Проектирование воздушной линии электропередачи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание на курсовую работу

Используя данные, представленные в таблицах 1-3 и соответствующий заданию геодезический план, необходимо:

1. Составить техническое задание на проектирование линии электропередачи.

2. На основании технического задания, полученного по результатам выполнения пункта 1, выполнить одностадийное проектирование линий электропередачи распределительной сети промышленного предприятия.

Проект должен содержать пояснительную записку, спецификацию электротехнического оборудования, сборник ведомостей потребности в материалах и конструкциях и рабочие чертежи на сооружение линий электропередачи: эскиз проекта трассы линии, рабочий план проекта трассы линии.

Таблица 1. Исходные данные к курсовой работе

Тип ЛЭП	Номер пункта питания	Номер питаемого центра	Номинальное напряжение, кВ	Максимальная мощность нагрузки, кВА	Время использования Smax за год, час	Коэффициент мощности
ВЛ	ГПП 1	4	35	1059,3	8500	0,95

Таблица 2. Характеристики источников питания

Номер питающей подстанции	Число трансформаторов	Тип трансформаторов	Напряжение обмоток ВН/СН/НН	Средства регулирования напряжения
ГПП 1	3	ТМТН 16000/35	115/38,5/11	РПН



Таблица 3. Характеристики основных приемников

Наименование цеха	Основные электроприемники	Категория надежности	Предполагаемый рост нагрузок *, %	Вводимые в эксплуатацию электроприемники
Насосная станция	Насосные агрегаты	1	18	Насосный агрегат

После введения в эксплуатацию электроприемников, в течение пяти лет предполагается увеличение его производительности и электропотребления.

На рисунке 1 представлена топографическая съемка местности. Оформление рабочего проекта ВЛ электропередачи 35 кВ в соответствии с требованиями, предъявляемыми к проектной технической документации.



Рисунок 1. Расположение воздушной ЛЭП



Введение

Проектирование любого технического объекта связано с созданием преобразованием и представлением в принятой форме образа еще не существующего объекта. Целостный образ объекта или его составные части могут генерироваться в воображении человека в результате творческого процесса или в соответствии с некоторыми алгоритмами создаваться в процессе взаимодействия человека и ЭВМ. В качестве объектов проектирования могут выступать объекты строительства (в частности энергетики), промышленные изделия или устройства, а также процессы. Результат проектирования - полный комплект технической документации, содержащий необходимые сведения для сооружения, эксплуатации, переквалификации или утилизации объекта в заданных условиях. Поэтому под проектированием следует понимать процесс составления описания, необходимого для создания еще несуществующего объекта, путем преобразования первичного описания (технических требований или технического задания) и оптимизации заданных характеристик объекта с последовательным представлением описаний в различных видах для различных этапов проектирования. В процессе преобразования исходного описания в окончательное возникают промежуточные описания, называемые проектными решениями. Результаты их анализа являются исходными данными для выбора путей дальнейшего проектирования или определения его окончания.

Проектирование выполняется организациями или отдельными специалистами ("юридическими" или "физическими" лицами), являющимися членами соответствующих саморегулирующихся обществ (СРО). Содержание проектной документации, форма ее представления, правила составления чертежей регламентируются специальными нормативными документами.

Работа по проектированию того или иного объекта ведется в рамках инвестиционного проекта. Так, например, для объекта строительства подразумеваются предпроектные исследования, проектирование, сооружение и ввод его в эксплуатацию. Работа над инвестиционным проектом ведется в группе, в рамках которой заказчик (инвестор) является инициатором и координатором проекта, проектировщик выполняет соответствующий объем работ по проектированию и сопровождению этого проекта, а строительный подрядчик отвечает за возведение и ввод объекта в эксплуатацию. Функциональные обязанности, порядок их выполнения и условия оплаты для организаций и физических лиц в условиях конкретного инвестиционного проекта устанавливаются договорами подряда и субподряда на каждый вид работ. Проектные организации, как правило, специализируются на проектировании объектов конкретной отрасли строительства ? промышленного, гидротехнического, мелиоративного, гражданского, сельскохозяйственного, транспортного и т.д. Различие между организациями разных отраслей обычно состоят в соответствующей специализации их отделов и кадровом составе, организационная же их структура, как правило, мало зависит от отраслевой направленности.

Каждый раздел проекта обычно выполняется различными отделами проектной организации, которые работают в тесном взаимодействии друг с другом. По каждому объекту назначается координирующее лицо, ответственное за проект в целом. При этом особое внимание уделяется его качеству, срокам выполнения, ведению финансовых операций и др. В зависимости от вида объекта это может быть главный инженер проекта, главный архитектор проекта (если объектом проектирования является здание), или управляющий проектом, который назначается в случае разработки особо крупных объектов, объединяющих несколько отраслей.



1. Характеристика района размещения ЛЭП

Воздушная линия идет от ГПП1 к цеху №1. ВЛ питается от обмоток НН трансформаторов ТМТН 16000/35 ГПП1. При проектировании электроснабжения должны учитываться некоторые другие климатические особенности, которые определяются по картам климатического районирования с уточнением по региональным картам и материалам многолетних наблюдений гидрометеорологических станций и метеопостов. Преобладающие направления ветра летом - западное, северо-западное, зимой - юго-западное. Скорость ветра 3,0-5,0 м/сек, с редкими, сильными порывами со скоростью до 30 м/сек.

Согласно картам климатического районирования, предложенных в ПУЭ, Липецк находится во II районе по толщине стенки гололеда, II районе по скоростным напорам ветра и II районе по пляске проводов. Согласно ГОСТ 15150-69, тип атмосферы в Липецке - II, что соответствует атмосфере промышленных районов. Значение некоторых климатических параметров приведены в таблице 4.

Таблица 4. Климатические данные Липецкой области

Параметр	Значение
Среднегодовой уровень осадков	550 - 600 мм
Среднегодовое количество грозовых дней	40 - 60 дней
Температура окружающей среды летом	+17С
Температура окружающей среды зимой	- 12С
Среднее давление ветра	35 Н/м
Средняя толщина ледяного покрова при обледенении проводов и других открытых конструкций	3 мм
Среднегодовая температура	5 0С

Наибольшая высота снежного покрова 57 см, наибольшая глубина промерзания грунта - 140 см. Нормативная толщина стенок гололеда с повторяемостью один раз в 10 лет составляет 10 мм, что соответствует II району по гололедности. Вес снежного покрова на 1 м² горизонтальной поверхности земли для III снегового района составляет 100 кг/м². Преобладающие направления ветра летом - западное, северо-западное, зимой - юго-западное. Скорость ветра 3,0-5,0 м/сек, с редкими, сильными порывами со скоростью до 30 м/сек. Помимо этого часть линии расположена вдоль оврага.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в Липецкой области являются выбросы загрязняющих веществ от промышленных, топливно-энергетических, транспортных, сельскохозяйственных и других предприятий и организаций (стационарные источники), а также от автомобильного, железнодорожного и других видов транспорта (передвижные источники загрязнения атмосферы).

При проектировании технических объектов (в том числе, линии электропередачи) необходимо значительное внимание уделять мероприятиям по охране окружающей среды, поскольку на сегодняшний день работа промышленных предприятий ведет к повышенному загрязнению окружающей среды.



2. Расчет линии электропередачи напряжением 35 кВ

2.1 Выбор сечения проводов

Для начала выберем сечение провода воздушной линии электропередачи.

Определим расчетный ток первого года:

I _{расч 1}=, А,

где S_m-максимальная мощность нагрузки.

Определим расчетный ток пятого года.

I _{расч 5} ==20,095, А,

где S_m5 -максимальная мощность нагрузки пятого года эксплуатации ВЛ, кВ·А.

Далее определим коэффициент зависимости тока от времени:

б = ,

где i_нб- коэффициент небаланса, принимается для линии U_н =35 кВ с соответствующей нагрузкой, i_нб = 1,1;

i₁-коэффициент отношения токов первого и пятого года эксплуатации ВЛ.



i₁ =.

Подставляя известные величины в выражение (1), получим:

б == 0,858.

Определим расчетный приведенный ток линии:

I_расч.= б·I _{расч 5} = 0,858·20,095=17,23, А.

Теперь определим экономическое сечение провода:

F_эк. == 17,23, мм²,

где j_э - экономическая плотность тока, при времени использования максимальной нагрузки Т _м=8500ч и проводе из алюминия принимается j₁=1, А/ммІ.

Соответственно выбираем марку провода АС-25/4,2.

Проверим выбранное сечение провода по потери напряжения:

где L - длина линии, м; г=34,7 - проводимость алюминия, м/(Ом·мм²); Х₀ - удельное индуктивное сопротивление, Х₀=0,36 Ом/км.

ДU=·17,23·3100·0,95·()=158,5, В.



2.2 Расчет токов короткого замыкания

Согласно требованиям ПУЭ, проведем расчет токов короткого замыкания для самого тяжелого режима - трехфазного короткого замыкания. При расчете введем следующие допущения, которые не дают существенных погрешностей: не учитываются сопротивления шин и токопроводящих аппаратов (выключателей, разъединителей и т.д.); трехфазная сеть принимается симметричной; не учитываются токи нагрузки; не учитываются емкости; не учитывается насыщение магнитных систем, что позволяет считать постоянными и не зависящими от тока индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи; не учитываются токи намагничивания трансформаторов.

Схема замещения с рассчитываемыми точками короткого замыкания приведена на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема для расчета тока короткого замыкания

Погонные активное и индуктивное сопротивления провода марки АС-25/4,2. определим по справочнику: R_п = 0,63 Ом/км, X_п = 0,4 Ом/км. Активное и индуктивное сопротивление линии длиной l соответственно найдем по формулам:



R_вл = R_п • l;

X_вл = X_п • l.

Сопротивления линии 35 кВ длиной 21 км:

R_л = 0,63 • 21 = 13,23, Ом;

X_л = 0,4 • 21 = 8,4, Ом.

Определим сопротивления каждого элемента схемы замещения:

,

где - напряжение системы, кВ;

- мощность короткого замыкания на шинах подстанции энергосистемы, МВА.

Определим сопротивления элементов по соответствующим формулам

r₁= R_л = 13,23, Ом;

x₁ = X_л =8,4, Ом;

Ток короткого замыкания определяется из формулы:

,

где ? напряжение в точке КЗ, кВ;

? результирующее сопротивление в точке КЗ, Ом.

Ударный ток короткого замыкания определяется из формулы:



где ? ударный коэффициент.

.

Мощность короткого замыкания определяется из формулы:

Результирующее сопротивление в точке К-1:

Определим ток КЗ в точке К-1, используя формулу:

Определим ударный коэффициент по формуле:

Определим ударный ток КЗ в точке К-1 по формуле:

Определим мощность КЗ в точке К-1, используя формулу:



3. Выбор оборудования ЛЭП

3.1 Выбор опор ВЛ

Исходя из типа проводов, климатических условий и уровня напряжения выбираем опоры проекта: промежуточные одноцепные ПБ-35-11.1, концевые КБ-35-11.1, анкерные угловые УБ-35-11.1.

Промежуточные опоры разработаны в виде одностоечных свободностоящих конструкций с расположением попарно двух проводов на траверсе.

Опоры анкерного типа выполнены подкосной конструкции с закрепленными хомутами на стойке траверсами, что позволяет выполнить их сборку и установку в пробуренные котлованы укрупненными монтажными блоками.

Промежуточные опоры устанавливаются без ригелей. Закрепление опор анкерного типа выполняется в соответствии с проектом с помощью ригельных устройств. При эксплуатации ВЛ ремонтные работы следует проводить только при отключении обеих цепей ВЛ..

Внешний вид промежуточной одноцепной опоры ПБ-35-11.1 показан на рисунке 4.

3.2 Выбор изоляторов

Произведем выбор гирлянд изоляторов по рабочему напряжению. Количество изоляторов в гирлянде выбирается исходя из длины пути утечки, требуемого для данного класса напряжения при данной загрязненности местности. Степень загрязнения рассчитываемой трассы -VI. Используется эффективная длина пути утечки изолятора:



Рисунок 4. Внешний вид промежуточной одноцепной опоры ПБ-35-11.1



где К - коэффициент эффективности использования длины пути утечки, изоляторов, равный 1.

Удельный путь утечки для VI по загрязнению района примем равным см/кВ. Выбираем подвесной фарфоровый изолятор типа ПС70Д, для которого длина пути утечки должна быть не менее 503 мм.

Количество изоляторов в гирлянде по рабочему напряжению определяется по выражению:

Был выбран изолятор типа ПС70Д.

Одним из преимуществ является то, что в верхней части изолятора в желоб между двумя уступами установлена пластмассовая втулка, в которую при монтаже укладывают провод. Такая конструкция позволяет обходиться без монтажных роликов, что сокращает время монтажа и уменьшает его стоимость. После раскатки провод должен быть закреплен на промежуточных опорах в желобе или на шейке изолятора, на угловых промежуточных - только на шейке. Характеристики изолятора покажем в таблице 5. Внешний вид изолятора покажем на рисунке 5.

Таблица 5. Характеристики изолятора

Тип	Разрушающая нагрузка, кН	Диаметр штыря, мм
ПС70Д	70	225



Рисунок 5. Внешний вид изолятора

3.3 Выбор натяжных зажимов

Натяжные зажимы SO 235 и SO 236 используют для анкерного крепления защищенных проводов. Зажим легко монтируется на проводах, так как не требует снятия изоляции. Прокалывающие элементы зажима выводят потенциал провода на корпус зажима и исключают возникновение радиопомех и частичных разрядов. Наличие прокалывающих элементов позволяет монтировать на зажиме дугозащитное устройство. Покажем внешний зажимов на рисунке 6, а их характеристики укажем в таблице 6.

Таблица 6. Характеристики зажима

Тип	Сечение провода, мм2	Усилие затяжки, Н·м	Вес, г	Количество в упаковке, шт
SO 235	35-70	40	1000	9



Рисунок 6. Внешний вид зажима

3.4 Выбор поддерживающих зажимов

Для защищенных проводов применяется зажим SO 181.5, а для неизолированных проводов - SO 181. Такие поддерживающие зажимы могут работать как монтажные ролики, что исключает необходимость применения отдельного монтажного ролика. Провода диаметром до 30 мм могут быть раскатаны прямо на этих зажимах. Прижимные части выводят потенциал провода на корпус зажима. Эти элементы в зажиме SO 181.5 - прокалывающие, а в зажиме SO 181 рифлёные. Зажим испытан на радиопомехи. Разрывное усилие > 40 кН. Корпус зажима выполнен из стального листа горячей оцинковки. Ролики выполнены из коррозионно-стойкого алюминиевого сплава, остальные стальные части горячей оцинковки. Крепежный палец диаметром 16 мм.

Внешний вид покажем на рисунке 7, а характеристика занесем в таблицу 7.



Таблица 7. Характеристики поддерживающих зажимов

Тип	Сечение провода, мм2	Усилие затяжки, Н·м	Вес, г	Количество в упаковке, шт
SO 181.5	защищенный 35-150	40	1000	20

Рисунок 7. Внешний вид поддерживающих зажимов

3.5 Устройство защиты от грозовых перенапряжений

Выбираем разрядник типа РВС-35, выполненных как защищенными, так и неизолированными проводами, от пережога проводов и от отключений ВЛ вследствие индуктированных перенапряжений. Разрядники имеют изоляционное покрытие, подключаются через искровой промежуток и не подвержены разрушающему воздействию токов молний и сопровождающих токов дуговых замыканий. Принцип действия основан на снижении вероятности перехода импульсного перекрытия в силовую дугу за счет удлинения пути перекрытия. Длинно-искровые разрядники устанавливаются по одному на опоре параллельно изолятору одной из фаз с последовательным их чередованием. Комплект включает в себя изолированную петлю, кронштейн крепления, универсальный зажим для провода, крепежные детали. Разрядник соответствует ТУ 3414-023-45533350-2002. Характеристики разрядника укажем в таблице 8, а внешний вид покажем на рисунке 8.

Таблица 8. Характеристики разрядника

Тип	Импульсная электрическая прочность при грозовом напряжении, кВ	Выдерживаемый импульсный ток (8/20 мкс), кА
РВС-35	125	130

Рисунок 8. Внешний вид разрядника



3.6 Выбор линейных разъединителей

Линейный разъединитель служит для отключения ВЛЗ 10-35 кВ без нагрузки (создания видимого разрыва) при проведении ремонтных работ и оперативных переключений. Может устанавливаться вначале ВЛЗ у питающей подстанции, в местах соединения с кабельными линиями и на ответвлениях от магистрали. Операции с линейным разъединителем проводятся с помощью оперативной изолирующей штанги. Разъединитель снабжён шинными зажимами для подключения проводов ВЛ. Возможно применение линейного разъединителя как совместно с натяжным изолятором, так и отдельно (с двумя анкерными зажимами).

Внешний вид разъединителя покажем на рисунке 9, а характеристика занесем в таблицу 9.

Таблица 9. Характеристики разъединителя

Тип	Номинальное напряжение, кВ	Номинальный ток, А	Ток 1сек,.КЗ, кА	Длинна пути утечки, мм
РЛНД-35	35	630	25	30



Рисунок 9. Линейный разъединитель: 1 - изолятор; 2, 6 - контактные выводы; 3 - козырек; 4 - контактный нож; 5, 12 - разъемные контакты; 7 - заземлитель; 8 - рычаг; 9 - труба; 10 - блок-замок; 11 - контакт заземлителя



4. Технические решения для сооружения ЛЭП

электропередача трасса проектирование

При сооружении ЛЭП необходимо пользоваться указаниями ПУЭ касающимися пересечения ВЛ с инженерными сооружениями и прочими объектами.Так же ВЛЭП имеет пересечение с дорогой, преодоление дороги так же должно сопровождаться определенными техническими решениями. При организации пересечения ЛЭП дороги должны соблюдаться требования ПУЭ, а конкретнее главы 2.5. с пункта 256 по 263. Из них следует, что:

1) при пересечении автомобильных дорог категорий II - V, I-С - III-C опоры, ограничивающие пролет пересечения, могут быть анкерного типа облегченной конструкции или промежуточными;

2) на промежуточных опорах с поддерживающими гирляндами изоляторов провода должны быть подвешены в глухих зажимах, на опорах со штыревыми изоляторами должно применяться двойное крепление проводов на ВЛ и усиленное крепление на ВЛЗ;

3) расстояние от провода до покрытия проезжей части для ВЛ напряжением до 20 кВ должно быть не менее 7 м (что выполняется с выбранным типом опор);

4) угол прохождения над дорогой не регламентируется;

5) В местах пересечения ВЛ с автомобильными дорогами с обеих сторон ВЛ на дорогах должны устанавливаться дорожные знаки в соответствии с требованиями государственного стандарта.

На плане видно что ЛЭП имеет пересечение с надземным газопроводом, поэтому необходимо иметь в виду следующие технические требования ПУЭ:

1) угол пересечения ВЛ с трубопроводами не регламентируется (но рекомендуется 90⁰);

2) расстояние при сближении и параллельном следовании от крайнего не отклоненного провода должно быть не менее 20 м.



Заключение

При проектировании воздушной линии электропередачи на напряжение 35 кВ было рассчитано сечение проводов и на основании метода экономической плотности тока выбран провод типа АС - 25/4,2. Проверка сечения проводника по допустимой потере напряжения показала, что данное сечение обеспечивает необходимый уровень (< 10 %) потери напряжения. Были приняты по типовому проекту опоры: промежуточные одноцепные ПБ-35-11.1, концевые КБ-35-11.1, анкерные угловые УБ-35-11.1. Были рассчитаны объемы материалов, необходимых для строительства и количество единиц техники. Была выбрана трасса линии и количество опор, с указанием пролетов между ними. А также закреплены теоретические знания по проектированию воздушных линий электропередачи.



Список источников

1. ВСН 33-82 Инструкция по разработке проектов организации строительства (электроэнергетика), Минэнерго

2. СНиП 1.04.03-85 Нормы продолжительности строительства и задел в строительстве предприятий, зданий и сооружений

3. «Правила устройства электроустановок». СПб: издательство ДЕАН, 2001.928 с.

4. «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок»

5. Справочник по проектированию линий электропередачи / М.А Реута, С.С. Рокотяна М.: Энергия, 1980.- 296 с.- Библиогр.: с. 290-292 -30000 экз.

6. СНиП 1.04.03-85 Нормы продолжительности строительства и задел в строительстве предприятий, зданий и сооружений

Размещено на Allbest.ru

...