Выбор схемы заземления экранов силовых кабельных линий
Another Title
Selecting a Grounding Scheme for Screens of Power Cable Lines
Bibliographic entry
Высоцкий, М. Э. Выбор схемы заземления экранов силовых кабельных линий = Selecting a Grounding Scheme for Screens of Power Cable Lines / М. Э. Высоцкий // Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. Энергетика. – 2025. – № 4. – С. 417-427.
Abstract
Выбор схемы заземления экранов силовых кабельных линий представляет собой комплексную инженерно-экономическую задачу, влияющую на эффективность, безопасность и экономичность эксплуатации электрических сетей. Существующие подходы часто основываются на отдельных технических или экономических критериях без их комплексного учета. Цель данной работы заключается в разработке методики выбора оптимальной схемы заземления экранов по критерию минимума приведенных затрат с учетом технических ограничений по наведенному напряжению и пропускной способности линии. В работе рассмотрены три основные схемы заземления (одно и двустороннее, транспозиция), для которых рассчитывались капитальные затраты, ежегодные эксплуатационные издержки, наведенные токи и напряжение на экранах и длительно допустимые токи нагрузки кабелей. Определена предельная длина кабельной линии с односторонним заземлением по условию наведенного напряжения. Обозначены области применимости различных схем: одностороннее заземление применимо для линий малой длины (до 0,5–1,5 км в зависимости от площади поперечного сечения жил); двустороннее заземление оптимально для линий с небольшой токовой нагрузкой; транспозиция экранов рекомендуется для линий большой длины с относительно высокой токовой нагрузкой. Установлено, что переход от двустороннего заземления к одностороннему или транспозиции для кабелей напряжением 110 кВ увеличивает пропускную способность кабельной линии на 1–26 % в зависимости от площади поперечного сечения жилы и экрана. Актуальным представляется разработка программного обеспечения для автоматизации процесса выбора оптимальной схемы заземления экранов. Практическое применение разработанной методики позволяет оптимизировать технические решения при проектировании кабельных линий, сокращая капитальные и эксплуатационные затраты электрических сетей.
Abstract in another language
The choice of a grounding scheme for the screens of power cable lines is a complex engineering and economic task that affects the efficiency, safety and cost-effectiveness of the operation of electrical networks. Existing approaches are often based on individual technical or economic criteria without taking them into account comprehensively. The purpose of this work is to develop a method for selecting the optimal grounding scheme for screens based on the criterion of minimum reduced costs, taking into account technical limitations on induced voltage and line capacity. The paper examines three basic grounding schemes (one-sided, two-sided, transposition), for which capital costs, annual operating costs, induced currents and voltage on the shields, and long-term permissible cable load currents were calculated. The maximum length of a cable line with one-sided grounding is determined based on the induced voltage condition. The areas of applicability of various schemes are indicated: one-sided grounding is applicable for short lines (up to 0.5–1.5 km depending on the cross-sectional area of the conductors); two-sided grounding is optimal for lines with a small current load; transposition of screens is recommended for long lines with a relatively high current load. It has been established that the transition from double-sided grounding to single-sided grounding or transposition for 110 kV cables increases the capacity of the cable line by 1–26 % depending on the cross-sectional area of the core and screen. The development of software to automate the process of selecting the optimal grounding scheme for screens seems relevant. The practical application of the developed methodology allows optimizing technical solutions in the design of cable lines, reducing capital and operating costs of electrical networks
View/
Collections
- № 5[6]