Воздушные линии электропередачи

КУРСОВАЯ РАБОТА Тема: « Воздушные линии электропередачи» Выполнил ___________________________________ Студент Принял ________________________________________ преподаватель Оценка _________________________ ВОРОНЕЖ 2008 СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………….. 4 I. Теоретическая часть. 1.1. Общие сведения о воздушных линиях электропередачи…………. 5 1.2. Подготовительные работы при строительстве ВЛ………………… 8 1.3. Основные строительно-монтажные работы при сооружении ВЛ... 9 1.3.1. Разбивка и рытье котлованов………………………………… 9 1.3.2. Антисептическая обработка опор……………………………. 10 1.3.3. Изготовление и установка опор……………………………… 10 1.3.4. Раскатка проводов. …………………………………………… 11 1.3.5. Соединение проводов. ……………………………………….. 13 1.3.6. Натяжка и закрепление проводов. …………………………... 14 1.4. Особенности монтажа ВЛ напряжением до 1000 В………………. 17 1.5. Защитное заземление……………………………………………….. 18 1.6. Техника безопасности……………………………………………..... 20 2. Расчетная часть 2.1. Расчет линий 6 – 35 кВ……………………………………………… 21 2.2. Расчет линий 110 кВ и выше………………………………………... 24 Заключение…………………………………………………………… 28 Список литературы………………………………………………….. 29 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 электро- передачи (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 на- пряжений] 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 — скобых серьги, пестики, ушки, промежу- точные 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 под тяжением. 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), сталеалюминиевые (марки АС), сталеалюминиевые усиленные (АСУ), сталеалюминиевые облегченные (АСО), стальные многопроволочные (марок ПС и ПМС), стальные однопроволочные (ПСО), специальные алюминие- вые 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. Основные строительно-монтажные работы при сооружении ВЛ Основные строительно-монтажные работы при сооружении ВЛ включают в себя изготовление деревянных опор, развозку опор или деталей опор по трассе, разбивку мест рытья котлованов под опоры, рытье котлованов, сборку и установку опор, развозку проводов и других материалов по трассе, монтаж проводов, монтаж защитного заземления, установку трубчатых разрядников, установку плакатов, фазировку, нумерацию опор и др. 1.3.1. Разбивка и рытье котлованов Разбивку одиночных котлованов под одностоечные деревянные и железобетонные опоры начинают с определения оси трассы ВЛ при помощи геодезических инструментов (теодолиты, буссоли и др.). Затем размечают линии, перпендикулярные к оси трассы в точках установки опор. На обеих этих линиях (рис. 1, а) на расстоянии 5—6 м от центра анкетного столба опоры забивают контрольные колышки «сторожки», по которым разбивают котлован, а в дальнейшем выверяют точность установки опоры по оси трассы. Рис. 1. Схема разметки котлованов пол опоры При разбивка двух котлованов под анкерные А-образные опоры от центра пикетного столба опоры в обе стороны вдоль оси трассы размечают оси котлованов, а затем и контуры котлованов. Для разбивки двух котлованов под угловую А-образную опору в точке поворота трассы при помощи геодезического инструмента восстанавливают биссектрису угла этого поворота и линию, ей перпендикулярную (рис.1, б), и вдоль линии биссектрисы по обе стороны от указанного перпендикуляра размечают оси котлованов, а затем и сами котлованы. Аналогично делают разметку под опоры с оттяжками и подкосами, а также под узкобазные и широкобазные металлические опоры. При рытье котлованов бурильными машинами вместо разметки котлованов производят только разбивку их центров. Котлованы роют землеройными механизмами (ямобурами на автомобильном или тракторном ходу) или одноковшовыми экскаваторами, а в скальных породах грунт вынимают при помощи взрыва. Вручную грунт вынимают только в исключительных случаях, где по условиям местности на пикет не может подойти землеройный механизм. В мерзлых грунтах котлованы бурят при помощи бурильных головок особой конструкции, на режущие кромки которых наварены пластины из твердых сплавов. Глубина котлованов для установки опор в зависимости от грунта и механических нагрузок на опоры определяется проектом. Для опор типа «свечка» глубина котлованов 1,7—2-,5 м. 1.3.2. Антисептическая обработка опор. Детали деревянных опор, подвергаясь атмосферным воздействиям, загнивают, поражаются грибками. Эти явления начинаются в местах выхода деталей опор из земли, в местах, где может скапливаться влага, и в местах врубо.к и затесов. Для защиты от гниения всю деревянную опору ВЛ или только подверженные загниванию места пропитывают антисептиками. В качестве антисептиков применяют креозотовое масло (продукт перегонки каменноугольной смолы), фтористый натрий, динитрофенол, а также битумное покрытие деталей опор или их отдельных частей, но это является не антисептированием древесины, а предохранением ее от проникновения влаги — гидроизоляцией. 1.3.3. Изготовление и установка опор. Все детали деревянных опор изготовляют строго по рабочим чертежам, с применением шаблонов. Плоскости врубок подгоняют плотно друг к другу при помощи пропилов. Изготовление опор начинают с основных элементов (стоек, пасынков, траверс), по которым затем подгоняют остальные детали (раскосы, ригели и др.). При сверлении отверстий для крепления металлических деталей опор, служащих крепежом для изоляторов, строго выдерживают размеры этих отверстий. Это необходимо для того, чтобы опоры не загорелись от токов утечки. Деревянные опоры изготовляют на специальных полигонах или в мастерских, железобетонные и металлические — на заводах и в собранном виде или частями развозят по трассе к местам установки, где их собирают. Заготовленные на полигоне или в мастерских монтажного заготовительного участка одностоечные опоры в собранном виде развозят по трассе с навернутыми крючьями или штырями и закрепленными на них изоляторами. Сложные деревянные, а также металлические и же- лезобетонные опоры развозят (разобрав предварительно их на транспортабельные узлы) по пикетам, где их собирают и устанавливают. В высокогорные и труднодоступные районы опоры доставляют на пикеты и устанавливают с помощью вертолетов. Для подъема и установки опоры кран устанавливают у котлована на расстоянии 3—4 м от оси трассы, а опору в собранном виде укладывают над котлованом или фундаментом с таким расчетом, чтобы центр тяжести ее находился над центром котлована. Затем опору поднимают до вертикального положения и опускают пасынками или стойками в котлован или на фундамент. Опору устанавливают так, чтобы оси траверс опоры были расположены перпендикулярно к оси трассы, проверяют, чтобы ось опоры была строго вертикальна и совпадала с осью трассы, затем засыпают котлован грунтом или закрепляют опору на фундаменте. Только после этого снимают стропы, кран освобождают и переводят для установки следующей опоры. В жестких узлах опоры захватывают такелажными тросами, причем у стоек железобетонных опор захват производится в двух местах. Тяжелые и сложные опоры ВЛ напряжением 110 кВ устанавливают при помощи кранов с использованием трактора в качестве тягового механизма (рис, 2, а) или с падающей стрелой (рис. 2, б). Натяжные и поддерживающие гирлянды линейных изоляторов собирают в мастерских в строгом соответствии с чертежами проекта; в собранном виде их подвозят к месту установки и там поднимают на опоры и закрепляют. . Рис. 2. Установка опоры ВЛ напряжением свыше 110 кВ 1.3.4. Раскатка проводов. Монтаж проводов на установленных опорах включает в себя раскатку проводов, их соединение, подъем на опоры, натяжку и закрепление на изоляторах. После того как выполнен монтаж проводов на магистральной части линии, делают отпайки для вводов в подстанции, распределительные устройства, в здания и к токоприемникам. Прежде чем приступить к раскатке проводов, барабаны с проводами развозят по трассе в пункты, удобные для раскатки и определенные проектом производства работ. Погружают и разгружают барабаны с проводом при помощи автомобильных кранов, а в случае их отсутствия — при помощи наклонных брусьев. Сбрасывать барабаны с автомашины на землю нельзя. В зависимости от конкретных условий монтажа (протяженность линии, характер местности, сечение проводов и др.) раскатку проводов по трассе производят или с неподвижных раскаточных устройств в виде домкратов, специальных козел, станков, (рис. 3, а), установленных в начале монтируемого участка ВЛ, или с помощью специальных раскаточных тележек, саней, транспортеров (рис. 3, б). Рис. 3. Схема раскатки провода Второй способ раскатки проводов обеспечивает более высокую производительность труда, гарантирует сохранность провода при раскатке и высокое качество монтажа. Первый, способ не требует применения подвижных приспособлений, он может быть применен при любом рельефе местности вдоль трассы ВЛ. Но в этом случае не всегда обеспечивается сохранность проводов при их раскатке и производительность труда значительно ниже. Применяется этот способ при монтаже коротких воздушных линий электропередачи, проходящих по местности недоступной для перемещения вдоль трассы раскаточных средств. Провод к тяговому тросу крепят при помощи монтажного клинового зажима и укладывают в монтажные ролики, закрепленные на опорах на время раскатки. На ВЛ напряжением до 1000 В расстояния между опорами и анкерные пролеты имеют небольшую протяженность (расстояние между опорами не более 50 м, а анкерный пролет 500—600 м); на таких линиях чаще подвешивают легкие провода. Провод с барабанов, установлен- ных па козлах или домкратах , раскатывают вдоль трассы при помощи автомашины, лебедки или вручную (при раскатке проводов малых сечений при небольших протяженностях ВЛ). Затем при помощи блоков или вручную провода поднимают на опоры и укладывают на крючья или траверсы. Рис. 4. Установка стрелы провеса проводов непосредственным визированием 1.3.5. Соединение проводов. При раскатке провода соединяют и ремонтируют (если возникает в этом необходимость). Соединение проводов — одна из наиболее ответственных операций при сооружении ВЛ; поэтому выполняют ее особенно тщательно. Алюминиевые и сталеалюминиевые провода соединяют при помощи термитной сварки с дополнительной установкой овальных соединителей для разгрузки св-фного соединения от механических напряжений, если соединение проводов сделано в пролете (рис. 4). Рис. 5. Соединение проводов в пролете: ^ 1 — овальный соединитель; 2 — концы провода; 3 — узел термитной сварки Стальные многопроволочные провода соединяют при помощи овальных соединителей путем их обжатия специальными клещами, стальные одно-проволочные провода сваривают электросваркой или при помощи термитных патронов. Ремонтируют поврежденный многожильный провод путем установки в месте повреждения ремонтной муфты. 1.3.6. Натяжка и закрепление проводов. После окончания работ по раскатке, соединению и ремонту на участке ВЛ, ограниченном анкерны- ми или угловыми опорами, провода поднимают и натягивают. Направление натяжения должно совпадать с направлением трассы. Если из-за рельефа местности это условие выполнить трудно, то натяжку производят через добавочные отводные ролики Стрелу провеса проводов устанавливают непосредственным визированием (рис. 6). Рис. 6. Установка стрелы провеса проводов непосредственным визированием Для этого на соседних опорах прикрепляют визирные рейки таким образом, чтобы отметки на этих рейках, соответствующие размеру стрелы провеса, находились бы на одной горизонтальной линии. Монтер, осуществляющий визирование, поднимается на одну из опор и, пользуясь биноклем, определяет момент, когда натяжку провода следует прекратить. Если натяжение провода отре- гулировано правильно, то низшая точка провеса будет находиться на прямой, соединяющей обе визирные точки. Провод при регулировке натяжения подгоняют под линию визирования не снизу, а сверху. Команда о прекращении натяжки подается в тот момент, когда имеет место перетяжка провода на 0,3—0,5 м. После того как в этом положении провод оставался в течение 3— 5 мин, его опускают до линии визирования. К проекту ВЛ прилагают кривые монтажных стрел провеса проводов (рис. 7), а также ведомость пролетов, в соответствии с которыми визируют провода. Рис. 7. Кривые монтажных стрел провеса провода. марки Л-70, район гололедности. Если отсутствует ведомость визируемых пролетов, или длина пролета по местным условиям существенно (более 5—7 м) отличается от запроектированной, то стрела провеса (м) будет: где fХ — фактическая длина визируемого пролета, м; f и l — соответственно стрела провеса и длина пролета по таблицам или кривым монтажных стрел провеса, м. После того как отрегулированы стрелы провеса, провода крепят к изоляторам сначала на анкерных, а затем на промежуточных опорах. Величина стрелы провеса после закрепления провода на анкерных опорах не должна отличаться от проектной больше, чем на ±5%, а рас- стояние проводов и тросов относительно друг друга не должны отличаться более чем на 10% от проектных расстояний между ними. На анкерных опорах со штыревыми изоляторами провода крепят к шейке изолятора при помощи плашечных зажимов одинарным или двойным креплением, выбор последнего определяется величиной тяжения проводов, а также характером местности, по которой проходит ВЛ. Например, при переходе через дороги и при прохождении трассы ВЛ по населенной местности крепление проводов делают двойным. При больших расчетных величинах тяжения на ВЛ 6 — 10 кВ (большие сечения проводов и пролеты через водные преграды, овраги и др.) на анкерных или переходных опорах провода крепят при помощи подвесных изоляторов. Провод к изолятору в этом случае крепят посредством натяжных зажимов. На промежуточных опорах в районах с сильными ветрами, а на угловых опорах во всех случаях провод к штыревым изоляторам крепят на шейке изолятора проволочной вязкой. На прямолинейных участках трассы при нормальных условиях окружающей среды и рельефа местности провод крепят на головке изолятора. Монтаж проводов в пролетах, пересекающих инженерные сооружения (дороги, воздушные линии электропередачи, линии связи)., выполняют в зависимости от местных условий с отключением пересекаемых линий и прекращением движения по дорогам, каналам или без отключения и прекращения движения. Если переход монтируют без снятия напряжения на пересекаемых линиях или без прекращения движения по дорогам и каналам, то сооружают защиту перехода, которую делают в виде временных стоек или П-образных опор (с натянутым тросом), на них укладывают разматываемый провод, не касаясь пересекаемых ВЛ и не препятствуя движению транспорта. Монтаж проводов на переходе может быть выполнен и без сооружения специальных защит, при помощи легких стальных, а лучше нейлоновых или иных непроводящих канатов или веревок (рис. 8) Рис.8. Схема раскатки и натяжки проводов на переходах: 1 — лебедка; 2 — трос или канат; 3—ролик; 4 — место соединения провода с канатом (тросом) Сроки монтажа переходов очень короткие, поэтому важно, чтобы организация работ была хорошо продумана. При переходе через инженерные сооружения длина провода в пролете где l — величина стрелы провеса при температуре окружающей среды в момент монтажа, м. Расстояния между проводами, а также от проводов до опор и окружающих объектов определяют по данным проекта согласно требованиям ПУЭ. Ветер, дующий длительное время с небольшой скоростью без порывов, может вызвать колебание провода в виде неподвижных вертикальных волн, расположенных равномерно по длине провода. Такая вибрация вызывает повреждение проводов в местах выхода их из зажимов. Для гашения вибрации на провода у их выхода из зажимов устанавливают гасители вибрации. ^ 1.4. 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. ^ 1.5. 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. ^ 6. 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 хо- довую часть крана надежно затормаживают ручным тормозом. ^ II. Расчетная часть. 2.1. Расчет линий 6 – 35 кВ. Электрический расчет кабельной или воздушной линии предусматривает выбор сечения по экономической плотности тока с последующей проверкой на нагрев длительным током нагрузки и на потерю напряжения. Расчет производится без учета трансформатора в схеме замещения. Потери мощности в трансформаторе на приемном конце учитываются в нагрузке потребителя. Активные и реактивные проводимости линии и потери мощности в ней не учитываются, так как они малы и не влияют на результаты расчетов. Расчетные нагрузки потребителей могут быть заданы составляющими полной мощности Р и Q или активной мощности Р и соsф. Рассмотрим на конкретном примере метод расчета сети 10 кВ, питающей потребителей электроэнергии с числом часов использования максимума нагрузки Г„=5500 ч. Расчетная схема линии приведена на рис. 9 На участке l01 линия выполнена кабелем, па участке l02 — воздушная. Рис. 9. Расчетная сила сети 10кВ. 1. Определяем токи нагрузки на отдельных участках сети: а) на участке 0 – 1 или 2. Выбираем сечение по экономической плотности тока. а) Участок 0 - 1. Для кабеля марки ААБ-10 кВ по табл. 6.8 принимаем jэк=1,2 А/мм2 ; тогда Выбираем стандартное сечение 95 мм2 . Намечаем к прокладке кабель ААБ-10-3х95. Iд = 205 А > I01 = 116 А. б) Участок 1 - 2. Для голого провода марки АС принимаем по табл. 6.8 [29] jэк= 1 А/мм2 ; тогда Выбираем стандартное сечение 70 мм2 . Принимаем к прокладке провод марки АС-70. По приложению 5, [29] Iд = 210 А > I12= 60 А. 3. Проверяем сеть на потерю напряжения: а) на участке 1 - 0 или Где Потеря напряжения в процентах составляет: б) На участке 1 – 2 или Потеря напряжения в процентах составляет: Суммарная потеря напряжения 3,23%, меньше допустимой потери напряжения. ^ 2.2. Расчет линий 110 кВ и выше На промышленных предприятиях электроснабжение на напряжениях ПО—220 кВ осуществляется в основном по схеме блока линия — трансформатор. При расчетах наряду с активными и индуктивными сопротивлениями нужно учитывать емкостную проводимость линии, активную и индуктивную проводимости трансформатора. Расчет ведется исходя из потребляемой мощности и напряжения источника питания. Расчетные мощности определяются последовательно для каждого звена электропередачи с учетом потерь активной и реактивной мощностей в линии и трансформаторе. Рис. 10. Блок линия — трансформатор и схема его замещения Исходные данные: Потребляемая мощность Р1 = 15 МВт при cosφ = 0,8 и Тм = 6000 ч. На подстанции установлен силовой трансформатор ТРДН-25000/110 с номинальными параметрами: Sн=25000 кВ·А; ∆Р0 = 36 кВт; I0 = 0,8%; ∆Рк = 120 кВт; ик= 10,5%. Напряжение на шинах районной подстанции 115 кВ. Потребляемая мощность с шин 10 кВ составляет: Или Расчет производим в комплексной форме 1. Активное сопротивление трансформатора 2. Индуктивное сопротивление трансформатора 3. Потери активной мощности в трансформаторе Или 4. Потери реактивной мощности в трансформаторе 5. Намагничивающая мощность трансформатора 6. Мощность на обмотке 110 кВ трансформатора (мощность в начале звена 1 7. Мощность на шинах 110 кВт подстанции 8. Расчетный ток линии _ I3 = 20000 / (√3 ·110) = 105,1 А 10. Активное сопротивление линии R= r0l=0.33·25=8.25 Ом 11. Индуктивное сопротивление линии Х=Хоl= 0,4·25= 10 Ом 12. Потери мощности обусловленные емкостью конца линии, 13. Полная мощность в конце линии (звена 2). 14. Потери активной мощности в линии 15. Потери реактивной мощности в линии 16. Полная мощность на шинах питающей подстанции (в начале звена) 17. Напряжение на шинах НО кВ подстанции предприятия 18. Напряжение на шинах 10 кВ подстанции 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. ПРИЛОЖЕНИЕ Рис. 1. Схема разметки котлованов пол опоры . Рис. 2. Установка опоры ВЛ напряжением свыше 110 кВ Рис. 3. Схема раскатки провода Рис. 4. Соединение проводов в пролете: 1 — овальный соединитель; 2 — концы провода; 3 — узел термитной сварки Рис. 5. Установка стрелы провеса проводов непосредственным визированием Рис. 6. Установка стрелы провеса проводов непосредственным визированием Рис. 7. Кривые монтажных стрел провеса провода. марки Л-70, район гололедности. Рис.8. Схема раскатки и натяжки проводов на переходах: 1 — лебедка; 2 — трос или канат; 3—ролик; 4 — место соединения провода с канатом (тросом)