ความท้าทายด้านการวางแผนเส้นทางและโครงสร้างพื้นฐานในเขตเมืองสำหรับสายส่งไฟฟ้าแรงสูง
ความต้องการเพิ่มขึ้นในเขตเมืองสำหรับสายส่งไฟฟ้าแรงสูงแบบฝังใต้ดิน
จำนวนประชากรในเขตเมืองที่เพิ่มขึ้นและการผนวกรวมพลังงานหมุนเวียน กำลังผลักดันให้มีการติดตั้งสายเคเบิลส่งไฟฟ้าใต้ดินเพิ่มขึ้นเฉลี่ย 14% ต่อปี (รายงานพลังงานโลก 2023) ระบบนี้ช่วยลดผลกระทบทางทัศน์และเพิ่มความทนทานของระบบกริดไฟฟ้า แต่จำเป็นต้องใช้เครื่องมือวางแผนขั้นสูงเพื่อจัดการโครงสร้างพื้นฐานในเมืองที่มีความหนาแน่นสูงอย่างมีประสิทธิภาพ
ข้อจำกัดจากโครงสร้างพื้นฐานเดิมในการวางแผนเส้นทางสายส่ง
การติดตั้งสายส่งเพิ่มเติมในทางเดินสายส่งที่มีอายุนาน มักพบปัญหาความขัดแย้งกับท่อส่งก๊าซ เส้นใยแก้วนำแสง และเครือข่ายคมนาคม ในปี 2022 การตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐานที่กรุงเบอร์ลินพบว่า 38% ของเส้นทางส่งไฟฟ้าที่วางแผนไว้จำเป็นต้องออกแบบใหม่ เนื่องจากท่อส่งที่ไม่ได้ระบุไว้ในเอกสาร ทำให้โครงการล่าช้าออกไป 6—9 เดือน
กรณีศึกษา: โครงการครอสเรลในลอนดอนกับความซับซ้อนในการเปลี่ยนเส้นทางสายส่ง
ระหว่างการพัฒนาครอสเรล วิศวกรได้เปลี่ยนเส้นทางสายส่งไฟฟ้าแรงสูง 400 กิโลโวลต์ รวมระยะทาง 52 กิโลเมตร พร้อมกับรักษาระบบจ่ายไฟให้แก่ผู้อยู่อาศัย 1.2 ล้านคน โดยใช้เงินลงทุนทั้งสิ้น 230 ล้านดอลลาร์ เพื่อแก้ไขปัญหาสำคัญด้วยแนวทางที่สร้างสรรค์ ดังนี้
| ความท้าทาย | สารละลาย | ผลลัพธ์ |
|---|---|---|
| การเจาะอุโมงค์ใต้เส้นทางรถไฟที่ยังใช้งานอยู่ | การปิดระบบเป็นช่วงๆ ตามลำดับ | ไม่มีการหยุดจ่ายไฟเลย |
| การข้ามเขตพื้นที่เสี่ยงน้ำท่วมแม่น้ำเทมส์ | ท่อหุ้มสายส่งแบบไฮโดรชีลด์ | การรับรองมาตรฐานป้องกันน้ำท่วมที่เกิดทุก 50 ปี |
| การประสานงานกับผู้ให้บริการสาธารณูปโภค 17 ราย | แพลตฟอร์มการวางแผนแบบ 4 มิติ ที่ใช้ร่วมกัน | ประหยัดค่าใช้จ่าย 23% เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม |
การใช้ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) และระบบสารสนเทศการก่อสร้าง (BIM) เพื่อความแม่นยำในการติดตั้งสายเคเบิลใต้ดินและใต้ทะเล
โครงการสมัยใหม่ได้ผนวกการใช้ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) เข้ากับระบบสร้างแบบจำลองข้อมูลอาคาร (BIM) เพื่อจำลองภาระความร้อนและสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า การใช้แนวทางแบบคู่นี้ช่วยลดปัญหาสายเคเบิลขัดข้องลงได้ 41% ในโครงการติดตั้งสายเคเบิลใต้ทะเลเหนือ เมื่อเทียบกับวิธีการวางแผนแบบดั้งเดิม
การผนวกรวมการมีส่วนร่วมของผู้มีส่วนได้ส่วนเสียและการสร้างแบบจำลองสามมิติในโครงการส่งพลังงานไฟฟ้าในเขตเมือง
แพลตฟอร์มการแสดงผลแบบสามมิติแบบเรียลไทม์ในปัจจุบัน ช่วยให้ผู้ให้บริการสาธารณูปโภค เทศบาล และผู้รับเหมาสามารถแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นร่วมกันก่อนที่การก่อสร้างจะเริ่มต้น โครงการปรับปรุงระบบกริดอัมสเตอร์ดัมสามารถลดจำนวนคำร้องเรียนจากประชาชนได้ถึง 67% โดยใช้แบบจำลองภูมิประเทศแบบโต้ตอบที่สามารถทำนายระดับเสียงรบกวนและผลกระทบด้านการจราจรภายในเกณฑ์ความแม่นยำ 2 เดซิเบล/3%
การจัดการความร้อนและการระบายความร้อนในสายส่งแรงดันสูงใต้ดิน

ความเสี่ยงจากความร้อนสูงเกินในระบบสายส่งไฟฟ้าแรงสูงที่ติดตั้งในเขตเมืองหนาแน่น
สภาพแวดล้อมในเขตเมืองมีปัญหาเรื่องความร้อนเฉพาะตัว โดยเฉพาะในส่วนที่อยู่ใต้ระดับพื้นดิน งานวิจัยแสดงให้เห็นว่า ระบบใต้ดินในพื้นที่เหล่านี้มีอุณหภูมิสูงกว่าระบบที่อยู่ในชนบทประมาณ 25% เนื่องจากคอนกรีตจำนวนมากกักเก็บความร้อนไว้ และสาธารณูปโภคใกล้เคียงก็มีส่วนทำให้เกิดปรากฏการณ์นี้เช่นกัน (Wang และคณะ ค้นพบปรากฏการณ์นี้ในปี 2019) ลองพิจารณาในพื้นที่เช่น กรุงเบอร์ลิน หรือโตเกียว ซึ่งมักมีอุณหภูมิรอบๆ สายไฟฟ้าใต้ดินสูงเกิน 45 องศาเซลเซียส อุณหภูมิระดับนี้ทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าทำงานเกินขีดจำกัดที่ถูกออกแบบมาให้ปลอดภัย ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมทีมบำรุงรักษาจึงต้องตรวจสอบระบบเหล่านี้อย่างสม่ำเสมอเพื่อหาสัญญาณของความเครียด
การดัดงอทางกลจากความร้อน (TMB) และการเคลื่อนตัวของสายเคเบิลจากความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
การโหลดความร้อนแบบเป็นรอบทำให้สายเคเบิลแกนทองแดงขยายตัวมากกว่า 15 มม. ต่อเมตร ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ตามแนวแกนอย่างมาก—สูงสุดถึง 15 เมตรต่อปีในเส้นทางยาว 1 กิโลเมตร ความเครียดดังกล่าวจะรวมตัวกันที่จุดยึดตายตัวและจุดเลี้ยวที่คดโค้งมาก ทำให้ฉนวนสึกหรอเร็วขึ้นในบริเวณที่รัศมีการโค้งต่ำกว่า 1.2 เมตร
กรณีศึกษา: ความล้มเหลวจากความร้อนในระบบกริดเขตเมืองของเยอรมนีที่ใช้ระบบฉนวนกระดาษ
เหตุการณ์ปี 2018 ในเครือข่าย 110 กิโลโวลต์ของเมืองมิวนิกได้แสดงจุดอ่อนในระบบฉนวนกระดาษที่ใช้มาอย่างยาวนาน:
- โอเวอร์โหลดต่อเนื่อง 72 ชั่วโมง : เกิดกระแสเพิ่มขึ้น 18% ระหว่างคลื่นความร้อน
- การเสื่อมสภาพของฉนวน : การปล่อยประจุบางส่วน (Partial Discharge) เพิ่มขึ้นถึง 150 pC ภายใน 12 ชั่วโมง
- ต้นทุนการซ่อม : ค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนสายยาว 300 เมตรสูงถึง 2.4 ล้านยูโร
ผลการวิเคราะห์หลังเกิดเหตุการณ์แสดงให้เห็นว่าฉนวนกระดาษเสื่อมสภาพเร็วกว่าฉนวน XLPE ถึงสามเท่า เมื่ออยู่ที่อุณหภูมิเกิน 70 องศาเซลเซียสภายใต้แรงดันความร้อนที่คงที่
บทบาทของน้ำมันไดอิเล็กตริกที่อยู่ภายใต้แรงดันในการเป็นฉนวนและระบายความร้อน
สายเคเบิลที่บรรจุของเหลวใช้น้ำมันไดอิเล็กตริกที่อยู่ภายใต้แรงดัน 15 บาร์ ซึ่งให้ประสิทธิภาพการใช้งานที่ดีเยี่ยม:
- การถ่ายเทความร้อน : การนำความร้อน 25W/m·K (เมื่อเทียบกับ 0.3W/m·K สำหรับฉนวนแห้ง)
- เสถียรภาพทางความร้อน : รักษาความแข็งแรงของฉนวนไฟฟ้าไว้ภายในช่วงความแปรปรวน 2% จาก -30°C ถึง 105°C
การทำงานสองฟังก์ชันนี้ช่วยเพิ่มทั้งความน่าเชื่อถือทางไฟฟ้าและการระบายความร้อนในสภาพแวดล้อมที่มีภาระสูง
วัสดุอุดเติมขั้นสูงและระบบตรวจสอบอุณหภูมิแบบเรียลไทม์
การทดลองในปี 2023 ที่สิงคโปร์ ได้รวมการใช้วัสดุอุดเติมเพิ่มประสิทธิภาพความร้อนด้วยเบนโทไนต์ (การนำความร้อน 0.8W/m·K) พร้อมกับระบบตรวจวัดอุณหภูมิแบบกระจายตัว (DTS) สามารถลดจุดร้อนได้ถึง 40% เมื่อรวมเข้ากับระบบกำหนดค่าความร้อนแบบเคลื่อนที่ ระบบนี้สามารถปรับค่ากระแสไฟฟ้าได้สูงสุดถึง 118% ของค่าแบบสถิติในช่วงเวลาที่ไม่ใช่ชั่วโมงเร่งด่วน
การเสื่อมสภาพของฉนวนและการเลือกวัสดุในสายเคเบิลส่งไฟฟ้าแรงสูง
โครงสร้างพื้นฐานที่เสื่อมสภาพและปัญหาความน่าเชื่อถือในระบบสายเคเบิลที่บรรจุของเหลว
จากการตรวจสอบความน่าเชื่อถือของระบบสายส่งในปี 2023 พบว่ามากกว่า 35% ของสายเคเบิลแรงดันสูงที่บรรจุของเหลว ซึ่งติดตั้งก่อนปี 1990 แสดงอาการความเสื่อมของฉนวนแล้ว ระบบที่ใช้ในช่วงเวลานั้นย่อมมีความเปราะบางต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและน้ำซึมเข้าไปในระบบ โดยเฉพาะฉนวนแบบกระดาษ-น้ำมันมีแนวโน้มเกิดการทะลุของกระแสไฟฟ้า (dielectric breakdown) ในระบบกริดสมัยใหม่ที่มีโหลดไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา
ความเสถียรของน้ำมันฉนวนและประสิทธิภาพฉนวนในระยะยาว
น้ำมันฉนวนทำหน้าที่ทั้งเป็นฉนวนและสารทำความเย็น แต่คุณสมบัติของมันเสื่อมสภาพลงภายใต้ความเครียดจากความร้อนอย่างต่อเนื่อง การศึกษาเกี่ยวกับการเสื่อมสภาพจากความร้อนในปี 2023 พบว่าแรงดันทะลุของน้ำมันลดลง 12—18% ต่อทศวรรษ โดยระดับความเป็นกรดเพิ่มขึ้นเร็วกว่าเดิมถึง 300% ในระบบสายใต้ดินในเขตเมือง เมื่อเทียบกับระบบเหนือดิน
ฉนวนกระดาษเทียบกับ XLPE: การเปรียบเทียบความน่าเชื่อถือในสายเคเบิลแรงดันสูงสมัยใหม่
| คุณสมบัติ | ฉนวนกระดาษ (เติมน้ำมัน) | พอลิเอทิลีนเชื่อมขวาง (XLPE) |
|---|---|---|
| อายุการใช้งาน (ปี) | 40-50 | 50-60 |
| ความถี่ในการบำรุงรักษา | ตรวจสอบสภาพของเหลวทุก 6 เดือน | ตรวจสอบทุกๆ 10 ปี |
| อัตราการเกิดความล้มเหลว (ต่อกิโลเมตร) | 0.8 ครั้ง | 0.2 ครั้ง |
ความต้านทานความชื้นของ XLPE และการบำรุงรักษาที่น้อยลง ทำให้มันเหมาะสำหรับการติดตั้งใหม่ แม้ว่าระบบสายที่มีฉนวนแบบกระดาษจะยังคงพบได้บ่อยในสถานการณ์การติดตั้งเพิ่มเติม เนื่องจากความเข้ากันได้กับโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่
การเปลี่ยนผ่านสู่การออกแบบสายเคเบิลที่ทันสมัยด้วยคุณสมบัติฉนวนที่ดีขึ้น
สายเคเบิลรุ่นใหม่ล่าสุดมีการใช้สารฉนวนแบบนาโนฟิลล์ดพอลิโพรพิลีน (NFPP) ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความต้านทานการปล่อยประจุบางส่วนสูงกว่า XLPE ถึง 40% จากการทดสอบล่าสุด วัสดุเหล่านี้รองรับการส่งไฟฟ้ากระแสตรงที่แรงดัน 800 กิโลโวลต์ ด้วยความหนาน้อยลงของฉนวนถึง 22% ช่วยให้ออกแบบได้กะทัดรัดและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
ความท้าทายในการต่อสาย การติดตั้งปลายสาย และการจัดการสายไฟฟ้าแรงสูง
อัตราการเกิดความล้มเหลวสูงที่จุดต่อและปลายสายในระบบไฟฟ้าแรงสูง
จากรายงานความน่าเชื่อถือของระบบส่งไฟฟ้าแรงสูงในปี 2023 ที่ผ่านมา พบว่าปัญหาประมาณ 40% ในระบบส่งไฟฟ้าแรงสูงนั้นจริงๆ แล้วเริ่มต้นที่จุดเชื่อมต่อและปลายทางเหล่านี้เอง อะไรคือสาเหตุที่ทำให้ชิ้นส่วนเหล่านี้เป็นปัญหามากมาย? เนื่องจากชิ้นส่วนเหล่านี้ต้องรับแรงดันไฟฟ้ามหาศาล บางครั้งอาจสูงถึง 525 กิโลโวลต์ รวมทั้งแรงดันเชิงกลที่คงที่อย่างต่อเนื่อง และเมื่อพูดถึงสายเคเบิลใต้ดินแล้ว การปิดผนึกที่ไม่ดีคิดเป็นสาเหตุประมาณสองในสามของความล้มเหลวทางด้านฉนวนที่เกี่ยวข้องกับความชื้น โดยข้อต่อสายเคเบิล XLPE ที่ประกอบในสนามนั้นมีความซับซ้อนเป็นพิเศษ เพราะต้องการการจัดแนวที่เกือบสมบูรณ์แบบ แม่นยำลงถึงเศษส่วนของมิลลิเมตร เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาการปล่อยประจุบางส่วน ซึ่งยังคงเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่ทำให้อุปกรณ์เกิดความล้มเหลวก่อนถึงอายุการใช้งานที่คาดหวังไว้
ข้อกำหนดด้านความแม่นยำในการต่อสายและปลายทางสายเคเบิลแรงดันสูง
ระบบ 400 กิโลโวลต์แบบทันสมัยต้องการสภาพแวดล้อมที่สะอาดมาก (<0.1 อนุภาค/ลูกบาศก์เซนติเมตร) ในระหว่างการเชื่อมต่อ การใช้ข้อต่อแบบหดเย็นช่วยป้องกันการบิดงอจากความร้อน ในขณะที่การเชื่อมต่ออุปกรณ์สวิตช์เกียร์ฉนวนก๊าซ (GIS) ต้องการความตรงศูนย์กลางที่ ±0.05 มิลลิเมตร การเปลี่ยนจากการใช้สายเคเบิลฉนวนกระดาษมาเป็นสายเคเบิลฉนวนแบบอัดรีด ช่วยลดอัตราความล้มเหลวของข้อต่อลงได้ 34% ตั้งแต่ปี 2018 แม้ว่าความซับซ้อนในการติดตั้งจะเพิ่มขึ้น
กรณีศึกษา: การเชื่อมต่อฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งด้วยสายเคเบิล HVDC ใต้ทะเล
โครงการกังหันลมนอกชายฝั่งในทะเลเหนือขนาด 1.4 กิกะวัตต์ ประสบปัญหาข้อต่อเสียหายซ้ำๆ ในสายส่ง HVDC 320 กิโลโวลต์ การวิเคราะห์สาเหตุหลังเกิดเหตุพบว่าปัญหาเกิดจากการโค้งงอซ้ำๆ จากกระแสน้ำขึ้นน้ำลง ซึ่งส่งผลให้ข้อต่อในสนามเสียหายถึง 38% การนำระบบข้อต่อแบบหุ่นยนต์ที่มีการถ่ายภาพความร้อนแบบ 360° แบบเรียลไทม์มาใช้ ช่วยลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงนอกชายฝั่งลงได้ปีละ 12 ล้านดอลลาร์สหรัฐ
การต่อสายแบบอัตโนมัติและข้อต่อที่เตรียมไว้ในโรงงาน เพื่อลดความเสียหายระหว่างการติดตั้ง
ผู้ผลิตชั้นนำในปัจจุบันนำเสนอตัวเชื่อมต่อแบบปั้นสำเร็จรูปที่ผสานรวมกับระบบ GIS ซึ่งผ่านการทดสอบให้ทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูงสุดได้ถึง 650 กิโลโวลต์ การใช้เครื่องจักรในการลอกชั้นเซมิคอนดักเตอร์แบบอัตโนมัติสามารถทำได้แม่นยำถึง 0.01 มิลลิเมตร ซึ่งแม่นกว่าวิธีการด้วยมือถึง 5 เท่า ความก้าวหน้าเหล่านี้ได้เพิ่มอัตราความสำเร็จในการทดสอบใช้งานครั้งแรกให้สูงถึง 98% ในโครงการติดตั้งระบบแรงดันสูงพิเศษ (UHV) ที่ผ่านมา
สภาพแวดล้อมและความพร้อมสำหรับอนาคตของสายส่งไฟฟ้าแรงสูง
ความไม่มั่นคงของดินและผลกระทบต่อความสมบูรณ์ของสายเคเบิลในระยะยาว
ความแตกต่างขององค์ประกอบในดินและการเคลื่อนตัวของพื้นดินเป็นความเสี่ยงหลักต่อสายเคเบิลที่ฝังอยู่ใต้ดิน ผลการสำรวจทางธรณีวิทยาแสดงให้เห็นว่าดินที่มีเนื้อเป็นดินเหนียวสามารถขยายตัวได้มากถึง 12% ในช่วงที่มีน้ำหรือความชื้นสูง ซึ่งสร้างแรงดันด้านข้างมากกว่า 3,500 PSI ต่อระบบท่อร้อยสาย สภาวะความเครียดดังกล่าวเร่งการเสื่อมสภาพของฉนวน โดยเฉพาะในสายเคเบิล XLPE ที่มีแรงดัน 400 กิโลโวลต์ขึ้นไป
ความเสี่ยงจากสนิมและการซึมของความชื้นในสภาพพื้นดินที่เปลี่ยนแปลงได้
โครงสร้างพื้นฐานในพื้นที่ชายฝั่งและที่ลุ่มน้ำมีความเสี่ยงสูงขึ้นจากภาวะการซึมของเกลือและภาวะการกัดกร่อนทางไฟฟ้า-เคมี การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการที่ความชื้นเข้าไปในสายเคเบิลที่มีฉนวนแบบตะกั่วจะลดความแข็งแรงของฉนวนลง 34% ภายในระยะเวลา 15 ปี โดยเทปป้องกันการกัดกร่อนแบบ LDPE ในปัจจุบันมีประสิทธิภาพในการกันน้ำได้ 99.97% ซึ่งได้รับการยืนยันผ่านการทดสอบการเสื่อมสภาพเร่งที่จำลองอายุการใช้งาน 50 ปี
กรณีศึกษา: การกัดเซาะชายฝั่งที่ส่งผลต่อสายเคเบิล HVDC ใต้ทะเลในทะเลเหนือ
เหตุการณ์ความล้มเหลวของสายส่ง HVDC 525 กิโลโวลต์ระหว่างสหราชอาณาจักรและเนเธอร์แลนด์ในปี 2022 ได้แสดงให้เห็นว่าการกัดเซาะพื้นทะเลที่วัดได้ 2.3 เมตรต่อปี สามารถทำให้สายเคเบิลถูกความเสียหายจากการลากอวนประมงได้ การวิเคราะห์โดยกลุ่มส่งไฟฟ้าทะเลเหนือ (North Sea Transmission Consortium) พบว่าการออกแบบในปี 2008 ประเมินความเร็วกระแสน้ำขั้นต่ำไว้ต่ำเกินไปถึง 18% ซึ่งต้องใช้เงิน 74 ล้านดอลลาร์สหรัฐในการปรับปรุงโครงสร้างให้มีความมั่นคงอีกครั้ง
การสำรวจธรณีเทคนิคและการหุ้มป้องกันสำหรับการติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย
การสำรวจแผนที่ธรณีฟิสิกส์ขั้นสูงในปัจจุบันสามารถให้ความละเอียดในการวางแผนเส้นทางได้สูงสุด 15 ซม. โดยสามารถระบุความผิดปกติของดินได้แม่นยำถึงร้อยละ 98.7 การใช้ปลอกสองชั้นที่รวม HDPE และเทปโลหะช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการทะลุได้มากขึ้น 72% เมื่อเทียบกับการออกแบบแบบชั้นเดียวภายใต้สถานการณ์แผ่นดินไหวที่จำลองไว้
การนำระบบ HVDC และการออกแบบแบบโมดูลาร์มาใช้มากขึ้น เพื่อการส่งพลังงานไฟฟ้าที่รองรับอนาคต
ตลาดสายส่งไฟฟ้ากระแสตรงระดับโลก (Global HVDC cable) คาดว่าจะขยายตัวเฉลี่ย 8.4 เปอร์เซ็นต์ต่อปี จนถึงปี 2033 โดยการเติบโตนี้ส่วนใหญามาจากการผลักดันจากโครงการต่าง ๆ เช่น Champlain Hudson Power Express ที่ตั้งอยู่ในรัฐนิวยอร์กเอง โดยในแง่ของการติดตั้ง ระบบที่ใช้สายเคเบิลแบบโมดูลาร์ที่มีข้อต่อสำเร็จรูปสามารถลดเวลาการติดตั้งลงได้ราว 40 เปอร์เซ็นต์ ทั้งนี้ ระบบดังกล่าวสามารถรักษาระดับประสิทธิภาพในการส่งไฟฟ้าได้สูงถึง 99.96 เปอร์เซ็นต์ แม้จะเป็นระยะทางที่ไกลเกินกว่า 1,200 กิโลเมตร ซึ่งประสิทธิภาพระดับนี้ทำให้ระบบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการเชื่อมต่อฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งขนาดใหญ่เข้ากับระบบไฟฟ้าของเมืองใหญ่ ทั้งนี้ การทดสอบภาคสนามล่าสุดที่ใช้คอนเวอร์เตอร์แบบ press pack IGBT แสดงให้เห็นว่ามีอัตราการสูญเสียพลังงานต่ำกว่าระบบคอนเวอร์เตอร์แบบ thyristor ทั่วไปเพียง 0.2 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น แม้การปรับปรุงดังกล่าวจะดูเหมือนเล็กน้อย แต่ก็มีความหมายอย่างมาก ซึ่งกำลังช่วยผลักดันการเปลี่ยนผ่านโครงสร้างพื้นฐานระบบไฟฟ้าแบบ AC แบบเดิมไปสู่เทคโนโลยีที่ทันสมัยมากยิ่งขึ้น
ส่วน FAQ
อะไรคือปัจจัยที่ทำให้เกิดความต้องการสายส่งไฟฟ้าแรงสูงใต้ดินในเขตเมือง?
การเพิ่มขึ้นของประชากรในเขตเมืองและการผนวกรวมแหล่งพลังงานหมุนเวียนเป็นปัจจัยหลัก โดยมีเป้าหมายเพื่อลดผลกระทบทางทัศน์และเพิ่มความทนทานของระบบกริด
ความท้าทายหลักในการวางแผนเส้นทางสายส่งไฟฟ้าแรงสูงคืออะไร?
ปัญหาสำคัญ ได้แก่ ความขัดแย้งกับโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ก่อนแล้ว เช่น ท่อส่งก๊าซและเส้นใยแก้วนำแสง รวมถึงการปฏิบัติตามข้อกำหนดและใบอนุญาตใหม่ที่อาจทำให้ต้องออกแบบใหม่และเกิดความล่าช้า
ระบบ GIS และ BIM มีประโยชน์อย่างไรต่อการติดตั้งสายส่งไฟฟ้า?
ระบบดังกล่าวช่วยเพิ่มความแม่นยำโดยการจำลองภาระความร้อนและสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งช่วยลดการเกิดข้อผิดพลาดของสายส่งได้อย่างมากเมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม
ทำไมข้อต่อและปลายสายถึงเป็นเรื่องที่ต้องให้ความสำคัญในระบบไฟฟ้าแรงสูง?
ข้อต่อและปลายสายต้องรับแรงทางไฟฟ้าและแรงทางกลที่สูง และมีแนวโน้มเกิดปัญหาการจัดแนวที่ไม่เหมาะสม ซึ่งอาจนำไปสู่การเสียหายก่อนวัยและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาที่สูงขึ้น
มีโซลูชันใดบ้างสำหรับปัญหาสิ่งแวดล้อมที่ส่งผลต่อความสมบูรณ์ของสายเคเบิล
การสำรวจทางธรณีเทคนิคขั้นสูงและการหุ้มสายเคเบิลสองชั้นสามารถป้องกันปัญหาความไม่มั่นคงของดินและป้องกันการกัดกร่อนได้ดีขึ้น ในขณะที่การออกแบบสายเคเบิลแบบโมดูลาร์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและเตรียมความพร้อมสำหรับอนาคต
สารบัญ
-
ความท้าทายด้านการวางแผนเส้นทางและโครงสร้างพื้นฐานในเขตเมืองสำหรับสายส่งไฟฟ้าแรงสูง
- ความต้องการเพิ่มขึ้นในเขตเมืองสำหรับสายส่งไฟฟ้าแรงสูงแบบฝังใต้ดิน
- ข้อจำกัดจากโครงสร้างพื้นฐานเดิมในการวางแผนเส้นทางสายส่ง
- กรณีศึกษา: โครงการครอสเรลในลอนดอนกับความซับซ้อนในการเปลี่ยนเส้นทางสายส่ง
- การใช้ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) และระบบสารสนเทศการก่อสร้าง (BIM) เพื่อความแม่นยำในการติดตั้งสายเคเบิลใต้ดินและใต้ทะเล
- การผนวกรวมการมีส่วนร่วมของผู้มีส่วนได้ส่วนเสียและการสร้างแบบจำลองสามมิติในโครงการส่งพลังงานไฟฟ้าในเขตเมือง
-
การจัดการความร้อนและการระบายความร้อนในสายส่งแรงดันสูงใต้ดิน
- ความเสี่ยงจากความร้อนสูงเกินในระบบสายส่งไฟฟ้าแรงสูงที่ติดตั้งในเขตเมืองหนาแน่น
- การดัดงอทางกลจากความร้อน (TMB) และการเคลื่อนตัวของสายเคเบิลจากความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
- กรณีศึกษา: ความล้มเหลวจากความร้อนในระบบกริดเขตเมืองของเยอรมนีที่ใช้ระบบฉนวนกระดาษ
- บทบาทของน้ำมันไดอิเล็กตริกที่อยู่ภายใต้แรงดันในการเป็นฉนวนและระบายความร้อน
- วัสดุอุดเติมขั้นสูงและระบบตรวจสอบอุณหภูมิแบบเรียลไทม์
- การเสื่อมสภาพของฉนวนและการเลือกวัสดุในสายเคเบิลส่งไฟฟ้าแรงสูง
- ความท้าทายในการต่อสาย การติดตั้งปลายสาย และการจัดการสายไฟฟ้าแรงสูง
-
สภาพแวดล้อมและความพร้อมสำหรับอนาคตของสายส่งไฟฟ้าแรงสูง
- ความไม่มั่นคงของดินและผลกระทบต่อความสมบูรณ์ของสายเคเบิลในระยะยาว
- ความเสี่ยงจากสนิมและการซึมของความชื้นในสภาพพื้นดินที่เปลี่ยนแปลงได้
- กรณีศึกษา: การกัดเซาะชายฝั่งที่ส่งผลต่อสายเคเบิล HVDC ใต้ทะเลในทะเลเหนือ
- การสำรวจธรณีเทคนิคและการหุ้มป้องกันสำหรับการติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย
- การนำระบบ HVDC และการออกแบบแบบโมดูลาร์มาใช้มากขึ้น เพื่อการส่งพลังงานไฟฟ้าที่รองรับอนาคต
-
ส่วน FAQ
- อะไรคือปัจจัยที่ทำให้เกิดความต้องการสายส่งไฟฟ้าแรงสูงใต้ดินในเขตเมือง?
- ความท้าทายหลักในการวางแผนเส้นทางสายส่งไฟฟ้าแรงสูงคืออะไร?
- ระบบ GIS และ BIM มีประโยชน์อย่างไรต่อการติดตั้งสายส่งไฟฟ้า?
- ทำไมข้อต่อและปลายสายถึงเป็นเรื่องที่ต้องให้ความสำคัญในระบบไฟฟ้าแรงสูง?
- มีโซลูชันใดบ้างสำหรับปัญหาสิ่งแวดล้อมที่ส่งผลต่อความสมบูรณ์ของสายเคเบิล