Modernizace vedení s využitím vysokoteplotního vodiče ACCC

Dnešní článek je věnován užití vysokoteplotního vodiče ACCC v praxi. Vodič byl již popsán detailněji v článku Vysokoteplotní vodiče vedení VVN.

Jeho vlastnosti a přínosy užití při modernizaci vedení budou v tomto příspěvku demonstrovány na jednom konkrétním projektu, který se realizoval v Belgii.

Ve druhé části bude uvedeno několik závěrů a poznatků z dotazníkového šetření trhu provedeného výrobcem tohoto vodiče.

Projekt výměny vodičů

Důvod a požadavky

V roce 2007 byla společnost Elia, mající na starost přenos elektřiny v Belgii, informována o tom, že v roce 2010 bude připojen do belgické přenosové soustavy nový zdroj elektřiny o velikosti 400 MVA v oblasti jižní Belgie a zároveň ve stejný čas dojde k odpojení malé uhelné elektrárny ve stejné oblasti. Studie posuzující výkonovou bilanci v oblasti (load flow) a dodržení podmínky spolehlivosti N-1 po těchto změnách v soustavě ukázaly, že za určitých podmínek by mohlo dojít k přetížení jednoho dvojitého vedení o napěťové hladině 150 kV.

Na vedení byly klasické vodiče ACSR, které mohly být dle belgické legislativy provozovány při teplotě 75°C,  a maximální přenosová kapacita každého systému byla 162 MVA.

Výzva, které Elia čelila, spočívala ve zvýšení přenosové schopnosti každého systému na 360 MVA, což je více než dvojnásobný nárůst, a to bez toho, aniž by muselo dojít k významnému zesilování základů stožárů a bez zvýšení environmentálního vlivu vedení na okolí. A navíc modernizace každého ze systémů měla proběhnout za provozu druhého.

Řešení

Po zvážení všech technických řešeních bylo rozhodnuto, že dojde k výměně vodičů. Toto řešení, za splnění určitých podmínek, nevyžaduje zesilování základů ani stožárových konstrukcí a je to jediné řešení, jež bylo realizovatelné v časovém horizontu, který byl požadován.

Průhyb nového vodiče při jeho maximálních provozních teplotách nemohl přesáhnout průhyb původního vodiče ACSR při teplotě 75°C z důvodu dodržení nejkratších bezpečných vzdáleností od země a významných křižovatek. A také vnější průměr vodiče a síly působící na stávající stožáry musely být menší než v případě původního vodiče ACSR. Společnost Lamifil, jež realizovala tento projekt, tak zkoušela, který z typů vodičů, nejlépe vyhoví.

Nakonec se rozhodla pro vodič typu ACCC, konkrétně Lisbon 325 mm² , jehož použití přineslo následující výhody:

• zdvojnásobení přenosové kapacity vedení vodičem stejné velikosti
• žádné významné změny na stožárech
• nižší průhyby redukují magnetické pole u země
• snížení časové náročnosti výměny vodičů vedlo k nejnižším celkovým nákladům ze všech posuzovaných variant

Původní vodič a vodič vybraný pro modernizaci vedení jsou porovnány v následující tabulce.

Náhradou vodiče ACSR 298 mm² tedy došlo ke zdvojnásobení přenosové kapacity a také ke snížení ztrát, a to odhadem o 64 500 MWh za 30 let životnosti vodičů, což znamená, že se uspoří emise oxidu uhličitého o objemu přesahujícím 40 000 metrů krychlových.

Během výměny vodičů společnost Lamifil spolupracovala při monitorování tažení vodičů, instalaci příslušenství a kontrole kvality celé práce s výrobcem vodiče CTC Global. Všechny lisované spoje vodičů, k jejichž lisování na stožáru byl použit lehký lis se silou 60 tun,  byly vizuálně kontrolovány před uvedením do provozu a ihned po zprovoznění vedení byly spoje zkontrolovány ještě termovizí.

Zhodnocení projektu

Belgický provozovatel přenosové soustavy svůj první projekt zahrnující použití kompozitního vysokoteplotního vodiče ACCC zvládl  úspěšně, výměna celkem 125 km vodiče byla dokončena dokonce v předstihu oproti harmonogramu.

Výsledky dotazníkového šetření

Průzkum energetického trhu provedený společností CTC Global, jedním z největších světových výrobců vodičů ACCC, který byl proveden na severoamerickém trhu a kterého se zúčastnilo necelých 250 respondentů, přinesl následující poznatky:

• Jako nejvýznamnější důvod pro použití ACCC bylo zvýšení přenosové schopnosti vedení a snížení průhybu vodičů. Další důvody poté byly zvýšení spolehlivosti vedení, následně snížení ztrát při přenosu a překonání dlouhých rozpětí na vedení.
• 60 % respondentů uvedlo, že nezaznamenalo, žádnou poruchu vedení, kde byl instalován vodič ACCC. Z těch, co nějakou poruchu zaznamenalo, si skoro 70 % myslí, že se jednalo o chybu vzniklou při instalaci vodiče a nešlo a selhání samotného lana.
• Od roku 2005, kdy byl vodič prvně komerčně užit, jeho cena klesla o více než 40 %, což 3/4 účastníků dotazníku nevědělo.
• Nyní je vodič ACCC vyráběn ve více než 60 velikostech.
• Vodič ACCC byl použit na více než 330 projektech ve 30 zemí světa. Nejblíže České republice to jsou 3 projekty v Německu a 12 v Polsku.
• Přes 80 % respondentů uvedlo, že by užití vodiče ACCC zvažovalo, kdyby to snížilo investiční náklady výstavby nového vedení.
• V současnosti příslušenství k vodiči vyrábí poměrně hodně výrobců po světě.

Zdroje: CTC Global, Lamifil