D519---3E1001 tehnično poročilo · 2012-08-02 · D519 - 3E/02 14/47 Datoteka: D519---3E1001 tehnično poročilo.doc Revizija: - Objekt: DV 2x 110 kV RTP Jesenice (Predor) – RTP

D519 - 3E/02 1/47

Datoteka: D519---3E1001 tehnično poročilo.doc Revizija: -

Objekt: DV 2x 110 kV RTP Jesenice (Predor) – RTP Kranjska Gora Datum: 01.2008

TEHNIČNO POROČILO

VSEBINA

1. UVOD ..........................................................................................................................................2

2. OPIS POTEKA TRASE PODZEMNEGA KABLA......................................................................3

2.1 POTEKI POSAMEZNIH ODCEPOV TRAS.................................................................................4

3. OSNOVNI TEHNIČNI PARAMETRI KABELSKE ZVEZE........................................................27

3.1 VRSTE VN KABLOV .................................................................................................................27

3.2 POLAGANJE KABLA ................................................................................................................30

3.3 POGOJI POLAGANJA KABLOV IN NJIHOV VPLIV NA KAPACITETO PRENOSA................33

3.4 PREPLETANJE KABLOV .........................................................................................................35

3.5 ŠTEVILO SPOJK.......................................................................................................................38

4. KRIŽANJA ................................................................................................................................42

4.1 MINIMALNI TEHNIČNI POGOJI ZA KRIŽANJA .......................................................................42

5. OCENA STROŠKOV ................................................................................................................43

6. ZAKLJU ČEK.............................................................................................................................45

D519 - 3E/02 2/47



1. UVOD

Kranjska Gora je v zadnjih letih postala zelo priljubljeno letovišče, tako v zimskem kot poletnem času. Posledično so se povečale zahteve po potrebi električne energije. Osnovno napajanje Kranjski gori trenutno zagotovljajo:

• 35 kV daljnovod iz RTP Ukova • 20 kV daljnovod (z izoliranimi vodniki) in • pred kratkim izvedena 20 kV kabelska povezava, katere trasa poteka po levi strani stare

železniške proge. Predmet idejnega projekta, pa bo dvojna 110 kV kabelska trasa med 110 kV DV stojnim mestom SM77 (SM77 je lociran pred Gozdom Martuljek) in RTP Kranjska Gora. To je na DV povezavi DV 2x 110(20) kV RTP Jesenice – TP Predor. Zaradi prevelikega posega v prostor s postavitvijo dvosistemskega 110 kV daljnovoda je bilo s strani Elektro Gorenjska sklenjeno, da se pred Gozdom Martuljek na desni strani ceste postavi končni steber (stojno mesto 77), nato pa izvede povezavo z RTP Kranjska Gora z dvema 110 kV kabloma. Dimenzije 110 kV kabla so preračunane na 645 A, kar ob 8.0cos =ρ znese kapaciteta prenosa

100 MVA. Celotna trasa je dolga cca. 5616 m in poteka ob desni strani stare železniške proge.

V nadaljevanju je opisana celotna 110 kV kabelska trasa Ob podzemnem kablu bo položena tudi kabelska kanalizacija za optične kable.

D519 - 3E/02 3/47



2. OPIS POTEKA TRASE PODZEMNEGA KABLA

Potek kabelske trase je razdeljen na 4 odseke, zaradi lažjega sledenja po celotni trasi. Pri natančnem trasiranju 2 x 110 kV kabla smo morali paziti na gostoto vseh komunalnih vodov, TK povezav in obstoječega 20 kV kabla, ki sicer poteka po levi strani stare želežniške proge, vendar v določenih delih prečka progo in preide na desno stran. Pri trasiranju nove 2 x 110 kV kabelske trase smo pazili na čim manjše posege v prostor, ki bi kazili izgled okolice. Traso smo poskušali postaviti čim bližje robu stare želežniške postaje, vendar je ob njej veliko dreves in grmičevja, katerim smo se poskušali v čim večjem obsegu ogniti. Pri prečkanjih lokalnih cestišč in kmetijskih poti smo predvideli kable uvlečene v cevi, tako smo kable še dodatno mehansko zaščitili. Pri nekaterih križanjih hudoruniških voda, reke in ostale infrastrukture je najprimernejše spodvrtavanje. Na ta način kabelska trasa poteka pod reko, ne da bi pri polaganju omejevali tok reke. a) odsek trase A – Stojno mesto 17 – točka T1: Kabelska trasa se začne pri zadnjem stebru (stojno mesto 77), nato prečka (s podvrtavanjem) glavno cestno povezavo Jesenice-Kranjska Gora. Potek trase se nadaljuje tik ob desnem robu kolesarske poti (bivša železniška proga), vse do točke T1. b) odsek trase B (potek ob robu gozda) – točka T1 – točak T2: Kabelska trasa poteka med gozdno mejo in kmetijskimi zemljišči. Na tem odseku nam posek dreves ni potreben. c) odsek trase C – točka T2 – točka T3: Kabelska trasa poteka od točke T2 do točke T3 delno ob kolesarski stezi, delno pod nasipom. Zaradi prevelikih gradbenih posegov v nasip je cenejša varianta polaganja kabla ob nasip. d) odsek trase D – točka T3 – TP Kranjska Gora: Kabelska trasa poteka od točke T3 in pred naseljem zavije proti kmetiji, ter ob gozdni meji pod 20 kV daljnovodom do TP Kranjska Gora.

D519 - 3E/02 4/47



2.1 POTEKI POSAMEZNIH ODCEPOV TRAS

opomba : smer trase od stojnega mesta 77 (SM-77) proti TP Kranjska Gora

2.1.1 Potek trase odcepa A:

Slika 1: Ortofoto posnetek odcepa trase A – SM77– točka T1

D519 - 3E/02 5/47



Slika 2: Odsek A – potek kabelske trase od stojnega mesta SM77 do odcepa T1

Slika 2: Odsek A – prečkanje regionalne ceste Jesenice – Kranjska Gora

D519 - 3E/02 6/47



Slika 3: Odsek A – potek kabelske trase ob kolesarski stezi

Slika 4: Odsek A – prečkanje komunalne kanalizacije

D519 - 3E/02 7/47



Slika 5: Odsek A – del trase ob kolesarski stezi Pri polaganju kabla ob kolesarsko pot bo potreben posek določenega števila dreves.

Slika 6: Odsek A – del trase ob kolesarski stezi

D519 - 3E/02 8/47



Slika 7: Odsek A – potek kabelske trase ob kolesarski stezi

Slika 8: Odsek A – potek kabelske trase proti točki T1

D519 - 3E/02 9/47



Slika 9: Odsek A – prečkanje hudourniškega korita s podvrtavanjem

Slika 10: Odsek A – potek kabelske trase ob nasipu želežniške proge

D519 - 3E/02 10/47



Slika 11: Odsek A – podvrtavanje pod reko Savo

Slika 12: Odsek A – ortofoto posnetek dela trase s podvrtavanjem pod Savo

D519 - 3E/02 11/47



Slika 13: Odsek A – potek kabelske trase mimo stare želežniške postaje

Slika 14: Odsek A – potek kabelske trase proti točki T1

D519 - 3E/02 12/47



Slika 15: Odsek A – točka T1

D519 - 3E/02 13/47



2.1.2 Potek trase odcepa B:

Slika 16: Odsek B – potek odcepa B od točke T1 do točke T2

D519 - 3E/02 14/47



Odsek B je nadaljevanje kabelske trase ob kolesarski stezi. V izogib poseku dreves na desni strani kolesarske steze, trasa B poteka pod gozdno mejo. Polaganje kabla je v odcepu B lažje, ker se izognemo koreninam in klančini, ki je na delih trase dokaj strma. Dostop za nemoteno polaganje kabla je na tem odcepu nemoten. Pri vsakem prečkanju kolovoznih poti, bo kabel položen v cevi, kot dodatna mehanska zaščita.

Slika 17: Odsek B– potek kablovoda ob gozdni meji pod kolesarsko stezo

D519 - 3E/02 15/47



Slika 18: Odsek B– potek kablovoda ob gozdni meji pod kolesarsko stezo

Slika 19: Odsek B – točka T2 pri prečkanju smučišča

D519 - 3E/02 16/47



2.1.3 Potek trase odcepa C: Trasa C poteka od točke T2 in prečka smučišče ob robu gozdne meje pod kolesarsko stezo do točke T3.

Slika 20: Ortofoto posnetek kabelskega odseka C, med točkama T2 in T3

D519 - 3E/02 17/47



Slika 21: Odsek C– potek kablovoda preko smučišča ob kolesarski stezi Slika 22 prikazuje ortofotoposnetek poteka kabelske trase 2 x 110 kV (vijolčna barva) ob obstoječem TK kablu (zelena barva). Razdalja med njima mora biti minimalno 1 meter.

Slika 22: Odsek C– ortofotoposnetek poteka 110kV kabla ob TK kablu

D519 - 3E/02 18/47



Slika 23: Odsek C– potek kablovoda ob nasipu kolesarske steze

Slika 24: Odsek C– potek kablovoda ob nasipu kolesarske steze

D519 - 3E/02 19/47



Slika 25: Odsek C– potek kablovoda ob gozdni meji

Slika 26: Odsek C– potek kablovoda ob kolesarski stezi po zunanji strani gozdne meje

D519 - 3E/02 20/47



Slika 27: Odsek C– potek kablovoda pod hudourniškim koritom

Slika 28: Odsek C– potek kablovoda nad TK kablom

D519 - 3E/02 21/47



Slika 29: Odsek C– prečkanje kolesarke ceste s podvrtavnjem

D519 - 3E/02 22/47



2.1.4 Potek trase odcepa D:

V izogib čedalje gosteje naseljenih zaselkov pred Kranjsko Goro, se kablovod položi ob gozdu in pod delom obstoječega 20 kV daljnovoda. Trasa se ogne pokopališča in do TP Kranjska Gora poteka ob gozdu.

Slika 30: Odsek D – Ortofoto posnetek kabelskega odseka D

D519 - 3E/02 23/47



Slika 31: Odsek D– potek kablovoda proti TP Kranjska Gora

Slika 32: Odsek D– potek kablovoda mimo kmetije proti TP Kranjska Gora

D519 - 3E/02 24/47



Slika 33: Odsek D– potek kablovoda pod 20 kV daljnovodom

Slika 35: Odsek D– potek kablovoda mimo parkirišča pred pokopališčem

D519 - 3E/02 25/47



Slika 36: Odsek D– potek kablovoda mimo pokopališča

Slika 37: Odsek D– potek kablovoda mimo pokopališča

D519 - 3E/02 26/47



Slika 38: Odsek D– potek kablovoda do TP Kranjska Gora Dolžina celotne trase je:

Dolžina trase = 5616 m

D519 - 3E/02 27/47



3. OSNOVNI TEHNIČNI PARAMETRI KABELSKE ZVEZE

3.1 VRSTE VN KABLOV

Poznamo različne tipe kablov za uporabo na srednji ali visoki napetosti. Za napetosti okoli 123 kV obstajajo naslednje vrste kablov:

• oljni kabli (self-contained oil filled cables - SCOF),

• visokotlačni oljni kabli (high pressure oil filled cables - HPOF),

• s plinom izolirani kabli,

• kabli s plastično etilen-propilensko izolacijo (PE),

• kabli s plastično izolacijo iz omreženega polietilena (XLPE). V preteklosti so se največ uporabljali z oljem izolirani kabli, ki so bili manj občutljivi na prodor vlage in so bili zato razmeroma zanesljivi. Tehnologija proizvodnje plastičnih kablov je v zadnjih desetletjih močno napredovala, tako da je penetracija vlage (water treeing) praktično povsem preprečena. Ker imajo plastični kabli v primerjavi z oljnim mnoge prednosti, so v zadnjih letih praktično povsem izpodrinili uporabo drugih vrst kablov.

3.1.1 Kabli iz omreženega polietilena V primerjavi s konvencionalnimi vrstami kablov imajo kabli, izolirani z omreženim polietilenom, naslednje prednosti:

• nizka teža,

• enostavna montaža,

• visoka zdržljivost kratkostičnih tokov,

• ker ni potrebno vzdrževati nadtlaka v kablu za zagotavljanje stabilizacije dielektrika, ni pomožnih naprav,

• zaradi tipa izolacije in nizke teže so primerni za polaganje na velike višinske razlike, brez posebnih dodatnih naprav,

• ne obstaja nevarnost onesnaževanja okolja zaradi izgubljanja izolacijskega medija,

• nizki faktorji izgub,

• nižji obratovalni stroški zaradi manjših dielektričnih izgub in nižjih polnilnih moči. PE in XLPE imajo primerljive dielektrične sposobnosti in električno prebojnost, ki je seveda odvisna od debeline izolacije. Pri visokonapetostnih vodnikih igrajo odločilno vlogo tudi termične sposobnosti, ki se med PE in XLPE močno razlikujejo.

D519 - 3E/02 28/47



Polietilen se pridobi iz etilena s polimerizacijo (prisotnost primernega okolja, ki ga predstavlja katalizator, ustrezen pritisk in temperatura). Verige polietilena v molekularni strukturi običajnega PE lahko s pomočjo peroksida (kemična mreža) ali visokoenergijskega sevanja (sevalna mreža) medsebojno povežemo v mrežasto molekularno strukturo. S takšno povezavo linearnih molekularnih verig dobimo polietilensko mrežo z gumi-elastičnimi lastnostmi nad mejo taljenja kristalne strukture. Pod to temperaturo so razlike med PE in XLPE minimalne. Karakteristike omrežnega polietilena so naslednje: • max. temperatura vodnika (°C) 90 • max. temperatura vodnika v KS (°C) 250 • tan δ pri 20°C 4 x 10 -4 • spec. upornost pri 20°C Ω.cm) ≥1016 • natezna trdnost pri 20°C (N/mm 2) ≥12,5 • raztegljivost pri 20°C (%) ≥200

3.1.2 Zgradba plasti čnega kabla za visoke napetosti Danes so poznane v svetu različne tehnologije za izdelavo kabla oziroma kabelskega jedra. Bistveno za kvaliteto kabla je izdelava njegovega jedra, to je vodnika z notranjo polprevodno, izolirno in zunanjo polprevodno plastjo. Kabli za napetosti nad 36 kV se izdelujejo večinoma kot enofazni. Izjema so podvodni kabli, uporaba trifaznih kablov ekonomičnejša, velika teža pa ne predstavlja težave, ker se za transport in polaganje uporabljajo plovila. Vodniki so lahko aluminijasti ali bakreni, sestavljeni iz večjega števila žic ali pa iz homogenega vodnika. Preseki nad 1000 mm2 se običajno izdelujejo kot segmentni. Segmenti so med seboj izolirani. S tem se proizvajalci izogibajo prekomernim izgubam kabla zaradi izriva toka (skin efekta). Na vodnikih je nameščen (ekstrudiran) tanek sloj polprevodnega polietilena, katerega funkcija je približati površino vodnika idealni okrogli obliki in tako homogenizirati električno polje. Prvi ekstrudirani polprevodniški sloj se imenuje ekran vodnika (conductor screening), preko njega je nameščen celotni izolacijski sloj XLPE-ja. Preko izolacijskega sloja je ekstrudiran še en polprevodniški sloj, ki ima enako vlogo kot ekran vodnika, to je oblikovanje čim bolj homogenega električnega polja. Ta sloj se imenuje ekran jedra (core screening). Jedro kabla je tako vodnik z dvema ekranoma iz polprevodniškega XLPE ter z vmesno izolacijo. Vsi trije sloji se ekstrudirajo na vodnik istočasno. Okoli jedra kabla se povije prevodni trak, ki na vlagi ekspandira. Vloga tega sloja je preprečevanje vdora vlage v vzdolžni smeri, če pride do poškodbe kabla.

D519 - 3E/02 29/47



Nad ekspandirajočim slojem je nanešen kovinski ekran - običajno sestavljen iz okroglih bakrenih žic in v nasprotni smeri spiralasto povitega bakrenega traku. Vloga ekrana je načeloma odvajanje dielektričnih polnilnih tokov in izgubnih tokov ter tako zagotavljanje ničnega potenciala na zunanjem polprevodniškem sloju. Često je ekran dimenzioniran še za zemljostične tokove. Preko ekrana je običajno navlečen še metalni oklop, ki ščiti kabel pred vdorom vlage. Ti oklopi so večinoma aluminijski, lahko pa svinčena obloga nadomesti ekran in predstavlja še vodno zaporo. Zunanjo zaščitno plast predstavlja plašč iz polietilena ali PVC. Tipični prerez zemeljskega VN kabela za napetosti 72,5 - 245 kV

1.

vodnik - kompaktirani aluminij ali baker

2.

notranji polprevodniški sloj

3.

izolacija - XLPE najvišje čistoče

4.

zunanji polprevodniški sloj

5/6.

ekspandirajoči prevodni trak

7.

ekran iz bakrenih žic, s spiralasto navitim Cu trakom v nasprotni smeri

8.

PE zunanji plašč

7a.

opcija: ekstrudirani svinčeni oklop

Alu folija - radialna zapora proti vdoru vlage

9.

D519 - 3E/02 30/47



3.1.3 Pogoji, ki vplivajo na kapaciteto prenosa Kapaciteto prenosa načeloma omejuje količina toplote, ki se razvija pri prehodu električnega toka in ki jo je možno odvajati v okolje pri najmanj ugodnih pogojih namestitve kabla (to je na mestu, kjer je odvajanje toplote najbolj ovirano). Uspešnost odvajanja toplote je povezana poleg samih karakteristik kabla tudi s specifično toplotno upornostjo okolja in z njegovo temperaturo.

3.1.4 Kratkosti čna tokovna zmogljivost Kratkostična tokovna zmogljivost je povezana z:

• dovoljeno temperaturo vodnika in metalnega ekrana v primeru kratkega stika,

• predhodno temperaturo vodnika in metalnega ekrana,

• časom trajanja kratkega stika.

3.2 POLAGANJE KABLA

Energetski kabli se nameščajo v zemljo ali po zraku. Najpogosteje se namešča kable z neposrednim polaganjem v zemljo in sicer v globino okoli enega metra. V urbanih okoljih je kable pogosto potrebno nameščati v dodatno mehansko zaščiteno okolje (zaščitne cevi, kinete, ipd.). Zaradi težav, povezanih s polaganjem kablov v urbanem okolju se na krajših sektorjih uporablja tudi tehnika horizontalnega vrtanja, pri kateri površina zemljišč, po katerih poteka trasa, ni motena. Kabelske instalacije se lahko nameščajo tudi po zraku in to v zaprtih prostorih ali na prostem. Kabelske instalacije v kinetah in ceveh se smatrajo kot notranje v zraku položene instalacije. Enofazni kabli se lahko namestijo v dve tipični formaciji:

• trikotna (trefoil) formacija in

• ravninska (flat) formacija.

Kabli, nameščeni v ravnini, nudijo boljše odvajanje toplote, zato je njihova prenosna kapaciteta višja kot v primeru polaganja v trikot.

d

RAVNINSKA FORMACIJA

2d 2d

TRIKOTNA FORMACIJA

D519 - 3E/02 31/47



Trikotna formacija polaganja kablov potrebuje ožji kabelski kanal, izgube so manjše in manjša je tudi intenzivnost magnetnega polja s katerim motijo okolje. Zato se polaganje v trikot uporablja več in zlasti v urbanih naseljih.

3.2.1 Polaganje kabla pod zemljo Polaganje v odprti jarek globine ca. 1,50 m in širine ob dnu 1.30 m. Kabli so zaščiteni pred stikom z ostrorobim materialom, ki bi jih med gradnjo ali eventualno kasneje lahko poškodoval s peščeno blazino granulacije 0 - 4 mm. Nad blazino so položene zaščitne betonske plošče ter opozorilni trakovi, ki položeni v zasutje jarka nekoliko višje nad ploščami, opozorijo eventualno kasnejšega kopača, da se nahaja v nevarnem območju VN kabla. Utrjevanje zasutja se izvede previdno v plasteh od 15 do 20 cm z lažjo mehanizacijo tako, da ne pride do poškodovanja zaščitnih betonskih plošč.

V isto traso se lahko namešča še cevi za optične vodnike. Na mestih križanja obstoječih podzemnih komunalnih vodov, cest in poti je predvidena zaščita kablov s PEHD cevmi.

D519 - 3E/02 32/47



Na delu trase, kjer 110 kV kabli potekajo vzporedno z obstoječo traso TK kabla, je predviden minimalni odmik 2,00 m osno.

3.2.2 Horizontalno vrtanje

Ne mestih kjer površinski izkop jarka za nameščanje kablov oz. cevne kanalizacij ne bo primeren, bo uporabljena ena od možnih tehnik horizontalnega vrtanja za nameščanje cevne kanalizacija za kable. Ta način polaganja bo uporabljen pri prečkanju 20 kV kablovoda pred naseljem. Po namestitvi kablov se bodo cevi zapolnile z bentonitom ali drugim primernim materialom.

D519 - 3E/02 33/47



3.3 POGOJI POLAGANJA KABLOV IN NJIHOV VPLIV NA KAPACITETO PRENOSA

3.3.1 Zemeljski kabli

Način polaganja kablov močno vpliva na prenosno kapaciteto kablov. Pomembnejši dejavniki, ki vplivajo na sposobnost oz. velikost kapacitete prenosa so naslednji:

3.3.2 Prenosna kapaciteta kablov Polaganje kablov v zemljo oziroma v zrak ima močan vpliv na obremenljivost kablov. Tipične vrednosti za polaganje kablov v zemljo ali po zraku, pri standardnih vrednostih temperature okolja, globine vkopa, ter specifične temperaturne upornosti zemlje kaže spodnja tabela. Vrednosti se nanašajo na kable z Al vodno zaporo in z bakrenim ekranom preseka 70 mm2. Spodnja tabela velja za kable z bakrenim vodnikom, izolirane z omreženim polietilenom, z ekranom iz bakrenih vodnikov in z zunanjim PEHD plaščem - 64/110 (max. 123) kV.

Nazivni tok [A] trikotna formacija

Nazivni presek vodnika (mm2)

Aluminij 95 mm2 plašča

Baker 95 mm2 plašča

300 465 600 400 535 680 500 610 770 630 695 865 800 785 960

1000 875 1050 1200 940 1215 1400 1000 1300 1600 1050 1375 2000 1135 1490 2500 / 1605 3000 / 1695

Podani tokovi veljajo ob naslednjih pogojih: • Temperatura zemlje: 20°C • Spec. temp. upornost zemlje: 1°C.m/W • Globina polaganja: 1,3 m • Temperatura zraka: 30°C • Vzporedno polagane: Ekran enostransko ozemljen ali prepleten Kabli razmaknjeni za premer kabla • Trikotna formacija* Dvostransko ozemljen ekran za kable do preseka 630 mm2

Ekran enostransko ozemljen ali prepleten za kable preseka 630 mm2 in več

D519 - 3E/02 34/47



3.3.3 Vpliv temperature okolja (zemlje) na prenosne kapacitete Padanje kapacitete prenosa z naraščanjem temperature v zemlji prikazuje spodnja tabela. Predpostavka je, da je pri temperaturi zemlja 20°°°°C prenosna kapaciteta 100 %-na. Temperatura zemlje - °°°°C 5 10 15 20 25 30 35 40 Redukcijski faktor 1,1 1,07 1,03 1,00 0,96 0,92 0,88 0,84

3.3.4 Vpliv specifi čne toplotne upornosti zemlje Prenosna kapaciteta je močno odvisna od sposobnosti okolja (zemlje), da odvaja proizvedeno toploto. Sposobnost odvajanje toplote izražamo s specifično toplotno upornostjo zemlje. Korelacije med spec. topl. upornostjo in obremenljivostjo prikazuje spodnja razpredelnica. Redukcijski faktorji za različne specifične toplotne upornosti zemlje Spec. topl. upornost zemlje - °°°°C.m/W

1 1,20 1,50 2,00 2,50

Redukcijski faktor 1 0,93 0,85 0,75 0,69

3.3.5 Vpliv števila tokokrogov in razdalje med njimi

Zaradi slabšega odvajanja toplote se obremenljivost kablov s številom vzporedno potekajočih tokokrogov manjša. Če je razdalja med tokokrogi večja, je vpliv paralelnih tokokrogov manjši. Redukcijski faktorji za različna števila vzporednih tokokrogov Razdalja med simetralami tokokrogov

Število tokokrogov

mm 2 3 4 400 0,79 0,71 0,65 600 0,85 0,76 0,72 800 0,88 0,79 0,76

1000 0,89 0,81 0,79

3.3.6 Vpliv temperature zraka na v zraku položene kable

Kapaciteta oz. prenosna zmogljivost kablov pada s porastom temperature tudi v zraku. Povezave prikazuje spodnja tabela. Redukcijski faktorji za različne temperature zraka

D519 - 3E/02 35/47



Temperatura zraka °°°°C 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Redukcijski faktor 1,2 1,17 1,13 1,09 1,04 1 0,95 0,9 0,85 0,8

3.3.7 Globina vkopa kablov

Obremenljivost kabla pada s povečevanjem globine vkopa (zaradi slabšega hlajenja). Navadno se kabli nap. nivoja 110 kV polagajo v globino 1,2 do 1,5 m, kar je dovolj da niso preveč izpostavljeni poškodbam pri prekopavanju terena. Redukcijski faktorji za različne globine vkopa Globina vkopa - m 1 1,3 1,5 2 2,5 3 Redukcijski faktor 1,03 1 0,98 0,95 0,93 0,91 Gornja tabela kaže odvisnost obremenljivosti kabla od globine vkopa. Če je kabel pri običajni globini vkopa obremenljiv 100 %-no, je pri dveh metrih globine njegova obremenljivost le 95 %-na, pri treh metrih pa le še 91 %-na itd. Vsi navedeni podatki veljajo le načelno in sicer za kable, trajno obremenjene z nazivnim tokom. Če obremenjenost ni konstantna, je kapaciteta kabla večja. Pri povprečnem dnevnem ciklu mešane potrošnje (gospodinjstva, gospodarstvo) se predvideva da je kabel v povprečju obremenjen 70 %-no (faktor obremenitve 0,7). Točne podatke o dovoljenih tokovih dajejo proizvajalci za vsak tip kabla posebej. Pri tem igra pomembno vlogo tudi presek ekrana kabla.

3.4 PREPLETANJE KABLOV

S prepletanjem želimo odpraviti tokove in s tem izgube, ki se pojavijo v kabelskem opletu. Tok po vodnikih povzroči nastanek magnetnega polja. Magnetno polje inducira napetost, katera požene po opletu tok. Rešitev problema je vidna na spodnji sliki. S prepletanjem želimo doseči, da je absolutna vrednost vseh treh tokov enaka, medtem ko je njihova rezultanta enaka nič (dolžina vseh kablov mora biti enaka prav tako tudi razdalja med njimi (trikotna formacija)). Teoretična rešitev prepletanja je ta, da se po opletu kabla ne pojavijo nobeni tokovi in zato tudi ni izgub. Dolžine posameznih odsekov kablov so odvisne od načina prepletanja in pa od dolžine trase (dolžine kablov).

Prepletanje treh enofaznih kablov

D519 - 3E/02 36/47



To je osnovni način prepletanja, kjer se prepletajo samo opleti, medtem ko kabli ostanejo neprepleteni. Konci kablov, oplet iz bakrenih žic (opcija: ekstrudiran svinčen oklop), so ponavadi ozemljeni na obeh koncih. Lahko pa so ozemljeni samo na enem koncu, medtem ko na drugem vstavimo katodni odvodnik. V primeru, ko so dolžine odsekov kablov in razdalje med njimi različne, se zaradi nesimetrije pojavijo tokovi in s tem izgube. Pri znani geometriji, dolžini in preseku kablov, lahko izračunamo pričakovane izgube. IEC predpisuje dovoljene izgube v ekranu kabla in sicer: • 3% izgube kabla položenega brez cevi • 5% izgube kabla položenega v cevi Prepletanje kablov se lahko vrši na sledeče načine: a) Tik pred spojem se prepletajo le opleti b) Kirke-Searingova metoda predstavlja prepletanje tako opleta kot kabla in ozemljevanje vsak

tretji kabelski spoj.

Kirke-Searingova vezava V primerjavi s prvo metodo, Kirke-Searingova ponuja izenačevanje reaktance v različnih fazah vzdolž kabelske trase in zmanjševanje inducirane napetosti v telekomunikacijskih kablih (če la ti ležijo vzporedno z energetskim kablom). Omeniti je potrebno še izpeljanko Kirke-Searingove metode in sicer je razlika v tem: • da je oplet spojen in ozemljen na vsakem drugem (in ne tretjem) spoju • da je kabel čimvečkrat prepleten, kajti s tem se odpravi razlika v dolžini kablov. • da je nadzor toka v opletu lažji pri dveh spojih. Preprostejše metode so prikazane v spodnji sliki. Opleti posameznih faz so spojeni in ozemljeni skupaj na enem koncu.

D519 - 3E/02 37/47



Nespojeni konci opleta pa so priključeni na katodne odvodnike. Za meritve je koristna ozemljitev opleta preko ozemljilne ločilke.

Povezava opleta V primeru ko je upornost zemlje na enem koncu kabla veliko nižja kot na drugem, je priporočljivo ozemljiti kabel na strani nižje upornosti. Pri odvodniku je iz varnostnih razlogov (eksplozija) bolje, če je lociran znotraj postaje. Postavitev odvodnikov pri prepletanju kablov se ponavadi izvede po naslednji shemi. Na shemi vidimo omarico v kateri se nahajo odvodniki in povezave opletov kabla. Razdalja le teh ne sme biti daljša od 10 m od spojev kabla.

D519 - 3E/02 38/47



Primer ozemljevanja V primeru ko imamo sicer dovolj dolge kable , vendar pa ni možno kabel deliti na tri dele (spoje), moramo uporabiti kombinacijo obeh metod. In sicer ozemljevanje z odprtim koncem in obojestranskim. Primer takega povezovanja je viden na spodnji sliki

Mešan način ozemljevanja

3.5 ŠTEVILO SPOJK

Dolžina posameznega kabla je omejena z velikostjo kabelskega bobna oziroma s transportnimi omejitvami. Velikost kabelskega bobna je običajno do 3,6 m, kar omogoča kabelske dolžine do okoli 1200 m - odvisno od preseka vodnika. Kot rečeno je največja dolžina definirana s presekom kabla. Ob tem se soočimo z naslednjo dilemo: Prenosna kapaciteta, ki jo želimo je močno odvisna tudi od ekonomičnosti. Lahko vzamemo manjši presek kabla, tako bo število spojev manjše, transport bo cenejši, celotna investicija bo nižja. Izgube ob obratovanju bodo večje in ekonomičnost kablovoda v obratovanju nižja.

D519 - 3E/02 39/47



3.5.1 Vrste kabelskih spojk Danes se uporabljajo dve vrsti spojk za 110 kV kabel: • Klasične spojke, pri katerih se izolacija izvede s samovulkanizirajočim plastičnim trakom.

Nameščanje spojk zahteva veliko higieno in izkušenost. Zato vsi proizvajalci zahtevajo montažo izključno z lastnim osebjem.

• Predfabricirane spojke. Za te spojke se vsi bistveni elementi izdelajo v tovarni in se tudi preizkusijo. Izolacija je v tem primeru izdelana v obliki tulca iz silikonske gume, v njem pa so tudi polprevodni elementi za oblikovanje potenciala. Te spojke so enostavnejše za montažo, zahtevajo pa specialna orodja in so prav tako domena izvežbanih montažerjev dobaviteljev.

Oba tipa spojk sta v končni obliki zalita v dvokomponentno smolo in se lahko nameščata neposredno v zemljo. Za napetosti 110 kV sta dovolj zanesljiva oba tipa spojk, medtem ko je za višje napetosti zanesljivejša izvedba s predfabriciranimi elementi.

Izgled kabelske spojke

D519 - 3E/02 40/47



3.5.2 Dimenzioniranje kabla Dokončne potrebne dimenzije kabla bodo določene po detaljnih meritvah razmer na trasi in po podatkih proizvajalcev ob razpisu. Nazivni tok Prenosna kapaciteta kablov bo: P1 = 100 MVA in Pri 110 kV napetosti to pomeni tok:

I1 = 110 3

100 = 525 A

Kabli morajo biti sposobni omogočati prenos gornjega toka v realnih pogojih namestitve. Nameščanje kablov v izkopan rov, zasut s peskom in zemljo Predpostavka: • kabelska trasa bo potekala tako, da bo največja globina vkopa približno 1,5 m, • temp. zemlje ne bo presegala 25°C v globini 1,5 m. kabli bodo nameščeni v trikotni formaciji, • kabli se bodo nameščali v peščeno posteljico, nad njo bodo nameščeni betonski zaščitni

plohi. • Specifična toplotna upornost zemlje je 1,5 Km/W V našem primeru bo obremenljivost kabla potrebno korigirati s faktorjem fk = fg x fT x fn x fσ x fL (skupni faktor je produkt faktorja globine, temperature, števila tokokrogov, spec. topl. upornosti zemlje in obremenjenosti) Za namestitev v globini 1,5 m: fk3 = 0,98 x 0,96 x 1 x 0,85 x 1 = 0,799 Nameščanje kablov v PE cevi, položene s tehniko horizontalnega vrtanja Predpostavka: • kabelska trasa bo potekala tako, da bo povprečna globina vkopa približno 3 m, • temp. zemlje ne bo presegala 15°C v globini 3 m. Kabli bodo nameščeni v trikotni formaciji,

D519 - 3E/02 41/47



• kabli se bodo nameščali v PE cevi. Po končani montaži kablov se bo zračna reža v ceveh zapolnila z bentonitom. V tem primeru je toplotna specifična prevodnost odvisna od treh komponent:

• Specifična toplotna upornost zemlje je 1,5 Km/W

ϕT = ϕT1 + ϕT2 + ϕT3

kjer pomeni: ϕT - specifična toplotna upornost kombiniranega okolja ϕT1 - spec. topl. upornost bentonita v PE cevi ϕT2 - spec. topl. upornost PE cevi ϕT3 - spec. topl. upornost okolja (zemlje) Korekcijski faktor za takšno namestitev ocenjujemo na 0,9. V našem primeru bo obremenljivost kabla potrebno korigirati s faktorjem fk = f9 x fT x fn x fpe x fσ x fL (skupni faktor je produkt faktorja globine, temperature, števila tokokrogov, spec. topl. upornosti okolja in obremenjenosti) Za namestitev v globini 3 m: fk3 = 0,91 x 0,96 x 1 x 0,85 x 1 = 0,743 Pričakovani najbolj kritični deli bodo na največji globini vkopa kablov, zato presek določamo glede na pogoje vkopa pri 3 m. Izberemo kable za normalne pogoje ob korigiranem toku:

I1k = 743,0

1I =

743,0

525 = 706 A

Navedena prenosna kapaciteta je dosegljiva z Cu kablom preseka 500mm2 ali z Al kablom preseka 800mm2. Pri tem je mišljena namestitev s transpozicijo kabla z ekranom in dvostransko ozemljitvijo. Zaradi možnosti kratkotrajnih preobremenitev kabla, je pri izbiri kabla smotrno preiti na višji presek in sicer: pri Cu na 630 mm2 in pri Al na 1000 mm2. Točen izračun kabla sledi pri naročanju le tega.

D519 - 3E/02 42/47



4. KRIŽANJA

4.1 MINIMALNI TEHNIČNI POGOJI ZA KRIŽANJA

Slovenija nima posebnih predpisov za križanja 110 kV kablov z drugimi infrastrukturnimi objekti oz. napeljavami. V grobem predlagamo uporabo "Navodil za izbiro, polaganje in prevzem elektroenergetskih kablov nazivne napetosti 1 kV do 35 kV", ki jih je pripravi EIMV (Ref. 1260). Vertikalne razdalje naj bi se nekoliko povečale (med različnimi napeljavami in 110 kV kabli oz. cevmi v katere so priložena) in naj bi bile vsaj 0,5 m. Koti križanj naj se v splošnem približujejo 90°.

D519 - 3E/02 43/47



5. OCENA STROŠKOV

Zap. št.

Opis Enota Količina Cena na enoto EURO

Skupna cena EURO

A Kabel A.1 110 kV kabel z XLPE izolacijo,

z ekranom Cu 95 mm2

m 33696 250 8.424.000

A.2 Kabelski končnik za XLPE 110 kV

kabel

kos 12 5.000 60.000

A.3 Kabelska spojka za XLPE 110 kV

kabel

kos 24 6.000 144.000

A.4 Omarica za preplet ekrana, s

prenapetostnimi odvodniki,

kompletno opremljena

kos 8 8.000 64.000

A.5 Ostala oprema Kpl. 1 6.000

A.6 Polaganje kabla % 9 782.820

SKUPAJ A: 9.480.820

B Gradbena dela – kabel B.1 Polaganje 110kV kabla v zemljo m 5474 200 1.094.800

B.2 Horizontalno podvrtavanje m 142 300 42.600

SKUPAJ B: 1.137.400

SKUPAJ: 10.618.220

Ocena stroškov v idejnem projektu je v primerjavi z oceno stroškov v idejnih zasnovah narasla na račun svetovnega višanja cen bakra. Cene kabla so se v zadnjem času zvišale iz prvotnih cca. 110 Eurov/m na sedanjih 250 Eurov/m.

D519 - 3E/02 44/47



Spodnji diagram prikazuje stanje bakra na svetovnem trgu za leto 2007

D519 - 3E/02 45/47



6. ZAKLJU ČEK

Trasa 2 x 110 kV kablovoda poteka po desni strani stare železniške proge (kolesarski stezi). Trasa se v določenih delih razlikuje od trase, ki je bila predstavljena v idejnih zasnovah. Odstopanja so posledica varnostnega odmika od obstoječe infrastrukture vzdolž železniške poti. Predvsem pa smo se v določenih delih poskušali popolnoma ogniti sečnji dreves, tako naj bi bil poseg polaganja kabla čim manj viden. Opis posameznih odsekov:

• potek ob desni strani kolesarske steze (odsek A) – Trasa poteka v začetku še ob regionalni cesti Jesenice – Kranjska gora in se po dobrih 150 m s podvrtavanjem nadaljuje ob stari želežniški progi. Os kopa je od cestišča odmaknjena minimalno 2 m. Predvsem je potrebno paziti na obstoječo infrastrukturo, kajti polaganje dvosistemskega 110 kV kablovoda zahteva širok pas (širina je odvisna od sestavine tal). Pri celotnem odseku, smo se tam kjer je bilo le mogoče, ognili sečnji dreves in grmovja in za to ceno včasih uporabili tudi sosednjo katastersko parcelo. V delu trase kjer je gozda več pa smo za sečnjo predvideli le pas ki je nujno potreben za polaganje kabla. Pri odseku A problema z dovoznimi potmi ni. Vsa prečkanja kolovoznih poti so izvedena z uvlačenjem kablov v PEHD cevi.

Pri prečkanju reke Save in pri črpališču bo polaganje kablov potekalo s podvrtavanjem.

Polaganje – uvlačenje kablov v vrtino Φ = 0,40 m izvedeno z uporabo tehnologije horizontalnega vrtanja v globini od 3,00 do 4,00 m. Kabli se bodo polagali z uporabo tehnologije horizontalnega vrtanja tal, primerne zacevitve vrtine, uvlačenja kablov v cevi in po končani montaži, zapolnitve cevi z bentonitom oziroma drugačnim tekočim medijem, ki bi lahko zagotavljal boljše karakteristike toplotne povodnosti. Bentonit sicer v času vrtanja zagotavlja tudi lažje delo, kasneje pa služi kot primeren medij za odvajanje toplote iz kabla v okolico. (glej tipičen prerez spodaj).

PEHD cevi 3 x 160 mm za energetske kable + PEHD cevi 2 x 50 mm za telekomunikacijske kable; vse cevi se po montaži kablov zapolnijo z

PEHD cevi 3 x 160 mm za energetske kable + PEHD cevi 2 x 50 mm za telekomunikacijske kable; vse cevi se po montaži kablov zapolnijo z

vrtina Φ = 400 mm, zapolnjena z bentonitom

D519 - 3E/02 46/47



• potek ob gozdni meji (odsek B) – Ta varianta ponuja rešitev polaganja kabla na meji med kmetijskimi zemljišči in gozdno mejo. Tu posek ni potreben, je pa problem pridobivanja soglasij in dovoljenj za izkop kabelske jame.

• Odsek C - zaradi visokega in strmega nasipa kolesarske steze je polaganje kabla ob

stezo nemogoče. Problem nastane pri izkopu kabelske trase, kajti da zagotovimo ustrezno globino vkopa cca. 1.5 m je potrebno prekopati praktično celotni nasip. S tem je praktično nemogoče zagotoviti varnost na preostalem delu cestišča (kolikor ga še preostane). Zaradi že položenih TK kablov in 0.4 kV kablov v kolesarsko stezo taka rešitev ne pride v poštev. Spodnja slika nam prikazuje problematiko polaganja kabla v nasip.

D519 - 3E/02 47/47



• Odsek D - kabelska trasa od točke T3 zavije proti kmetiji in ob kolovozu se trasa nadaljuje pod 20 kV daljnovodom. V največji možni meri smo izrabljali traso 20 kV daljnovoda, zaradi že obstoječega DV koridorja. Zaradi bodoče širitve pokopališča smo traso speljali ob gozdni meji.

Poleg tega pa bi bilo potrebno na določenih mestih prečkati ostalo infrastrukturo, kar močno podraži celotno investicijo.

Zaradi dolžine kabelske trase, je potrebno na štirih delih zgraditi kabelske jaške za spajanje in preplet opletov kablov.

Documents

D519---3E1001 tehnično poročilo · 2012-08-02 · D519 - 3E/02 14/47 Datoteka: D519---3E1001 tehnično poročilo.doc Revizija: - Objekt: DV 2x 110 kV RTP Jesenice (Predor) – RTP