Niezawodność kabli elektroenergetycznych kluczowa dla bezpieczeństwa technicznego morskich farm wiatrowych w Polsce

• Autorzy: Gulski Edward , Parciak Jarosław , Jongen Rogier , Popławski Jarosław

Identyfikatory

DOI

10.15199/74.2022.9.1

Warianty tytułu

EN

Reliability of power cables key issue for the technical safety of offshore wind farms in Poland

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Doświadczenia międzynarodowe morskich farm wiatrowych pokazują, że w porównaniu z innymi komponentami elektrycznymi dotkliwość i częstotliwość awarii kabli eksportowych i międzyturbinowych są najwyższe. Ponieważ obecny stan norm międzynarodowych opiera się na doświadczeniach kabli lądowych, nadal problematyczne jest uwzględnienie rzeczywistych poważnych problemów awarii związanych z kablami dla morskich farm wiatrowych. W rezultacie systematyczne testowanie i diagnozowanie podczas: produkcji, transportu, instalacji i eksploatacji może wykluczyć lub przynajmniej zmniejszyć potencjalne ryzyko awarii podczas eksploatacji. W artykule podjęto dyskusję na temat zapewnienia jakości kabli elektroenergetycznych dla bezpieczeństwa technologicznego morskich farm wiatrowych. Przedstawione zostały różne praktyczne przykłady badania długich połączeń kabli elektroenergetycznych, a wspomniana powyżej problematyka zostanie omówiona z perspektywy kontroli jakości nowo zainstalowanych linii, jak również konserwacji linii w eksploatacji. Diagnostyka oparta na technologii tłumionego napięcia przemiennego (DAC) z monitorowaniem wyładowań niezupełnych w tym przypadku jest specjalnie omawiana w połączeniu z rzeczywistymi przykładami testów, które pokazują wyniki dotyczące badań kabli eksportowych i międzyturbinowych w farmach wiatrowych.

EN

The international experience of offshore wind farms shows that compared to other electrical components, the severity and frequency of failure of export and inter-array cables is the highest. As the current state of international standards is based on the experience of onshore cables, it is still problematic to address the real serious problems associated with cable accidents for offshore wind farms. As a result, systematic testing and diagnosis during production, transportation, installation and operation can exclude or at least reduce the potential risk of failure during operation. This article discusses the quality assurance of power cables for the technological safety of offshore wind farms. Various practical examples of testing long power cable connections will be presented, and the above-mentioned issues will be discussed from the perspective of quality control of newly installed lines as well as line maintenance in operation. The damped alternating voltage (DAC) diagnostics with PD monitoring in this case are specifically discussed in conjunction with real-world test examples that show the test results for export and inter-array cables in offshore wind farms.

Słowa kluczowe

PL

morskie farmy wiatrowe; kabel eksportowy; kabel międzyturbinowy; badania odbiorcze; napięcie zmienne tłumione; diagnostyka; wyładowania niezupełne; niezawodność; kontrola jakości

EN

offshore wind farms; export cable; inter-turbine cable; acceptance tests; alternating damped voltages; diagnostics; partial discharges; reliability; quality control

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Wiadomości Elektrotechniczne
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 90, nr 9
• Strony: 3--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Gulski Edward

• Politechnika Łódzka

autor

Parciak Jarosław

• Central Europe Sp. z o.o., Warszawa

autor

Jongen Rogier

• Lucern, Szwajcaria

autor

Popławski Jarosław

• KM&JP, Kowiesy

Bibliografia

• [1] AgraBuljan A. November 9, 2021, Subsea cables account for over 50 pct of total claims spend in offshore wind – GCube Insurance, https://www.offshore-energy.biz/subsea-cables-account-for-over-50-pct-of-total-claims-spend-in-offshore-wind-gcube-insurance/?fbclid=IwAR2MXiHivw0elFYAC5YNsZaDEJHJoK1nPwh61BT3Cqx8RNxiH3yDaFox27M,visited on 06-01-2022.
• [2] Buljan A., April 15, 2021, GCube Insurance: Offshore wind needs to mitigate supply chain risks, https://www.offshore-energy.biz/gcube-insurance-offshore-wind-needs-to-mitigate-supply-chain-risks/ (visited on 21-02-2022).
• [3] Cichecki P. Testing and Diagnosis of High Voltage and Extra High Voltage Power Cables with Damped AC Voltages ISBN: 978-83-952726-0-8.
• [4] CIGRÉ Technical Brochure 379, Update of Service Experience of HV Underground and Submarine Cable Systems, 2009.
• [5] CIGRÉ Technical Brochure 496, Recommendations for Testing DC Extruded Cable Systems, 2012 Cigré Technical Brochure 610, Offshore Generation Cable Connections, 2015.
• [6] CIGRÉ Technical Brochure 680, Implementation of long AC HV and EHV Cable Systems, 2017
• [7] Gulski E., G. Anders,R. Jongen, J. Parciak, J. Sieminski, E. Piesowicz, S. Paszkiewicz. 2021. Discussion of Electrical and Thermal Aspects of Offshore Wind Farms Power Cables Reliability. Renewable and Sustainable Energy Reviews.
• [8] Gulski E., R. Jongen, B. Quak, J. Parciak, A. Rakowska. 2019. Fifteen Years Damped AC Testing and Diagnosis of Transmission power cables, Jicable, paper D3-1.
• [9] Gulski E., E.R.S. Groot, J.J. Smit, F. de Vries, J. Slangen, J. Pellis, D. van Houwelingen, T.J.W.H. Hermans, B. Wegbrands, L. Lamballais. 2008. “Condition Assessment of Service Aged HV Power Cables”, CIGRÉ, Paper D1-206.
• [10] Gulski E., F.J. Wester, Ph. Wester, E.R.S. Groot, J.W. van Doeland. 2004. Condition assessment of high voltage power cables. Proceedings CIGRÉ 2004 Session, paper D1-103.
• [11] Gulski E., F.J. Wester, J.J. Smit, E.R.S. Groot, Ph. Wester, P.N. Seitz. 2003. Transmission Power Cables PD Detection at Damped AC Voltages, Jicable.
• [12] Gulski E., J.J.Smit, F. de Vries, J. Pellis, F.J. Wester. 2011. Condition Assessment of Transmission power cables, Jicable.
• [13] Gulski E.,R. Jongen. 2021. Condition-based Maintenance of Transmission Power Cables. IEEE Transactions on Power Delivery.
• [14] Hodge N.,R. Maurer. 2014. Power under the Sea, Allianz Global Risk Dialogue, Autumn 2014, pp. 26-29, available: www.agcs.allianz.com/assets/PDFs/GRD/GRD_02_2014_EN.pdf.
• [15] https://wysokienapiecie.pl/41285-kto-wybuduje-wiatraki-na-morzu-po-2025-trwa-ostra-walka-o-kluczowe-rozporzadzenie/.
• [16] https://wysokienapiecie.pl/68181-o-morskie-farmy-wiatrowe-powalcza-grube-ryby/.
• [17] IEC 60270-2000, Partial discharges measurements.
• [18] IEC 60885-3-2015, Test methods for partial discharges measurements on lengths of extruded power cable.
• [19] IEEE 400.3-2006, Guide for PD Testing of Shielded Power Cable Systems in a Field Environment.
• [20] IEEE 400.4-2015, Guide for Field-Testing of Shielded Power Cable Systems Rated 5 kV and Above with Damped Alternating Current Voltage (DAC).
• [21] IEEE 400-2012: Guide for Field Testing and Evaluation of the Insulation of Shielded Power Cable Systems Rated 5 kV and Above.
• [22] Popma J., J. Pellis. 2000. Diagnostics for high voltage cable systems, proceedings ERA conference on HV plant life extension, Belgium, 23-24 November.
• [23] Seitz P.P., B. Quak, E. Gulski, M. Wild, F. de Vries. 2015. Long lengths transmission power cables on-site testing up to 500 kV by damped AC voltages, Jicable.
• [24] Smit J., M. van Riet, B.Staarink. 2019. Non-destructive after laying test with PD localization, Jicable, paper D3-4.
• [25] Tisheva P. 2016. Cable failures account for most of offshore wind losses, June, available: www.renewablesnow.com/news/cable-failures-account-for-most-of-offshore-wind-losses-528959.
• [26] Wild M., S. Tenbohlen, E. Gulski, R. Jongen. 2017. Basic aspects of partial discharge on- -site testing of long length transmission power cables. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation.
• [27] Wu J., A. Rodrigo, J.J. Smit. 2020. Partial discharges activated by impulses and superimposed voltages in a high voltage cable model. Renewable and Sustainable Energy Reviews, IEEE 400-2012: Guide for Field Testing and Evaluation of the Insulation of Shielded Power Cable Systems Rated 5 kV and Above.