Курсовик. Воздушные линии электропередачи

• Название: Воздушные линии электропередачи
• Дата: 17.09.2020
• Размер: 39.22 Kb.
• Имя файла: Курсовик.docx
• Тип: Курсовая; #138346

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 — скобы_х 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.