전력케이블 및 액세서리 현황 및 개발 분석

운용 중인 송전탑의 기울기 및 변형을 반영하는 송전탑 기울기를 온라인으로 모니터링하는 장치

관형 도체 전원 케이블

관형 도체 전원 케이블은 도체가 구리 또는 알루미늄 금속 원형 튜브로 감겨져 있는 일종의 전류 전달 장비입니다.

절연체로 절연체를 접지 금속 차폐층으로 감싸줍니다.현재 공통 전압 레벨은 6~35kV이다.

 

구조적 특성으로 인해 기존 전원 케이블과 비교할 때 다음과 같은 기술적 이점이 있습니다.

1) 도체는 단면적이 크고 열 방출이 좋으며 전류 전달 용량이 큰 관형입니다 (단일 전류 전달 용량

기존 장비는 7000A에 도달할 수 있으며 기계적 성능이 우수합니다.

2) 차폐 및 접지, 안전, 공간 절약 및 작은 유지 관리 기능을 갖춘 견고한 절연체로 덮여 있습니다.

3) 외층에는 내후성이 우수한 갑옷과 외장을 장착할 수 있습니다.

 

관형 도체 케이블은 현대 전력 개발에서 대용량, 소형 및 단거리의 고정 설치 라인에 적합합니다.

큰 운반 능력, 공간 절약, 강한 내후성, 안전성, 용이성과 같은 뛰어난 기술적 이점을 갖춘 관형 도체 케이블

설치 및 유지 관리는 특정 애플리케이션 시나리오에서 기존 전원 케이블, GIL 등을 대체할 수 있으며 과부하에 대한 선택이 될 수 있습니다.

연결 디자인.

 

최근 몇 년 동안 관형 도체 전원 케이블은 국내의 새로운 스마트 변전소, 대규모 태양 광 발전, 풍력 발전, 원자력 발전에 널리 사용되었습니다.

전력 공학, 석유, 철강, 화학, 전기 철도, 도시 철도 운송 및 기타 분야 및 전압 레벨도 고전압에 진입했습니다.

초기 저전압의 필드.제조업체 수는 소수의 유럽 및 미국 제조업체에서 주로 중국을 중심으로 수십 개로 늘어났습니다.

 

국내 관형 도체 전원 케이블의 절연은 에폭시 함침 종이 주조, 실리콘 고무 압출, EPDM 압출,

폴리에스터 필름 권선 및 기타 형태.현재의 생산 및 운영 경험으로 볼 때 직면한 주요 문제는 절연 문제,

고체 재료의 장기 성능 및 단열재 두께 선택, 개발 메커니즘 및 고체 단열재 감지 등

결함, 중간 연결 및 단자 전계 강도 제어에 대한 연구.이러한 문제는 기존의 압출과 유사합니다.

절연 전원 케이블.

 

가스절연케이블(GIL)

GIL(Gas Insulated Transmission Lines)은 SF6 가스 또는 SF6와 N2 혼합 가스를 사용하는 고전압, 대전류 송전 장비입니다.

절연체, 엔클로저와 도체는 동일한 축에 배열됩니다.도체는 알루미늄 합금 파이프로 만들어졌으며 쉘은 다음과 같이 닫혀 있습니다.

알루미늄 합금 코일.GIL은 가스 절연 금속 폐쇄 개폐 장치(GIS)의 동축 파이프라인 버스와 유사합니다.GIS와 비교하여 GIL은

차단 및 아크 소화 요구 사항이 있으며 제조가 비교적 간단합니다.다양한 벽 두께, 직경 및 단열재를 선택할 수 있습니다.

경제적으로 다양한 요구 사항을 충족할 수 있는 가스입니다.SF6는 매우 강한 온실가스이기 때문에 SF6-N2와 기타 혼합가스는 점차적으로

국제적으로 대체품으로 사용됩니다.

 

GIL은 편리한 설치, 작동 및 유지 관리, 낮은 고장률, 유지 관리 작업 감소 등의 장점을 가지고 있습니다.

설계 수명이 50년 이상인 발전소 및 변전소.해외에서 약 40년의 운영 경험을 보유하고 있으며, 전 세계적으로

설치 길이가 300km를 초과했습니다.GIL에는 다음과 같은 기술적 기능이 있습니다.

1) 최대 8000A의 고전류용량으로 대용량 전송을 실현합니다.용량은 기존의 고전압보다 훨씬 작습니다.

전압 케이블 및 장거리 전송에도 무효 전력 보상이 필요하지 않습니다.라인 손실은 기존 고속보다 낮습니다.

전압 케이블 및 가공선.

2) 안전한 작동의 높은 신뢰성, 금속으로 둘러싸인 견고한 구조 및 파이프 밀봉 단열재가 채택되어 일반적으로 혹독한 기후에 영향을 받지 않습니다.

가공선과 비교한 기타 환경적 요인.

3) 주변 환경과 친근하게 지내며, 환경에 미치는 전자파 영향이 매우 적습니다.

 

GIL은 가공선과 기존 고전압 케이블보다 비용이 더 많이 듭니다.일반 서비스 조건: 72.5kV 이상의 전압을 갖는 전송 회로;

전송 용량이 큰 회로의 경우 기존의 고전압 케이블과 가공선은 전송 요구 사항을 충족할 수 없습니다.다음이 있는 장소

높은 낙하 수직 샤프트 또는 경사 샤프트와 같은 높은 환경 요구 사항.

 

1970년대부터 유럽과 미국 국가에서는 GIL을 실행해 왔습니다.1972년, 세계 최초의 AC GIL 전송 시스템이 허드슨에 건설되었습니다.

뉴저지 발전소(242kV, 1600A).1975년 독일 Wehr 양수발전소는 유럽 최초의 GIL 송전 프로젝트를 완료했습니다.

(420kV, 2500A).금세기에 중국은 샤오완 수력발전소, 시뤄두(Xiluodu)와 같은 대규모 수력발전 프로젝트를 다수 시작했습니다.

수력발전소, Xiangjiaba 수력발전소, Laxiwa 수력발전소 등 이러한 수력발전 프로젝트의 단위 용량은 엄청나며 대부분의 수력발전소는

그들은 지하 발전소 레이아웃을 채택합니다.GIL은 들어오고 나가는 선로의 주요 방법 중 하나가 되었으며 선간 전압 등급은 500kV입니다.

또는 심지어 800kV.

 

2019년 9월, Sutong GIL 종합 파이프 갤러리 프로젝트가 공식적으로 가동되어 화동 초고가의 공식적인 형성을 기념했습니다.

전압 AC 이중 루프 네트워크.터널 내 이중회로 1000kV GIL 파이프라인의 단상 길이는 약 5.8km이며, 총 길이는

이중 회로 6단계 파이프라인은 약 35km입니다.전압레벨과 총 길이는 세계 최고 수준이다.

 

열가소성 폴리프로필렌 절연 케이블(PP)

요즘 중·고압 AC 전원 케이블은 기본적으로 가교 폴리에틸렌(XLPE)으로 절연되어 있어 장기간 사용이 가능합니다.

우수한 열역학적 특성으로 인해 온도가 높아집니다.그러나 XLPE 소재는 부정적인 영향도 가져옵니다.재활용이 어려울 뿐만 아니라,

가교 공정 및 탈기 공정 역시 케이블 생산 시간이 길고 비용이 높으며, 다음과 같은 가교 극성 부산물이 발생합니다.

큐밀 알코올과 아세토페논은 유전 상수를 증가시켜 AC 케이블의 정전 용량을 증가시켜 전송률을 증가시킵니다.

손실.DC 케이블에 사용되는 경우 가교 부산물은 DC 전압 하에서 공간 전하 생성 및 축적의 중요한 소스가 됩니다.

DC 케이블의 수명에 심각한 영향을 미칩니다.

 

열가소성 폴리프로필렌(PP)은 우수한 절연성, 고온 저항성, 가소성 및 재활용 특성을 가지고 있습니다.수정된

열가소성 폴리프로필렌은 높은 결정성, 낮은 온도 저항 및 열악한 유연성의 결함을 극복하고 최적화에 장점이 있습니다.

케이블 처리 기술, 비용 절감, 생산 속도 증가 및 케이블 압출 길이 증가.가교 및 탈기 링크는 다음과 같습니다.

생략되었으며 생산 시간은 XLPE 절연 케이블의 약 20%에 불과합니다.극성 성분의 함량이 감소함에 따라

고전압 DC 케이블 절연을 위한 잠재적 선택.

 

금세기에는 유럽의 케이블 제조업체와 소재 제조업체들이 열가소성 PP 소재를 개발 및 상용화하기 시작했으며 점차적으로

중압 및 고압 전력선에 적용하였습니다.현재 중전압 PP 케이블은 수만 개에 걸쳐 운영되고 있습니다.

유럽의 킬로미터.최근 유럽에서는 변성 PP를 고전압 DC 케이블로 사용하는 공정이 크게 가속화되어 320kV,

525kV 및 600kV 변형 폴리프로필렌 절연 DC 케이블은 유형 테스트를 통과했습니다.중국은 또한 수정된 PP 절연 고압을 개발했습니다.

AC 케이블을 연결하고 유형 테스트를 통해 프로젝트 데모 애플리케이션에 투입하여 더 높은 전압 레벨의 제품을 탐색합니다.표준화 및 엔지니어링

연습도 진행 중이다.

 

고온 초전도 케이블

대도시 지역이나 대규모 전류 연결의 경우 전송 밀도 및 안전 요구 사항이 매우 높습니다.동시에,

전송 통로와 공간이 제한되어 있습니다.초전도 물질의 기술적 진보는 초전도 전송 기술을

프로젝트에 가능한 옵션.기존 케이블 채널을 활용하고, 기존 전력케이블을 고온 초전도 케이블로 교체함으로써,

전송 용량을 두 배로 늘릴 수 있으며, 부하 증가와 제한된 전송 공간 간의 모순을 잘 해결할 수 있습니다.

 

초전도 케이블의 전송 도체는 초전도 재료로, 초전도 케이블의 전송 밀도가 크다

정상적인 작업 조건에서는 임피던스가 매우 낮습니다.전력망에 단락 사고가 발생하고 전송 전류가 다음과 같은 경우

초전도 물질의 임계 전류보다 크면 초전도 물질은 초전도 능력을 잃고 임피던스가 감소합니다.

초전도 케이블은 기존 구리 도체보다 훨씬 더 커질 것입니다.결함이 제거되면 초전도 케이블은

정상적인 작업 조건에서 초전도 능력을 재개합니다.일정한 구조와 기술을 갖춘 고온 초전도 케이블이라면

기존 케이블을 대체하는 데 사용되면 전력망의 오류 전류 수준을 효과적으로 줄일 수 있습니다.초전도 케이블의 한계 능력

고장 전류는 케이블 길이에 비례합니다.따라서 초전도 전력 전송망의 대규모 활용은 다음과 같다.

초전도 케이블은 전력망의 전송 용량을 향상시키고 전력망의 전송 손실을 줄일 수 있을 뿐만 아니라

고유한 오류 전류 제한 기능으로 전체 전력망의 안전성과 신뢰성을 향상시킵니다.

 

선로손실의 경우 초전도 케이블 손실은 주로 도체교류손실, 절연관의 열누설손실, 케이블단자, 냉동시스템,

순환 저항을 극복하여 액체 질소의 손실이 발생합니다.종합적인 냉동 시스템 효율 조건에서 HTS의 운영 손실

동일한 용량을 전송할 때 케이블의 크기는 기존 케이블의 약 50%~60%입니다.저온 절연 초전도 케이블은 좋은

전자기 차폐 기능은 이론적으로 케이블 도체에 의해 생성된 전자기장을 완전히 차폐하여 다음과 같은 문제가 발생하지 않도록 할 수 있습니다.

환경에 대한 전자기 오염.초전도 케이블은 지하배관 등 조밀하게 포설할 수 있어 운영에 영향을 주지 않습니다.

주변 전력기기의 안전을 보장하며, 불연성 액체질소를 냉매로 사용하므로 화재의 위험도 없습니다.

 

1990년대 이후 고온 초전도 테이프 제조 기술의 발전으로 인해

전 세계적으로 초전도 전력 전송 기술.미국, 유럽, 일본, 중국, 한국 및 기타 국가와 지역은

고온 초전도 케이블의 연구 및 응용을 수행하였습니다.2000년 이후 HTS 케이블에 대한 연구는 AC 전송에 중점을 두었습니다.

케이블 및 케이블의 주요 절연은 주로 냉간 절연입니다.현재 고온 초전도 케이블은 기본적으로 완성되었습니다.

실험실 검증 단계를 거쳐 점차 실제 적용에 들어갔습니다.

 

국제적으로 고온 초전도 케이블의 연구개발은 3단계로 나눌 수 있다.먼저, 다음 과정을 거쳤습니다.

고온 초전도 케이블 기술을 위한 예비 탐사 단계.둘째, 저품질 연구개발을 위한 것이다.

향후 상용화를 실현할 수 있는 온도(CD) 절연 고온 초전도 케이블입니다.이제는

CD 절연 고온 초전도 케이블 실증 프로젝트의 응용 연구 단계.지난 10년 동안 미국은

일본, 한국, 중국, 독일 및 기타 국가에서는 다수의 CD 절연 고온 초전도 케이블을 수행했습니다.

데모 응용 프로젝트.현재 CD 절연 HTS 케이블 구조에는 주로 단일 코어, 3코어 및 3코어의 세 가지 유형이 있습니다.

위상 동축.

 

중국에서는 중국과학원 전기공학연구소, Yundian Inna, 중국전력 상하이 케이블 연구소

연구소를 비롯한 여러 기관에서는 초전도 케이블의 연구개발을 잇달아 수행하여 큰 성과를 거두었습니다.

그 중 상하이 케이블 연구소는 중국에서 최초로 30m, 35kV/2000A CD 절연 단일 코어 초전도 케이블의 형식 테스트를 완료했습니다.

2010년 중국에서 Baosteel 초전도 케이블의 35kV/2kA 50m 초전도 케이블 시스템 설치, 시험, 운영을 완료하였습니다.

2012년 12월 실증 프로젝트. 이 라인은 중국 그리드를 주행하는 최초의 저온 절연 고온 초전도 케이블이며,

또한 동일 전압 레벨에서 세계에서 가장 큰 부하 전류를 갖는 CD 절연 고온 초전도 케이블 라인이기도 합니다.

 

2019년 10월, 상하이 케이블 연구소는 중국 최초의 35kV/2.2kA CD 절연 3코어 초전도 케이블 시스템의 형식 테스트를 통과했습니다.

중국은 후속 시범사업 건설을 위한 탄탄한 기반을 마련했다.상하이 초전도 케이블 시스템 실증 프로젝트

상하이 케이블 연구소(Shanghai Cable Research Institute)가 주도하는 도시 지역은 건설 중이며 다음과 같이 완료되어 송전 작업에 투입될 것으로 예상됩니다.

그러나 향후 초전도 케이블의 홍보와 적용을 위해서는 아직 갈 길이 멀다.더 많은 연구가 있을 것이다.

초전도 케이블 시스템 개발 및 실험연구, 시스템공학 응용기술 등 미래에 수행될

연구, 시스템 운영 신뢰성 연구, 시스템 수명주기 비용 등

 

전반적인 평가 및 개발 제안

전력 케이블, 특히 고전압 및 초고압 전력 케이블의 기술 수준, 제품 품질 및 엔지니어링 적용은

국가의 케이블 산업의 전반적인 수준과 산업 역량을 어느 정도.'13차 5개년 계획' 기간 동안 급속한 발전과 함께

전력 엔지니어링 건설과 산업 기술 혁신의 강력한 추진, 눈부신 기술 진보와 인상적인 엔지니어링

전력케이블 분야에서 많은 성과를 거두었습니다.제조기술, 제조능력, 엔지니어링 측면에서 평가

신청, 그것은 국제 선진 수준에 도달했으며 그 중 일부는 국제 선도 수준에 있습니다.

 

도시전력망용 초고압 전력케이블 및 그 응용분야

AC 500kV XLPE 절연 전원 케이블 및 부속품(케이블은 Qingdao Hanjiang Cable Co., Ltd.에서 제조되었으며 부속품은

부분적으로는 Jiangsu Anzhao Cable Accessories Co., Ltd.에서 제공)은 중국에서 처음으로 제조된 제품으로

베이징과 상하이의 500kV 케이블 프로젝트는 세계에서 가장 높은 전압 등급의 도시 케이블 라인입니다.정상적으로 가동되었습니다

지역 사회 및 경제 발전에 중요한 공헌을 해왔습니다.

 

초고압 교류 해저 케이블 및 그 엔지니어링 응용

저우산(Zhoushan) 500kV 상호 연결 송전 및 변전 프로젝트는 2019년에 완료되어 가동될 예정이며 바다를 횡단하는 상호 연결입니다.

국제적으로 제조 및 적용되는 최고 전압 수준의 가교 폴리에틸렌 절연 전력 케이블 프로젝트.긴 길이의 케이블과

부속품은 국내 기업에서 전량 생산(그 중 긴 길이의 해저 케이블은 강소에서 생산, 공급)

Zhongtian Cable Co., Ltd., Hengtong High Pressure Cable Co., Ltd. 및 Ningbo Dongfang Cable Co., Ltd.에서 각각 케이블 단자를 제조합니다.

중국 초고압 해저케이블 및 부속품의 기술수준과 제조능력을 반영한 것이다.

 

초고압 DC 케이블 및 그 엔지니어링 응용

삼협그룹은 장쑤성 루둥에 총 송전 용량 1100MW 규모의 해상 풍력 발전 프로젝트를 건설할 예정이다.

±400kV 해저 DC 케이블 시스템이 사용됩니다.단일 케이블의 길이는 100km에 이릅니다.케이블은 다음 회사에서 제조 및 제공됩니다.

Jiangsu Zhongtian Technology 해저 케이블 회사.송전사업은 2021년 완료될 예정이다.지금까지 첫 번째

± 400kV 중국 해저 DC 케이블 시스템, Jiangsu Zhongtian Technology Submarine Cable Co., Ltd.에서 제작한 케이블과 케이블로 구성

Changsha Electrical Technology Co., Ltd.에서 제조한 액세서리는 국가 전선 및 케이블 품질 감독 및 유형 테스트를 통과했습니다.

테스트 센터/Shanghai National Cable Testing Center Co., Ltd.(이하 "국가 케이블 테스트"라고 함)가 생산 단계에 진입했습니다.

 

2022년 베이징 장자커우 국제 동계올림픽과 협력하기 위해 장베이 ±500kV 유연직류 송전 프로젝트

중국 국가전력망공사(State Grid Corporation of China)가 건설한 이 프로젝트는 약 500m 길이의 ±500kV 유연성 DC 케이블 실증 프로젝트를 구축할 계획이다.케이블

케이블용 절연재, 차폐재 등 액세서리도 국내에서 전량 생산할 예정이다.작품

진행 중입니다.

 

초전도 케이블 및 그 공학적 응용

상하이케이블(Shanghai Cable)이 주로 제작, 시공하는 상하이 도심지역 초전도 케이블 시스템 실증 프로젝트

연구소를 추진 중이며, 2020년말까지 완료하여 송전운전에 투입될 예정입니다. 1200m 3코어

프로젝트 건설에 필요한 초전도 케이블(현재 세계 최장)은 전압레벨 35kV/2200A, 정격전류,

전반적으로 국제 선진수준에 도달했고 핵심지표는 국제 선두수준에 있다.

 

초고압 가스절연케이블(GIL) 및 그 엔지니어링 응용

중국 동부 UHV AC 이중 루프 네트워크 전송 프로젝트는 2019년 9월 Sutong이 위치한 장쑤성에서 공식적으로 가동되었습니다.

GIL 종합 파이프 갤러리 프로젝트는 양쯔강을 건너는 프로젝트입니다.터널 내 1000kV GIL 파이프라인 2개의 단상 길이는 5.8km이며,

이중 회로 6상 송전 프로젝트의 총 길이는 거의 35km입니다.프로젝트 전압 레벨과 총 길이는 세계에서 가장 높습니다.그만큼

초고압 가스 절연 케이블 (GIL) 시스템은 국내 제조 기업과 엔지니어링 건설 당사자가 공동으로 완성했습니다.

 

초고압 케이블 성능시험 및 평가 기술

최근에는 AC 및 AC를 포함한 많은 국내 초고압 XLPE 절연 케이블 및 액세서리의 형식 테스트, 성능 테스트 및 평가가 이루어졌습니다.

DC 케이블, 육상 케이블 및 해저 케이블은 대부분 "국가 케이블 검사"에서 완료되었습니다.시스템의 감지 기술과 완벽한

테스트 조건은 세계 최고 수준이며 중국의 케이블 제조 산업 및 전력 엔지니어링에 탁월한 공헌을 했습니다.

건설.“국립전선검사”는 500kV급 초고압 XLPE를 검출, 시험, 평가할 수 있는 기술적 능력과 조건을 갖추고 있습니다.

국내외 선진적인 규격 및 사양에 따른 절연케이블(AC 및 DC케이블, 육상케이블, 해저케이블 포함)

최대 전압 ± 550kV로 국내외 많은 사용자를 대상으로 수십 개의 감지 및 테스트 작업을 완료했습니다.

 

위의 대표적인 초고압 케이블 및 부속품과 그 엔지니어링 응용은 중국 케이블 산업이 국제적 수준에 있음을 충분히 반영합니다.

이 분야의 기술 혁신, 기술 수준, 제조 능력, 테스트 및 평가 측면에서 고급 수준입니다.

 

업계 '소프트립'과 '단점'

최근 몇 년간 케이블 산업이 이 분야에서 큰 발전과 뛰어난 성과를 거두었지만, 눈에 띄는 “약점”도 있습니다.

또는 이 분야의 "소프트 립".이러한 '약점'을 보완하고 혁신하기 위한 많은 노력이 필요하며, 이는 우리 회사의 방향이자 목표이기도 합니다.

끊임없는 노력과 발전.간략한 분석은 다음과 같습니다.

 

(1) EHV XLPE 절연 케이블(AC 및 DC 케이블, 육상 케이블 및 해저 케이블 포함)

뛰어난 '소프트 리브'는 단열재를 포함한 초청정 단열재와 초매끄러운 차폐재를 전량 수입한다는 점입니다.

위의 주요 프로젝트에 대한 차폐 재료.이는 반드시 극복해야 할 중요한 "병목 현상"입니다.

(2) 초고압 가교 폴리에틸렌 절연 케이블 제조에 사용되는 핵심 생산 장비

현재는 모두 해외에서 수입하고 있는데, 이는 업계의 또 다른 '소프트 립'이다.현재 우리가 분야에서 이룩한 주요 진전은 다음과 같습니다.

초고압 케이블은 '창의'보다는 '가공'이 주를 이룬다. 주요 자재와 핵심 장비가 여전히 외국에 의존하고 있기 때문이다.

(3) 초고압 케이블 및 그 공학적 응용

위의 초고압 케이블과 그 엔지니어링 응용은 중국의 초고압 케이블 분야에서 최고 수준을 나타내지만 우리의 전반적인 수준은 아닙니다.

 

전력케이블 분야의 전반적인 수준은 높지 않으며, 이는 업계의 주요 '단락기판' 중 하나이기도 하다.그 밖에도 많은 "쇼트 보드"가 있으며

초고압 및 초고압 케이블과 그 시스템에 대한 기초연구, 초청정 합성기술 및 공정장비 등 취약링크

수지, 국내 중·고압 케이블 소재의 성능안정성, 기본기기, 부품, 부품 등 산업지원 역량

부자재, 케이블의 장기 서비스 신뢰성 등

 

이러한 '부드러운 갈비뼈'와 '약점'은 중국이 케이블 강국으로 거듭나는 데 걸림돌이자 걸림돌이지만, 케이블 강국이 되기 위한 우리의 노력의 방향이기도 하다.

장애물을 극복하고 혁신을 계속하십시오.


게시 시간: 2022년 12월 6일