전력 케이블 및 부속품의 현황 및 개발 분석

운전 중인 송전탑의 기울기와 변형을 반영하는 송전탑 기울기 온라인 모니터링 장치

관형 도체 전원 케이블

관형 도체 전원 케이블은 도체가 구리 또는 알루미늄 금속 원형 튜브로 감겨진 전류 운반 장비의 일종입니다.

절연체로 절연체를 접지 금속 차폐층으로 감쌉니다.현재 공통 전압 레벨은 6-35kV입니다.

 

기존의 전력 케이블과 비교하여 구조적 특성으로 인해 다음과 같은 기술적 이점이 있습니다.

1) 도체는 단면적이 크고 방열이 좋으며 통전 용량이 큰 관형입니다 (단일 통전 용량

기존 장비는 7000A에 도달할 수 있음) 및 우수한 기계적 성능.

2) 차폐 및 접지, 안전, 공간 절약 및 작은 유지 보수와 함께 단단한 절연으로 덮여 있습니다.

3) 외부 레이어는 내후성이 좋은 갑옷과 칼집을 장착할 수 있습니다.

 

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

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

설치 및 유지 보수, 특정 애플리케이션 시나리오에서 기존의 전원 케이블, GIL 등을 대체할 수 있으며 무거운 부하에 대한 선택이 될 수 있습니다.

연결 디자인.

 

최근 몇 년 동안 관형 도체 전력 케이블은 국내 신규 스마트 변전소, 대규모 태양 광 발전, 풍력 발전, 원자력 발전소에서 널리 사용되었습니다.

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

초기 저전압에서 필드.제조업체의 수는 유럽과 미국의 일부 제조업체에서 주로 중국에서 수십 개로 증가했습니다.

 

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

폴리에스테르 필름 와인딩 및 기타 형태.현재 생산 및 운영 경험에서 발생하는 주요 문제는 절연 문제입니다.

고체 재료의 장기 성능 및 절연 두께 선택, 개발 메커니즘 및 고체 절연 감지와 같은

결함, 중간 연결 및 단자 전계 강도 제어에 대한 연구.이러한 문제는 기존 압출 성형기의 문제와 유사합니다.

절연 전원 케이블.

 

가스 절연 케이블(GIL)

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

절연, 외함과 도체는 같은 축에 배열됩니다.지휘자는 알루미늄 합금 파이프로 만들어졌으며 쉘은 다음과 같이 닫힙니다.

알루미늄 합금 코일.GIL은 가스 절연 금속 밀폐 개폐 장치(GIS)의 동축 파이프라인 버스와 유사합니다.GIS에 비해 GIL은

차단 및 아크 소화 요구 사항 및 제조가 비교적 간단합니다.그것은 다른 벽 두께, 직경 및 단열재를 선택할 수 있습니다.

다양한 요구 사항을 경제적으로 충족시킬 수 있는 가스.SF6는 매우 강한 온실가스이기 때문에 SF6-N2와 다른 혼합가스들은 점차

국제적으로 대체품으로 사용됩니다.

 

GIL은 편리한 설치, 운영 및 유지 보수, 낮은 고장률, 적은 유지 보수 작업 등의 장점이 있습니다.

50년 이상의 설계 수명을 가진 발전소 및 변전소.그것은 해외에서 거의 40년의 운영 경험을 가지고 있으며, 총 글로벌

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

1) 최대 8000A의 높은 통전용량으로 대용량 전송을 실현합니다.커패시턴스는 기존의 하이-커패시턴스보다 훨씬 작습니다.

전압 케이블 및 무효 전력 보상은 장거리 전송에도 필요하지 않습니다.라인 손실은 기존의 고전압보다 낮습니다.

전압 케이블 및 가공선.

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

가공선과 비교하여 기타 환경 요인.

3) 환경에 대한 전자파 영향이 매우 적고 친근한 방식으로 주변 환경과 어울립니다.

 

GIL은 가공선 및 기존 고압 케이블보다 비용이 많이 듭니다.일반 서비스 조건: 전압이 72.5kV 이상인 전송 회로;

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

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

 

1970년대 이후로 유럽과 미국 국가들은 GIL을 실행했습니다.1972년 세계 최초의 AC GIL 전송 시스템이 허드슨에 건설되었습니다.

뉴저지의 발전소(242kV, 1600A).1975년 독일의 Wehr Pumped Storage Power Station은 유럽 최초의 GIL 전송 프로젝트를 완료했습니다.

(420kV, 2500A).금세기에 중국은 Xiaowan 수력 발전소, Xiluodu와 같은 대규모 수력 발전 프로젝트를 시작했습니다.

수력 발전소, Xiangjiaba 수력 발전소, Laxiwa 수력 발전소 등 이러한 수력 발전 프로젝트의 단위 용량은 방대하며 대부분의

그들은 지하 강국 레이아웃을 채택합니다.GIL은 들어오고 나가는 라인의 주요 경로 중 하나가되었으며 라인 전압 등급은 500kV입니다.

또는 심지어 800kV.

 

2019년 9월, Sutong GIL 종합 파이프 갤러리 프로젝트가 공식적으로 가동되어 화동 초고층이 정식으로 형성되었습니다.

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

이중 회로 6상 파이프라인은 약 35km입니다.전압 레벨과 총 길이는 세계 최고입니다.

 

열가소성 폴리프로필렌 절연 케이블(PP)

요즘 중·고압 교류 전력 케이블은 기본적으로 XLPE(가교 폴리에틸렌)로 절연되어 있어 장기간 사용이 가능합니다.

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

가교 공정 및 가스 제거 공정은 케이블 생산 시간이 길고 비용이 많이 들며, 다음과 같은 가교 극성 부산물을 발생시킵니다.

쿠밀 알코올과 아세토페논은 유전 상수를 증가시켜 AC 케이블의 정전 용량을 증가시켜 전송을 증가시킵니다.

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

DC 케이블의 수명에 심각한 영향을 미칩니다.

 

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

열가소성 폴리프로필렌은 높은 결정도, 낮은 내열성 및 열악한 유연성의 단점을 극복하고 최적화에 장점이 있습니다.

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

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

고전압 DC 케이블 절연을 위한 잠재적인 선택.

 

금세기에 유럽 케이블 제조업체 및 재료 제조업체는 열가소성 PP 재료를 개발하고 상업화하기 시작했으며 점차

중·고압 전력선에 적용하였습니다.현재 중전압 PP 케이블은 수만 년 동안 가동되었습니다.

유럽에서 킬로미터.최근 몇 년 동안 유럽에서는 변형된 PP를 고압 DC 케이블로 사용하는 과정이 크게 가속화되어 320kV,

525kV 및 600kV 수정 폴리프로필렌 절연 DC 케이블은 유형 테스트를 통과했습니다.중국은 또한 수정된 PP 절연 중간 전압을 개발했습니다.

AC 케이블은 형식 테스트를 통해 프로젝트 실증 응용 프로그램에 적용하여 더 높은 전압 수준의 제품을 탐색합니다.표준화 및 엔지니어링

연습도 진행 중이다.

 

고온 초전도 케이블

대도시 지역 또는 대규모 전류 연결 경우 전송 밀도 및 안전 요구 사항이 매우 높습니다.동시에,

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

프로젝트에 대한 가능한 옵션.기존 케이블 채널을 활용하고 기존 전원 케이블을 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 재료이며, 초전도 케이블의 전송 밀도가 크다

정상 작동 조건에서 임피던스가 매우 낮습니다.전력망에서 단락 오류가 발생하고 전송 전류가

초전도 물질의 임계 전류보다 크면 초전도 물질은 초전도 능력을 잃고 임피던스

초전도 케이블은 기존 구리 도체보다 훨씬 클 것입니다.고장이 제거되면 초전도 케이블은

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

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

오류 전류는 케이블 길이에 비례합니다.따라서,

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

고유한 결함 전류 제한 기능으로 전체 전력망의 안전성과 신뢰성을 향상시킵니다.

 

선로 손실로 보면 초전도 케이블 손실은 주로 도체 AC 손실, 절연배관의 열누설 손실, 케이블 단자, 냉동계통,

순환 저항을 극복하는 액체 질소의 손실.포괄적인 냉동 시스템 효율 조건에서 HTS의 작동 손실

케이블은 동일한 용량을 전송할 때 기존 케이블의 약 50%~60%입니다.저온절연 초전도 케이블은 우수한

전자기 차폐 기능, 이론적으로 케이블 도체에 의해 생성된 전자기장을 완전히 차폐할 수 있으므로 원인이 되지 않습니다.

환경에 대한 전자파 오염.초전도 케이블은 지하 파이프와 같이 밀집된 방식으로 포설할 수 있어 운영에 영향을 미치지 않습니다.

주변 전력기기의 열화를 방지하고, 불연성 액체질소를 냉매로 사용하기 때문에 화재의 위험도 없습니다.

 

1990년대 이후 고온 초전도 테이프 제조 기술의 발전으로

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

고온 초전도 케이블 연구 및 응용2000년 이후 HTS 케이블에 대한 연구는 AC 전송에 집중되어 왔다.

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

실험실 검증 단계를 거쳐 점차 실용화에 들어갔습니다.

 

국제적으로 고온 초전도 케이블의 연구개발은 크게 3단계로 나눌 수 있다.먼저 다음을 거쳤습니다.

고온 초전도 케이블 기술을 위한 예비 탐색 단계.둘째, 낮은 수준의 연구 개발을 위한 것입니다.

향후 상용화를 실현할 수 있는 온도(CD) 절연 고온 초전도 케이블.이제

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

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

데모 애플리케이션 프로젝트.현재 CD 절연 HTS 케이블 구조에는 주로 세 가지 유형이 있습니다: 단일 코어, 3코어 및 3-코어

위상 동축.

 

중국에서는 중국 과학 아카데미 전기 공학 연구소, Yundian Inna, Shanghai Cable Research Institute, China Electric Power

연구소 및 기타 기관은 초전도 케이블의 연구 개발을 지속적으로 수행하여 큰 성과를 거두었습니다.

그 중 상해전선연구소는 지난 2019년 1월 30m, 35kV/2000A CD절연 단심 초전도 케이블의 형식시험을 최초로 완료했다.

2010년 중국, Baosteel의 초전도 케이블의 35kV/2kA 50m 초전도 케이블 시스템 설치, 시험 및 운영 완료

2012년 12월 실증 프로젝트. 이 라인은 중국의 그리드에서 실행되는 최초의 저온 절연 고온 초전도 케이블이며,

또한 세계에서 동일한 전압 레벨에서 가장 큰 부하 전류를 갖는 CD 절연 고온 초전도 케이블 라인입니다.

 

2019년 10월, Shanghai Cable Research Institute는 2019년 10월에 최초의 35kV/2.2kA CD 절연 3코어 초전도 케이블 시스템의 형식 테스트를 통과했습니다.

중국, 후속 시범사업 건설을 위한 견고한 기반 마련상해 초전도 케이블 시스템 실증사업

Shanghai Cable Research Institute가 주도하는 도시 지역은 건설 중이며 2020년까지 완공되어 송전 운영에 투입될 것으로 예상됩니다.

그러나 초전도 케이블의 보급과 응용은 앞으로 갈 길이 멀다.더 많은 연구가

초전도 케이블 시스템 개발 및 실험 연구, 시스템 엔지니어링 응용 기술 등 향후 진행될

연구, 시스템 운영 신뢰성 연구, 시스템 수명 주기 비용 등

 

전반적인 평가 및 개발 제안

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

어느 정도 국가의 케이블 산업의 전반적인 수준과 산업 능력."13.5개년 계획" 기간 동안 급속한 발전과 함께

전력 공학 건설 및 산업 기술 혁신의 강력한 추진, 놀라운 기술 진보 및 인상적인 엔지니어링

전력 케이블 분야에서 성과를 거두었습니다.제조기술, 제조능력, 엔지니어링 측면에서 평가

응용 프로그램은 국제 선진 수준에 도달했으며 그 중 일부는 국제 선도 수준에 있습니다.

 

도시 전력망용 초고압 전력 케이블 및 엔지니어링 적용

AC 500kV XLPE 절연 전력 케이블 및 그 부속품(케이블은 Qingdao Hanjiang Cable Co., Ltd.에서 제조하고 부속품은

중국에서 처음으로 제조된 Jiangsu Anzhao Cable Accessories Co., Ltd.에서 부분적으로 제공)는

500kV 케이블은 베이징과 상하이에서 프로젝트를 진행하며 세계에서 가장 높은 전압 등급의 도시 케이블 라인입니다.정상적으로 가동되었습니다

지역 사회 및 경제 발전에 중요한 기여를 했습니다.

 

초고압 AC 해저 케이블 및 엔지니어링 응용

Zhoushan 500kV 상호 연결된 송전 및 변전 프로젝트는 2019년에 완료되어 가동에 들어갔으며 바다를 건너는 상호 연결입니다.

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

액세서리는 국내 기업에서 완전히 제조합니다. (이 중 대형 해저 케이블은 Jiangsu에서 제조 및 제공합니다.

Zhongtian Cable Co., Ltd., Hengtong High Voltage Cable Co., Ltd., Ningbo Dongfang Cable Co., Ltd.에서 각각 케이블 터미널을 제조합니다.

및 TBEA에서 제공), 중국 초고압 해저 케이블 및 액세서리의 기술 수준 및 제조 능력을 반영합니다.

 

초고압 DC 케이블 및 엔지니어링 응용

Three Gorges Group은 장쑤성 Rudong에 해상 풍력 발전 프로젝트를 건설할 예정이며 총 송전 용량은 1100MW입니다.

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

Jiangsu Zhongtian Technology 해저 케이블 회사.이 프로젝트는 전력 송전을 위해 2021년에 완료될 예정입니다.지금까지 첫 번째

Jiangsu Zhongtian Technology Submarine Cable Co., Ltd.에서 제조한 케이블과 케이블로 구성된 중국의 ±400kV 해저 DC 케이블 시스템

Changsha Electrical Technology Co., Ltd.에서 제조한 액세서리는 National Wire and Cable Quality Supervision에서 유형 테스트를 통과했으며

Testing Center/Shanghai National Cable Testing Center Co., Ltd.(이하 "National Cable Testing"라 함)는 생산 단계에 들어갔습니다.

 

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

중국의 State Grid Corporation에서 건설한 약 500m 길이의 ±500kV 플렉시블 DC 케이블 실증 프로젝트를 건설할 계획입니다.케이블

케이블용 절연 및 차폐재 등 부속품은 전량 국내 기업에서 생산할 예정이다.작품

진행 중입니다.

 

초전도 케이블 및 엔지니어링 응용

상해전선이 주로 제작 시공하는 상해 도심권 초전도 케이블 시스템 실증사업

연구소가 진행 중이며 2020년 말까지 완료되어 전력 전송 작업에 투입될 예정입니다. 1200m 3코어

프로젝트 건설에 필요한 초전도 케이블(현재 세계 최장), 전압 레벨 35kV/2200A, 정격 전류,

일반적으로 국제 선진 수준에 도달했으며 핵심 지표는 국제 선도 수준에 있습니다.

 

초고압 가스 절연 케이블(GIL) 및 엔지니어링 애플리케이션

East China UHV AC 이중 루프 네트워크 송전 프로젝트는 Sutong이 위치한 장쑤성에서 2019년 9월 공식적으로 가동되었습니다.

GIL 종합 파이프 갤러리 프로젝트는 양쯔강을 가로지릅니다.터널에 있는 2개의 1000kV GIL 파이프라인의 단상 길이는 5.8km이며,

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

초고압 가스 절연 케이블(GIL) 시스템은 국내 제조업체와 엔지니어링 건설 당사자가 공동으로 완료합니다.

 

초고압 케이블의 성능 시험 및 평가 기술

최근 몇 년 동안 AC 및

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

테스트 조건은 세계 선진 수준이며 중국의 케이블 제조 산업 및 전력 공학에도 탁월한 기여를 했습니다.

건설.“국가 케이블 검사”는 500kV급 초고압 XLPE를 감지, 시험 및 평가할 수 있는 기술적 능력과 여건을 갖추고 있습니다.

국내외 선진 규격 및 규격에 따른 절연전선(교류 및 직류전선, 육상전선 및 해저전선 포함),

± 550kV의 최대 전압으로 국내외 많은 사용자를 위해 수십 개의 감지 및 테스트 작업을 완료했습니다.

 

위의 대표적인 초고압 케이블 및 액세서리와 해당 엔지니어링 응용 프로그램은 중국의 케이블 산업이 국제화되고 있음을 완전히 반영합니다.

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

 

업계 “부드러운 갈비”와 “단점”

케이블 산업은 최근 몇 년 동안 이 분야에서 큰 발전과 뛰어난 성과를 거두었지만 눈에 띄는 "약점"도 있습니다.

또는 이 분야의 "부드러운 갈비".이러한 '약점'을 보완하고 혁신하기 위해 많은 노력을 기울이는 것이 저희의 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)

초청결 단열재와 초평활 차폐재를 전량 수입하여 단열재를 포함한 '부드러운 리브'가 돋보인다.

위의 주요 프로젝트에 대한 차폐 재료.이것은 돌파해야 할 중요한 "병목 현상"입니다.

(2) 초고압 가교 폴리에틸렌 절연 케이블 제조에 사용되는 주요 생산 설비

현재는 모두 해외에서 수입하고 있는데 이는 업계의 또 다른 '소프트립'이다.현재 우리가 이 분야에서 이룩한 주요 진전은

초고압 케이블은 '창작'이 아닌 '가공'이 주를 이룬다. 주요 소재와 핵심 장비는 여전히 외국에 의존하고 있기 때문이다.

(3) 초고압 케이블 및 공학적 응용

위의 초고압 케이블과 그 공학적 응용은 중국 고압 케이블 분야에서 최고 수준을 나타내지만 전체 수준은 아닙니다.

 

전력 케이블 분야의 전반적인 수준은 높지 않으며 업계의 주요 "쇼트 보드"중 하나이기도합니다.그 밖에도 많은 "숏보드"와

약한 링크: 고압 및 초고압 케이블 및 그 시스템에 대한 기초 연구, 초청정 합성 기술 및 공정 장비

수지, 국산 중·고압 케이블 소재의 성능안정성, 기초소자, 부품,

부자재, 케이블의 장기 서비스 신뢰성 등

 

이러한 '소프트 리브'와 '약점'은 중국이 케이블 강국이 되는 데 걸림돌이자 걸림돌이지만,

장애물을 극복하고 혁신을 계속합니다.


게시 시간: Dec-06-2022