Кабельные линии 35 кВ для ветровых парков и применение кабельной арматуры Райтек на ветростанциях
* Видео- и фотоматериалы предоставлены сотрудником Сергеем Елкиным.
На прошлой неделе состоялся рабочий монтаж на новой строящейся ветроэлектростанции (ВЭС) в Самарской области, который проходил в рамках технической поддержки партнеров ООО «Райтек».
Наши специалисты были приглашены для проведения обучения по установке муфт на ВЭС. В обучение входило: тренинг, консультации и шефнадзор за монтажом первых единиц кабельной арматуры 35 кВ. Учитывая ответственное назначение кабельных линий, подрядная организация, а также служба эксплуатации будущего ветропарка предъявляют повышенные требования к качеству проводимых работ и соблюдению технологии монтажа кабельных систем и кабельной арматуры, в частности. В процессе обучения были рассмотрены основные принципы работы кабельных линий СН, технологии разделки кабелей с СПЭ изоляцией, работа со специализированным инструментом, особенности монтажа кабельной арматуры Raytech, а также факторы, влияющие на работоспособность будущей кабельной системы.
Далее мы хотели бы подробно и доступно познакомить вас с принципами работы различных ветроэлектростанций (ВЭС) и о том, как наша кабельная арматура Raytech находит там применение.
Начнем с устройства самих ВЭС и электросетей на них.
Что такое ВЭС и как они работают?
Ветрогенераторы обеспечивают преобразование энергии ветра в электричество, далее - с помощью электросети самой ВЭС, а также магистральных электрических сетей - в несколько ключевых этапов - происходит передача электроэнергии.
1. Генерация электричества
На начальном этапе ветрогенератор преобразует кинетическую энергию ветра в механическую энергию с помощью лопастей, вращающих ротор. Ротор соединен с генератором, который преобразует механическую энергию в электрическую. Обычно генератор вырабатывает переменный ток (AC), но его частота и напряжение могут быть нестабильными, для чего требуются определенные преобразования.
2. Преобразование энергии
Электричество, вырабатываемое генератором, проходит через так называемый преобразователь мощности (инвертор). Этот прибор преобразует нестабильный переменный ток в постоянный (DC), а затем обратно в переменный ток с нужной частотой (например, 50 Гц в РФ) и напряжением, соответствующим требованиям электросети. Возникает вопрос : как можно избавиться от потерь при передаче электроэнергии.
3. Трансформация напряжения
После преобразования электричество подается на трансформатор, который повышает напряжение до уровня, необходимого для снижения потерь и для передачи на расстояния, достаточные, чтобы достигнуть узловой подстанции ВЭС с минимальными потерями (обычно это десятки или сотни киловольт, чаще - на территории РФ - это напряжение имеет номинал 35 кВ. Другие классы напряжений тоже используются, но реже). На территории ВЭС практически в 100% случаев электричество передается по кабельным линиям с СПЭ изоляцией на узловую электрическую подстанцию, относящуюся к ВЭС. И вот тут – на данном этапе - в большинстве случаев и используется кабельная арматура Raytech. Это различного рода экранированные адаптеры типа RSTI, концевые кабельные муфты POLT и, если подстанция ВЭС сильно удалена от самого ветропарка, - могут использоваться и соединительные кабельные муфты POLJ.
Далее на подстанции происходит еще одно повышение напряжения данной сети для передачи на еще большие расстояния с минимальными потерями, - обычно это десятки, а еще чаще сотни киловольт (110 кВ, 220 кВ и даже 330 кВ, а также другие, более высокие классы напряжений, используемые реже).
4. Подключение к сети
Высоковольтные линии как в виде воздушных линий электропередачи, так и кабельных линий различных типов и классов напряжений, передают электричество от подстанции ВЭС к подстанции или ряду подстанций, где напряжение снова понижается до уровня, подходящего для распределения по потребителям. Отметим, что ветрогенераторы могут быть подключены как к локальным сетям, так и к крупным энергосистемам.
5. Управление и синхронизация
Современные ветрогенераторы оснащены системами управления, которые следят за стабильностью работы и синхронизируют их с сетью. Это важно для поддержания баланса между выработкой и потреблением энергии.
Таким образом, ветрогенераторы интегрируются в электросеть через сложную систему преобразования, передачи и управления, - для того, чтобы обеспечить стабильную подачу энергии.