Ny 22 kV sjøkabel over Sortlandssundet
Bachelor thesis

Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3139135Utgivelsesdato
2024Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Med et økende effektbehov i samfunnet er en effektiv og forutsigbar leveranse av elektrisitet viktigere enn noen gang. Eksisterende nettstasjon på Sortland er allerede på 75% av maks kapasitet, og har dermed et behov for ny kraftleveranse for å møte etterspørselen som vil komme i fremtiden. Nettselskapet Vestall AS har hovedkontor på Sortland, og har et forsyningsområde fordelt på Sortland, Bø, Øksnes og deler av Kvæfjord. Selskapet har påbegynt prosjekteringen av utbyggelse av kraftnettet. I den forbindelse er forprosjekteringen til ny sjøkabel gitt som bakgrunn for denne bacheloroppgaven ''Ny 22~kV sjøkabel over Sortlandssundet''.
Hovedformålet med oppgaven er å avlaste eksisterende nett ved å utarbeide en anbefaling til trasé for kabelanlegg fra trafostasjonen på Hinnøya til distribusjonsnettet på Sortland bestående av jordkabel, landtak og sjøkabel. I tillegg skal det utarbeides en anbefaling til teknisk dimensjonering, valg av kabler i kabelanlegget, lastflytberegninger for å hensynta tap, samt anbefaling til korrosjonsbeskyttelse på sjøkabelen og tilhørende beskyttelsesmetoder for land- og sjøkabel.
For å svare ut problemstillingen er flere aspekter undersøkt: vurdering av landtak, reguleringsplaner, lokal topografi, traséforslag, kostnadsberegninger, teknisk dimensjonering, økonomisk tverrsnitt over jordkabelens levetid, lastflytberegninger, korrosjonsbeskyttelse, samt bærekraft.
Oppgaven er gjennomført i henhold til REN AS sine standardiserte RENblader. Her er ''Prosedyre for prosjektering'' og ''Prosjektering av sjøkabel'' hovedsaklig benyttet. Videre er det benyttet kvantitativ metode for vurdering av de ulike traséalternativene som er utarbeidet, samt en vurderingsmatrise med subjektive diskusjoner rundt vurderingsparameterne.
Gjennom diskusjonen er endelig trasé B2 - A1 med tilhørende landtak og sjøtrasé funnet som anbefaling, og er illustrert i Figur 0.1. Samlet lengde på traseen er 3815,87 meter. Videre er jordkabel TSLF 24kV 3x1x630A samt sjøkabel TXVA 24kV 3x400Cu med kryssarmering vurdert som beste kabelsammensetning.
Kabelsammensetningen vil ikke kunne levere ønsket effektleveranse på 20 MW grunnet korreksjonsfaktorer og tap langs kabelanlegget. Levert effekt vil være 17,6 MW, som er 88% av ønsket effektlevering. Kabelen vil likevel avlaste eksisterende nett og dermed senke ladeytelsen betraktelig. Gjennom undersøkelser er det antatt at det er sterk fare for korrosjon i Sortlandssundet, derfor er sinktråder i armeringen anbefalt som korrosjonsbeskyttelse.
For å beskytte kabel i landtak er styrt boring fra oversiden av Riksvei 85 og ned til 20 meters dyp i landtak B2 vurdert som beste beskyttelse. Dette løser også utfordringer ved gjennomføring av anleggsarbeid over riksveien. I landtak A1 er grøfting fra skjøtegrop og ned til vannet og videre nedspyling av kabelen 500 meter ut i sundet ansett som den beste beskyttelsen. Sjøkabelen må ytterligere beskyttes med halvrør av type panserplast over kabelkrysninger ved eksisterende undersjøisk infrastruktur. Her bør sjøkabelen støttes opp i krysningene ved bruk av sandsekker for å unngå punktlaster.
Gjennom oppgaven er det tatt høyde for fremtidig effektbehov også etter at kabelanlegget er satt i drift. Ved å legge to kabelrør parallelt i jordtraseen vil fremtidig installasjon av ytterligere kabelanlegg være mindre ressurskrevende, både for prosjektering men også for lokalt miljø og samfunn. Det er også tatt høyde for fremtidig havnivåstigning som følge av klimaendringer, her anbefales det en vurdering om skjøtegrop skal legges høyere opp enn dagens standard. I oppgaven er valgt sjøkabel TXVA, men fremtidig kabelvalg ved prosjektstart vil sannsynligvis være YXVA som benytter 100% resirkulert materiale som isolasjon. With an increasing need for power in society, an efficient and predictable supply of electricity is more important than ever. The existing substation at Sortland is already at 75% of maximum capacity, and thus has a need for new power supply to meet the demand that will come in the future. The network company Vestall AS has its main office in Sortland, and has a supply area spread across Sortland, Bø, Øksnes and parts of Kvæfjord. The company has begun planning the expansion of the power grid. In this context, the preliminary design for a new subsea cable is given as background for this bachelor thesis ''New 22 kV subsea cable across Sortlandssundet''.
The main purpose of this thesis is to relieve the existing network by preparing a recommendation for the route for the cable system from the transformer station on Hinnøya to the distribution network on Sortland consisting of underground cable, landfall and subsea cable. In addition, a recommendation for technical sizing, selection of cables in the cable system, load flow calculations to take losses into account, as well as a recommendation for corrosion protection on the subsea cable and associated protection methods for land and subsea cables.
In order to answer the issue at hand, several aspects have been investigated: assessment of landfalls, regulatory plans, local topography, route proposals, cost calculations, technical sizing, economic cross-section over the lifetime of the underground cable, load flow calculations, corrosion protection, and sustainability.
The thesis has been carried out in accordance with REN AS's standardized REN sheets. Here ''Prosedyre for prosjektering'' and ''Prosjektering av sjøkabel'' are mainly used. Furthermore, a quantitative method has been used to assess the various route alternatives that have been prepared, as well as an assessment matrix with subjective discussions around the assessment parameters.
Through the discussion, the route B2 - A1 with associated landfall and sea route has been found as a recommendation, and is illustrated in Figure 0.2. The total length of the route is 3815,87 metres. Furthermore, the underground cable TSLF 24kV 3x1x630A and the subsea cable TXVA 24kV 3x400Cu with cross armouring are evaluated as the best cable composition.
The cable assembly will not be able to deliver the desired power delivery of 20 MW due to correction factors and losses along the cable system. Delivered power will be 17.6 MW, which is 88% of the desired power delivery. The cable will nevertheless relieve the existing network and thus reduce the charging performance considerably. Through investigations, it has been assumed that there is a high risk of corrosion in Sortlandssundet, therefore zinc wires in the reinforcement are recommended as corrosion protection.
To protect cables in landfalls, controlled drilling from the upper side of National Highway 85 down to a depth of 20 meters in landfall B2 is considered the best protection. This also solves challenges when carrying out construction work over the national highway. In landfall A1, trenching from the joint pit down to the water and further flushing the cable 500 meters out into the strait is considered the best protection. The subsea cable must be further protected with armoured plastic half-pipes over cable crossings at existing subsea infrastructure. Here, the subsea cable should be supported at the crossings using sandbags to avoid forces on the cable.
Throughout the thesis, future power requirements even after the cable system has been put into operation has been taken into account. By laying two cable pipes in parallel in the ground route, future installation of additional cable systems will be less resource-intensive, both for engineering but also for the local environment and society. Future sea level rise as a result of climate change has also been taken into account, here an assessment is recommended as to whether joint pits should be built higher than the current standard. In the design, the TXVA subsea cable has been chosen, but the future cable choice at the start of the project will probably be YXVA, which uses 100% recycled material as insulation.