Принципова схема району електропостачання
Дана схема виконана в однолінійному виконанні. В дійсності елементи системи, що працюють на змінному струмі, мають трифазне виконання. 2. Надійність електропостачання. Надійність електропостачання залежить від прийнятої схеми живлення, від ступеня резервування окремих електричних систем електропостачання. Надійність електропостачання – це здатність системи забезпечити підприємства електричною енергією хорошої якості, без зриву плану виробництва і перерви в роботі. По надійності електропостачання всі споживачі поділяється на три категорії: 1 категорія – це електричні споживачі, перерва в електропостачанні яких може призвести до небезпеки життя людей, пошкодити основне обладнання, призвести до масового браку продукту, порушити технологічний процес. Електричні споживачі першої категорії повинні мати два незалежних джерела живлення, перерва в електричному постачанні допускається на час автоматичного відновлення живлення. 2 категорія – споживачі, перерва в електричному постачанні яких приводить до масового недовипуску продукції, простою робочих місць, порушення нормальної діяльності міських та сільських жителів. Рекомендовано живлення від двох незалежних джерел, але допускається живлення від одного трансформатора. Перерва в електричному постачанні допускається на час включення резервного живлення черговим персоналом або виїзною бригадою, але не більше 24-х годин. 3 категорія – споживачі, несерійного виробництва продукції, допоміжні цехи, комунальне господарство, сільськогосподарські заводи. Живлення таких споживачів виконується від одного джерела. Перерва в електричному постачанні для заміни пошкодженої частини дозволяється до 24-х годин. Тема: Повітряні лінії. План: 1.Конструктивне виконання повітряних ліній.; 2.Будова ізолятора. 3.Опори повітряних ліній.
1. Конструктивне виконання повітряних ліній. Повітряні лінії – це пристрої, які призначені для передачі електричної енергії по проводам, які розташовані на опорах, на відкритому повітрі і які приєднані до опор за допомогою ізоляторів. Повітряні лінії складаються з трьох елементів: Проводи, ізолятори та опори. Проводи по конструкції можуть бути одножильні і багатожильні. Одножильні з перерізом: 4; 6; 10 мм2. Багатожильні: 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 240 мм2. Мінімальний переріз встановлюється в залежності від передаючої потужності, запасу міцності, втрат на корону та номінальної напруги повітряної лінії.
Рис. 4.1. Будова багатожильного проводу. а. Провід з центральною жилою 1 та одним шаром Явище корони – це іонізація повітря навколо проводів, якщо напруженість електричного поля навколо проводів перевищує електричну міцність повітря. По мірі збільшення напруги лінії, корона що виникає через нерівності в поверхні проводу або забруднення, може перейти в загальну корону – по всій довжині проводу. Згідно ПУЕ (правил устаткування електроустановок), максимальне значення напруги електричного поля повинно бути не більше 28 кВ/км. А тому найменші діаметри проводів марки АС (сталево алюмінієвий), що забезпечує допустимі втрати на коронування, повинні бути: при напрузі 110 кВ – діаметр проводу має бути 11, 4 мм; при напрузі 220 кВ – діаметр проводу має бути 21, 6 мм. По матеріалу виготовлення проводи бувають: алюмінієві, сталеві, сталево алюмінієві. По умовах механічної стійкості, переріз проводу більше 1000 В повинен бути не менше – 35 мм2. На перетинах з лініями зв’язку, залізничними лініями, з надземним трубопроводом, переріз проводу не менше – 70 мм2. Для передачі електричної енергії на великих напругах, застосовують сталево алюмінієві проводи полегшеної конструкції типу – АСО, або підвищеної конструкції – АСУ. Наприклад: АСО – 3 х70 мм2 (три фази з перерізом проводу 70 мм2), АСУ – 3х95 мм2. Відстань між двома сусідніми опорами називається прогін. Рис. 4.2. Прогін лінії на опорах з підвісними ізоляторами Проводка до опор підвішуються сводбодно та під впливом своєї маси провід в прольоті провисає. Відстань від точки підвіс ссу проводів до нижньої точки проводу називається стрілою провісу f. Найменша відстань від нижньої точки проводу до землі, називається габаритом наближення проводу до землі і позначається буквою – h. Габарит забезпечує безпеку людей і руху транспорту, залежить від місця умов та напруги лінії. Для населеної місцевості h = 6 - 8 м, а для ненаселеної: h = 5 – 7 м. Висота опори при горизонтальному розташуванні проводів, визначається габаритом та максимальною стрілою провісу, а прикріплення проводів виконується на гірляндах ізоляторів. Висота опори збільшується ще на довжину опори. Відстань між сусідніми проводами повітряної лінії забезпечує необхідний ізоляційний проміжок і залежить від напруги. Наприклад: для ліній напругою 6 – 10 кВ ця відстань – 1 м; для ліній напругою 110 кВ ця відстань – 4 м; для ліній напругою 220 кВ ця відстань – 7 м; для ліній напругою 500 кВ ця відстань – 12 м; для ліній напругою 750 кВ ця відстань – 15 м. Довжина прогону для ліній до 1кВ приблизно 30 – 75 м; для ліній 110 кВ довжина прогону 150 –200 м; для ліній 220 – 300 кВ приблизно 400 – 450 м. Над повітряною лінією електропередач, для захисту від атмосферних перенапруг, застосовують грозозахисні троси, за звичай, сталево алюмінієві. Ізолятори використовують різних типів і кріпляться до опор за допомогою крюків та штирів. Позначаються: ШС – 6 (на напругу 6 кВ), ці ізолятори фарфорові; ШД – 20 (на напругу 20 кВ). Ізолятор служить для ізоляції проводів між собою, від землі та для кріплення проводів, шин, струмопроводів. Підвісні фарфорові ізолятори: ПС (підвісні скляні), ПФ (підвісні фарфорові) – застсо-вують для ліній напругою 35 кВ і вище. Для напруг 110 кВ і вище, використовують тільки підвісні ізолятори, які збираються в гірлянди. 2. Будова ізолятора.
Рис. 4.3. Будова підвісного ізолятора. 1 чавунна шапка; 2. тіло (юбка); 3. кільчик; 4 отвір для кріплення ізоляторів в гірлянді або кріплення до опори. Рис.4. 3.2. Штирьові ізолятори для ПЛ: а – фарфоровий типу ШФ-10 (10 кВ), б – скляний для мереж типу ШСС-10 (10 кВ) (штыревой, стеклянный, сетевой, рос.), в – фарфоровий Застосовуються такі типи підвісних ізоляторів: - скляні штиреві типу ШС-6, ШС-10 - для ліній напругою 6...10 кВ; - фарфорові штиреві типу Ш-20, ШД-35 - для ліній напругою 20... 35 кВ; підвісні фарфорові або скляні ізолятори ПФ і ПС - для ліній напругою 35 кВ і вище. Ізолятори типу ШД і ШС кріпляться до опор на гаках і штирях. При напрузі 110 кВ і вище застосовуються тільки підвісні ізолятори, які збираються в гірлянди (рис. 3.2).
Рис. 4.4. Гірлянда підвісних ізоляторів: 1 - ізолятор; 2 - затиск для кріплення проводу; 3 – провід; а гірлянда натяжних ізоляторів. Гірлянди підвісних ізоляторів бувають підтримують і натяжні. Підтримуючі ізолятори розташовуються вертикально на проміжних опорах, натяжні гірлянди використовуються на анкерних опорах і знаходяться майже в горизонтальному положенні. На відповідних дільницях ЛЕП застосовують здвоєні гірлянди. Кількість ізоляторів в гірлянді залежить від напруги ЛЕП, ефективної і нормованої довжини шляху витоку і матеріалу опори (необхідного рівня ізоляції). На дерев'яних і залізобетонних опорах при напрузі 35 кВ ставлять два підвісних ізолятора в гірлянді, при напрузі 110 кВ - шість ізоляторів, при напрузі 220 кВ - дванадцять ізоляторів. На металевих опорах береться на один-два ізолятори більше. На повітряних лініях напругою вище 220 кВ для захисту гірлянд від пошкоджень при виникненні дуги короткого замикання застосовуються захисні роги і кільця. Широкого застосування набули самоутримані ізольовані проводи для повітряних ліній електропередач, які прийшли на заміну неізольованим проводам марок А (алюмінієві) та АС (сталеалюмінієві). Само утримний ізольований провід (СІП) – система скручених в джгут проводів (фазні, нульові, додаткові) ізольованих зшитим світло стабілізованим проліетіленом або аналогічною полімерною композицією, що не потребує несучого троса та монтується за допомогою лінійної арматури до опор, стін будівель та споруд Само утримні ізольовані проводи призначені для повітряних ліній електропередач та відгалужень до вводів у житлові будинки, господарські будівлі в усіх кліматичних районах з вітровим та ожеледовим навантаженням з температурою навколишнього середовища від мінус 60º С до плюс 50º С. СІП використовуються у будівництві повітряних ліній зі спільною підвіскою проводів 6 – 10 кВ, освітлення та ліній провідного зв’язку Переваги СІП: Ø так як виготовляється СІП у вигляді скрутки декількох жил, то можна позбутися Ø відпадає необхідність використання фарфорових або скляних ізоляторів на опорах лінй та металевих траверсах; Ø зменшується ширина просіки під час будівництва ПЛ в лісових масивах; Ø на відміну від неізольованих проводів традиційних ЛЕП, проводи СІП мають значно менший реактивний опір, що зменшує спад напруги вздовж такої лінії (близько 0, 1 Ом/км замість 0, 35 Ом/км у неізольованих проводів) на 15 – 20 %; Ø ізоляція СІП стійка до ожеледних відкладень (налипання снігу, інею, льоду); Ø значно менша імовірність коротких замикань; Ø у випадку падіння проводу підвищується електробезпека населення; Ø зменшення габаритів відносно землі (5 метрів в порівнянні з 6 метрами для неізольованих проводів), а також збільшення прогонів при проектуванні нових мереж; Ø можливість збільшення прогону між опорами у важкодоступних місцях Ø Можливість збільшення прогону між опорами у важкодоступних місцях (через водойми, яри, ущелини або інші перешкоди) до 100 метрів; Ø Зменшення нормованих відстаней до будівель та інших інженерних споруд; Ø Можливість розвантаження існуючих мереж за рахунок багато колових виходів з ТП 10/0, 4; Ø Можливість сумісної підвіски на ЛЕП проводів з різним класом напруги на існуючих опорах телефонних ліній; Ø Можливість монтажу ПЛ по фасадах будинків; Ø Зниження імовірності виникнення пожеж; Ø Значне зниження ймовірності крадіжок електроенергії; Ø Зменшення термінів будівництва та ремонту ПЛ за рахунок простоти та високої технологічності монтажу СІП; Ø Безпечне виконання робіт поблизу ПЛ; Ø Можливість тимчасової експлуатації ПЛ з пошкодженими опорами; Ø Підвищення надійності та зменшення експлуатаційних витрат(у 3-4 рази). Ø Виключена крадіжка проводів, так як вони не підлягають вторинній переробці; Ø Висока механічна міцність проводів, що унеможливлює їх обрив; Ø Зниження енерговитрат в ЛЕП за рахунок зменшення реактивного опору ізольованого проводу в порівнянні з “голим” (неізольованим). Недоліки: Ø Велика вартість виробництва, яка окупається в процесі експлуатації; Ø Боїться грозових перенапруг Марки проводів та їх будова СІП – 1, СІП – 1А – само утримні проводи з алюмінієвими фазними струмопровідними жилами та ізоляцією зі світло стабілізованої термопластичної полімерної композиції, з нульовою утримною жилою. Утримана жила виконана з алюмінієвою зі стальним осердям або з алюмі-нієвого сплаву високої міцності. Літера А вказує на те, що утримна жила ізольована. Маркування фазних жил проводу виконано кольоровими повздовжними лініями на ізоляції. Можливе маркування повздовжними рисками на ізоляції, що ідентифікується доторканням. Струмопровідні жили само утримних проводів зкручуються між собою, а при наявно-сті утримної жили, накручуються на неї. Проводи СІП – 1, СІП – 1А використовуються для мереж 0, 4 кВ. За ознаками кріплення утриманої нульової жили можливі три основні типи проводів:
СІП – 2 СІП – 2А – само утримні проводи з алюмінієвими фазними струмопровідними жилами та ізоляцією зі світло стабілізованої термопластичної полімерної композиції, з нульовою утримною жилою. Утримана жила виконана з алюмінієвою зі стальним осердям або з алюмі-нієвого сплаву високої міцності. Літера А вказує на те, що утримуючаа жила ізольована.
Рис.4.5. Будова проводів СІП – 1, СІП – 2, СІП – 1А, СІП – 2А 1. фазні струмопровідні жили. з алюмінію, багато провідникові, ущільнені, 2 нульова само утримна жила з алюмінієвого сплаву АВЕ або з алюмінієвого сплаву зі стальним осердям, 3. ізоляція, 4. струмопровідні жили. з алюмінію багато провідникові, ущільнені, 5. кольорове маркування, 6. додаткова жила.(освітлення) при необхідності. СІП – 1, СІП – 2 СІП – 1 А, СІП – 2 А Рис. 4.6. Будова проводів СІП – 1, СІП – 2, СІП – 1А, СІП – 2А: 1 нульова несуча жила не ізольована (СІП – 1, СІП – 2), 1 нульова несуча жила ізольована (СІП – 1 А, СІП – 2 А) Нульова жила має надпис, який дає інформацію: - назва проводу; - переріз жил; - виробник; - рік випуску; - номінальна напруга; сертифікат безпеки., 2. фазна алюмінієва жила, 3. ізоля-ція із зшитого поліетілену світло стабілізованого. Технічні показники проводів
Таблиця проводів СІП – 1 Технічні дані.
Само утримні ізольовані проводи марок: СІП – 1, СІП – 1А, СІП – 2, СІП – 2А, випускаються ЗАТ ”Завод ” Південкабель”. Провід поставляється на барабанах.
кВ. Може використовуватись на узбережжях морів, солоних озер, у промислових районах районах засолених. Термін служби не менше 40 років, гарантійний термін експлуатації 3 роки. Мінімаль-но допустимий радіус вигину при прокладанні кабелю 10 діаметрів.
Рис. 4.7. Будова проводу СІП 3. 1. Несуча жила з алюмінієвого сплаву АВЕ або сталеалюмінієва, 2. Струмопровідна жили з алюмінію, багато провідникова, ущільнена. 3. Ізоляція з світло стабілізованого зшитого поліетілену (XLPE).
Само утримні ізольовані проводи марки: СІП – 3 випускаються ЗАТ ”Завод ” Південкабель.
кВ. Будова проводу СІП – 4 (однієї жили) аналогічна будові проводу СІП – 3 (дивись рису-нок 4.7)
Само утримні ізольовані провід марки: СІП – 4, випускаються ЗАТ ”Завод ” Південкабель.
На поверхні однієї жили (нульової) вказується рік виготовлення, назва підприємства виробника, марка проводу.
СІП – 5 само утримний провід з алюмінієвими струмопровідними жилами та ізоляцією зі світло стабілізованої термопластичної полімерної композиції. Робоча напруга проводу 0, 4 кВ. Будова проводу СІП – 5 (однієї жили) аналогічна будові проводу СІП – 3 (дивись рису-нок 4.7) Рис. 4, 9. Будова проводу СІП 5.
СІП – 5нг само утримний провід з алюмінієвими струмопровідними жилами та ізоляцією зі світло стабілізованої термопластичної полімерної композиції, яка не не поширює горіння. Робоча напруга проводу 0, 4 кВ. Будова проводу СІП – 5 (однієї жили) аналогічна будові проводу СІП – 3 (дивись рисунок 4.7) Рис. 4. 10 Будова проводу СІП – 5 нг (As x Sn)
3. Опори повітряних ліній. Повітряні лінії прокладаються на дерев’яних, залізобетонних металевих, иеталевих багатогранних опорах. По призначенню бувають: проміжні, анкерні; кутові; кінцеві. Опори є одноколові і двоколові, з тросом і без тросу. Рис. 4.11 схема повітряної лінії. В залежності від призначення розрізняють п'ять основних типів опор: проміжні, анкерні, кутові проміжні, кутові анкерні, кінцеві. Найбільш розповсюджені проміжні опори – 80-90 % від загальної кількості опор. На опору діють вертикальні сили: маса проводів, ізоляторів, снігу та самої опори і горизонтальні сили: тиск вітру на провід та опору. При обриві проводу проміжна опора повинна приймати повздовжню силу не урівноваженого тяжіння на провід, що обірвався на одному з прогонів. Рис. 4.12. Залізобетонні опори повітряної лінії 0, 4 кВ (ПЛ 0, 4 кВ):. П - 0, 4 проміжна опора, ПП – 0, 4 – перехресна проміжна, ОП – 0, 4 – відгалуджувальна проміжна (отделительная – рос) Анкерні опори призначені для сприйняття зусиль, які направлені вздовж лінії. Анкерні опори встановлюють в тих точках лінії, де по умовам місцевості прольоти по обидва боки Анкерні опори повинні встановлюватись через певну кількість прогонів (через кожні 3 – 5 км лінії). Лінії мають жорстке кріплення проводів і розраховуються на обрив проводів. Проводи ліній з підвісними ізоляторами кріпляться на анкерних опорах – натяжними гірляндами, проводи однієї і тієї ж фази суміжних з опорою прогонів з’єднані петлями проводів. (Рисунок анкерних опор дивись нижче) Кутові проміжні опори встановлюються в місцях повороту лінії. Вони сприймають зусилля, які направлені по бісектрисі кута повороту лінії. Ці зусилля визвані тяжінням проводів. Як кутові опори в деяких випадках використовуються А – подібні проміжні опори, які встановлюють таким чином, щоб площина опори була в напрямку дії сумарного зусилля від тяжіння проводів. При різній довжині прольотів в обох напрямках від точки повороту використовують кутову анкерну опору. Кінцеві опори встановлюються на кінцях ліній та при підході до підстанцій і призначені приймати тяжіння, що діють на опори лінії. Кріплення проводів на них є жорстким, як і на анкерних опорах за допомогою натяжних гірлянд ізоляторів. В точках повороту лінії встановлюють кутові опори. Рис. 4.13.Залізобетонні опори повітряної лінії 0, 4 кВ (ПЛ 0, 4 кВ): АО – 0, 4 – відгалуджуваль-на анкерна, А – анкерна (вид з боку) дивись рисунок 4.9, ПА – перехресна анкерна (вид з боку),. Рис. 4.14. Розташування проводів та тросів на опорах: а) по вершинах трикутника, б) горизон-тально, в) зворотною зіркою. 1 – троси, проводи. Рис. 4.15. Залізобетонні опори повітряної лінії 10 кВ (ПЛ 10 кВ): П – 10 проміжна, ПА – 10 –проміжна анкерна, УПА – 10 кутова (угловая – рос.) анкерна, КА – 10 – кінцева анкерна Сталеві опори ПЛ 10 під ізольований провід
Рис. 4. 16. Сталеві опори ПЛ 10 під ізольований провід
.
Сталеві багатогранні опори ЛЕП. Сталеві багатогранні опори призначені для встановлення на високовольтних лініях елект-ропередач. Опори ЛЕП експлуатуються і І – V вітрових та ожеледних районах в населеній та ненаселеній місцевості у відповідності до ПУЕ-7 в районах з розрахунковою температурою повітря до - 65º С і вище. Багатогранні металеві опори виготовляються зі стійок у вигляді усічених пірамід із сталевого листа з поперечним перерізом у вигляді правильного багато-гранника. Секції стійок з’єднані між собою телескопічним або фланцевим з’єднанням. Тра-верси таких опор виготовляють багатогранними, решітчастими або ізолюючими. Антикорозійний захист виконується за допомогою горячого оцинкування та цинко-наповненого композитного покриття. Переваги багатогранних опор ЛЕП. Строки будівництва ПЛ на багатогранних опорах мають 2х, 4х кратні переваги перед ПЛ на залізобетонних та решітчастих опорах.. Це обумовлено зменшенням трудовитрат за рахунок збільшення прольотних відстаней, простоти встановлення багатогранних опор, малої кілько-сті збірних елементів. Збирання опори дуже просте. Бригада з 7 – 8 чоловік витрачає на це менше двох годин. Встановлення опори на фундамент виконується звичайним краном так як опори компактні та мають невелику вагу. Кріплення опори до фундаменту здійснюється за допомогою болтів. Економічна ефективність при будівництві ПЛ на багатогранних опорах складає 12 – 15 % в порівнянні з залізобетонними опорами, 40 – 45 % в порівнянні з решітчастими. Це обумов-лено збільшенням прольотних відстаней, зменшенням витрат на транспортування та буді-вельно монтажні роботи, малими витратими на експлуатацію, більш тривалими строками експлуатації. Безвідказність: згідно статистиці пошкодження ЛЕП на багатогранних опорах значно менше ніж на традиційних.. На лініях відсутні катастрофічні руйнування, типові для залізобетонних і решітчастих опор. Ремонтопридатність практично не потребують ремонту, яки здійснюється в мінімальний строк. Сталеві багатогранні опори для ЛЕП 6 – 10 кВ. Розшифровка умовного позначення опор:
Проміжна опора СМ10 П
|