Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Электрические сети энергоемких предприятий

Механический расчет проводов на особых участках - Электрические сети энергоемких предприятий

Оглавление
Электрические сети энергоемких предприятий
Основные требования к схемам электроснабжения
Схемы электроснабжения
Выбор трансформаторов
Выбор напряжения
Требования к качеству электроэнергии
Компенсация реактивной мощности
Способы канализации электроэнергии
РУ и подстанции 110—220 кВ
РУ и подстанции 6—10 кВ
Подстанции специального назначения
Воздушные линии 6—220 кВ
Кабельные линии 6—220 кВ
Токопроводы 6—35 кВ
Элементы защиты сетей от атмосферных перенапряжений
Электрические расчеты сетей
Механические расчеты
Механический расчет проводов на особых участках
Особенности расчета проводов на открытых распределительных устройствах подстанций
Расчет проводов и шин открытых токопроводов
Проектное размещение опор по профилю трассы
Защита линий и подходов 6—10 кВ от атмосферных перенапряжений
Защита токопроводов 6—10 кВ от атмосферных перенапряжений
Защита ВЛ и подходов 35-220 кВ от атмосферных перенапряжений
Защита подстанций от атмосферных перенапряжений
Устройство заземляющих контуров
Расчет заземлителей в неоднородных грунтах
Поведение заземлителей при прохождении через них импульсных токов молнии
Заземляющие устройства на линиях электропередачи
Заземляющие устройства подстанций
  1. 5. РАСЧЕТ ПРОВОДОВ НА ОСОБЫХ УЧАСТКАХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Механический расчет проводов на особых участках трассы (населенные местности, пролеты пересечения с инженерными сооружениями и естественными препятствиями, застроенные или планируемые территории, участки с сильно пересеченным рельефом) сводится в основном к определению фактических (расчетных) расстояний по вертикали и горизонтали от проводов линии до земли и сооружений и выявлению усилий от тяжения проводов, действующих на изоляторы и арматуру при значительных перепадах отметок крепления проводов на смежных опорах. Наименьшие допустимые расстояния от проводов линии до поверхности земли и надземных сооружений в различных режимах работы линии приведены в табл. 4-5. Здесь следует отметить, что каждое отступление от указаний ПУЭ, в частности в сторону уменьшения нормируемых расстояний, как бы необходимо или незначительно оно ни было, должно быть при достаточном обосновании согласованно в соответствующих организациях МЭиЭ СССР.
Определение расстояний по вертикали от проводов линии до поверхности земли и пересекаемых инженерных сооружений выполняется, исходя из установленных действующими ПУЭ расчетных условий (табл. 4-6). Расчет проводов производится по наиболее неблагоприятному с точки зрения расстояний между пересекающимися сооружениями расчетному условию, для чего в конечном счете необходимо выполнение соответствующих сопоставлений результатов расчета, произведённого пo нормируемым сочетаниям расчетных климатических условий, приведенным в табл. 4-6. Задача по определению исходных расчетных условий несколько упрощается путем введения в расчет понятия так называемой критической температуры, значение которой для конкретных условий вычисляется по формуле

где tT — температура образования гололеда, °С; (тг — напряжение в проводе при гололеде и отсутствии ветра, кГ/мм2,
уз — удельная нагрузка от веса провода, покрытого гололедом, кГ/м • мм2.
Схема пролета пересечения воздушной линии с сооружениями
Рис. 4-6. Схема пролета пересечения воздушной линии с сооружениями.
Путем сравнения полученной из (4-23) величины /Кр с высшей температурой окружающего воздуха /Макс, принимаемой для расчета, можно определить, при каких условиях будет иметь место максимальный провес провода в рассматриваемом пролете. Определение расстояний по вертикали от проводов ВЛ до сооружений в пролете пересечения (рис. 4-6) может производиться по одному из приведенных ниже методов.

Нормируемые расстояния от проводов воздушной линии до земли и сооружений


Характер местности и наименование сооружения

Расстояния

по горизонтали

по вертикали

Ненаселенная местность

От крайних проводов при неотклоненном их положении до отдельно стоящих зданий и сооружений не менее: для ВЛ 35 кВ — 15 м для ВЛ 110 кВ— 20 м; для ВЛ 150—220 кВ— 25 м От проводов при их наибольшем отклонении до крон деревьев не менее: для ВЛ 35—110 кВ — 3 м; для ВЛ 150—220 кВ — 4 м

От нижних проводов до поверхности земли при наибольшем провесе не менее: для ВЛ 35—110 кВ — 6 м; для ВЛ 150 кВ— 6,5 ж; для ВЛ 220 кВ — 7 м (в труднодоступной местности расстояния могут быть уменьшены соответственно до 5; 5,5 и 6 м)

Населенная местность, территории промышленных предприятий

От крайних проводов при их наибольшем отклонении до зданий и сооружений не менее:
для ВЛ 35—110 кВ — 4 м; для ВЛ 150 кВ — 5 м; для ВЛ 220 кВ — 6 м

От нижних проводов до поверхности земли при их наибольшем провесе не менее: для ВЛ 35—110 кВ — 7 м; для ВЛ 150 кВ — 7,5 м; для ВЛ 220 кВ — 8 м (в нормальном режиме работы ВЛ); для ВЛ 35—150 кВ — 4 м; для ВЛ 220 кВ—5 м (при обрыве провода в соседнем пролете) От нижнего провода до крыши несгораемого здания или сооружения не менее: для ВЛ 35 кВ — 3 м; для ВЛ 110—150 кВ — 4 ж; для ВЛ 220 кВ — 5 я

Воздушные линии до 1 000 в и выше

Между осями ВЛ при сближении: с ВЛ 500 кВ — не менее 100 м; с ВЛ 330 кВ —

Между проводами (или между проводами и тросами) пересекающихся ВЛ в

 

не менее высоты наиболее высокой опоры на параллельном участке сближения

зависимости от длины переходного пролета 1 и расстояния от места пересечения до ближайшей опоры ВЛ h не менее приведенных ниже значений, м

 

На участках стесненной трассы между проводами ВЛ при их неотклоненном положении не менее:
для ВЛ 35 кВ — 4 м для ВЛ 10 кВ— 5 м для ВЛ 150 кВ — 6 м; для ВЛ 220 кВ — 7 м

 

 

Линии связи и сигнализации

При параллельном следовании между осями ВЛ и линии связи не менее высоты наиболее высокой опоры ВЛ. На участках стесненной трассы от крайних проводов ВЛ

От нижних проводов ВЛ до проводов линии связи не менее:
для ВЛ 35—110 кВ — 3 м для ВЛ 150—220 кВ — 4 м

Характер местности и наименование сооружения

Расстояния

по горизонтали

по вертикали

 

при их наибольшем отклонении до проводов линии связи не менее: для ВЛ 35—110 кВ— 4 м для ВЛ 150 кВ— 5 для ВЛ 220 кВ — 6 м

(при наличии на ВЛ грозозащитных устройств) и соответственно для ВЛ 35—110 кВ — 5 м; для ВЛ 150—220 кВ — 6 м (при отсутствии на ВЛ грозозащитных устройств)
При обрыве провода в соседнем пролете не менее:
для ВЛ 35—110 кВ — 1 м; для ВЛ 150 кВ—1,5 м~, для ВЛ 220 кВ —- 2 м

Железные дороги

От крайнего провода ВЛ при его наибольшем отклонении до габарита приближения строений не менее 2,5 м
При сближении с электрифицированными железными дорогами на участках стесненной трассы от крайнего провода ВЛ до проводов контактной сети, как при сближении с ВЛ выше 1 000 в

От нижнего провода ВЛ при его наибольшем провесе (/=+70°С) до головки рельса в нормальном режиме не менее:
а)    дороги широкой колеи для ВЛ 35—110 кВ — 7,5 м; для ВЛ 150 кВ —
для ВЛ 220 кВ — 8,5 м
б)    дороги узкой колеи для ВЛ 35 кВ — 6 м;
для ВЛ 110—220 кВ — 7,5 м То же в аварийном режиме при обрыве провода в соседнем пролете не менее: для ВЛ 35—110 кВ — 6 м; для ВЛ 150—220 кВ — 6,5 м (дороги широкой колеи) и соответственно для ВЛ 35—110 кВ — 4,5 м

 

 

для ВЛ 150—220 кВ — 5 ж (дороги узкой колеи)

Автомобильные дороги

От крайнего провода ВЛ при параллельном следовании до бровки земляного полотна дороги (без учета отклонения провода) не менее:
для ВЛ 35—НО кВ— 4 м для ВЛ 150 кВ — 5 м; для ВЛ 220 кВ — 6 ж

От нижнего провода ВЛ до проводов: или тросов контактной сети, как при пересечении с ВЛ выше 1 000 в; при этом расстояния до  верха опор контактной сети не должны быть менее:
для ВЛ 35—110 кВ — 7 ж; для ВЛ 150—220 кВ — 8 ж От нижнего провода ВЛ при его наибольшем провесе до полотна дороги не менее:
для ВЛ 35—110 кВ — 7 ж; для ВЛ 150 кВ — 7,5 ж; для ВЛ 220 кВ — 8 ж То же в аварийном режиме при обрыве провода в соседнем пролете не менее: для ВЛ 35—110 кВ — 4,5 ж; для ВЛ 150—220 кВ —5 ж

Трамвайные и троллейбусные линии

При сближении от крайних проводов ВЛ при их наибольшем отклонении до опор контактной сети не менее: для ВЛ 35—110 кВ—3 ж; для ВЛ 150—220 кВ — 4 м

От проводов ВЛ при их наибольшем провесе до отметки проезжей части троллейбуса i(b нормальном режиме) не менее:: для ВЛ 35—110 кВ—11 ж; для ВЛ 150—220 кВ—12 ж То же до головки рельса трамвая: для ВЛ 35—110 кВ — 9,5 м; для ВЛ 150—220 кВ—10,5 ж То же до проводов и тросов контактной сети трамвая и троллейбуса: для ВЛ 35—110 кВ — 3 ж; для ВЛ 150—220 кВ — 4 ж

Характер местности и наименование сооружения

Расстояния

по горизонтали

по вертикали

 

 

То же до верха опор контактной сети: для ВЛ 35—110 кВ—7 м для ВЛ 150—220 кВ — 8 м От нижнего провода ВЛ при обрыве его в соседнем пролете (аварийный режим) до проводов и тросов контактной сети троллейбуса и трамвая не менее: для ВЛ 35—110 кВ — 1 м; для ВЛ 150—220 кВ — 2 м

Надземные трубопроводы и канатные дороги

От крайнего провода ВЛ при его наибольшем отклонении до любой части трубопровода или канатной дороги не менее: для ВЛ 35—110 кВ — 4 м для ВЛ 150 кВ— 4,5 м; для ВЛ 220 кВ — 5 м

От нижних проводов ВЛ при их наибольшем провесе до верхней отметки трубопровода или канатной дороги (в нормальном режиме), не менее: для BЛ 35—110 кВ — 4 м;
для ВЛ 150 кВ — 4,5 м; для ВЛ 220 кВ — 5 м От нижнего провода ВЛ при его обрыве в соседнем пролете (аварийный режим) не менее:
для ВЛ 35—110 кВ — 2 м; для ВЛ 150 кВ — 2,5 jh; для ВЛ 220 кВ — 3 м

 

Расчетные сочетания климатических условий для расчета проводов воздушной линии
на особых участках


Характер местности или наименование пересекаемого сооружения

Расчетные условия

при нормальном режиме

при аварийном режиме

Населенные местности, территории промышленных предприятий

Температура высшая, гололед и ветер отсутствуют; температура t=—5° С (при —5° С t е= —10° С) при гололеде, ветер отсутствует

Температура среднегодовая, гололед и ветер отсутствуют

Ненаселенные местности

То же

Пролеты пересечения с линиями связи, автомобильными дорогами, трамвайными и троллейбусными линиями, надземными трубопроводами и канатными дорогами

То же (при пересечении железных дорог общего пользования и электрифицированных высшая температура принимается равной +70° С)

Температура среднегодовая, гололед и ветер отсутствуют

Пролеты пересечения с воздушными линиями электропередачи

Температура /=+15° С; ветер и гололед отсутствуют

Расстояние от провода ВЛ при его наибольшем провесе до нижней отметки пересекаемого сооружения находят из выражения
(4-27)

где H1 и е — наиболее высокая отметка подвески провода на опоре в переходном пролете и высшая отметка пересекаемого сооружения, выраженные в одной системе, м.
Однако применительно к ВЛ, располагаемым на территориях промышленных предприятий, при наличии большого количества пересекаемых ВЛ инженерных сооружений рекомендуемый выше метод расчета является наиболее приемлемым, поскольку он прост в исполнении, требует минимального времени и обладает достаточной степенью точности.

Рис. 4-7. Графики для определения коэффициента В.
Расчет проводов в пролетах пересечения с сооружениями и при прохождении ВЛ в населенной местности и по территориям промышленных предприятий в аварийном режиме производится в соответствии с рекомендациями, изложенными в § 4-4. При этом стрела провеса в любой точке переходного пролета может быть определена из формулы
(4-24а)
где напряжение в материале провода после обрыва в соседнем пролете, кГ/мм2.
Определение расстояний по горизонтали до зданий и сооружений от проводов воздушной линии производится с учетом их наибольшего отклонения в сторону рассматриваемого объекта под действием ветрового напора. При этом для расчета величин отклонений проводов в качестве исходных обычно принимаются следующие сочетания климатических условий:
температура воздуха t=—5°С; скоростной напор ветра максимальный QMакс; гололед отсутствует;
температура воздуха t = —5° С, скоростной напор ветра равен 0,25 QМакс, провода покрыты гололедом.
При этом в обоих режимах направление ветра принимается перпендикулярным оси линии.
Для большинства районов расчетным является первый режим. Наибольшее отклонение провода при гололеде и 0,25 QMакс имеет место, как правило, лишь в IV и особых районах по гололеду. Однако, учитывая, что на величину отклонения провода, помимо степени интенсивности гололедоизморозевых образований, влияет также множество других факторов (диаметр провода, длина пролета, скоростной напор ветра,

Рис. 4-8. Схема для определения наименьшего расстояния от оси воздушной линии до сооружений.
1 — ось трассы: 2 — провода линии в нормальном положении: 3 — отклоненное положение проводов.
Напряжение в материале провода), рекомендуется в целях получения более точных результатов расчета определять величины отклонений для обоих режимов и путем сопоставления принимать большую из полученных величин.
Отклонение провода под воздействием скоростного напора ветра определяется из соотношений
и
где ср — угол отклонения провода.
Величина отклонения провода (в горизонтальной проекции) в любой точке пролета (рис. 4-8) равна:
(4-28)
где fx — стрела провеса провода в рассматриваемой точке пролета, м, определяемая по (4-24).
Так как в общем случае то величина б в середине пролета (в зависимости от расчетных условий) определится из следующих формул:
(4-29)
и
(4-30)
Аналогично в любой точке пролета
(4-29а)
(4-30а)
Наименьшее допустимое расстояние L от оси трассы линии до рассматриваемого объекта сближения (рис. 4-8) определяется из выражения

где а — нормируемое наименьшее расстояние от сооружения до провода ВЛ при его наибольшем отклонении, м\ с — расстояние от оси трассы ВЛ до точки крепления провода на траверсе, м.
Определение вертикальных усилий от тяжения проводов. При значительных разностях точек подвеса провода на смежных опорах и больших напряжениях в материале проводов в практике нередко наблюдаются случаи, когда в точке закрепления провода на опоре, имеющей меньшую высотную отметку, возникают вертикальные направленные вверх усилия от тяжения проводов смежных пролетов (рис. 4-9).

Рис. 4-9. К расчету вертикальных усилий от тяжения проводов.
Эти усилия при определенных условиях достигают значительных величин. Это в ряде случаев в процессе эксплуатации ВЛ вызывает такие нежелательные явления, как, например, подъем поддерживающей гирлянды изоляторов, что может привести в конечном счете к аварийному состоянию. При проектировании все сомнительные с точки зрения возникновения таких усилий места на трассе воздушной линии проверяются расчетом.
В качестве исходных условий для расчета принимаются следующие: температура окружающего воздуха низшая, ветер и гололед отсутствуют (т. е. t\—i- и Y„=Yi)- Величина усилия определяется в основном абсолютными значениями отрезков пит (рис. 4-9), каждый из которых является составной частью параболы провисания провода в рассматриваемом пролете. Значения п и т находят путем введения в расчет понятия так называемого эквивалентного (фиктивного) пролета , величина которого может быть определена по формуле
(4-31)
где I — длина пролета между опорами, м\h — разность высот подвески провода на смежных опорах, м; /мил — минимальная стрела провеса провода при низшей температуре воздуха (например, при i=—40°С):

Длины отрезков п и т в данном случае (рис. 4-9) равны:
Очевидно, что отрезок п, расположенный за пределами действительного пролета /2 и, следовательно, имеющий фиктивный характер, приводит к возникновению направленного вверх вертикального усилия. С другой стороны, отрезок т, находящийся в пределах пролета U, представляет собой определенную часть подвешенного провода и, следовательно, в силу своих реальных весовых характеристик в известной степени компенсирует это усилие.
Величины усилия Q в том и другом случаях вычисляются по следующим формулам:
(4-32)
и
(4-33)
где G — вес провода, кг/м.
При этом результирующее по величине и направлению усилие QcyM находят путем определения разности усилий Q1 и Q2. В практике могут встретиться и другие случаи, например когда отрезки тип расположены вне действительных пролетов , т. е. когда на рассматриваемой опоре возникает суммарное (некомпенсированное) усилие от тяжения проводов. Допускаемая величина этого усилия ограничивается в основном механической устойчивостью узлов сопряжения поддерживающей гирлянды. В практике проектирования и строительства ВЛ не допускают сколько-нибудь существенных (обычно более 10 кГ) величин подобных усилий, для чего используется ряд способов их уменьшения или ликвидации. К таким способам в первую очередь можно отнести: изменение размещения опор по трассе с таким расчетом, чтобы уменьшить величину разности высот подвески провода h, подвеску к гирляндам компенсирующих грузов (балластов); повышение опоры, на которой по расчету ожидается возникновение усилий; снижение величины максимального напряжения в материале провода при низшей температуре.



 
« Электрическая прочность межэкранных промежутков вакуумных дугогасительных камер   Электроснабжение городов »
электрические сети