№ участка линии
|
Мощность в начале
|
Мощность в конце
|
Потери мощности
|
|
|
|
|
Определяем напряжения в узлах
сети, исходя из того, что кВ:
.
Рассчитываем напряжение на шинах
низшего напряжения ПС, приведенное к стороне высшего напряжения, :
кВ;
кВ;
кВ;
кВ;
кВ.
Определяем желаемое (расчетное) напряжение
регулировочного ответвления обмотки высшего напряжения трансформатора для
послеаварийного режима:
кВ;
кВ;
кВ;
кВ;
кВ.
Согласно полученным значениям по таблице10 [7] определяем действительное
напряжение ответвления и соответствующую ему добавку напряжения для
послеаварийного режима:
кВ,
%;
кВ,
%;
кВ,
%;
кВ,
%;
кВ,
%.
Определим действительное
напряжение на шинах низшего напряжения подстанции:
кВ;
кВ;
кВ;
кВ;
кВ.
В послеаварийном режиме
действительное напряжение больше допустимо
возможного 10,5 кВ, что соответствует поставленному выше условию.
Полученные результаты расчетов в
нормальных и послеаварийных режимах сводим в таблицу 16:
Таблица 16. Результаты расчетов
различных режимов линии
Напряжение, В
|
Номер ТП
|
1
|
2
|
3
|
5
|
6
|
Режим наибольших нагрузок:
Расчетное регул-ое ответвление
Стандартное регул-ое ответвление
Приведенное напряжение на шинах низшего напряжения
Действительное напряжение на шинах низшего напряжения
Отклонение напряжения
|
110,28
108,9
105,27
10,63
5,34
|
115,53
115
110,28
10,55
0
|
115,15
115
109,92
10,51
0
|
111,30
110,9
106,24
10,54
3,56
|
116,24
115
110,96
10,61
0
|
Режим наименьших нагрузок:
Расчетное регул-ое ответвление
Стандартное регул-ое ответвление
на шинах низшего напряжения
на шинах низшего напряжения
Отклонение напряжения
|
118,12
119,1
107,38
9,92
+3,56
|
123,74
125,2
112,49
9,88
+8,9
|
123,33
125,2
112,12
9,85
+8,9
|
119,21
119,1
108,37
10,00
+3,56
|
124,50
125,2
113,18
9,94
+8,9
|
Послеаварийный режим:
Расчетное регул-ое ответвление
Стандартное регул-ое ответвление
на шинах низшего напряжения
на шинах низшего напряжения
Отклонение напряжения
|
110,73
108,9
105,70
10,67
5,34
|
115,61
115
110,36
10,56
0
|
114,80
113
109,61
10,67
1,78
|
111,15
110,9
106,10
10,52
3,56
|
116,21
115
110,93
10,61
0
|
Проектирование линий
электропередачи ведется согласно схеме развития электрической системы.
Для механического расчета
выбранных сечений проводов, определения допустимых пролетов ВЛ необходимо знать
климатические условия: толщину стенки гололеда, максимальную скорость ветра,
высшую, низшую и среднегодовую температуру.
С целью сокращения объема
курсового проекта, механический расчет ВЛ-110 кВ выполняется для линии,
соединяющей две узловые точки (1-5).
Опоры воздушных линий
поддерживают провода на необходимом расстоянии от поверхности земли, проводов
других линий, крыш зданий и т.п. Опоры должны быть достаточно механически
прочными в различных метеорологических условиях (ветер, гололед и пр).
Рис.5. Промежуточная двухцепная
опора ВЛ 110 кВ
В качестве материала для опор на
сельских линиях широко применяют древесину деревьев хвойных пород, в первую
очередь сосны и лиственницы, а затем пихты и ели (для линий напряжением 35 кВ
и ниже). Для траверс и приставок опор ель и пихту применять нельзя.
Все большее распространение
получают железобетонные опоры, изготавливаемые на специальных предприятиях. для
напряжений не более 35 кВ линии изготавливают на вибрированных стойках,
на двухцепных линиях (рис.5) 35 и 110 кВ - также на центрифугированных
стойках. Их срок службы в среднем в два раза выше, чем на деревянных, хорошо
пропитанных опорах. Отпадает необходимость в использовании древесины,
повышается надежность электроснабжения. Железобетонные конструкции обладают
высокой механической прочностью и долговечностью, но недостатком их является
большая масса.
Отсутствие высокопрочных сталей
и бетона соответствующих марок долгое время не позволяло применять
железобетонные опоры в строительстве высоковольтных линий, для которого
транспортабельность конструкции играет решающую роль.
Таким образом, принимаем к
установке железобетонные двухцепные опоры.
Удельные нагрузки, т.е. нагрузки,
возникающие в 1 м длины линии и 1 мм2 сечения провода
от веса провода, гололеда и давления ветра, рассчитывают исходя из условия:
нагрузка по длине провода в
пролете распределяется равномерно;
порывы ветра отсутствуют.
По начальным условиям из
справочной литературы [1,2,5] выписываем все необходимые данные (для провода АС
70/11):
скорость напора ветра: даН/м2;
толщина стенки гололеда: мм;
модуль упругости: даН/мм2;
температурный коэффициент
линейного удлинения: 1/С0;
предельная нагрузка: даН/мм2;
суммарная площадь поперечного
сечения: мм2;
диаметр провода: мм;
масса провода: кг/км;
напряжение при наибольшей
нагрузке и низшей температуре: ;
напряжение при среднегодовой
температуре: даН/мм2.
Рассчитываем нагрузку от
собственной массы провода:
,
где м/с2
- ускорение свободного падения.
Нагрузка от массы гололеда с
учетом условия, что гололедные отложения имеют цилиндрическую форму плотностью г/см3:
.
Нагрузка от собственной массы и
массы гололеда:
.
Нагрузка от давления ветра при
отсутствии гололеда:
,
где -
угол между направлением ветра и проводами линии;
-
коэффициент, которым учитывается неравномерность скорости
ветра по длине пролета;
-
аэродинамический коэффициент.
Нагрузка от давления ветра при
наличии гололеда:
,
здесь -
25% от первоначальной.
Суммарная нагрузка от
собственной массы проводов и от давления ветра (при отсутствии с гололеда):
.
Суммарная нагрузка от
собственной массы провода, от гололеда и давления ветра:
.
Для каждой марки провода
существует предел прочности. У проводов и тросов ВЛ должен быть определенный
запас механической прочности. При выборе его величины необходимо учитывать
погрешности в заданных температурах и нагрузок, а также изменения ряда
допущений. Поэтому должен быть запас прочности, согласно ПУЭ, в виде допустимых
напряжений, в проводах в процентах от предела прочности провода для следующих условий: а) наибольшей внешней
нагрузки; б) низшей температуре при отсутствии внешних нагрузок; в) среднегодовой
температуры при отсутствии внешних нагрузок.
Ограничения напряжений при
наибольшей нагрузке () и низшей () необходимы для проверки провода на
статическое растяжение при наиболее тяжелых режимах. Эти ограничения могут
оказаться недостаточными при возникающих из-за вибрации проводов динамических
нагрузках, которые могут привести к уменьшению прочности провода в местах его
закрепления. Поэтому при расчете проводов необходимо вводить также ограничение
по среднеэксплуатационному напряжению .
Влияния изменений нагрузки и
температуры проявляются в большей или меньшей степени в зависимости от длины
пролета. При малых пролетах на напряжение в проводе значительное влияние
оказывает температура, при больших пролетах - нагрузка. Граничный пролет, при
котором влияние температуры и нагрузки на напряжение в проводе оказывается
равноопасным, называется критическим.
При ограничении напряжения в
проводе по трем режимам в общем случае существуют три критических пролета.
Первый критический пролет -
это пролет такой длины, при котором напряжение в проводе в режиме среднегодовой
температуры равно допустимому при среднегодовой температуре , а в режиме низшей температуры - допустимому
напряжению при низшей температуре . Если принять,
что для определения критических пролетов выполняется условие , то
,
где -
значение, обратное модулю упругости: ;
-
температурный коэффициент линейного удлинения;
, - соответственно температура в режиме
среднегодовой и низшей
температур.
;
;
;
м.
Второй критический пролет -
это пролет, при котором напряжение в проводе при наибольшей нагрузке равно
допустимому напряжению при наибольшей нагрузке ,
а в режиме низшей температуры - допустимому напряжению при низшей температуре .
,
где -
удельная нагрузка в режиме максимальной нагрузки ();
-
температура в режиме максимальной нагрузки.
м.
Третий критический пролет -
это пролет, при котором напряжение при среднегодовой температуре достигает
допустимого при среднегодовой температуре ,
а в режиме максимальной нагрузки равно допустимому при максимальной нагрузке .
.
м.
Цель систематического расчета
заключается в построении зависимостей изменения напряжения в проводе от длины
пролета и стрелы провеса от длины пролета .
В ходе предыдущего расчета было
получено соотношение: . При таком варианте для
точек, соответствующих пролетам , за исходный
принимаем режим низших температур 3, а для пролетов -
режим максимальных нагрузок 5.
Напряжение в проводе
определяется из уравнения состояния провода:
,
где -
длина пролета;
,, - соответственно
напряжение в проводе, удельная нагрузка и температура в исходном (известном) режиме
(состоянии) провода;
,, - соответствующие
значения для искомого (неизвестного) режима провода.
;
;
;
.
Стрела провеса для каждого из
сочетаний климатических условий определяется по формуле:
.
Расчетный режим № 3:
; .
;
.
Для построения зависимости , принимаем к расчету диапазон длин пролетов
от 60 до 400 м. Расчет будем производить через 60 м, учитывая
длины критических пролетов, подходящие по условиям, описанным в начале пункта. м.
Тогда уравнение примет вид:
.
Методом подбора определим
неизвестное для м:
.
Тогда стрела провеса в данном
случае:
м.
Далее расчет проводится
аналогичным образом через каждые 60 м до 400 м.
Расчетный режим № 5:
; .
;
.
м.
;
; м.
Далее расчет проводится
аналогичным образом через каждые 60 м до 400 м.
Результаты расчетов режимов 3 и
5 сводим в таблицу:
Таблица 17. Результаты расчетов
режимов № 3 и № 5
, м
|
60
|
107
|
180
|
240
|
300
|
360
|
400
|
|
№ 3
|
|
20,93
|
20,81
|
20,53
|
20,23
|
19,80
|
19,34
|
19,02
|
|
0,07
|
0,23
|
0,67
|
1,21
|
1,93
|
2,84
|
3,56
|
№ 5
|
|
18, 19
|
18,60
|
19,52
|
20,38
|
21,26
|
22,12
|
22,67
|
|
0,22
|
0,68
|
1,84
|
3,13
|
4,69
|
6,49
|
7,82
|
Расчет проводим для пролета м.
Расчетный режим № 5.
Исходные данные для расчета:
;
;
;
;
;
.
Напряжение в проводе:
;
;
.
Расчет проводим для диапазона
температур от -30 до +30 , через каждые 10
.
Определяем также стрелу провеса:
.
Определяем натяжение провода по
формуле:
.
;
;
;
м;
.
Далее расчет проводится
аналогичным образом через каждые 10 .
Полученные результаты сводим в
таблицу 18:
Таблица 18. Результаты расчета
монтажных стрел провеса
,
|
-30
|
-20
|
-10
|
0
|
10
|
20
|
30
|
, даН/м×мм2
|
7,65
|
6,55
|
5,49
|
4,65
|
3,72
|
3,49
|
3,10
|
, м
|
0,80
|
0,93
|
1,11
|
1,31
|
1,64
|
1,75
|
1,97
|
, даН
|
606,65
|
519,42
|
435,36
|
368,75
|
295,00
|
276,76
|
245,83
|
По полученным данным строятся
характеристики , .
1.
Поспелов Г.Е., Федин В.Т. Электрические системы и сети. Проектирование: Учебное
пособие для ВТУзов. - 2-е изд., исправленное и доработанное - Мн.: Высш. шк.,
1988. - 308 с.
2.
Лычев П.В., Федин В.Т., Электрические системы и сети. Решение
практических задач. Учебное пособие для ВУЗов. - Мн.: ДизайнПРО, 1997. - 192 с.
3.
Блок В.М. Электрические сети и системы: Учебное пособие для
электроэнергетических спец. ВУЗов. - М.: Высш. шк., 1986. - 430 с.
4.
Будзко И.А., Зуль Н.М. Электроснабжение сельского хозяйства. - М.: Агропромиздат,
1990. - 496 с.
5.
Правила устройства электроустановок/Минэнерго СССР. - 6-е изд. перераб. и
доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 648 с.
6.
Пособие к курсовому и дипломному проектированию для
электроэнергетических специальностей ВУЗов. - 2-е изд., перераб. и доп. / В.М. Блок,
Г.К. Обушев, Л.Б. Паперно и др.; Под редакцией В.М. Блок. - М.: Высш. шк., 1990.
- 383 с.
7.
Проектирование ВЛ-110 кВ для электроснабжения сельского хозяйства. Методическое
указание к курсовому проекту. / В.П. Счастный. - Мн.: Ротапринт БАТУ, 1999. -
35 с.
Страницы: 1, 2, 3
|