Počty instalací ACCC rostou

Datum 03.05.2016

Provozovatelé přenosových soustav oceňují technické možnosti a ekonomické výhody. 

Již téměř 2 579 kilometrů hliníkového vodiče s kompozitním jádrem (ACCC) bylo nasazeno v přenosových soustavách v Evropě a Rusku. Vodič ACCC se vyznačuje několika přednostmi, díky kterým se přenosové soustavy stávají výkonnějšími, odolnějšími a bezpečnějšími. To vše je doprovázeno výraznými schopnostmi snížit ztráty vedení, které na celém světě představují více než 1,4 bilionu kilowatthodin ročně. Tím vším se vodič současně stává i řešením pro inteligentní sítě a prakticky umožňuje zakomponování větších výkonů elektrické energie z OZE či jiných decentrálních zdrojů. S uplatněním tohoto produktu na českém a slovenském energetickém trhu pomáhá firma ODEM GROUP a.s. – exkluzivní zástupce výrobce pro tyto regiony. O výrobě vodičů ACCC uvažuje i tradiční výrobce Laná, a.s., který i pro tyto účely investoval do nové linky. Tu spustil ve svém závodě ve slovenském městě Žiar nad Hronom. 

Poté, kdy byl vodič v roce 2005 představen odborné veřejnosti, jej nasadila pro testovací provoz společnost EDF v lokalitě Renardieres na úseku dlouhém necelých 2,5 kilometru. V roce 2008 se pro tento vodič rozhodla polská společnost PSE S.A., který jej použila na lince 220 kV v rámci projektu Kozienice-Piaseczno-Mory o celkové délce 350 kilometrů. Následovaly další a další instalace, kdy začaly nasazení vodiče testovat na svých přenosových soustavách britská ENWL, EON, RWE, portugalská EDP Energy nebo norská společnost Tenet. Velice masivní je nasazení těchto vodičů v Polsku, kde byl vodič nasazen již na 18 úsecích.

Detail na konstrukční řešení inovovaného vodiče ACCC s uhlíkovým jádrem z kompozitních vláken

Výhody vynikajících přenosových schopností vodiče i v extrémních podmínkách začaly využívat i v Rusku, kde se nasazuje jak v centrální části země, tak i na Sibiři. 64 kilometrů vodiče ACCC je osazeno na lince 110 kV například v Novosibirsku a více než 200 kilometrů na lince 110 kV v regionu Kaluga v centrálním Rusku. V loňském roce se pro vodič ACCC rozhodla společnost AS Elering/Eltel, která namontovala 70 kilometrů vodiče na lince 330 kV v okolí estonského Talinu. V letošním slouží svému účelu vodič délky cca 105 kilometrů na lince 123 kV, protože se pro něj rozhodla skotská společnost Scottish & Southern Energy Bhlaraidh.

HLINÍKOVÝ VODIČ S KOMPOZITNÍM JÁDREM (ACCC) 

V roce 2005 byl odborné veřejnosti představen nový vodič, který zvyšuje kapacitu přenosu energie nebo snižuje svůj průvěs, čehož je dosaženo díky nízkému koeficientu tepelné roztažnosti kompozitního jádra z uhlíkových vláken. Hliníkový vodič s kompozitním jádrem (tento unikátní materiál byl vyvíjen v rámci kosmického programu americké NASA) byl původně navržen pro zmírnění přetížení přenosových linek. Po mnoha letech testování a ověřování se vodič ACCC vyprofiloval a nyní je známý i jako tzv. HCLS vodič (High-Capacity, Low-Sag – „vysoká teplota, nízký průvěs“). ACCC vodič je oproti jiným schopen bezpečně pracovat při teplotách do 200°C, resp. během mimořádných provozních podmínek po určitý čas i nad touto teplotou.

Graf znázorňuje průvěs a provozní teploty testovaných vodičů při maximálním zatížení 1 600 ampérů. ACCC vodič tedy nejen že nabízí nejnižší tepelný průvěs ve srovnání s ostatními testovanými vodiči, ale dosažená provozní teplota se pohybuje mezi 60 až 80 stupňů a tudíž je nižší, než u dalších testovaných vodičů. Výrazné snížení provozní teploty se odráží v podstatném snížení ztrát ve vedeních.

Z dalšího obrázků je patrné principiálně zcela jiné konstrukční řešení vodiče. Vyšší podíl hliníku ACCC vodiče v ploše průřezu a nižší elektrický odpor – v porovnání s vodiči stejného průměru a hmotnosti – umožnuje snížení ztrát vedení za normálních a extrémních podmínek.

KDYŽ VÝKONU NENÍ DOST 

Velice aktivní v rámci nasazování vodiče ACCC je belgická společnost Elia. Ta využívá jeho předností na více než 510 kilometrech své elektrizační soustavy. První instalace unikátního vodiče se udála v lokalitě Beregen, kde společnost vybrala vodič ACCC ke zdvojnásobení přenosové kapacity vedení 150 kV. 

V roce 2007 vznikl ze strany významného odběratele elektrické energie požadavek na posílení dodávek elektrické energie z důvodu instalace nového výrobního zařízení. Ve stejné době jiná výrobní firma, vzdálená 20 kilometrů, oznámila ukončení výroby. Studie spolehlivosti prokázaly, že v lokalitě bude docházet k přetížení soustavy. Linka v daném regionu používala hliníkový vodič vyztužený ocelovým jádrem 298 (ACSR) o průměru 22,4 mm a disponuje maximální přenosovou kapacitou 162 MVA při (při maximální teplotě 75 stupňů Celsia).

Elia stála před úkolem zvýšit maximální přenosovou kapacitu v lokalitě ze 162 MVA na 360 MVA s tím, že musela brát ohled na:

  •  technický stav základů a ocelových konstrukcí stožárů,
  •  potřebu navýšení kapacity přenosu soustavy bez omezení dodávek pro výrobní provozy, čili práce mohly probíhat vždy jen na jednom okruhu,
  •  minimalizaci dopadů na životní prostředí.

Dalším z požadavků Elia byla nutnost dodržení průvěsu nových vodičů během maximální provozní teploty. Ten nesměl být větší než u vodiče ACSR při teplotě 75 stupňů Celsia.

Společnost se rozhodovala z několika možných variant. Nabízel se hliníkový vodič zesílený ocelí (ACSS – Aluminium Conductor Stell Supported), Gap-type hliníkový vodič vyztužený ocelí odolávající vysokým teplotám (GZTACSR), hliníkový vodič s kompozitním zesílením (ACCR) a hliníkový vodič s kompozitním jádrem (ACCC).

Po zvážení všech pro a proti se nakonec Elia rozhodla pro vodič ACCC typu Lisbon 325. I přes vyšší vstupní investiční náklady rozhodlo několik jednoznačných faktorů a výhod:

– Přenosová kapacita vzrostla dvojnásobně oproti vodičům se stejnou plochou (s maximální provozní teplotou 180 stupňů Celsia).

– Nebyly zaznamenány žádné změny v zatížení stávajících stožárů, které by vyvolaly investice do případného zesílení základů stožáru nebo ocelových konstrukcí.

– Nízkoodporový vodič s minimálním průvěsem má pozitivní vliv na úroveň magnetického pole.

– Výrazně nižší vlastní náklady na natahování (montáž) nových vodičů.

První nasazení vodiče ACCC na linkách spravovaných Elia skončilo úspěšně. Stávající ACSR vodič (22,4 mm, nominální fázový proud 662 A) na obou okruzích 150kV vedení z Mol do Beringenu byl vyměněn za vodič ACCC Lisbon (žíhaný hliníkový polymer s kompozitním jádrem, 21,78 mm, nominální fázový proud 1 380 A). Instalace celkem 125 km kabelového vedení probíhala hladce a skončila před dohodnutým harmonogramem. Dvojitý okruh byl zprovozněn v listopadu 2009. V současné době tak soustava nabízí dostatečnou přenosovou a naplňuje bezpečnostní kritérium N-1.

ZKROCENÍ ENERGIE Z VĚTRU 

Na devíti místech v celkové délce 110 kilometrů jsou zatím nainstalovány vodiče ACCC v Německu. Jednou z lokalit, kde k této změně (ze zištných důvodů) přistoupili, je o oblast Hunsrük nedaleko města Koblenz. 

Společnost Westnetz je správcem, nájemcem, sítě elektrické energie a plynu v západní části Německa a je hlavním dodavatelem distribučních služeb. Zabezpečuje dodávky energie pro oblast 50 tisíc kilometrů čtverečních, délka jejich rozvodných sítí činí 195 000 km a plynárenské sítě 26 000 km.

Vzhledem k obrovskému nárůstu elektrické energie vyrobené větrnými elektrárnami (výroba mezi roky 2011 a 2012 vzrostla v oblasti téměř šestinásobně) a přebytkům energie v síti například o nedělích, kdy výroba elektřiny ve větrných elektrárnách neustávala, ale odběry byly výrazně nižší než v pracovních dnech, bylo potřeba zajistit bezpečný transport této přebytečné energie do jiných lokalit v soustavě.

Řešením se stala obnova linek 110 kV Anschluss Simmern, Kobenz-Niederhausen a Pkt. Genheim-Waldlaubersheim směřující k nové trafostanici (380/110 kV) Waldlaubersheim. Kapacita stávajícího vedení se měla zvýšit na 200 MVA a bylo proto potřeba přistoupit k výměně stávajících kabelů za nové.

Společnost Westnetz stála před rozhodnutím, kterou ze tří navržených variant využít. První varianta počítala s výměnou stávajících vodičů za vodiče s vyšší tepelnou odolností (navrhovaná provozní teplota 180 stupňů Celsia). Proto, aby se naplnily požadavky na výšku vodiče v průvěsu, muselo by se rekonstruovat 16 z celkem 32 stožárů. Celkové náklady by představovaly 2 035 000 Euro.

U druhého modelu se zvažovalo s komplexní rekonstrukcí vedení 110 kV po celé délce, resp. se zdvojením stávajícího vedení (navrhovaná provozní teplota 80 stupňů Celsia). Nálady na toto řešení by se vyšplhalo na 6 500 000 €. Nevýhodou toto řešení by byla i neúměrně dlouhá doba pro získání všech potřebných povolení.

Investor měl možnost ještě třetí varianty, v rámci které šlo o výměnu stávajících vodičů za HTLS vodiče ACCC typu Oslo (navrhovaná provozní teplota 130 stupňů Celsia, nominální fázový proud 1 050 A). Pro splnění požadavku na výšku vodiče v průvěsu by bylo potřeba rekonstruovat pouze jednu stožárovou věž. Celkové náklady činily 2 093 600 euro. Největší položkou byly inovované vodiče ACCC, které jsou cca pětinásobně dražší, než vodiče navrhované ve variantě č. 1. Ale… I když vstupní investice varianty č. 1 byly o něco málo nižší než u varianty č. 3, investor zohlednil další podstatné faktory. Především se jednalo o krátký čas realizace, protože nebylo nutné věnovat dlouhý čas pro získání potřebných povolení. A to mělo zásadní vliv na rozhodnutí, protože koncem roku 2012 se chystalo spuštění dalšího velkého výkonu větrných elektráren a bylo potřeba rychle jednat.

Svou roli ve výběru hrály ekonomické důvody, především pak minimalizace přenosových ztrát, které vodiče ACCC díky svým vlastnostem umožňují. Neméně významným faktorem byla i snaha o zisk důležitých provozních zkušeností s novými technologiemi. Vlastní výměna vodičů proběhla od začátku června do konce srpna 2012.

www.odem-group.eu

Eaton 700 x 200 px

Napsat komentář