Изоляция высоковольтных линий электропередач (стр. 1 из 4)
Министерство образования и науки Российской Федерации
Агентство по образованию
ГОУ ВПО Новосибирский Государственный Технический Университет
Факультет: энергетики
Курсовая работа
Изоляция высоковольтных линий электропередач
Студент: Яворский В.П.
Проверила: Цуркан Н.В.
Новосибирск 2010
Содержание
Введение
1. Выбор изоляции воздушной линии электропередачи
1.1 Изолирующая подвеска проводов
1.2 Выбор изоляции линий по нормативным документам
1.3 Расчет напряженности электрического поля под проводами ВЛ
2. Определение параметров расчетной схемы
2.1 Определение параметров воздушной линии электропередачи
2.2 Определение параметров примыкающих систем
3. Грозоупорность воздушных линий электропередачи
3.1 Определение числа отключений ВЛ при ударах молнии в провода
3.2 Определение числа отключений при ударе молнии в опору
3.3 Определение числа отключений при обратных перекрытиях с троса на провод
4. Расчет коммутационных перенапряжений при повторном включении линии в цикле АПВ
4.1 Расчет установившихся режимов одностороннее включение ВЛ
4.2 Определение закона распределения максимальных перенапряжений при включении ВЛ и выбор мер ограничения перенапряжений
4.3 Определение вероятности перекрытия изоляции воздушной линии при включении в цикле АПВ
5. Определение показателя надежности изоляции ВЛ
Заключение
Список литературных источников
Введение
Выбор изоляции высоковольтных линий электропередачи является неотъемлемой частью комплексного проектирование сложных электрических систем. Так эти линии используются для передачи большого объема электрической энергии, именно посредством них соединяются электрические системы в огромный энергетический комплекс.
Изоляция линий электропередачи в процессе эксплуатации подвергается как длительному воздействию рабочего напряжения, так и кратковременному воздействию грозовых и коммутационных перенапряжений. Задачей данной курсовой работы является выбор изоляции воздушных линий электропередачи с глухозаземленной нейтралью путем анализа всех видов электрических воздействий, а также выбор системы мер защиты от перенапряжений, отвечающих допустимому значению отключений ВЛ в год.
1. Выбор изоляции воздушной линии электропередачи
1.1 Изолирующая подвеска проводов
При разработке изолирующей подвески в первую очередь необходимо учитывать механическую нагрузку, действующую на гирлянду изоляторов. В нормальном эксплуатационном режиме как на анкерные, так и на промежуточные опоры в основном действуют вертикальные силы, обусловленные массой проводов, гололеда и изоляторов, и горизонтальные силы, возникающие при ветровой нагрузке, направленной перпендикулярно трассе.
Разрушающая нагрузка, действующая на изолирующую подвеску зависит от класса напряжения ВЛ. Для ВЛЭП 750 кВ [3, с.11]:
Учитывая разрушающую нагрузку выбираем тип изолятора [2, с. 469] ПСК 300-К.
Таблица 1.
Характеристики изолятора ПСК 300-К
| Строительная высота H, мм | Диаметр изолятора D, мм | Диаметр стержня d, мм | Длинна пути утечки, мм | Разрушающая электромеханическая нагрузка, кН, не менее | Масса изолятора, кг, не более |
| 175 | 450 | 24 | 457 | 300 | 14,02 |
Для разряда по загрязненной поверхности и увлажненной поверхности изолятора важным параметром является длина пути утечки изолятора – кратчайшее расстояние вдоль поверхности изолирующей детали между металлическими частями, находящимися под различными потенциалами. Длина пути, по которому развивается разряд по загрязненной и увлажненной поверхности изолятора, называется эффективной длиной пути утечки и определяется по формуле [3, с. 9]:
где
- длина пути утечки геометрическая; 
- коэффициент эффективности, который зависит от отношения длины пути утечки к диаметру изолятора.Для выбранного типа изолятора:
Вычислим эффективную длину утечки:
1.2 Выбор изоляции линий по нормативным документам
Следующим этапом в расчете изоляции ВЛ является выбор длины гирлянды изоляторов по рабочему напряжению. Число и тип изоляторов выбирают в зависимости от степени загрязненности атмосферы, которая имеет семь градаций.
В данной курсовой работе, согласно с заданием, принята I степень загрязненности атмосферы. В это множество относятся такие регионы как: лес, тундра, лесотундра, луга, пастбища.
В зависимости от степени загрязненности атмосферы нормируется удельная эффективная длина пути утечки (отношение эффективной длины пути утечки гирлянды, при которой обеспечивается их надежная работа, к наибольшему линейному, длительно допустимому рабочему напряжению). Нормированная удельная эффективная длина пути утечки поддерживающих гирлянд 750 кВ, для заданной степени загрязненности составляет [3, с. 12]:
Количество изоляторов в гирлянде рассчитываем по формуле:
Результаты расчета округляем в меньшую сторону, так как количество десятых не превышает 3, так как ВЛ имеет номинальное напряжение 750 кВ, то количество изоляторов увеличиваем на 4 [2, с. 466]. Окончательно принимаем количество изоляторов:
Выберем сцепную арматуру [2, с. 477-507], необходимые для расчета данные занесем в таблицу.
Таблица 2.
Характеристики сцепной арматуры
| Наименование | Тип | Строитель ная высота, мм | Масса, кг | Разрушающая электромеханическая нагрузка, кН, не менее |
| Узел крепления | КГ-30-1 | 140 | 6,84 | 300 |
| Серьга | СР-30-24 | 100 | 1,35 | 300 |
| Зажим поддерживающий | 5ПНГ-5-8 | 530 | 46 | 300 |
| Ушко двухлапчатое | У2-30-24 | 150 | 6,42 | 300 |
| Распорка дистанционная | 5РГН-4-400 | 680(  ) | 6,6 | - |
Определим высоту гирлянды с учетом сцепной арматуры:
Проверку линейной изоляции определяют сравнением наименьшего допустимого расстояния по воздуху от провода до опоры при соответствующем виде воздействующего напряжения и расстояния, на которое может отклониться провод при нормативных метеорологических условиях.
Таблица 3.
Наименьшие допустимые изоляционные расстояния от провода до заземленной опоры 750 кВ.
 | |
| По грозовым перенапряжениям | 4,2 |
| По внутренним перенапряжениям | 3,9 |
| По рабочему напряжению | 1,5 |
| По условию безопасности | 5,85 |
Изоляционные расстояния выбраны по опыту эксплуатации и по разрядным характеристикам с определенным запасом, который обеспечивает малую вероятность пробоя совокупности многих элементов при рабочем напряжении, коммутационных и грозовых перенапряжениях, а также безопасность подъема обслуживающего персонала на опору линии электропередачи, находящейся под напряжением.
При расчете отклонения гирлянды принимаем следующие сочетания климатических условий:
- при рабочем напряжении принимается максимальный нормативный скоростной напор ветра
при T=-50;- при грозовых и внутренних перенапряжениях T=150, скоростной напор ветра
но не менее 
Н/м2;- по условию безопасности подъема на опору T=-150 ветер и гололед отсутствуют, так как при сильном ветре, гололеде, грозе запрещен подъем на опору.
Угол отклонения проводов на опоре определяется по формуле:
Нормативный максимальный напор ветра на высоте до 15 м при двухминутном осреднении для ВЛ 750 кВ, расположенной в III [1, с. 151] районе по ветру [2, с. 351]:
.Произведем пересчет напора ветра с учетом высоты расположения приведенного центра тяжести [2, с. 351]:
Для данного значения
K=0,61 [2, с. 351]. Нормативная толщин стенки гололеда на высоте 10 м от земли, для ВЛ 750 кВ, проходящей в III районе по гололеду[1, с. 168]: dгл =15 мм. Так как приведенный центр тяжести расположен на высоте менее 25 метров, то поправку на толщину стенки гололеда в зависимости от высоты подвеса и диаметра провода допускается не производить [2, с. 352]. Вычислим вес гирлянды и проводов: