Logo GenDocs.ru


Поиск по сайту:  


Расчетно-графическая работа - Влияние ВЛ на смежные коммуникации - файл 1.docx


Расчетно-графическая работа - Влияние ВЛ на смежные коммуникации
скачать (89.3 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx90kb.18.11.2011 01:00скачать

содержание

1.docx

Реклама MarketGid:


  1. Задание

Дан участок параллельного следования ВЛ и линии связи (ЛС). Линия связи полностью изолирована от земли, длина участка параллельного следования (сближения) задана. Габариты опор определяются по чертежу для соответствующего класса напряжения ВЛ. Грозотрос ВЛ при расчете не учитывать. Токи нагрузки и ток КЗ в аварийном режиме ВЛ заданы.

Состав работы:

1. Объясните причины и последствия появления напряжения, наводимого на смежные коммуникации при емкостном и индуктивном влиянии ВЛ.

2. Рассчитайте напряжение, наводимое электрическим полем ВЛ на ЛС при изменении расстояния между осями ВЛ и ЛС от -100 м до 100 м.

3. Рассчитайте напряжение, наведенное магнитным полем ВЛ на ЛС при изменении расстояния между осями ВЛ и ЛС от -100 м до 100 м.

4. Расчет в каждом случае произведите для нормального и аварийного режима работы ВЛ.

Для индуктивного влияния расчетный аварийный режим - однофазное КЗ на ближней к ЛС фазе, для емкостного влияния аварийный режим ВЛ –обесточивание (обрыв) двух дальних от ЛС фаз.

^ Исходные данные:

Класс напряжения ВЛ

Средняя высота провода ЛС, м

Ток нагрузки, А

Ток короткого замыкания, А

Эквивалентный радиус провода фазы ВЛ, м

Длина участка сближения, км

Удельное сопротивление грунта, Ом•м

750 кВ

4,5

400

5

0,25

40

100



  1. 

  2. Линии электропередач (ВЛ) оказывают на смежные участки влияния, которые обусловлены различными механизмами взаимодействия и при определенном взаимном расположении между линиями электропередачи и связи могут достигать значения, представляющие опасность для обслуживающего персонала и превышающие электрическую прочность кабеля и вводных устройств аппаратуры уплотнения.

Различают 3 вида влияния ВЛ на смежные коммуникации:

  • емкостное;

  • индуктивное;

  • кондуктивное (гальваническое), создаваемое токами, протекающими в земле.

В качестве смежных коммуникаций может оказаться следующие оборудование, попавшее в зону сближения с ВЛ:

  • другие ВЛ (например, выведенные в ремонт);

  • воздушные линии связи;

  • наземные и подземные трубопроводы;

  • кабели связи, силовые кабели;

  • и т.д.

Влияние за счет индуктивной связи обусловлено прохождением части или всего переменного тока ВЛ по цепи провод-земля. Это может иметь место, например, при несимметричной нагрузки трехфазных ВЛ, при работе ВЛ по системе два провода-земля, при однофазных или двухфазных замыканиях ВЛ на землю. Магнитному влиянию подвержены все линии проводной связи, как воздушные, так и кабельные.

Влияние за счет емкостной связи обусловлено наличием вокруг проводной ВЛ электрического поля. Провода линий связи (ЛС), находящиеся в зоне действия поля, оказываются под воздействием потенциала этого поля. Электрическому влиянию подвержены провода воздушных линий связи, а также ка

бельные линии связи, выполненные кабелем без металлических оболочек, подвешенным на опорах или стойках.

  1. Составление расчетной схемы

Рис.1. Чертеж опоры

Учитывая длину гирлянды изоляторов определим высоту подвеса проводов на опоре: hоп=h-6,2=35-6,2=28,8 м

Определим стрелу провеса: f=28.8∙35100=10.08 м

Средняя высота подвеса провода ВЛ над землей:

h=hоп-23∙f=28,8-23∙10,08=22,08 м

Рис. 2. Чертеж опоры с учетом длины гирлянды изоляторов и стрелы провеса

  1. 

  2. Расчет потенциала, наводимого электрическим полем ВЛ на линию связи

    1. Определение собственных и взаимных потенциальных коэффициентов

Связь между потенциалом U1 тела О1 и зарядами τ двух тел определяется отношением:

U1=α11∙τ1+α12∙τ2,

где α11 и α12 - собственный и взаимный потенциальный коэффициенты, зависящие от геометрических характеристик тела.

Аналогично можно записать для второго тела:

U2=α21∙τ1+α22∙τ2

В общем случае можно записать в матричной форме:

U=α∙τ

Потенциальные коэффициенты определяются на основе метода зеркальных отражений.
Рис.3. Зеркальное отражение

Собственные потенциальные коэффициенты определяются по формуле:

αnn=12πε0∙ln2hnrn,

где rn – радиус провода или эквивалентный радиус для расщепленной фазы, м, hn- средняя высота подвеса провода n над землей.

ε0=8,85∙10-12 Ф/м

Взаимные потенциальные коэффициенты определяются по формуле:

αnm=12πε0∙lnbnmanm,



где anm- расстояние от фазного проводы ВЛ или провода ЛС m до провода фазы n, bnm- расстояние от провода фазы ВЛ или провода ЛС m до зеркального изображения фазы n.

Определение расстояний производится по выражениям:

anm= (hn-hm)2+(xn-xm)2

bnm= (hn+hm)2+(xn-xm)2

h – средняя высота провода над землей, х – координата провода по оси Х.

α11=α22=α33=12πε0∙ln2hnrn=12π∙8,85∙10-12∙ln2∙22,080,25=9,309∙1010

a12= (h1-h2)2+(x1-x2)2=(22,08-22,08)2+(-18-0)2=18 м

a12=a23=18 м

b12= h1+h22+x1-x22= 22,08+22,082+-18-02==47,688 м

b12=b23=47,688 м

α12=α23=12πε0∙lnbnmanm=12π∙8,85∙10-12∙ln47,68818=1,753∙1010

a13= (h1-h3)2+(x1-x3)2=(22,08-22,08)2+(-18-18)2=36 м

b13= h1+h32+x1-x32= 22,08+22,082+-18-182==56,975 м

α13=12πε0∙lnb13a13=12π∙8,85∙10-12∙ln56,97536=0,826∙1010

    1. ^ Расчет зарядов проводов фаз ВЛ

Для определения зарядов τ на проводах фаз ВЛ требуется найти решение системы линейных алгебраических уравнений.

α11α12α13α12α22α23α13α23α33∙τ1τ2τ3=U1U2U3

α11и α33 – собственные и взаимные потенциальные коэффициенты проводов фаз ВЛ; U1, U2, U3 – фазные напряжения проводов.

U1=-Uном 3=-7503=-433,01 кВ

U2=Uном 3∙0,5+j0,87=7503∙0,5+j0,87=216,506+j376,72 кВ

U3=Uном 3∙0,5-j0,87=7503∙0,5-j0,87=216,506-j376,72 кВ

9,3091,7530,8261,7539,3091,7530,8261,7539,309∙1010∙τ1τ2τ3=-433,01216,506+j376,72216,506-j376,72

τ1τ2τ3=-5,401∙10-9-j5,163∙10-102,918∙10-9+j5,078∙10-92,256∙10-9-j4,957∙10-9 кВ

    1. ^ Потенциал на проводе ЛС, наводимый всеми тремя фазами в нормальном режиме

φм=a1м∙τ1+a2м∙τ2+a3м∙τ3

Расчет наведенного потенциала на проводе ЛС производим для диапазона (±100 м) изменения расстояния между осью ВЛ и осью ЛС. При этом изменяются соответствующие расстояния в выражении для определения взаимного потенциального коэффициента провод фазы ВЛ – провод ЛС anм.

Представим расчет для расстояния между осью ВЛ и осью ЛС -100 м.

Фаза 1:

hМ=4,5м-средняя высота провода ЛС

xМ- расстояние между осью ВЛ и осью ЛС

a1М= (h1-hМ)2+(x1-xМ)2=(22,08-4,5)2+(-18+100)2==83,863 м

b1М= h1+h32+x1-x32= 22,08+4,52+-18+1002==86,2003 м

α1М=12πε0∙lnb1Мa1М=12π∙8,85∙10-12∙ln86,200383,863=0,049∙1010

Фаза 2:

a2М= (h1-hМ)2+(x1-xМ)2=(22,08-4,5)2+(0+100)2=101,534 м

b2М= h1+h32+x1-x32= 22,08+4,52+0+1002=103,472 м

α2М=12πε0∙lnb2Мa2М=12π∙8,85∙10-12∙ln103,472101,534=0,034∙1010

Фаза 3:

a3М= (h1-hМ)2+(x1-xМ)2=(22,08-4,5)2+(18+100)2==119,302 м

b3М= h1+h32+x1-x32= 22,08+4,52+18+1002==120,957 м

α3М=12πε0∙lnb3Мa3М=12π∙8,85∙10-12∙ln120,957119,302=0,025∙1010

φм-100= -5,401∙10-9-j5,163∙10-102,918∙10-9+j5,078∙10-92,256∙10-9-j4,957∙10-9∙0,049∙10100,034∙10100,025∙1010==-1,091+j0,234 кВ

φм-100=1,116 кВ

Для остальных расстояний расчет аналогичен.

Полученные значения наведенного потенциала представим на графике в виде кривой зависимости модуля наведенного потенциала от расстояния между осями ВЛ и ЛС.





Рис.4. Зависимость модуля наведенного потенциала от расстояния между осями ВЛ и ЛС в нормальном режиме

    1. 

    2. Расчет потенциала на проводе ЛС, наводимый одной фазой в аварийном режиме

φм=anм∙τn

n- номер фазы, оставшейся под напряжением.

Расчет производим при обрыве 2-х дальних от ЛС фаз, т.о. n=3.

Представим расчет для расстояния между осью ВЛ и осью ЛС -100 м.

a3М= (h1-hМ)2+(x1-xМ)2=(22,08-4,5)2+(18+100)2==119,302 м

b3М= h1+h32+x1-x32= 22,08+4,52+18+1002==120,957 м

α3М=12πε0∙lnb3Мa3М=12π∙8,85∙10-12∙ln120,957119,302=0,025∙1010

φм(-100)=a3м∙τ3=0,025∙1010∙2,256∙10-9-j4,957∙10-9=0,558-j1,228 кВ

φм-100=1,349 кВ

Для остальных расстояний расчет аналогичен.

Полученные значения наведенного потенциала представим на графике в виде кривой зависимости модуля наведенного потенциала от расстояния между осями ВЛ и ЛС.






Рис.5. Зависимость модуля наведенного потенциала от расстояния между осями ВЛ и ЛС в аварийном режиме

  1. Расчет напряжения, наводимого магнитным полем ВЛ на ЛС

    1. Определение взаимных индуктивностей

М=2∙10-7lnа2+h1+h2+800∙ρf2а2+h1-h22

h1- средняя высота подвеса влияющего провода, м

h2 – средняя высота подвеса провода, подверженного влиянию, м

a – расстояние между проводами по горизонтали, м

ρ – удельное сопротивление грунта, Омм

f – частота тока, Гц

    1. ^ Расчет ЭДС, наводимой ВЛ на ЛС в нормальном режиме

Е3ф=L∙(I1∙jωM1+I2∙jωM2+I3∙jωM3)

I1, I2, I3 – токи нагрузки в фазных проводах ВЛ, А.

I1=-IH=-400 А

I2=IH∙0,5+j0,87=400∙0,5+j0,87=200+j348 А

I3=IH∙0,5-j0,87=400∙0,5-j0,87=200-j348 А

М1, М2, М3 – взаимные индуктивности между каждой из фаз и однопроводной линией, Гн/м



L – длина участка сближения, м

Расчет наведенной ЭДС на проводе ЛС производим для диапазона (±100 м) изменения расстояния между осью ВЛ и осью ЛС. При этом изменяются соответствующие расстояния в выражении для определения взаимной индуктивности провод фазы ВЛ – провод ЛС.

Представим расчет для расстояния между осью ВЛ и осью ЛС -100 м.

М=2∙10-7lnа2+h1+h2+800∙ρf2а2+h1-h22

h1=22,08 м

h2=4,5 м

а=-100 м

М1=2∙10-7ln(-100-(-18))2+22,08+4,5+800∙100502(-100-(-18))2+22,08-4,52==5,255∙10-7 Гн/м

М2=2∙10-7ln(-100-0)2+22,08+4,5+800∙100502(-100-0)2+22,08-4,52==4,875∙10-7 Гн/м

М3=2∙10-7ln(-100-18)2+22,08+4,5+800∙100502(-100-18)2+22,08-4,52==4,556∙10-7 Гн/м

Е3ф=L∙I1∙jωM1+I2∙jωM2+I3∙jωM3=40∙103∙(-400∙314∙5,255∙10-7+(200+j348)∙314∙4,875∙10-7+(200-j348)∙4,556∙10-7==-139,712-j271,193 (кВ)

Е3ф=305,066 В

Для остальных расстояний расчет аналогичен.

Полученные значения наведенной ЭДС представим на графике в виде кривой зависимости модуля наведенной ЭДС от расстояния между осями ВЛ и ЛС.




Рис 6. Зависимость модуля наведенной ЭДС от расстояния между осями ВЛ и ЛС в нормальном режиме

    1. ^ Расчет наведенной ЭДС в аварийном режиме

ЕКЗ=L∙IКЗ∙jωM1

IКЗ– ток КЗ в поврежденном фазном проводе ВЛ, А

M1 – взаимная индуктивность между поврежденной фазой и однопроводной линией, Гн/м,

L – длина участка сближения, м

Расчет производим при однофазном КЗ на ближней к ЛС фазе (фаза 3).

Представим расчет для расстояния между осью ВЛ и осью ЛС -100 м.

h1=22,08 м

h2=4,5 м

а=-100 м

М3=2∙10-7ln(-100-18)2+22,08+4,5+800∙100502(-100-18)2+22,08-4,52==4,556∙10-7 Гн/м

^ ЕКЗ=L∙IКЗ∙jωM3=40000∙5000∙j314∙4,556∙10-7=j28,610 кВ

ЕКЗ=28,610 кВ

Для остальных расстояний расчет аналогичен.

Полученные значения наведенной ЭДС представим на графике в виде кривой зависимости модуля наведенной ЭДС от расстояния между осями ВЛ и ЛС.





Рис. 7. Зависимость модуля наведенной ЭДС от расстояния между осями ВЛ и ЛС в аварийном режиме



Вывод

Линии электропередач (ВЛ) оказывают на линии связи (ЛС) влияния, которые могут достигать значений, опасных для человека. В работе максимальное значение наведенного потенциала в нормальном режиме работы 25,104 кВ на расстоянии от ВЛ 21 м, в аварийном режиме работы 40,504 кВ на расстоянии от ВЛ 18 м. Максимальное значение наведенной ЭДС в нормальном режиме работы 782,34 В на расстоянии от ВЛ 25 м, в аварийном режиме 52,577 кВ на расстоянии от ВЛ 19 м.

Реклама:





Скачать файл (89.3 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru
Разработка сайта — Веб студия Адаманов