Курсовик. Воздушные линии электропередачи
Скачать 39.22 Kb.
|
КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине Электроснабжение отрасли Тема: « Воздушные линии электропередачи» Выполнил: Студент группы Принял : преподаватель Оценка :_________________________ г.Ростов Введение I. Теоретическая часть. 1.1Общие сведения о воздушных линиях электропередачи 1.2 Подготовительные работы при строительстве ВЛ 1.3 Особенности монтажа ВЛ напряжением до 1000 В 1.4 Защитное заземление 1.5 Техника безопасности Заключение Список литературы ПРИЛОЖЕНИЕ Вступление Электрическая энергия универсальна: она удобна для дальних передач, легко распределяется по отдельным потребителям и с помощью сравнительно несложных устройств преобразуется в другие виды энергии. Эти задачи решает энергетическая система, где осуществляются преобразование энергии топлива или падающей воды в электрическую энергию, трансформация токов и напряжений, распределение и передача электрической энергии потребителям. Часть энергетической системы, включающую трансформаторные подстанции (ТП) и линии электропередачи (ЛЭП), называют электрической сетью. Таким образом, электрическая сеть служит для передачи электрической энергии от мест производства к местам потребления и для распределения ее по группам и отдельным потребителям. Электрические сети классифицируют по различным признакам. В зависимости от напряжения между проводами линии различают сети напряжением до 1000 и свыше 1000 В. По роду тока различают электрические сети постоянного, однофазного и трехфазного токов. В зависимости от конструктивных особенностей бывают воздушные и кабельные сети, а также сети внутри зданий и объектов. Основные требования, предъявляемые к электрическим сетям, сводятся к экономии электротехнических материалов и снижению первоначальных затрат при гарантированной надежности электросети и высоком качестве электроэнергии. Для удовлетворения этих требований разработан ряд мероприятий, к которым относятся, в частности, применение повышенных напряжений] стальных проводов, регулирование напряжения. I. Теоретическая часть. 1.1. Общие сведения о воздушных линиях электропередачи Устройство для передачи или распределения электроэнергии по проводам, проложенным на открытом воздухе по деревянным, железобетонным или металлическим опорам, а также стойкам или кронштейнам, установленным на мостах, эстакадах и других инженерных сооружениях и закрепленных на них при помощи изоляторов и арматуры, называется воздушной линией электропередачи (ВЛ). Полоса местности, по которой проходит ВЛ, называется трассой линии. При строительстве ВЛ по населенной местности к ним предъявляют повышенные требования с точки зрения механической прочности и безопасности для населения. Трассу ВЛ разбивают на пикеты (точки, равномерно распределенные вдоль оси трассы), по которым размечают места установки опор в соответствии с указаниями проекта. Для ограничения несимметрии токов и напряжений на ВЛ длиной более 100 км и. напряжением 110 кВ применяют транспозицию проводов, т.е. периодическое изменение взаиморасположения проводов различных фаз переменного тока в пространстве. По рабочему напряжению ВЛ делят на линии напряжением до 1000 В и выше. Последние в России строят на напряжения 3, 6, 10, 35, ПО, 150, 220, 330, 500 и 750 кВ. В зависимости от того, по населенной или ненаселенной местности проходит ВЛ, усилие, с которым натягивают провода или тросы на опорах (тяжение), принимают равным не более половины минимальной разрушающей нагрузки (нормальное тяжение) и с трехкратным запасом (ослабленное тяжение). Ослабленное тяжение применяют на переходах и в населенной местности. Ветер, дующий равномерно с небольшой скоростью длительное время, может вызвать колебания провода в вертикальной плоскости и их вибрацию, поэтому на выходе проводов из зажимов устанавливают гасители вибраций. Конструктивно ВЛ состоит из фундаментов, опор, изоляторов, линейной арматуры, проводов, грозозащитных тросов и устройств для заземления. В качестве фундаментов для ВЛ применяют деревянные или железобетонные пасынки и сваи, сборные и монолитные железобетонные фундаменты и очень редко металлические подножники. Пасынки применяют для того, чтобы часть опоры, находящуюся в земле, сделать легко заменимой в случае ее загнивания (деревянные пасынки, пропитанные антисептиком) или сделать эту часть опоры неподверженной загниванию (железобетонные пасынки). Применяют также сваи-пасынки как деревянные, так и железобетонные. Сборные железобетонные фундаменты представляют собой грибовидные железобетонные конструкции, имеющие в верхней своей части болты для крепления ноги металлической или железобетонной опоры к фундаменту. Монолитные железобетонные фундаменты делают только для опор, находящихся под большими механическими нагрузками. Изготовляют их в опалубке непосредственно в котловане на месте установки опоры. Опоры ВЛ различают по материалу, из которого они изготовлены (деревянные, железобетонные, металлические), по назначению (промежуточные, анкерные, концевые, угловые, ответвительные, транспозиционные и др.), по рабочему напряжению и по конструктивному исполнению (одностоечные, А-образные, П-образные, АП-образные, узкобазные и широкобазные, одноцепные, двухцепные). Деревянные опоры изготовляют из бревен сосны, лиственницы или ели II и III сорта длиной 9, 11 и 13 м и диаметром в верхнем отрубе не менее 16—18 см в зависимости от их назначения. Ель легко загнивает, поэтому ее применяют при условии, что опора будет иметь металлические, железобетонные или деревянные (из сосны или лиственницы) пасынки и траверсы. Лес для изготовления опор отбирают на минимум сучковатости, кривизны, косослоя, червоточины, гнили. Бревна поступают на монтаж очищенные от сучьев и коры с опиленными торцами, с маркировкой, указывающей на назначение бревна, сорт, диаметр верхнего отруба, и с клеймом лесозаготовителя. В зависимости от назначения ВЛ, ее напряжения, количества проводов и тросов, подвешиваемых на опоре, их расположения, климатических и других условий применяют различные конструкции деревянных опор. Конструкции для каждого конкретного случая определяются проектам. Простейшая конструкция деревянной опоры — одиночный столб («свечка»). На ВЛ напряжением выше 1000 В, кроме «свечки», применяют более сложные опоры: А-образные, треноги, П-образные и АП-образные. Все они могут быть либо нормального исполнения, либо иметь приспособления для подвески на них грозозащитных тросов. В настоящее время при строительстве ВЛ все больше применяют железобетонные опоры, представляющие собой металлическую сетку (арматуру), заполненную в форме (опалубке) бетонным раствором. По способу изготовления железобетонные опоры делят на вибрированные и центрифугированные. При изготовлении вибрированных опор бетонный раствор после заполнения им формы уплотняется вибраторами, а при изготовлении центрифугированных опор — путем вращения формы вокруг ее оси. Опоры изготовляют как с обычной, так и с предварительно напряженной арматурой. Конструкции опор с предварительно напряженной арматурой получаются более легкими (меньший расход металла на арматуру) при сохранении необходимой механической прочности. Деревянные и железобетонные опоры могут быть промежуточными, угловыми и анкерными. Угловые опоры устанавливают в точках поворота трассы. Стандартная линейная арматура, применяемая при монтаже ВЛ, в зависимости от назначения делится на натяжную — клиновые, болтовые и прессуемые зажимы, которые служат для закрепления проводов (или тросов) на анкерных опорах к натяжным гирляндам; поддерживающую — глухие, качающиеся, выпускающие и скользящие зажимы, служащие для крепления проводов или тросов к гирляндам промежуточных опор; сцепную — скобых серьги, пестики, ушки, промежуточные звенья и коромысла, служащие для сцепления элементов гирлянд изоляторов между собой и крепления гирлянд и тросов к опоре; соединительную — зажимы (монтируемые обжатием или прессованием), служащие для соединения проводов и тросов в местах, подверженных тяжению (в пролете); антивибрационную — виброгасители, служащие для защиты провода от повреждения при вибрациях; защитную — рога, кольца, служащие для защиты изоляторов от разрушения, а проводов от пережога в случаях образования дуги короткого замыкания; контактную — зажимы (в петлях анкерных опор, плашечные ответвительные), служащие для соединения и ответвления проводов и тросов в местах, не находящихся подтяжением. В зависимости от напряжения и назначения применяют подвесные или штыревые изоляторы: подвесные фарфоровые и стеклянные изоляторы типов ПМ-4,5 и П-7 (для районов с нормальными атмосферными условиями) и ПР-3,5, НС-2 и НЗ-Ь (для районов с загрязненной атмосферой) для ВЛ напряжением 35 и ПО кВ, штыревые изоляторы типа ШД-35 — для ВЛ напряжением 35 кВ. При монтаже ВЛ напряжением до 10 кВ подвесные изоляторы используют крайне редко (большие переходы через водные преграды и др.), а провода подвешивают на штыревых изоляторах типов ТС, ТФ, ШО, АИК, ШС. Крепят изоляторы к опорам и соединяют отдельные детали опор металлическими деталями, которые называют поковками (чаще всего их изготовляют путем ковки). Поковки изготовляют в мастерских или заводах электромонтажных организаций. Изоляторы непосредственно на опорах крепят с помощью крюков, а на траверсах — с помощью штырей. На ВЛ применяют голые провода: алюминиевые (марки А), стале-алюминиевые (марки АС), сталеалюминиевые усиленные (АСУ), стале-алюминиевые облегченные (АСО), стальные многопроволочные (марок ПС и ПМС), стальные однопроволочные (ПСО), специальные алюминиевые и сталеалюминиевые с защитой от коррозии для прокладки вблизи морского побережья; провода с атмосферной изоляцией (марки АСВ), защитный трос марки СТ для защиты ВЛ от атмосферных перенапряжений. 1.2. Подготовительные работы при строительстве ВЛ. В подготовительный период строительства ВЛ обеспечивают бесперебойное и рационально организованное выполнение работ по устройству фундаментов, установке опор и натяжке проводов. К подготовительным относят следующие работы: устройство подъездов к трассе ВЛ и временных полигонов для изготовления и сборки деревянных опор, рубку просеки и очистку трассы от пней и кустарника, размещение заказов на изготовление деталей, комплектацию материалов, оборудования, механизмов, инструмента, приспособлений, комплектацию бригад, составление графиков производства работ. Работы непосредственно на трассе начинают с приемки от проектной организации и заказчика производственного пикетажа трассы ВЛ, т.е. с разметки расположения всех опор на местности. Затем прорубают просеку (если ВЛ или отдельные ее участки проходят по лесистой местности). Ширину просеки между кронами деревьев в лесных массивах и зеленых насаждениях принимают: 1) в насаждениях высотой до 4 м — не менее расстояния между крайними проводами ВЛ плюс по 3 м в каждую сторону от крайних проводов; 2) в насаждениях высотой более 4м — не менее расстояния между крайними проводами ВЛ плюс по расстоянию, равному средней высоте деревьев основного лесного массива на каждую сторону от крайних проводов. При этом отдельные деревья или их группы, растущие по краям просеки, вырубают, если их высота больше высоты деревьев основного массива Совершенно нецелесообразно сооружать ВЛ в насаждениях, идущих узкой полосой вдоль трассы линии; 3} на косогорах и в оврагах просеки прорубают с учетом высоты деревьев, имея в виду, что если расстояние по вертикали от верхушки дерева до проводов ВЛ более 8 м, то просеку прорубают только шириной, равной расстоянию между крайними проводами плюс по 2 м на каждую сторону. В парках, заповедниках, лесах зеленых зон вокруг населенных пунктов, цепных лесных массивах, защитных полосах вдоль железных и шоссейных дорог, по берегам рек и озер ширину просеки ВЛ устанавливают организации, в ведении которых находятся подобные насаждения, с обязательным условием, чтобы расстояния от проводов до кроны были не менее 2 м для ВЛ напряжением до 20 кВ и 3 м — для ВЛ напряжением ПО кВ. При прохождении ВЛ по территории фруктовых садов с высотой деревьев не более 4 м вырубка просеки не обязательна. Все деревья, находящиеся внутри границ просеки, вырубают так, чтобы высота пней после рубки деревьев была не более их диаметра. Для проезда транспорта и механизмов по середине просеки на ширине не менее 2,5 м деревья вырубают вровень с землей. Зимой при рубке леса снег вокруг каждого дерева расчищают до уровня земли. Древесину, получаемую при рубке деревьев, сортируют, разделывают и укладывают в штабеля вдоль просеки. Сучья складывают в кучи для вывоза или сжигания. 1.3. Особенности монтажа ВЛ напряжением до 1000 В При сооружении ВЛ напряжением до 1000 В ответвления от линии для вводов в здания или к токоприемникам выполняют на ответвительных опорах. Ответвительные провода к изоляторам крепят наглухо. Если ввод делают во взрывоопасное или пожароопасное помещение, вводные предохранители устанавливают на ответвительной опоре ниже проводов. При вводе проводов в помещение с нормальной средой для простоты обслуживания предохранители устанавливают в самом помещении. Расположение проводов на опоре может быть любое при условии, что расстояние между проводами по вертикали будет 40—60 см и по горизонтали 20 40 см в зависимости от длины пролета и района гололедности. Нулевой провод располагают ниже фазовых проводов. На одной опоре можно подвешивать ВЛ разного назначения (линии силовые, наружного освещения, радиотрансляционной сети), при этом провода радиотрансляционной сети располагают ниже проводов ВЛ с расстоянием между ними на опоре не менее 1,5 м, в пролете — I м, на вводах в здания т- не менее 0,6 м. Пересечения ВЛ напряжением до 1000 В выполняют на перекрестных опорах. Вводы в помещения через стены выполняют изолированными проводами, для чего в стенах пробивают или высверливают отверстия. Через кирпичные, железобетонные и подобные стены провода вводят в помещение через одно общее отверстие, но каждый провод заключают в отдельную изоляционную трубку. Через деревянные, стены каждый провод вводят в отдельное отверстие. На концах изоляционных трубок снаружи зданий устанавливают фарфоровые воронки, а внутри — изоляционные втулки (фарфоровые или пластмассовые). Выходные отверстия воронок уплотняют битумной массой. Если здание имеет небольшую высоту, то провода вводят в него через крышу. Если трасса ВЛ проходит по лесистой местности, то вырубка просеки не обязательна, необходимо только, чтобы горизонтальное и вертикальное расстояния от крайнего провода до кроны деревьев и кустов -были не менее 1 м. 1.4. Защитное заземление. Крючья и штыри в сетях напряжением до 1000 В, на которых крепят изоляторы фазовых проводов, а также арматура железобетонных опор ВЛ подлежат заземлению. Крючья и штыри деревянных опор не заземляют, если это не требуется по условиям защиты от атмосферных перенапряжений и если- на опорах не подвешено несколько проводов на напряжение выше 1000 В. В сетях с заземленной нейтралью крючья и штыри соединяют с нулевым проводом, в сетях с изолированной нейтралью их присоединяют к заземляющему устройству. Правила требуют выполнять повторное заземление нулевого провода на концах линии, на концах ответвлений длиной более 200 м и через каждые 250 м. Для защиты людей, находящихся в зданиях, от грозовых перенапряжений в населенных местностях с одноэтажной застройкой на ВЛ, не экранированных высокими зданиями, сооружениями и деревьями, заземляющие устройства делают через 100 и 200 м в зависимости от количества грозовых часов в этом районе, а также на опорах, имеющих ответвления к вводам в помещения, где может быть большое скопление людей (школы, клубы, больницы и др.), или в помещения, которые представляют собой большую хозяйственную ценность (склады, мастерские и др.). К таким заземляющим устройствам присоединяют крюки, штыри, арматуру железобетонных и деревянных опор, а также используют их для повторного заземления нулевого провода. Для заземления крючьев и штырей на опоре вдоль установки изоляторов прокладывают стальную проволоку диаметром не менее 6 мм, которую затем спускают вниз и соединяют с заземляющим устройством. У железобетонных опор в качестве заземляющего спуска используют металлическую арматуру. На ВЛ напряжением 3—20 кВ заземляют железобетонные опоры, находящиеся в населенной местности, а также железобетонные, металлические и деревянные опоры, на которых закреплены устройства гро-зозащиты (разрядники или искровые промежутки). В соответствии с ПУЭ трубчатые разрядники или искровые промежутки устанавливают для защиты отдельных металлических и железобетонных опор, линий с ослабленной изоляцией и мест пересечений воздушной линии электропередачи с воздушными линиями связи и сигнализации. Для защиты от атмосферных перенапряжений кабельных вставок применяют трубчатые или вентильные разрядники. Искровые промежутки выполняют следующим образом: на расстоянии 750 мм от основания крюка нижнего изолятора делают, бандаж из четырех витков стальной проволоки диаметром не менее 6 мм, дальше проволоку прокладывают по опоре вниз и в виде луча в землю. Размер луча (его длина) определяется в зависимости от электрических качеств грунта. Трубчатый разрядник представляет собой фибровую трубку, покрытую бакелизированной бумагой. Внутри трубки расположены стержневой и плоский электроды, разделенные определенным промежутком. При возникновении электрической дуги фибра выделяет газы, которые тушат дугу. Трубчатые разрядники включают между проводом (через внешний искровой промежуток) и заземляющим устройством и крепят на опоре при помощи хомутов и планок за любой конец трубки на высоте не менее 3 м от земли. Разрядники типа РТФ лучше закреплять за закрытый конец. Размещают трубчатый разрядник на опоре так, чтобы его выхлопные газы не вызывали между фазовых пробоев и зоны выхлопа различных разрядников не перекрывали друг друга. В зону выхлопа также не должны попадать элементы опоры, имеющие потенциал иной, чем открытый конец трубки разрядника в момент гашения дуги На ВЛ напряжением ПО кВ с металлическими и железобетонными опорами вдоль всей линии подвешивают грозозащитный трос, который надежно заземляют. На анкерных опорах трос крепят к опоре на изоляторе; на промежуточных опорах — непосредственно к опоре. 1.5. Техника безопасности. При установке опор и натяжке проводов оттяжки закрепляют при помощи укрепленных в земле якорей. Крепить оттяжки к опорам монтируемой или действующей воздушной линии электропередачи нельзя. После установки и выверки опоры работу не прекращают до полной засыпки котлована. В городах и населенных пунктах при монтаже ВЛ устанавливают сигналы и сторожевые посты, предупреждающие о недопустимости прохода пешеходов и проезда транспорта в пролетах во время подвески проводов. При работе на угловой опоре следует находиться на стороне опоры, противоположной внутреннему углу, образованному проводами. При монтаже ВЛ отдельные смонтированные участки длиной 3—5 км закорачивают и заземляют. Во время грозы работы на монтаже ВЛ прекращают и людей удаляют на безопасное расстояние. Смонтированные ВЛ и отдельные их участки, проходящие вблизи действующих линий, а также переходы, пересекающие действующие ВЛ напряжением выше 1000 В, впредь до их присоединения к источнику напряжения закорачивают и заземляют. При работе с автомобильным краном его устанавливают, отступив от бровки котлована на безопасное расстояние, под аутригеры подкладывают прочные и устойчивые подкладки и ходовую часть крана надежно затормаживают ручным тормозом. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. В данной курсовой работе проанализирован и обобщен опыт проектирования, монтажа и расчета отдельных элементов воздушных линий передачи электроэнергии. В курсовой работе я рассмотрел вопросы подготовительных работ при строительстве ВЛ, виды основных строительно-монтажных работ при строительстве ВЛ,особенности монтажа ВЛ напряжением до 1000 В, защитное заземление а также технику безопасности при сооружении ВЛ. Опыт проектирования и эксплуатации воздушных линий показывает, что мероприятия по исключению и снижению влияния ВЛ на показатели качества электроэнергии могут быть весьма дорогими. На этапе проектирования воздушной линии передачи электроэнергии при нормальных режимах ее работы необходимо рассчитывать показатели качества электроэнергии (ПКЭ) и выбирать наиболее экономичные средства приведения параметров режимов к допустимым пределам (нормам). В условиях эксплуатации в воздушной линии передачи электроэнергии должен осуществляться систематический контроль за ПКЭ и соответственно приниматься меры по приведению параметров к допустимым нормам. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Анастасиев П. И. и др. Электрические сети энергоемких предприятий. М., Энергия, 1971. 2. Бенерман В. И., Ловцкий Н. Н. Проектирование силового электрооборудования промышленных предприятий. Л., Госэнергоиздат, 1967. 3. Боровиков В. А, и др. Электрические сети энергетических систем. М., Энергия, 1977. 4. Бурденков Г. В., Малышев А. И. Автоматика, телемеханика и передача данных в энергосистемах. М., Энергия, 1978. 5. Гельфанд Я. С. и др. Релейная защита и электроавтоматика на переменном оперативном токе. М., Энергия, 1966. 6. Грейсух М. В., Лазарев С. С. Расчеты по электроснабжению промышленных предприятий. М., Энергия, 1977. 7. Дирацу В. С. и др. Электроснабжение промышленных предприятий. Киев, Вища школа, 1974. 8. Дмоховская Л. Ф. и др. Техника высоких напряжений. М., Энергия, 1976. 9. Ермилов А. А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М., Энергия, 1976. 10. Жежеленко И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промышленных предприятий. М., Энергия, 1974. 11. Князевский Б. А., Липкин Ю, Б. Электроснабжение промышленных предприятий. М., Высшая школа, 1969. 12. Крупович В. И. и др. Проектирование промышленных электрических сетей. М, Энергия, 1979. 13. Куинджа В. Б. и др. Гибкие токопроводы в системах электроснабжения промпредприятий. М., Энергия, 1978. 14. Найфельд М. Р. Заземление, защитные меры электробезопасности. М., Энергия, 1971. 15. Правила устройства электроустановок. Изд. 4-е. М., Энергия, 1966. 16. Правила устройства электроустановок (ПУЭ—76). Изд. 5-е, М., Атом-издат, 1976—1978. 17. Руководящие указания по расчету коротких замыканий, выбору и проверке аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания. М., МЭИ, 1975. 18. Семчинов А. М. Токопроводы промышленных предприятий. М., Энергия, 1972. 19. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Кнорринга Г. М. М., Энергия, 1976. 20. Справочник по проектированию электроснабжения. Под ред. Кру-повича В. И., Барыбина Ю. Г., Самовера М. Л., М.—Л., Энергия, 1980. 21. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под ред. Федорова А. А., Сербиновского Г. В., кн. 1 и 2, М., Энергия, 1973. 22. Труды института ВНИИпроектэлектромонтаж. Вып. 2—6, М., Энергия, 1975—1979. 23. Тяжпромэлектропроект. Инструктивные указания по проектированию электротехнических промышленных установок. М., Энергия, 1968—1978. 24. Указания по компенсации реактивной мощности в распределительных сетях. М., Энергия, 1974. 25. Фабрикант В. Л., Глухое В. П., Палерно Л. Б. Элементы устройств релейной защиты и автоматики энергосистем и их проектирование. М., Высшая школа, 1974. 26. Федоров А. А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М., Энергия, 1972. 27. Чернобровое Н. В. Релейная защита. М., Энергия, 1974. 28. Шабад М. А. Расчеты релейной защиты. Л., Энергия, 1972. |