Самарская государственная академия путей сообщения
 Скачать 229.97 Kb.
|
Задание на выполнение расчетно-графической работы №1Вариант задания на выполнение РГР 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. Повторяемость направлений ветра представлена в табл.13 Таблица 13 Повторяемость направлений ветра
Взаиморасположение источников загрязнения атмосферы и электроустановок представлено на рис.1  Рис.1. Взаиморасположение источников загрязнения атмосферы и электроустановок Характеристика источников загрязнения атмосферыВариант-1 Вариант-2 Хим. предприятие 1. Предприятие по производству ( Р= 3000 тыс. т/год ) целлюлозы и полуцеллюлозы Предприятие по производству ( Р= 400 тыс. т/год ) целлюлозы и полуцеллюлозы 2. Хим. предприятие ( Р= 700 тыс. т/год ) ( Р= 4700 тыс. т/год ) Вариант-3 Вариант-4 Цементный завод 1. Цементный завод (Р= 4000 тыс. т/год ) ( Р= 2000 тыс. т/год ) Хим. предприятие 2. Хим. предприятие (Р= 2800 тыс. т/год ) ( Р= 4100 тыс. т/год ) 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, 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. Результаты выбора оформить в виде табл.14 Таблица 14 Выбор изоляции ВЛ
Пример выполнения расчетно-графической работыИсходные данные: Повторяемость направлений ветра представлена в табл.15 Таблица 15 Повторяемость направлений ветра
Взаиморасположение предприятий и электроустановок представлено на рис.2  Рис.2. Взаиморасположение предприятий и электроустановок Характеристики предприятий Первое предприятие – нефтехимический завод. Объем выпускаемой продукции равен 12000 тыс. тонн в год. Второе предприятие – завод по производству цемента. Объем выпускаемой продукции 2000 тонн в год. К предприятию 1 подходит ВЛ 750 кВ, а к предприятию 2 – ВЛ 220 кВ. Для ВЛ 750 кВ принять гирлянду изоляторов с одной электрической ветвью на механическую нагрузку не ниже 200 кН, а для ВЛ 220 кВ – гирлянду изоляторов с одной электрической цепью на механическую нагрузку не ниже 70 кН. Для нефтехимических заводов с объемом продукции 10000-15000 тонн в год имеем: Таблица 16
Для цементных заводов с объемом продукции 1500-2000 тонн в год имеем: Таблица 17
Границы зон с данной СЗ следует скорректировать с учетом розы ветров по формуле: W 0 S S W , 0 где S – расстояние от границы источника загрязнения до границы района с данной СЗ, скорректированное с учётом 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 занесем в табл.18-19 Таблица 18 Расстояние от границы предприятия по производству целлюлозы и полуцеллюлозы до границы района с данной СЗ, скорректированное с учетом розы ветров
Таблица 19 Расстояние от границы цементного завода до границы района с данной СЗ, скорректированное с учетом розы ветров
Границы зон с различными СЗ (данные из табл.4-5) наносятся 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.20. Также на картографической основе выделяются участки ВЛ, проходящие в зонах с разной СЗ (рис.3). Таблица 20 Расчетная СЗ при наложении загрязнений от двух независимых источников
Выбор изоляцииСогласно рекомендации из табл.11 методических указаний к выполнению РГР №1 выбраны следующие типы изоляторов: ВЛ 220 кВ ПСГ70-А – стеклянный двукрылый, применяющийся для районов с промышленными загрязнениями (2-4-я СЗ) – для 1 и 2 участков; ПС70-Д – стеклянный тарельчатый с ребристой нижней поверхностью, применяющийся в районах с промышленными загрязнениями (1-2-я СЗ) – для 3 и 4 участков. ВЛ 750 кВ 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; 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 изоляции приведены в табл.21-22. Таблица 21 ВЛ 220 кВ
Таблица 22 ВЛ 750 кВ
 ССЗ СВ З В Уч.4 ВЛ 750 кВ ЮЗ ЮВ Уч.4 ВЛ 220 кВ  Ю ОРУ Уч.1 Уч.2 Уч.2  1 Уч.1 IV ОРУ 2 III II Рис.3. Границы зон с различной СЗ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №2 Математическое моделирование разрядных процессов при увлажнении загрязненной поверхностивысоковольтных изоляторов Введение Эксплуатация изоляции наружных электроустановок систем электроснабжения железных дорог в условиях загрязнения и увлажнения сопряжена с перекрытиями изоляторов. При увлажнении загрязненной поверхности высоковольтных изоляторов возникает частичная дуга. Затем, в зависимости от ряда факторов, частичная дуга либо фиксируется в определенном положении (горит стабильно), либо укорачивается и гаснет, либо удлиняется и перекрывает весь изолятор. Перекрытия изоляторов, как правило, приводят к перерывам в электроснабжении и нередко создают аварийные ситуации. В данной работе рассматривается влияние на длину частичной дуги таких факторов как: напряжение, приложенное к изолятору, некоторые геометрические характеристики изолятора и степень загрязнения его поверхности. Цель работы: Изучение студентами разрядных процессов при увлажнении загрязненной поверхности высоковольтных изоляторов. Сведения из теорииПротекание тока утечки по увлажненному слою загрязнения сопровождается выделением в нем тепла. При этом происходит испарение воды со слоя загрязнения, наиболее интенсивное в области наибольшей плотности тока (у тарельчатых изоляторов вблизи стержня). Первоначально подсыхает небольшое пятно, где плотность тока наибольшая. Ток обтекает подсушенное место, при этом плотность тока в направлении перпендикулярном пути тока утечки увеличивается, в этом направлении происходит образование подсушенной кольцевой зоны. Резко возрастает неравномерность распределения напряженности в области подсушенной кольцевой зоны и создаются условия для электрического пробоя воздушного промежутка над ней – происходит так называемый частичный разряд. Следует отметить, что и в случае гладкого цилиндрического изолятора с постоянным вдоль длины пути утечки диаметром, из-за неизбежных локальных неравномерностей увлажненного слоя загрязнения, формируется подсушенная зона. Частичный разряд, шунтирующий подсушенную кольцевую зону, носит дуговой характер, с падающей вольтамперной характеристикой (ВАХ). Сопротивление такого частичного разряда или, как принято называть, частичной дуги сравнительно невелико и ее появление резко снижает общее сопротивление изолятора, величина которого теперь определяется, в основном, сопротивлением неперекрытой части изолятора. Далее в зависимости от условий, процесс разряда может развиваться в двух направлениях. Частичная дуга удлиняется, а ее опорная точка, проскальзывая по увлажненной поверхности изолятора со скоростью порядка 50 м/с, замыкает электроды, завершая дуговое перекрытие изолятора. Если частичная дуга не перекрывает весь изолятор, а фиксируется, достигая определенной длины, то при продолжающемся увлажнении кольцевая подсушенная зона вновь увлажняется, дуга гаснет, после чего процесс многократно повторяется – наблюдается так называемый режим перемеживающихся дужек. В таком режиме (при коротких частичных дугах с током до нескольких десятков мА) изолятор может находиться в течение всего процесса увлажнения. Из изложенного выше очевидна доминирующая роль энергетических процессов в перекрытии загрязненных и увлажненных изоляторов. Рассмотрим ситуацию, когда в процессе увлажнения загрязненного изолятора вблизи одного из электродов образовалась кольцевая подсушенная зона, и произошло ее перекрытие с возникновением стабильно горящей частичной дуги. Причем, опорная точка частичной дуги на поверхности изолятора совсем необязательно располагается на границе подсушенной зоны. Для режима стабильно горящей частичной дуги может быть использована упрощенная схема замещения, представленная на рис.1.  Рис.1. Схема замещения стабильно горящей частичной дуги В схеме замещения приняты следующие обозначения: U, AI-nx,UI – соответственно падения напряжения на изоляторе в целом, на дуге и на участке изолятора, не зашунтированном частичной дугой; R – поверхностное сопротивление участка изолятора незашунтированного частичной дугой; I – ток утечки; L – длина пути утечки изолятора; x длина стабильно горящей частичной дуги; A и n – постоянные коэффициенты падающей ВАХ частичной дуги. Согласно схеме замещения U A In x I R. (1) Условие стабильного горения частичной дуги может быть записано как dP 0 , (2) dI где P =(U-IR)I –мощность, потребляемая частичной дугой от источника. Для гладкого цилиндрического изолятора диаметром D поверхностное сопротивление участка, незашунтированного частичной дугой, может быть рассчитано по формуле R Lx D , (3) где - удельная поверхностная проводимость, мкСм. Вместо длины частичной дуги удобно использовать относительную длину 0 х х/ L . (4) Совместное решение уравнений (1), (2), (3) и (4) приводит к выражению х 1 L1 х n U 1n . (5) 0 0 AL D 2 Оценка корней этого уравнения может быть получена графическим способом. Для этого в общей системе координат строятся графики левой (у1) и правой (у2) частей уравнения (5). Корни уравнения определяются как абсциссы точек пересечения этих графиков. В нашем случае физический смысл имеет только корень с меньшим значением. Значение этого корня может быть рассчитано с любой заданной точностью численным, итерационным методом. В исходном, нулевом приближении, аргументу x0 придается некоторое конкретное значение x00 и рассчитывается x01=y2(x00), затем рассчитывается x02=y2(x01) и так далее. Процесс приближений ведется до достижения достаточной точности вычисления x0. Точность вычисления (Δ,%) определяется по формуле    x x100 . (6) 0n 0(n1) Значение должно быть равно или меньше заданной точности вычисления.В случае когда графики у1и у2касаются друг друга (уравнение (5) имеет только один корень), длина частичной дуги достигает некоторого критического значения, при превышении которого она неизбежно перекрывает весь изолятор. Критическую длину частичной дуги можно определить из условия касания графиков d1 L(1 x ) n U 1n x0 0 dx0 AL D | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||