Реферат за темою магістерської роботи
Зміст
- Вступ
- 1. Вибір перетинів проводів
- 1.1 Метод економічної щільності струму
- 1.2 Метод економічних інтервалів
- 2. Опори повітряних ЛЕП
- Висновок
- Перелік літератури
Вступ
Електричні повітряні лінії (ВЛЕП) призначені для передачі і розподілу електричної енергії по проводах, які розташовані на відкритому повітрі і прикреплені до різних опорних конструкцій. Повітряні лінії складаються з наступних основних конструктивних елементів: опор різного типу для підвіски проводів і грозозахисних тросів; проводів різних конструкцій і перерізів для передачі по них електричного струму; грозозахисних тросів для захисту ліній від грозових розрядів; ізоляторів, зібраних в гірлянди, для ізоляції проводів від заземлених частин опори; лінійної арматури для кріплення проводів і тросів до ізоляторів і опорам, а також для з'єднання проводів і тросів; заземлюючих пристроїв для відводу струмів грозових розрядів або короткого замикання на землю.
Проектування та спорудження ВЛЕП в Україні ведеться у відповідності з ПУЕ (Правила улаштування електроустановок). Проектування будівельних конструкцій опор і фундаментів проводиться на підставі ДБН (Державні будівельні норми). ПУЕ встановлюють вимоги до ліній з різним напругою виходячи з їх призначення: чим вище передаються напругу і потужність лінії, тим більший збиток приносить її пошкодження, тому до ліній з більш високою напругою пред'являються і більш суворі вимоги. При спорудженні ВЛЕП найвідповідальнішим етапом є проектування. Від правильного вибору перетинів проводів, конструкції опор залежать не тільки режими роботи самої лінії, а й безпека оточуючих її об'єктів, а також економічні витрати на її спорудження та термін її роботи та окупності. Далі в цій роботі будуть розглянуті методи вибору перетинів проводів, економічна і технічна доцільність у виборі того чи іншого типу проводу, опори і т.і.
1. Вибір перетинів проводів
1.1 Метод економічної щільності струму
Перетин проводів є найважливішим параметром ліній електропередачі. Методики визначення перерізів проводів та кабелів засновані на пошуку економічного перетину, відповідного мінімальним затратам. Зі збільшенням перетину виростають витрати на спорудження лінії, відрахування на амортизацію, ремонт та обслуговування (на рис.1 З1), але знижуються втрати потужності та електроенергії і пов'язані з ними витрати (на рис.1 З2):
З рис.1.1 видно, що існує точка, в якій З1 = З2 і сумарні витрати будуть мінімальні. Цій точці відповідає перетин, яке називають економічним перерізом:
Порядок вибору перетинів за методом економічної щільності струму наступний:
1)Знаходять економічний перетин за формулою.
2)Вибирають найближче стандартний перетин.
3)Виконують перевірки вибраного стандартного перетину:
· за нагрівом у нормальному і післяаварійному режимах;
· по допустимій втраті напруги в нормальному і післяаварійному режимах;
· на механічну міцність.
В даний час за економічною щільністю струму вибирають перетину повітряних ліній Uном = 35-110 кВ, для мереж більш високих номінальних напруг цей метод служить для вибору вихідного перетину методу економічних інтервалів.
Недоліком методу є те, що приймається лінійна залежність К1км від перетену, це не відповідає дійсності [2].
1.2 Метод економічних інтервалів
Метод економічних інтервалів застосовується для вибору перетинів мереж 35-750 кВ. Для прийнятих на данній номінальной напрузі стандартних перетенів проводів розраховують наведені витрати З1км залежно від найбільшого струму лінії. Розрахунок за допомогою цього методу грунтується на витратах на один кілометр лінії без урахування збитку:
При виборі перетину за економічними інтервалами навантаження економічним для даного перетину провідників називається такий інтервал навантажень, в межах якого наведені витрати з передачі одиниці струму (або потужності) на одиницю довжини провідника мінімальні в порівнянні з іншими перетинами:
(Анімація: об`єм – 13,7 кБ, число кадрів – 5, затримка – 0,7 с, число циклів повторень – 4)
Значення струму на кордоні економічного інтервалу визначається рівністю витрат двох перетенів:
МЕІ увраховує реальну економічну обстановку (перший вираз), реальний графік електроспоживання та тариф на енергоносії, що змінюється [3], [7]. Якщо другий вираз виявляється негативним, то це означає, що криві не перетинаються і якийсь перетин при будь-яких струмах буде економічно не доцільним.
На основі цього методу побудовано номограми. У довідниках Шапіра і Файбисовича наведені таблиці економічних інтервалів струмів і потужностей переданих по лініям з різною номінальним напругою.
У методі враховується зміна найбільшого струму за роками експлуатації.
Переваги методу:
1. Враховується фактична нелінійна залежність капвкладення від перетину.
2. Враховується безперервність зміни 
.
3. Враховується ступінчастість стандартних перетенів.
4. Метод дозволяє враховувати динаміку зростання навантажень.
5. Мережу обрану за МЕІ не потрібно перевіряти за втратами напруги [1].
Недолік: при зміні вартості ЛЕП необхідно або перебудовувати номограми або безпосередньо будувати залежність ЗF (Iнб) [9].
Економічні інтервали струмів знаходяться для перетинів, які дорівнюють мінімально допустимим за умовами корони або більше них. Тому перевіряти за умовами корони треба тільки повітряні лінії 110 кВ і вище, які прокладаються по трасах з відмітками вище 1500 м над рівнем моря. Перевіряти по допустимим втрат і відхилень напруги перетину повітряних ліній 35 кВ і вище не треба, так як підвищення рівня напруги шляхом збільшення перерізу проводів таких ліній економічно недоцільно. Перерізу проводів повітряних ліній необхідно перевірити по допустимому нагріву в після аварійному режимі. З цією метою проводиться порівняння струму післяаварійного режимуIав на кожній ділянці мережі з допустимим Iдоп для відповідної марки проводу. Аварійний струм визначається з урахуванням кількості ланцюгів.
У розімкнутих мережах аварійна ситуація пов'язана з відключенням одного ланцюга. При цьому потокорозподіл не змінюється, але все навантаження лягає на один ланцюг, що веде до збільшення струму в два рази (Iав = 2Iр).
У замкнутій мережі найбільш важкими аваріями є випадки відключення одного з головних ділянок. Це призводить до того, що мережа стає разомкнутой. Заздалегідь невідомо, відключення якого з головних ділянок призведе до більш серйозних наслідків, в роботі розглядаються обидва випадки.
Провід не перегрівається при виконанні співвідношень: Iав < Iдоп
Якщо для якоїсь ділянки мережі виявилося, щоIав > Iдоп, тто необхідно збільшити перетин проводу на цій ділянці. При цьому, однак, необхідно проконтролювати, щоб воно не перевищило максимальне рекомендоване перетин для використовуваної номінальної напруги.
Розрахунки на корону не виконуються, оскільки мінімальні стандартні перетини проводів в мережі 110, 220 и 330 кВ відразу вибираються відповідно до вимог ПУЕ [3].
За ПУЕ механічна міцність забезпечується, якщо виконується задане співвідношення алюмінієвої та сталевої частини проводу А:С [4].
2. Опори повітряних ЛЕП
Опори ЛЕП – це конструкції, які служать для підтримування над земною поверхнею проводів під напругою і грозозахисних тросів. Вони бувають різних форм і розмірів. Опори можуть бути залізобетонними, дерев'яними, металевими або навіть з композитних матеріалів. Основні елементи опори ліній електропередачі – стійки, фундаменти, траверси (перекладини на яких тримаються провода), часто використовуються також тросостойки і відтягнення [5].
Розрізняють такі типи опор, що застосовуються в повітряних лініях електропередачі: анкерні проміжні, кутові, кінцеві і спеціальні. Анкерні опори встановлюють на прямих ділянках траси для переходу ВЛ через природні перешкоди або інженерні споруди і сприймають поздовжнє навантаження від тяжкості проводів і тросів. Проміжні опори встановлюють на прямих ділянках траси і призначені тільки для підтримки проводів і тросів і не розраховані на навантаження від тяжкості проводів уздовж лініі. Кутові опори, встановлені на кутах повороту траси ПЛ, при нормальних умовах сприймають рівнодіючу силу тяжіння проводів і тросів суміжних прольотів. При кутах повороту траси до 30 градусів, коли навантаження невеликі, застосовують кутові проміжні опори. При великих кутах повороту використовують кутові анкерні опори, що мають більш жорстку конструкцію і анкерне кріплення проводів [6].
Кінцеві опори встановлюють на початку або в кінці лінії і сприймають навантаження від одностороннього тяжкості проводів. У спеціальних опор відносяться перехідні – для переходу ВЛ через природні перешкоди або інженерні споруди; відгалужені – для установки відгалужень від магістральних ліній; перехресні – які встановлюють у місцях перетину ПЛ двох напрямків; транспозіціонние – для зміни порядку розташування проводів на опорах; противітрові – для посилення механічної міцності ВЛ. По конструкції розрізняють опори вільностоячих і з відтяжками. Обидва типи опор можуть бути як одностоєчні, так і портальні. До свободностоящей відносяться також А-подібні опори і опори з підкосами. Свободностоящий опори розраховані на передачу діючих на них навантажень безпосередньо через стійки на грунт або фундамент. Стійки опор з відтяжками передають на грунт або фундамент тільки вертикальні навантаження, а поперечні і поздовжні навантаження передаються на грунт відтяжками, які закріплені за анкерні плити або палі. Для виготовлення опор використовують дерево, метал або залізобетон.
Висновок
У даній роботі були проаналізовані питання вибору оптимальних перерізів проводів ЛЕП, а також розглянута практика проектування ліній високої напруги в Україні. Також була приведена основна інформація за видами та технічними характеристиками високовольтних опор. Основною проблемою цього питання є те, що перед проектувальниками постає вибір між зростанням наведених витрат на спорудження ЛЕП та зменшенню втрат електроенергії при транспортуванні або мінімальні витрати при спорудженні та великі втрати електроенергії подалі.
При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2014 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.
Перелік літератури
1. Пелисье Р. Электрические системы/Пер. с франц. [Предис. и комент. В. А. Веникова ]. // М.: Высш. Школа 1982.-568 с.
2. Плащанский Л. А. Основы электроснабжения горных предприятий/Л. А. Плащанский// – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2006.-499 с.:ил.
3. Воротницкий В. Э. Инструкции по снижению технологического расхода электрической энергии на передачу по электрическим сетям энергоносителей и энергообъединений. / В. Э. Воротницкий, Ю. С. Железко Ю. С.// М. СПО. Союзтехэнерго 1987.
4. Правила устройства электроустановок. //Х.: Изд-во «Форт», 2009.-704 с.
5. Идельчик В. И. Электрические системы и сети: Учебник для вузов./ В. И. Идельчик // М.: Энергоатомиздат, 1989. – 592 с.: ил.
6. Ершевич В. В. Справочник по проектированию электроэнергетических систем/В. В. Ершевич, А. Н. Зейлигер, Г. А. Илларионов и др.; Под. ред. С. С. Рокотяна и И. М. Шапиро. – 3-е изд., перераб. и доп. // М.: Энергоатомиздат, 1985. – 352 с.
7. Файбисович Д. Л. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / Д. Л. Файбисович// М.: Энергоатомиздат, 2006.-300с.
8. Dany G. Impact of Inercasing Generation оn the Electricity Supply System // IAEW-FGE-Annual Report 2003, Aachen, Germany, 2003.
9. Назарычев А.Н. Совершенствование системы ремонтов электро-оборудования электростанций и подстанций с учетом технического состояния / Назарычев А.Н.; Дис. д-ра техн. наук: 05.14.02 Иваново, 2005 390 с. РГБ ОД, 71:06-5/256
10. Овсянников А. Стратегии ТОиР и диагностика оборудования [Электронний ресурс]. – Режим доступа: http://www.news.elteh.ru/arh/2008/50/20.php.