Расчетно-графическая работа - Влияние ВЛ на смежные коммуникации. Состав работы
 Скачать 89.33 Kb.
|
|
Задание Дан участок параллельного следования ВЛ и линии связи (ЛС). Линия связи полностью изолирована от земли, длина участка параллельного следования (сближения) задана. Габариты опор определяются по чертежу для соответствующего класса напряжения ВЛ. Грозотрос ВЛ при расчете не учитывать. Токи нагрузки и ток КЗ в аварийном режиме ВЛ заданы. Состав работы: 1. Объясните причины и последствия появления напряжения, наводимого на смежные коммуникации при емкостном и индуктивном влиянии ВЛ. 2. Рассчитайте напряжение, наводимое электрическим полем ВЛ на ЛС при изменении расстояния между осями ВЛ и ЛС от -100 м до 100 м. 3. Рассчитайте напряжение, наведенное магнитным полем ВЛ на ЛС при изменении расстояния между осями ВЛ и ЛС от -100 м до 100 м. 4. Расчет в каждом случае произведите для нормального и аварийного режима работы ВЛ. Для индуктивного влияния расчетный аварийный режим - однофазное КЗ на ближней к ЛС фазе, для емкостного влияния аварийный режим ВЛ –обесточивание (обрыв) двух дальних от ЛС фаз. Исходные данные:
Линии электропередач (ВЛ) оказывают на смежные участки влияния, которые обусловлены различными механизмами взаимодействия и при определенном взаимном расположении между линиями электропередачи и связи могут достигать значения, представляющие опасность для обслуживающего персонала и превышающие электрическую прочность кабеля и вводных устройств аппаратуры уплотнения. Различают 3 вида влияния ВЛ на смежные коммуникации: емкостное; индуктивное; кондуктивное (гальваническое), создаваемое токами, протекающими в земле. В качестве смежных коммуникаций может оказаться следующие оборудование, попавшее в зону сближения с ВЛ: другие ВЛ (например, выведенные в ремонт); воздушные линии связи; наземные и подземные трубопроводы; кабели связи, силовые кабели; и т.д. Влияние за счет индуктивной связи обусловлено прохождением части или всего переменного тока ВЛ по цепи провод-земля. Это может иметь место, например, при несимметричной нагрузки трехфазных ВЛ, при работе ВЛ по системе два провода-земля, при однофазных или двухфазных замыканиях ВЛ на землю. Магнитному влиянию подвержены все линии проводной связи, как воздушные, так и кабельные. Влияние за счет емкостной связи обусловлено наличием вокруг проводной ВЛ электрического поля. Провода линий связи (ЛС), находящиеся в зоне действия поля, оказываются под воздействием потенциала этого поля. Электрическому влиянию подвержены провода воздушных линий связи, а также кабельные линии связи, выполненные кабелем без металлических оболочек, подвешенным на опорах или стойках. Составление расчетной схемы  Рис.1. Чертеж опоры Учитывая длину гирлянды изоляторов определим высоту подвеса проводов на опоре:  Определим стрелу провеса:  Средняя высота подвеса провода ВЛ над землей:   Рис. 2. Чертеж опоры с учетом длины гирлянды изоляторов и стрелы провеса Расчет потенциала, наводимого электрическим полем ВЛ на линию связи Определение собственных и взаимных потенциальных коэффициентов Связь между потенциалом U1 тела О1 и зарядами τ двух тел определяется отношением:  где  - собственный и взаимный потенциальный коэффициенты, зависящие от геометрических характеристик тела.Аналогично можно записать для второго тела:  В общем случае можно записать в матричной форме:  Потенциальные коэффициенты определяются на основе метода зеркальных отражений.  Рис.3. Зеркальное отражение Собственные потенциальные коэффициенты определяются по формуле:  где  – радиус провода или эквивалентный радиус для расщепленной фазы, м,  средняя высота подвеса провода n над землей. Взаимные потенциальные коэффициенты определяются по формуле:  где  расстояние от фазного проводы ВЛ или провода ЛС m до провода фазы n,  расстояние от провода фазы ВЛ или провода ЛС m до зеркального изображения фазы n.Определение расстояний производится по выражениям:   h – средняя высота провода над землей, х – координата провода по оси Х.          Расчет зарядов проводов фаз ВЛ Для определения зарядов τ на проводах фаз ВЛ требуется найти решение системы линейных алгебраических уравнений.   – собственные и взаимные потенциальные коэффициенты проводов фаз ВЛ; U1, U2, U3 – фазные напряжения проводов.     кВПотенциал на проводе ЛС, наводимый всеми тремя фазами в нормальном режиме   асчет наведенного потенциала на проводе ЛС производим для диапазона (±100 м) изменения расстояния между осью ВЛ и осью ЛС. При этом изменяются соответствующие расстояния в выражении для определения взаимного потенциального коэффициента провод фазы ВЛ – провод ЛС  .Представим расчет для расстояния между осью ВЛ и осью ЛС  100 м.Фаза 1:      Фаза 2:    Фаза 3:      Для остальных расстояний расчет аналогичен. Полученные значения наведенного потенциала представим на графике в виде кривой зависимости модуля наведенного потенциала от расстояния между осями ВЛ и ЛС.  Рис.4. Зависимость модуля наведенного потенциала от расстояния между осями ВЛ и ЛС в нормальном режиме Расчет потенциала на проводе ЛС, наводимый одной фазой в аварийном режиме   номер фазы, оставшейся под напряжением.Расчет производим при обрыве 2-х дальних от ЛС фаз, т.о. n=3. Представим расчет для расстояния между осью ВЛ и осью ЛС 100 м.   Для остальных расстояний расчет аналогичен. Полученные значения наведенного потенциала представим на графике в виде кривой зависимости модуля наведенного потенциала от расстояния между осями ВЛ и ЛС.  Рис.5. Зависимость модуля наведенного потенциала от расстояния между осями ВЛ и ЛС в аварийном режиме Расчет напряжения, наводимого магнитным полем ВЛ на ЛС Определение взаимных индуктивностей   средняя высота подвеса влияющего провода, мh2– средняя высота подвеса провода, подверженного влиянию, м a – расстояние между проводами по горизонтали, м ρ – удельное сопротивление грунта, Омм f – частота тока, Гц Расчет ЭДС, наводимой ВЛ на ЛС в нормальном режиме  I1, I2, I3 – токи нагрузки в фазных проводах ВЛ, А.    М1, М2, М3 – взаимные индуктивности между каждой из фаз и однопроводной линией, Гн/м L – длина участка сближения, м асчет наведенной ЭДС на проводе ЛС производим для диапазона (±100 м) изменения расстояния между осью ВЛ и осью ЛС. При этом изменяются соответствующие расстояния в выражении для определения взаимной индуктивности провод фазы ВЛ – провод ЛС.Представим расчет для расстояния между осью ВЛ и осью ЛС 100 м.   а=-100 м      Для остальных расстояний расчет аналогичен. Полученные значения наведенной ЭДС представим на графике в виде кривой зависимости модуля наведенной ЭДС от расстояния между осями ВЛ и ЛС.  Рис 6. Зависимость модуля наведенной ЭДС от расстояния между осями ВЛ и ЛС в нормальном режиме Расчет наведенной ЭДС в аварийном режиме  IКЗ– ток КЗ в поврежденном фазном проводе ВЛ, А M1– взаимная индуктивность между поврежденной фазой и однопроводной линией, Гн/м, L – длина участка сближения, м Расчет производим при однофазном КЗ на ближней к ЛС фазе (фаза 3). Представим расчет для расстояния между осью ВЛ и осью ЛС 100 м. а=-100 м   Для остальных расстояний расчет аналогичен. Полученные значения наведенной ЭДС представим на графике в виде кривой зависимости модуля наведенной ЭДС от расстояния между осями ВЛ и ЛС.  Рис. 7. Зависимость модуля наведенной ЭДС от расстояния между осями ВЛ и ЛС в аварийном режиме Вывод Линии электропередач (ВЛ) оказывают на линии связи (ЛС) влияния, которые могут достигать значений, опасных для человека. В работе максимальное значение наведенного потенциала в нормальном режиме работы 25,104 кВ на расстоянии от ВЛ 21 м, в аварийном режиме работы 40,504 кВ на расстоянии от ВЛ 18 м. Максимальное значение наведенной ЭДС в нормальном режиме работы 782,34 В на расстоянии от ВЛ 25 м, в аварийном режиме 52,577 кВ на расстоянии от ВЛ 19 м. |