EN
Bármikor átviteli vonal projekt , a feszültségosztály sokkal többet jelent, mint egy névplakettre írt számsorozat. Láncreakciót indít el, amely az elektromos távolságoktól kezdődik, átível a torony geometriáján, és egészen az acélminőség kiválasztásáig és egyetlen torony költségéig terjed. Egy 10 kV-os szerkezet skálázása 1000 kV-ra soha nem egyszerű nagyítási feladat. A feszültség hatásának megértése az acélminőség kiválasztására elengedhetetlen az EPC-kivitelezők és beszerzési csapatok számára, akik pontos költségvetést és megbízható teljesítményt igényelnek.
A feszültséglétra feltérképezése
A felsővezetékes átviteli rendszert általában négy szintre osztják. A 10–35 kV tartomány a városi és vidéki fogyasztókat ellátó elosztóhálózatokhoz tartozik. A 110–220 kV tartomány a regionális hálózatok gerincét képező nagyfeszültségű átviteli rendszer. A 330–500 kV és a 750 kV szintek az extra-nagyfeszültségű (EHV) rendszerek, amelyeket az országos és régiók közötti villamosenergia-átvitelre használnak – a 750 kV-os vezetékek főként az északnyugati hálózaton működnek. Ezek felett helyezkednek el az ultra-nagyfeszültségű (UHV) rendszerek: 1000 kV-os váltóáramú és ±800 kV-os egyenáramú rendszerek, amelyeket hosszú távolságú, nagy kapacitású átvitelre építettek. A nemzetközi hálózatok különböző köztes feszültségszinteket alkalmaznak – például 132 kV, 275 kV, 400 kV vagy 765 kV –, de az alapvető szabály mindenütt ugyanaz: minél magasabb a feszültség, annál masszívebb a tornyuk.
Ami a feszültséggel együtt nő, az nemcsak a magasság
A magasabb feszültség azonnal növeli az elektromos követelményeket. A fázis-fázis és a fázis-föld távolságoknak növekedniük kell, az izolátorláncok hosszabbak lesznek, és a tornyok fejrészei szélesebbek lesznek. A veszteségek korlátozása és a kapacitás növelése érdekében a vezetők vastagabbak lesznek, és a magasabb feszültségszinteknél csomóvezetőket alkalmaznak – az 500 kV-os vonalak általában négy vezetőt használnak fázisonként, a 750 kV-osok hatot, az 1000 kV-os váltakozóáramú projektek pedig nyolcat. Több vezető fázisonként több függőleges és vízszintes terhelést jelent a szerkezetre.
Szerkezeti szempontból a következmények előrejelezhetők: nagyobb tornyok fejrészei, magasabb és szélesebb törzsök, nagyobb vezetőfeszültség, szél- és jégterhelés – ezért nehezebb szerkezeti elemek, magasabb minőségű acél és lépcsőzetes súlynövekedés a tornyoknál minden feszültségszinten.
Tornyotípusok és acél a feszültségtartományon belül
10–35 kV (elosztás): A könnyű rácsos tornyok, acéloszlopok és betonoszlopok uralkodnak. A vezetékhálózatok általában egyszeres körkörös vezetékek egyetlen vezetővel. Az elemek kicsik, és általában elegendő a Q235-os minőségű acél. Egyetlen torony tömege néhány száz kilogrammtól több tonnáig terjedhet, a magasságtól és a távolságtól függően.
110–220 kV (magas feszültség): Ez a rácsos szögacéltornyok legintenzívebb alkalmazási tartománya, ahol pohár-, macskafej-, hordó- és száraztípusú konfigurációkat építenek mind egyszeres, mind kétszeres körkörös vezetékként. Az acélminőség általában a Q235B és a Q355B kombinációja – a Q355 a korábbi Q345 minőség, amelyet az új GB/T 1591-2018 szabvány szerint neveztek át –, a fő elemeket a terhelés szükségletei alapján számítás szerint erősítik. A vezetők a legtöbb 110 kV-os vonalon egyszeresek, míg a 220 kV-os projekteknél ikerszálakat vagy nagy keresztmetszetű egyszeres vezetőket használnak. A torony tömege néhány tonnától kb. húsz tonnáig terjed, és jelentősen nő a súlyos jég- és erős szélterületeken.
330–500 kV (nagyon magas feszültség): A terhelési szintek elérik a főhálózati tartományt. A pohárszerű egykörös torony és a hengeres kétkörös torony gyakori típusok, míg az 500 kV-os áramkörökön a négyvezetékes kötegvezeték a szabványos megoldás. A Q355 az alapvető minőség, míg a Q420 magas szilárdságú acél a nagy terhelés alatt álló csomópontoknál és a nagy feszültség alatt álló fő szerkezeti elemeknél kerül alkalmazásra a tömeg csökkentése érdekében. Ezen szint egyetlen tornya általában tíz tonnánál többet nyom, a pontos értékek azonban jelentősen eltérnek a torony magasságától, a tervezési szélsebességtől és a jégrakodástól.
750–1000 kV (UHV): Ez az a pont, ahol az acéllogika a legdrámaibban változik. A toronyfej geometriája és a fázistávolságok élesen megnőnek; az izolátorláncok több tucat egységből állnak, és több méter hosszúak – tervezésüket a szennyezési osztály és a tengerszint feletti magasság határozza meg. A súlyszabályozás érdekében a Q420 és Q460 szilárdsági osztályú acél aránya jelentősen nő, egyes projektek pedig Q690-es minőségű anyagot is alkalmaznak. Egy szokásos UHV felfüggesztési torony több mint száz tonna acélt igényelhet; a folyamkötő tornyok ennél sokkal többet. Közzétett projektbeszámítások szerint egy 1000 kV-os Zhangbei–Xiong’an torony 173 méter magas volt, és 526 tonna acélt tartalmazott, míg egy Jangce-folyam átjáró torony 225,2 méter magas, és egyetlen tornyának tömege 1259 tonna. A nyolcszálas 1000 kV-os és a hatszálas 750 kV-os vezetőkonfigurációk pontosan ezekhez a nagy terhelési esetekhez vannak illesztve.
A feszültség nem az egyetlen változó
Érdemes megismételni: két azonos névleges feszültségű vonal toronytömege és acélfelhasználása többszörös mértékben is eltérhet. A tervezési szélsebesség és jégzóna, a körök száma, a támaszközök és terepviszonyok, a tengerszint feletti magasság, valamint a szennyezettségi osztály mind módosítják a terhelési eseteket. Két 220 kV-os projekt – az egyik sík terepen rövid támaszközökkel, a másik hegyvidéki, erősen jégesős körülmények között – lényegesen eltérő acélmennyiséget igényelhet. A megfelelő kiválasztási logika tehát a projekt specifikus terheléseiből és szabványokból kiinduló tervezés, nem pedig kizárólag a feszültségosztály alapján történő rajzok újrafelhasználása.
Egyetlen szakterület határozza meg minden szintet: a korrózióvédelem. A 10 kV-tól az 1000 kV-ig terjedő feszültségtartományban a távvezetéki tornyok acél szerkezete általában forró–merítéses cinkbevonattal készül az ISO 1461 vagy a GB/T 13912 szabványoknak megfelelően, a bevonat vastagsága a szerkezeti elemek vastagságától függően lépcsőzetesen növekszik. Minél magasabb a feszültség, annál vastagabbak az elemek – és annál nagyobb a súly, amelyet a cinkbevonat minősége és a hosszú távú karbantartási hozzáférésnek kell elviselnie. A felső osztályú távvezetékek esetében a korrózióvédelmi beruházás az évtizedekig tartó karbantartásmentes üzemelés alapja.
Tanács vásárlóknak és mérnököknek
A projekt korai szakaszában vegye fel az alábbi elemeket a műszaki tisztázási listára: az alkalmazandó szabványrendszer (IEC, GB, ASTM stb.) és terhelési esetek, a tornyotípus és áramkör-konfiguráció, az acélminőségek és a nagy szilárdságú acél aránya, a cinkbevonat vastagságára vonatkozó követelmények, valamint a szállítási és helyszíni összeszerelési feltételek. Hívja meg a gyártó mérnöki csapatát a kiválasztási felülvizsgálatra – engedje meg nekik, hogy terhelési számításokat végezzenek és toronyoptimalizációt hajtsanak végre a projektjének paraméterei alapján, majd fogadja el a szállítást a számítási jelentések és harmadik fél által kiállított vizsgálati tanúsítványok alapján. A feszültségosztály határozza meg a keretrendszert; egy tornyot az tesz megbízhatóvá, hogy minden mérnöki paramétert ezen keretrendszeren belül komolyan kezeltek.