Министерство образования Республики Коми
государственное общеобразовательное учреждение
среднего профессионального образования
«Усинский политехнический техникум»
Курсовая работа
Дисциплина: Электроснабжение
Тема: Расчет и проектирование воздушных линий
электропередач
Выполнил: Данцевич Сергей Леонидович.
Специальность: 140613 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования.
Группа ТОЭ-4 (заочная форма обучения).
Преподаватель: Гальмутдинова Лиана Радиковна
Усинск, 2010г.
Отзыв на курсовую работу
Ф.И.О. студента: Данцевич Сергей Леонидович.
Тема:_Расчет и проектирование ВЛ.
Актуальность темы:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Глубина изучения специальной литературы:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________
Объективность методов исследования и достоверность результатов:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________
Обоснованность выводов:_______________________________________________________________________________________________
Стиль и оформление работы, соответствие стандартам:____________________________________________________________________________________________
Предложения и выводы:_______________________________________________________________________________________________
Оценка:____________________________________________
Преподаватель:Гальмутдинова Лиана Радиковна
Содержание:
1. Введение - 3 стр.
2. Общая часть
2.1. Устройство ВЛ - 6 стр.
2.2. Провода ВЛ - 6 стр.
2.3. Изоляторы ВЛ - 8 стр.
2.4. Крюки и штыри - 10 стр.
2.5. Соединители - 12 стр.
2.6. Опоры ВЛ - 14 стр.
3. Расчетно-техническая часть
3.1. Электрический расчет линии - 17 стр.
3.2. Расчет проводов - 20 стр.
3.3. Расчет потерь в линии - 20 стр.
3.4. Механический расчет проводов - 23 стр.
3.5. Выбор изоляторов - 24 стр.
3.6. Молниезащитные устройства - 26 стр.
4. Техника безопасности - 31 стр.
5. Заключение - 40 стр.
6. Список используемой литературы - 41 стр.
Приложение № 1 - 42 стр.
Приложение №2 - 44 стр.
1. Введение
Создание экономичных машин постоянного тока и начальные шаги в развитии электрического освещения и электрического привода не могли, бы внести кардинальных изменений в производственную практику, если бы не была решена другая краеугольная задача электроэнергетики — передача электрической энергии на расстояние. В 70—80-х годах XIX в. эта проблема стала актуальной в связи с возникновением крупных промышленных предприятий.
Сама по себе потребность в способах передачи, энергии к потребителям, удаленным от источников механической энергии,, существовала и так или иначе разрешалась задолго до появления первых электростанций. Так, посредством проволочных канатов удавалось достигнуть дальности передачи до 120 м, а при устройстве промежуточных, блоков — до 5 км. Неоднократно предпринимались попытки использовать для передачи энергии сжатый воздух и гидравлическое давление, но ни тот ни другой принцип не мог лечь в основу обеспечения механической, энергией фабрично-заводского производства в широком масштабе.
Надежды изобретателей обратились к новому виду энергии — к электричеству. Первые опыты передачи электрической энергии на расстояние относятся к началу 70-х годов. В 1873 г. французский физик И. Фонтен демонстрировал на Венской международной выставке свойство обратимости электрических машин: приводил в действие двигатель (машину Грамма) от генератора (такой же машины Грамма).
Двигатель и генератор соединялись между собой кабелем длиной в 1 км. Таким образом была доказана принципиальная возможность передачи механической энергии на относительно большое расстояние путем двойного преобразования энергии: механической в электрическую на генераторном конце и электрической в механическую — у потребителя. Экономическая целесообразность такого принципа еще не была тогда доказана.
Начиная с 1874 г. в течение нескольких лет русский военный инженер Ф. А. Пироцкий, стремясь доказать экономичность "электрической передачи силы", провел серию опытов, используя проводники большого сечения — заброшенную ветку Сестрорецкой железной дороги.
Прогрессивный путь решения проблемы передачи электрической энергии нашли в 1880 г. французский ученый М. Депре и русский физик Д. А. Лачинов. Математическим анализом существа физических процессов в системе генератор—линия—двигатель они показали, что эффективность электропередачи может быть достигнута при увеличении напряжения в линии.
Теоретический вывод, подытоживший эмпирические знания в области электрических машин и электрических цепей, послужил надежной платформой для последующих технических решений.
В 1882 г. Депре построил первую опытную электропередачу Мисбах — Мюнхен протяженностью 57 км, напряжением постоянного тока 1,5—2 кВ; КПД не превышал 0,22 %. Первый практический шаг еще не дал благоприятных результатов, но он стал отправным пунктом для последующих работ. На новой опытной установке Вазиль — Гренобль 1883 г. энергия, переданная в Гренобль (примерно 7 л. с), использовалась для привода нескольких печатных и других машин. КПД передачи был равен 62%.
Опыты передачи энергии большого масштаба были осуществлены в 1885 г., напряжение линии передачи длиной в 56 км (между Крейлем и Парижем) достигло
6 кВ. Тогда это было предельным напряжением для машин постоянного тока по условиям изоляции и коммутации.
Вскоре была осуществлена передача постоянного тока на более высокое напряжение — до 12 кВ. Однако электропередачи постоянного тока столь высокого напряжения были единичными. Трудности создания машин высокого напряжения и преобразования тока высокого напряжения в ток низкого напряжения у потребителей заставили обратиться к исследованию свойств переменных токов.
25 августа 1891 г. официальный пуск линии состоялся. Несмотря на то, что линия, машины, трансформаторы, распределительные щиты изготовлялись в спешке, что некоторые детали но свидетельству Доливо-Добровольского придумывались в течение часа, вся установка, включенная без предварительных испытаний, сразу же стала работать вполне хорошо. Доливо-Добровольский, ставший знаменитым изобретателем, рассказывал, что среди непосвященной публики существовало мнение, будто в этом выставочном водопаде журчит «настоящая вода из Неккара», переданная во Франкфурт по проводам.
Испытания электропередачи, которые проводились Международной комиссией, дали следующие результаты: минимальный кпд электропередачи (отношение мощности на вторичных зажимах трансформатора во Франкфурте к мощности на валу турбины в Лауфене) — 68,5 %, максимальный кпд — 75,2 %; линейное напряжение при испытаниях составляло около 15 кВ.
Характерен заключительный вывод комиссии: «...работа линии с переменными токами напряжением от 7500 до 8500 В (фазное — авт.), изолированной маслом, фарфором и воздухом, длиной больше ста километров, протекала всегда равномерно, безопасно и без нарушений, как и работа с переменными токами напряжением в несколько сотен вольт и при длине линии в несколько метров». Было также проведено дополнительное испытание линии электропередачи при более высоком напряжении — 25,1 кВ. Максимальный кпд составил 78,9 %.
Результаты испытаний электропередачи Лауфен — Франкфурт не только продемонстрировали возможности электрической передачи энергии, но и поставили точку в давнем споре. В борьбе «постоянный — переменный ток» победила техника переменного тока. Как на любопытный рецидив уходившей в историю борьбы идей, можно указать на следующее свидетельство М. О. Доливо-Добровольского: «В сентябре 1889 г. Эдисон посетил Берлин. При сделанном ему предложении осмотреть новый электродвигатель переменного тока он буквально замахал руками: «Нет, нет, переменный ток — это вздор, не имеющий будущего. Я не только не хочу осматривать двигатель переменного тока, но и знать о нем». И он не пришел!
Эта же электропередача убедительно показала, что среди систем переменного тока преимущества находятся на стороне трехфазных систем. Международная электротехническая выставка и приуроченный к ней Международный конгресс электротехников (7—12 сентября 1981 г., Франкфурт-на-Майне) открыли этой системе электрических токов широкий путь в промышленность. Начиналась эпоха электрификации.
Задачей данной курсовой работы является раскрытие устройства ВЛ, расчет и проектирование ВЛЭП протяженностью 5,7 км, общей потребляемой мощностью 1000 кВА.
2. Общая часть
2.1. Устройство влэп
Рассмотрим устройство воздушных ЛЭП. Воздушные линии электропередачи состоят из опорных конструкций (опор и оснований), траверс (или кронштейнов), проводов, изоляторов и арматуры. Кроме того, в состав ВЛ входят устройства, необходимые для обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей и нормальной работы линии: грозозащитные тросы, разрядники, заземление, а также вспомогательное оборудование.
2.2. Провода влэп
Для проводки воздушных линий и сетей используют различные провода и тросы. Основное требование, предъявляемое к материалу проводов воздушных линий электропередачи, — малое электрическое сопротивление. Кроме того, материал, применяемый для изготовления проводов, должен обладать достаточной механической прочностью, быть устойчивым к действию влаги и находящихся в воздухе химических веществ.
В настоящее время чаще всего используют провода из алюминия и стали, что позволяет экономить дефицитные цветные металлы (медь) и снижать стоимость проводов. Медные провода применяют на специальных линиях. Алюминий обладает малой механической прочностью, что приводит к увеличению стрелы провеса и, соответственно, к увеличению высоты опор или уменьшению длины пролета. При передаче небольших мощностей электроэнергии на короткие расстояния применение находят стальные провода.
Провода неизолированные для ВЛ (однопроволочные, многопроволочные и полые)- медные, алюминиевые и сталеалюминиевые, реже стальные предназначены для передачи электрической энергии в воздушных электрических сетях. Провода рассчитаны на эксплуатацию в атмосфере воздуха типов II и III на суше и море всех микроклиматических районов. Типы атмосфер зависят от содержания коррозионно-активных агентов. Тип I соответствует атмосфере сельской, горной местности вдали от промышленных объектов, II - атмосфере промышленных районов, III – морской атмосфере. Полые медные и алюминиевые провода используются для воздушных ЛЭП, открытых подстанций.
Таблица 1. Технические характеристики проводов.
Рис. 1. Провода воздушных линий электропередач:
а - медный однопроволочный; б - алюминиевый многопроволочный; в - сталеалюминиевый многопроволочный; г - полый провод.
Расчетные данные проводов Таблица 2.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Провода марки АЖ — термоупрочненные. Наружный повив имеет правое направление скрутки. Соединение проволок в проводах, скрученных из семи проволок, не допускается. Провода марки АЖ изготовляются из проволоки марки АСЗ, провода марки АН — из проволоки марки ACT. Срок службы проводов АЖ и АН — не менее 25 лет. Для монтажа на штыревых изоляторах применяются следующие конструкции проводов: однопроволочные, состоящие из одной проволоки; многопроволочные из одного металла; многопроволочные, комбинированные из двух металлов. Многопроволочные провода выполняются путем навивки на центральную проволоку последующих повивов, причем в первый повив укладывается шесть проволок, а в каждый следующий повив на шесть проволок больше, второй повив имеет 12 проволок, третий 18 проволок и т.д.