specified modernized operations are analyzed.