close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Курсач Комолов final2

код для вставкиСкачать
Содержание
1. Введение3
2. Теоретическая часть4
3. Задание на проектирование8
4. Расчетная часть9
5. Заключение13
6. Список литературы14
7. Приложение
1. Введение
Цель работы: Ознакомление студентов с методикой выбора изоляции высоковольтных наружных электроустановок.
Одним из важнейших элементов высоковольтных наружных электроустановок систем электроснабжения железных дорог, таких как контактная сеть (КС), воздушная линия (ВЛ) и открытое распределительное устройство (ОРУ), является изоляция, то есть совокупность параллельно установленных высоковольтных изоляторов и изоляционных конструкций наружной установки. Надежность работы изоляции во многом определяет надежность работы указанных электроустановок. Задача координации изоляции в нормальном эксплуатационном режиме определена как установление и поддержание в эксплуатации необходимого (по надежности) согласования между электрической прочностью изоляции и рабочим напряжением. Под согласованием подразумевается отношение минимального влагоразрядного напряжения изоляции в районе расположения электроустановки к рабочему напряжению.
В настоящее время выбор уровней изоляции ВЛ и ОРУ систем электроснабжения железных дорог должен производиться в соответствии с "Правилами устройств электроустановок"[1], а выбор уровней изоляции КС в соответствии с "Правилами устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог" [2]. В этих нормативных документах уровень изоляции выбирается по нормам. При выборе изоляции по нормам под уровнем изоляции изоляционных конструкций из фарфора и стекла подразумевается удельная эффективная длина пути утечки, а под уровнем изоляции изоляционных конструкций из полимерных материалов - 50%-ное влагоразрядное напряжение. Необходимый по надежности уровень изоляции должен обеспечиваться проектными решениями в течение всего срока службы изоляции без эксплуатационных профилактических мероприятий, проведение которых допускается в исключительных, технико-экономически обоснованных, случаях. При этом уровень изоляции не должен превышать требуемого по надежности, так как в этом случае неоправданно увеличиваются капитальные затраты.
2. Теоретическая часть
Основные понятия
Длина пути утечки изоляции (изолятора) или составной изоляционной конструкции (L) - наименьшее расстояние по поверхности изоляционной детали между металлическими частями разного потенциала.
Эффективная длина пути утечки - часть длины пути утечки, определяющая электрическую прочность изолятора или изоляционной конструкции в условиях загрязнения и увлажнения.
Удельная эффективная длина пути утечки (λЭ) - отношение эффективной длины пути утечки к наибольшему рабочему межфазному напряжению сети, в которой работает электроустановка.
Коэффициент использования длины пути утечки (k) - поправочный коэффициент, учитывающий эффективность использования длины пути утечки изолятора или изоляционной конструкции.
Степень загрязнения (СЗ) - показатель, учитывающий влияние загрязненности атмосферы на снижение электрической прочности изоляции электроустановок.
Методика выбора изоляции
Выбор изоляторов или изоляционных конструкций из стекла и фарфора должен производиться по удельной эффективной длине пути утечки в зависимости от СЗ в месте расположения электроустановки и ее номинального напряжения. Выбор изоляторов изоляционных конструкций из стекла и фарфора может производиться также по разрядным характеристикам в загрязненном и увлажненном состоянии.
Выбор полимерных изоляторов или конструкций в зависимости от СЗ и номинального напряжения электроустановки должен производиться по разрядным характеристикам в загрязненном и увлажненном состоянии.
Определение СЗ должно производиться в зависимости от характеристик источников загрязнения и расстояния от них до электроустановки.
Вблизи промышленных предприятий границы зон с различной СЗ должны определяться по табл. 1-2 в зависимости от вида и расчетного объема выпускаемой продукции и расстояния до источника загрязнения.
Таблица 1
СЗ вблизи химических предприятий
Расчетный объем выпускаемой продукции, тыс. т/годСЗ при расстоянии от источника загрязнения, мдо 500от 500 до 1000от 1000 до 1500от 1500 до 2000от 2000 до 2500от 2500 до 3000от 3000 до 5000от 5000От 2500 до 350043322111
Таблица 2
СЗ вблизи предприятий по производству целлюлозы и полуцеллюлозы
Расчетный объем выпускаемой продукции,
тыс. т/годСЗ при расстоянии от источника загрязнения, мдо 500от 500 до 1000от 1000 до 1500от 1500От 500 до 10004321
При отсчете расстояний по табл. 1-2, границей источника загрязнения является кривая, огибающая все места выбросов в атмосферу на данном предприятии.
В случае превышения объема выпускаемой продукции по сравнению с указанными в табл. 1-2, следует увеличивать СЗ не менее чем на одну ступень.
Границы зоны с данной СЗ следует корректировать с учетом розы ветров по формуле
где S - расстояние от границы источника загрязнения до границы района с данной СЗ, скорректированное с учетом розы ветров, м;
S0 - нормированное расстояние от границы источника загрязнения до границы района с данной СЗ при круговой розе ветров, м;
W - среднегодовая повторяемость ветров рассматриваемого румба, %;
W0 - повторяемость ветров одного румба при круговой розе ветров, %.
Значения S / S0 должны ограничиваться пределами 0,5 ≤ S / S0 ≤ 2.
Расчетную СЗ в зоне наложения загрязнений от двух независимых источников, скорректированную с учетом розы ветров, следует определять по табл. 3 независимо от вида промышленного или природного загрязнения.
Таблица 3
Расчетная СЗ при наложении загрязнений от двух независимых источников
СЗ от первого источникаРасчетная СЗ при степени загрязнения от второго источника234223433444444
Длина пути утечки L (см) изоляторов и изоляционных конструкций из стекла и фарфора должна определяться по формуле
где λЭ - удельная эффективная длина пути утечки, см/Кв (см. табл.4);
UH.P. - наибольшее рабочее междуфазное напряжение, Кв;
k - коэффициент использования длины пути утечки:
где kИ - коэффициент использования изолятора;
kK - коэффициент использования составной конструкции с параллельными или последовательно-параллельными ветвями.
Наибольшее рабочее междуфазное напряжение (линейное) UH.P. определяется по формуле
причем значение kP принимается равным:
Класс напряжения,
кВ ............... 35-220 500-1150
kP ............... 1,15 1,05
Таблица 4
Удельная эффективная длина пути утечки поддерживающих гирлянд и штыревых изоляторов ВЛ на металлических и железобетонных опорах, внешней изоляции электрооборудования и изоляторов ОРУ
Степень загрязненияλЭ, см/Кв (не менее), при номинальном напряжении, Квдо 35 включительно110-75011,901,6022,352,0033,002,5043,503,10
Удельная эффективная длина пути утечки поддерживающих гирлянд и штыревых изоляторов ВЛ на высоте более 1000 м над уровнем моря должна быть увеличена по сравнению с нормированной в табл. 4:
от 1000 до 2000м - на 5%;
от 2000 до 3000м - на 10%;
от 3000 до 4000м - на 15%.
Значения коэффициента использования приведены в табл. 5-8.
Таблица 5
Коэффициенты использования kИ подвесных тарельчатых изоляторов со слабо развитой нижней поверхностью изоляционной детали в зависимости от отношения длины пути утечки изолятора LИ к диаметру его тарелки D
LИ/DkИОт 1,10 до 1,20 включительно1,10От 1,20 до 1,30 включительно1,15
Таблица 6
Коэффициенты использования kИ подвесных тарельчатых изоляторов специального исполнения
Конфигурация изолятораkИДвукрылая1,20Таблица 7
Коэффициенты использования одиночных изоляционных колонок, опорных и подвесных стержневых изоляторов в зависимости от отношения длины пути утечки изолятора LИ к строительной высоте h
LИ/hМенее 2,52,5-3,003,01-3,303,31-3,503,51-3,713,71-4,00kK1,01,101,151,201,251,30
Таблица 8
Коэффициенты использования kK составных конструкций с электрически параллельными ветвями (без перемычек)
Количество параллельных ветвей12kk1,01,05
Количество подвесных тарельчатых изоляторов в поддерживающих гирляндах и в последовательной цепи гирлянд специальной конструкции (V - образных, Λ - образных и др., составленных и изоляторов одного типа) для ВЛ на металлических и железобетонных опорах должно определяться по формуле:
где LИ - длина пути утечки одного изолятора по стандарту или техническим условиям на изолятор конкретного типа; если расчет m не дает целого числа, то выбирают следующее целое число.
Основные геометрические характеристики тарельчатых изоляторов приведены в табл. 9
Таблица 9
Основные геометрические параметры подвесных тарельчатых изоляторов для воздушных линий свыше 1000 В
№Тип изолятораМатериал изолятораОсобенности конструкцииДиаметр D, смДлина пути утечки LИ, см, не менее1ПС70-ДСтеклоРебристая нижняя поверхность25,5292ПС120-АСтеклоРебристая нижняя поверхность26333ПС160-БСтеклоРебристая нижняя поверхность28394ПС210-БСтеклоРебристая нижняя поверхность3238,55ПС160СтеклоГладкий конусный40416ПС300СтеклоГладкий конусный43447ПС400СтеклоГладкий конусный4745,58ПФ70-ВФарфорРебристая нижняя поверхность27289ПФ160-АФарфорРебристая нижняя поверхность2838,510ПФ200-АФарфорРебристая нижняя поверхность354211ПСГ70-АСтеклоДвукрылый274012ПСГ120-АСтеклоВыступающее ребро на нижней поверхности3042,513ПФГ70-БФарфорВыступающее ребро на нижней поверхности2737,5
Примечание: В обозначении типа изолятора, число - выдерживаемая механическая нагрузка на растягивание в Кн.
3. Задание на проектирование
Вариант задания на выполнения курского проекта задается преподавателем в виде трехзначного числа, где первые две цифры задают вариант повторяемости направлений ветра, а последняя цифра - вариант взаиморасположения источников загрязнения атмосферы и электроустановок. (ВАРИАНТ №04-1)
Повторяемость направлений ветра представлена в табл. 10
Таблица 10
Повторяемость направлений ветра
№ вариантаССВВЮВЮЮЗЗСЗ1915132788137
Характеристика источников загрязнения атмосферы
1. Химическое предприятие. Объем выпускаемой продукции Р=3000 тыс. т/год.
2. Предприятие по производству целлюлозы и полуцеллюлозы. Объем выпускаемой продукции Р=700 тыс. т/год.
4. Расчетная часть
Повторяемость направлений ветра, скорректированная с учетом розы ветров
№ варианта ССВВЮВЮЮЗЗСЗ1881379151327
Границы зон с данной СЗ следует скорректировать с учетом розы ветров по формуле:
где S - расстояние от границы источника загрязнения до границы района с данной СЗ, скорректированное с учетом розы ветров, м;
S0 - нормированное расстояние от границы источника загрязнения до границы района с данной СЗ при круговой розе ветров, м;
W - среднегодовая повторяемость ветров рассматриваемого румба, %;
W0 - повторяемость ветров одного румба при круговой розе ветров, %;
При восьмирумбовой розе ветров W0=100/8=12,5%.
Значения S / S0 должны ограничиваться пределами 0,5 ≤ S / S0 ≤ 2.
Результаты вычислений заносим в табл. 11-12
Таблица 11
Расстояние от границы химического предприятия до границы района с данной СЗ, скорректированное с учетом розы ветров
Расстояние S, м, при S0S0 до границы района с 4-й СЗ, при 500мS0 до границы района с 3-й СЗ, при 1500мS0 до границы района с 2-й СЗ, при 2500мС3209601600СВ3209601600В52015602600ЮВ2808401400Ю36010801800ЮЗ60018003000З52015602600СЗ108032405400
Таблица 12
Расстояние от границы предприятия по производству целлюлозы и полуцеллюлозы до границы района с данной СЗ, скорректированное с учетом розы ветров
Расстояние S, м, при S0S0 до границы района с 4-й СЗ, при 500мS0 до границы района с 3-й СЗ, при 1000мS0 до границы района со 2-й СЗ, при 1500мС320640960СВ320640960В52010401560ЮВ280560840Ю3607201080ЮЗ60012001800З52010401560СЗ108021603240 Границы зон с различными СЗ (данные из табл. 11-12) наносим на картографическую основу, на которой приведена роза ветров. Роза ветров строится следующим образом: при восьмирумбовой розе ветров откладываются восемь направлений ветра, затем на этих осях отмечаются соответствующие значения повторяемости направления ветра и объединяются в розу ветров. Зоны с различными СЗ объединяются в соответствии с табл. 13. Также на картографической основе выделяются участки ВЛ, проходящие в зонах с разной СЗ (рис. 1).
Таблица 13
Расчетная СЗ при наложении загрязнений от двух независимых источников
СЗ от первого источникаРасчетная СЗ при степени загрязнения от второго источника234223433444444 Выбор изоляции
В настоящей работе необходимо выбрать число и тип тарельчатых изоляторов поддерживающих гирлянд ВЛ.
Для ВЛ 500 кВ применить гирлянду изоляторов с двумя параллельными ветвями на механическую нагрузку не ниже 320 кН (640 кН), при этом следует иметь в виду, что механическая нагрузка гирлянды с параллельными ветвями увеличивается по сравнению с одинарной в n раз, где n - число ветвей.
Для ВЛ 35 кВ применить гирлянду изоляторов с одной электрической ветвью на механическую нагрузку 70 кН.
ВЛ 35 кВ
1)ПСГ70-А - стеклянный двукрылый, применяющийся для районов с промышленными загрязнениями (2-4-я СЗ) - для 1 и 2 участков;
2)ПС70-Д - стеклянный тарельчатый с ребристой нижней поверхностью, применяющийся в районах с промышленными загрязнениями (1-2-я СЗ) - для 3 и 4 участков.
ВЛ 500 кВ
1)ПФ200-А - фарфоровый тарельчатый с ребристой нижней поверхностью, применяющийся в районах с 4-й СЗ вблизи химических, цементных и сланцевоперерабатывающих предприятий - для 1 и 2 участков;
2)ПС210-Б - стеклянный тарельчатый с ребристой нижней поверхностью, применяющийся в районах с промышленными загрязнениями (1-2-я СЗ) - для 3 и 4 участка.
Результаты выбора оформим в виде табл. 14-15.
Вычислим количество подвесных тарельчатых изоляторов, для этого определим:
Коэффициент использования длины пути утечки
k = kи  kk
Для ВЛ35
Для ВЛ500
Наибольшее рабочее междуфазное напряжение (линейное) Uн.р. определяется по формуле
Uн.р. = kp  Uном.
Для ВЛ35
кВ.
Для ВЛ500
кВ.
Длина пути утечки L (см) изоляторов и изоляционных конструкций из стекла и фарфора должна определяться по формуле
L = Э  Uн.р.  k
Для ВЛ35
Для ВЛ500
Количество подвесных тарельчатых изоляторов в поддерживающих гирляндах и в последовательной цепи гирлянд специальной конструкции (V-образных, Λ-образных и др., составленных из изоляторов одного типа) для ВЛ на металлических и железобетонных опорах должно определяться по формуле:
m = L/Li
Для ВЛ35
принимаем m = 5;
принимаем m = 4;
принимаем m = 4;
принимаем m = 3.
Для ВЛ500
принимаем m = 45;
принимаем m = 37;
принимаем m = 33;
принимаем m = 27.
Результаты расчетов заносим в табл. 14-15.
Таблица 14
ВЛ 35 кВ
№ участкаСЗ участкаλЭ, см/кВТип изолятораLИ, смkL, смm143,50ПСГ70-А401,21695233,00ПСГ70-А401,21454322,35ПС70-Д291,11044411,90ПС70-Д291,1843
Таблица 15
ВЛ 500 кВ
№ участкаСЗ участкаλЭ, см/кВТип изолятораLИ, смkL, смm143,10ПФ200-А421,155188045232,50ПФ200-А421,155151637322,00ПС210-Б38,51,2075126833411,60ПС210-Б38,51,2075101427
5. Заключение
В ходе данной работы были определены и скорректированы границы зон с различной степенью загрязнения (в соответствии с заданной розой ветров), а затем, построены на картографической основе. Также в ходе работы был выбран тип тарельчатых изоляторов поддерживающих гирлянд ВЛ, а также рассчитано их число необходимое для нормальной работы ВЛ.
Результаты расчета приведены в табл. 11-12 и в табл. 14-15. Зоны с различными СЗ, построенные на картографической основе для заданных предприятий приведены на рис. 1.
6. Список литературы
2
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
26
Размер файла
184 Кб
Теги
комолова, final, курсач
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа