Воздушный провод компании Tratos на 40% эффективнее в экономии энергии во время её передачи

Недавно компания Tratos с гордостью сообщила о предоставлении образцов своего гибридного высокотемпературного провода с малым провесом для воздушных линий электропередачи (High-Temperature Low Sag (HTLS) overhead conductor), который будет использоваться для проведения приёмо-сдаточных испытаний и начальных испытаний на маломасштабной испытательной установке.

Главный исполнительный директор компании Tratos UK Ltd, д-р Маурицио Браганьи (Maurizio Bragagni), отметил культуру инноваций, которую британско-итальянская и всемирно известная кабельная компания Tratos внедряет везде, где она работает.  

Уникальная испытательная установка, спроектированная и разработанная доктором Копсидасом (Dr Kopsidas), позволяет давать количественную оценку преимуществам технологий производства нового высокотемпературного воздушного провода с малым провисанием, которые обеспечивают увеличение пропускной способности существующих воздушных линий электропередачи.  Длина провода, закреплённого на этой испытательной установке для проведения начальных испытаний, составляет 12,4 м. Испытательная установка спроектирована таким образом, чтобы была возможность обеспечить полный контроль и мониторинг образца воздушного провода во время проведения испытаний на определение:

• зависимости провисания от натяжения
• зависимости провисания от температуры
• зависимости провисания от вибрации
• зависимости провисания от вибрации и температуры
• а также от комбинации этих факторов.

Испытательная установка разработана таким образом, чтобы была возможность количественной оценки механизмов теплопередачи, в частности, в критических условиях слабого ветра, влияния условий радиального провисания алюминия при вибрации и влияния прикрепленного оборудования на небольшое радиальное «расширение» провода. Есть надежда, что несколько позже во время этих испытаний провод также будет подвергнут воздействию погодных условий.

Испытательная установка обладает возможностями, которые помогут проверить и количественно оценить характеристики проводов HTLS при температурах выше и ниже температуры точки перегиба, которые обычно не учитываются в практике действующих стандартов.

Новый провод, поставляемый компанией Tratos, содержит гибридные элементы из углеродного волокна размером 7xØ4,70 мм, скрученные в центральный сердечник с гелевым заполнением, который обмотан лентой и помещён в защитную герметичную, плотно прилегающую алюминиевую трубку. Вокруг этой трубки спирально наложены два слоя проволоки из термостойкого (TAL) сплава алюминия и циркония AT1 в соответствии со стандартом IEC 62004, при этом внутренний слой содержит 17 проволок диаметром 3,75 мм и наружный слой содержит 34 проволоки диаметром 3,75 мм, наружный диаметр равен 32, 3 мм. Масса – 1 703 кг/м. Электрическое сопротивление при 20⁰C составляет 0,0583 Ом/км.

Номинальная прочность провода на растяжение составила 21 000 деканьютонов. Предел прочности на растяжение сердечника – 18400 деканьютонов.

Несмотря на то, что поставляемый компанией Tratos провод HTLS был успешно использован итальянской энергетической компанией TERNA, которая проложила 42 км кабеля через высокогорный перевал Сан Пеллегрино в итальянских Доломитовых Альпах (регион Ломбардия, провинция Бергамо) в 2013 году, и с тех пор компания Tratos поставила другие провода аналогичной конструкции, хорошо известно, что разработка технологий для производства нового высокотемпературного провода с малым провисанием не происходит в ожидаемом темпе. Одной из причин такой задержки является отсутствие многолетнего опыта обслуживания.

Уже довольно давно во многих странах мира быстро растущий спрос на электроэнергию заставил организации, ответственные за системы электропередачи, искать технические инновации. Они ищут способы увеличения объёмов передаваемой энергии и повышения эффективности передачи в рамках жёстких бюджетных ограничений.

В настоящее время в результате военных действий в Украине мир стоит перед беспрецедентным энергетическим кризисом. В Великобритании компания National Grid предупредила о том, что Британия может столкнуться этой зимой с запланированными трёхчасовыми отключениями электроэнергии в домах и на предприятиях.

Разработанные компанией Tratos высокотемпературные провода HTLS с гибридным сердечником, по сути, являются решением проблемы растущих затрат на электроэнергию и надвигающихся отключений электроэнергии. Провода Tratos HTLS обеспечивают увеличение пропускной способности и уменьшение потерь мощности.

Ещё в 2017 году, изучая проблему потерь на линии электропередачи и анализируя общие годовые показатели энергосбережения при использовании проводов Tratos OHC-HV, исследователи компании Tratos подсчитали, что ежегодная экономия для трёхпроводной воздушной линии составила 88 339,00 евро/км, а годовая экономия при использовании одного провода составляет 29 446,41 евро/км. В 2017 году для исследования использовали стоимость электроэнергии в размере 0,04 евро/ кВтч. Можно представить какова будет экономия затрат в наши дни, когда цены на энергоносители взлетели до небес! Согласно последним данным от Министерства бизнеса, энергетики и промышленной стратегии (Department for Business, Energy, and Industrial Strategy), в Великобритании средние цены на электроэнергию составляли около 18,9 фунтов/кВтч в 2021 году, но к концу 2022 года они приблизятся к цене 51 фунтов/кВтч (~0,6 евро), что в 15 раз больше, чем в 2017 году.

Кроме повышенной эффективности передачи энергии, новый гибридный несущий нагрузку сердечник может быть легко модифицирован в соответствии с условиями прокладки, желательной пропускной способностью по току и географическим и климатическим местоположением. Это позволяет увеличить пролёт при малом провисании провода, обеспечивает больший запас прочности при нагрузках, создаваемых ветром и снегом, или может использоваться для замены существующих конструкций всех металлических проводов с жилами меньшей массы. 

Постоянно применяя новые технические решения, компания Tratos исследует способы включения волоконной оптики в свои конструкции, а также изготовила провод с тремя гибридными упрочняющими элементами и тремя трубчатыми элементами – идеальное решение для встраивания волокон или других элементов в кабель.

Кроме того, из-за резкого роста стоимости основных металлов – меди и алюминия – на протяжении последних лет и ожиданий дальнейшего роста их стоимости, традиционные воздушные провода становятся всё более дорогими и подвергаются кражам. Оснащённые умной противоугонной технологией воздушные провода компании Tratos отличаются не только существенно сниженным углеродным следом во время производства, но также устойчивостью к вандализму благодаря своей необычной конструкции. Такая конструкция затрудняет извлечение алюминия, а отсутствие меди в ней делает такие провода менее привлекательными для потенциальных воров. Новый воздушный провод обеспечивает большие экономические преимущества, так как он не только продаётся по более низким ценам, но  также расходы на его эксплуатацию и затраты на демонтаж по окончании его срока службы также сокращаются. 

Даже при этой экономической эффективности сохраняется высокий уровень исполнения нового воздушного провода, его способность удовлетворять повышенные потребности в мощности, сезонные пики мощности и служить резервной линией при неисправных фидерах, повышая, таким образом, гибкость сети.   

Компания Tratos продолжит сотрудничество с академическими и исследовательскими институтами, поставляя дополнительные отрезки своего провода HTLS для тестирования на другом испытательном оборудовании. Тестирование различных размеров проводов каждого типа также предоставит дополнительную ценную информацию, которая будет использоваться подразделением исследований и разработок компании Tratos для поддержки инноваций и предложения новых решений своим клиентам и обществу в целом.