Việc nâng cấp lưới điện đô thị đã trở thành một sáng kiến cơ sở hạ tầng cốt lõi cho các thành phố hiện đại.tích hợp quang điện phân tán, và cải tạo hệ thống điện ở các khu dân cư cũ đang thúc đẩy sự gia tăng liên tục nhu cầu truyền tải điện trên các mạng lưới phân phối.Các dây cáp cũ phải đối mặt với những thách thức nghiêm trọng, bao gồm không đủ công suất truyền tải, khả năng thích nghi không gian kém, hiệu suất an toàn cháy không đầy đủ và tuổi thọ ngắn.
Các dây cáp điện áp thấp (0,6/1 kV) và trung bình (3,6/6 kV ∙ 8,7/15 kV) tạo thành xương sống của hệ thống phân phối điện đô thị.Xây dựng mạng lưới đô thị phải chịu nhiều hạn chế như đường hầm hẹp dưới lòng đất, mật độ xây dựng cao, cửa sổ xây dựng hạn chế, các quy định về tiếng ồn môi trường nghiêm ngặt và các tiêu chuẩn an toàn công cộng nghiêm ngặt.Cáp tiêu chuẩn không còn đủ để đáp ứng nhu cầu của môi trường hoạt động đô thị phức tạp này.
Bài báo này phân tích các thách thức chính trong việc cải tạo lưới điện đô thị, phác thảo các giải pháp cáp điện áp thấp và trung bình tối ưu, cung cấp bảng so sánh thông số kỹ thuật,chia sẻ các nghiên cứu điển hình về dự án đô thị, và cung cấp các khuyến nghị thực tế về lựa chọn và lắp đặt sản phẩm cho các nhà thiết kế điện, kỹ sư tiện ích và nhà thầu cơ sở hạ tầng.
- Không gian hữu ích dưới lòng đất hạn chế:Các hầm dây cáp hiện có và đường hầm tiện ích có không gian còn lại hạn chế.
- Yêu cầu an toàn cao hơn:Các khu dân cư đông dân, đường hầm ngầm và các phần liền kề tàu điện ngầm áp đặt các yêu cầu nghiêm ngặt hơn về chống cháy, chống cháy và khói thấp,Hiệu suất không halogen (LSZH).
- Không chắc chắn về tăng tải:Việc tích hợp các trạm sạc xe điện, các cơ sở lưu trữ năng lượng và hệ thống quang điện phân tán dẫn đến sự gia tăng đột ngột trong tải năng động,yêu cầu các cáp phải có khả năng chịu tải quá mức đủ.
- Môi trường xây dựng đô thị phức tạp:Lịch trình chặt chẽ và sự can thiệp đáng kể vào giao thông đòi hỏi các cáp có độ linh hoạt uốn cong tuyệt vời và dễ cài đặt.
- Yêu cầu về độ tin cậy hoạt động lâu dài:Việc mất điện đô thị có tác động xã hội rộng rãi; các nhà khai thác lưới điện yêu cầu các cáp phải có các đặc điểm như chống lão hóa, chống cây nước và tuổi thọ lâu dài.
Tiêu chuẩn tham chiếu: IEC 60502, GB/T 12706, GB/T 19666
| Loại cáp | Độ điện áp | Nhiệt độ hoạt động liên tục tối đa | Ưu điểm tối ưu hóa cốt lõi | Ứng dụng đô thị điển hình |
|---|---|---|---|---|
| Cáp MV XLPE thông thường | 8.7/15kV | 90°C | Hiệu quả về chi phí toàn cầu | Khu đô thị mới có thân tàu ngầm chung |
| Cáp MV XLPE nhỏ gọn | 8.7/15kV | 90°C | Chiều kính bên ngoài nhỏ, tiết kiệm không gian ống | Cải tạo đường dây cáp cũ hẹp |
| Cáp MV chống cây nước | 8.7/15kV | 90°C | Chống lão hóa cây nước | Nước ngầm cao, đường ngầm thành phố ven biển |
| Cáp MV chống cháy LSZH | 8.7/15kV | 90°C | Khói thấp, không có halogen, chống cháy | Hành lang đường ống toàn diện đô thị |
| Cáp chống cháy LSZH LV | 0.6/1kV | 90°C | Giữ mạch dưới hỏa lực | Nhà ở cao tầng, nguồn điện khẩn cấp |
| Cáp LV hợp kim nhôm nhỏ gọn | 0.6/1kV | 90°C | Mức độ nhẹ, dễ cài đặt | Chuyển đổi mạng lưới cộng đồng đô thị cũ |
| Cáp sạc EV LV đặc biệt | 0.6/1kV | 90°C | Trọng lượng chống va chạm, uốn cong nhiều lần | Mạng lưới trạm sạc công cộng đô thị |
- Đường hầm trong các khu vực đô thị cũ hơn với hạn chế không gian: Ưu tiên cáp điện áp trung bình với các dây dẫn nhỏ gọn.
- Đường hầm tiện ích và các khu phức hợp tòa nhà cao tầng: Sử dụng bắt buộc các cáp chống cháy / chống cháy không có khói thấp (LSZH).
- Các thành phố ven biển và các khu vực có mực nước ngầm cao: Chọn các cáp điện áp trung bình XLPE chống cây nước.
- Việc trang bị sau các khu dân cư: cân bằng công suất truyền tải, dễ cài đặt và tổng ngân sách dự án.
- Cáp đô thị chôn thẳm: Tăng cường bảo vệ vỏ bên ngoài để ngăn ngừa thiệt hại cơ học do xây dựng đường.
- Cửa sổ xây dựng ngắn: Lắp đặt sẵn phụ kiện cáp tại nhà máy để giảm thời gian làm việc tại chỗ.
- Kiểm soát chặt chẽ bán kính uốn cong tối thiểu của cáp trong hầm thành phố hẹp để ngăn ngừa các vết nứt nhỏ trong lớp cách điện.
- Các dây cáp đa mạch được đặt chặt chẽ: Đặt các yếu tố giảm khả năng chịu điện phù hợp để ngăn chặn sự tích tụ nhiệt.
Các cáp lưới điện đô thị thường yêu cầu tuổi thọ từ 25 đến 30 năm; do đó, các thông số kỹ thuật nên được lựa chọn để tránh quá nhiều hoặc quá ít kỹ thuật.Nên hợp tác với các nhà cung cấp để tiến hành thử nghiệm cách nhiệt trước khi đưa vào sử dụng và theo dõi lần lượt giải thải một phần cho các đường dây gốc điện áp trung bình.
Việc nâng cấp và cải tạo lưới điện đô thị phải đối mặt với nhiều hạn chế về không gian, an toàn, tác động môi trường và thời gian dự án;một thông số kỹ thuật cáp duy nhất không thể đáp ứng các yêu cầu của tất cả các kịch bản ứng dụng đô thịBằng cách triển khai chiến lược các cáp XLPE điện áp trung bình nhỏ gọn, cáp chống cháy không có khói thấp (LSZH), cáp chống cây nước và cáp hợp kim điện áp thấp nhẹ,Những thách thức quan trọng như tắc nghẽn trong các đường hầm ngầm, nguy cơ hỏa hoạn và lão hóa cách nhiệt do môi trường ẩm ướt có thể được giải quyết hiệu quả.
Đối với các nhà thiết kế lưới điện đô thị và các nhà thầu kỹ thuật, các giải pháp cáp khác biệt và tối ưu có thể giảm đầu tư dư thừa, rút ngắn thời gian xây dựng,và tăng cường sự ổn định hoạt động lâu dài của các mạng lưới phân phối đô thịViệc lựa chọn dây cáp hợp lý là nền tảng cho việc xây dựng một mạng lưới điện đô thị hiện đại an toàn, hiệu quả và sẵn sàng cho tương lai.
