Politechnika Śląska



Pobieranie 145.34 Kb.
Data02.05.2016
Rozmiar145.34 Kb.



Politechnika Śląska Wydział Elektryczny

Rodzaj studiów: Elektrotechnika

Rok. akademicki: 2007/2008

Semestr: IX




Modernizacja przewodów odgromowych w linii 110kV na trasie
GPZ Syberka i GPZ Łagisza


Prowadził:

.
Wykonał:

Sławomir Szczęsny





Data wykonania: 25.01.2008r.

Semestr IX

Grupa: EPR








  1. Temat projektu

W linii 110 kV relacji GPZ Syberka – GPZ Łagisza należy:



  • zastąpić istniejący przewód odgromowy typu AFL przewodem światłowodowym.
    Typu przewodu OPGW firmy ALCOA FUJIKURA,

  • dobrać przekrój wybranego typu przewodów zależny od warunków zwarciowych panujących w danej linii,

  • dobrać naprężenie podstawowe(obliczeniowe) w przewodach OPGW kierując się wytrzymałością istniejących słupów oraz sprawdzić koordynację zwisów przewodów roboczych i przewodu OPGW,

  • Wykonać obliczenia rozpływu prądu zwarcia 1fazowego wzdłuż linii (wartość całkowitego prądu zwarcia wzdłuż linii oraz rozpływ tego prądu w układzie uziemiającym linii).

  1. Dane projektowe

Dane:


napięcie znamionowe

Un = 110 kV

całkowita długość linii

L = 4931,3 m

długość podejść:

do GPZ Syberka

p1 = 33 m

do GPZ Łagisza

p2 = 90,2 m

liczba słupów:

N = 22

Wyszczególnienie słupów:

Typ słupa

Ilość przewodów

odgromowych



Słupy o numerach: 1 - 4:

S24

AFL 6 -120

Słup nr 5:

OS24

2 AFL 1,7 – 95mm2

Słupy o numerach: 6 - 10:

D2

2 AFL 1,7 – 95mm2

Słup nr 11:

OS24

2 AFL 1,7 – 95mm2

Słupy o numerach: 12 - 17:

D2

2 AFL 1,7 – 95mm2

Słupy o numerach: 18 - 21:

O24

2 AFL 1,7 – 95mm2

Słup nr 22:

K

2 AFL 1,7 – 95mm2

czas zadziałania zabezpieczeń

podczas zwarcia



Tk = 0,35 s


  1. Obliczenia poziomów prądów zwarciowych.




  • Średnia długość przęsła:


228,96 m ≈ 229m


  • Obliczenia wartości prądów zwarciowych w stacjach GPZ:


GPZ Syberka:
moce zwarciowa w stacji:


Stosunek reaktancji zerowej do reaktancji zgodnej w stacjach

X0 / X1 = 1


Prądy zwarciowe w stacji:

Dla reaktancja zgodna:


to prąd zwarcia 3-f :

18,37 kA
Reaktancja zerowa:


to prąd zwarcia 1-f :

18,37 kA

GPZ Łagisza:
moce zwarciowa w stacji:


Stosunek reaktancji zerowej do reaktancji zgodnej w stacjach

X0 / X1 = 0,5


Prądy zwarciowe w stacji:

Dla reaktancja zgodna:



to prąd zwarcia 3-f :

≈ 20,99 kA
Reaktancja zerowa:


to prąd zwarcia 1-f :

≈ 25,19 kA



  • Obliczenia wartości prądu zwarcia płynącego przez przewód odgromowy:

Przy wstępnym doborze przewodu odgromowego, przyjmuje się że przez przewód popłynie maksymalnie 80% wartości prądu zwarcia 1fazowego stacji. Dlatego też prąd zwarcia jednofazowego w przewodzie odgromowym wyraża się wzorem:


gdzie: n- liczba przewodów odgromowych





stacja Syberka

stacja Łagisza





A≈14,695kA

A≈10,076kA




  • Prąd cieplny dla przewodów odgromowych przy zwarciu jednofazowym:

gdzie: Tk = 0,3-0,6s – czas zadziałania zabezpieczeń podczas zwarcia

m – współczynnik uwzględniający wpływ cieplnej składowej nieokresowej prądu zwarciowego

n – współczynnik uwzględniający wpływ cieplnej składowej okresowej prądu zwarciowego

Przyjęto:





stacja Syberka

stacja Łagisza




Na podstawie skutku cieplnego prądu zwarciowego:




stacja Syberka

stacja Łagisza












  1. Wstępny dobór przewodu odgromowego.

Na podstawie tabeli ALCOA FUJIKURA dobieram przewody:


Typ

d

smech

m

R20

I2t

FN

odcinek

[mm]

[mm2]

[kg/m]

[Ohm/km]

[kA2s]

[kN]

49/25mm2/551

14

108,9

0,419

0,3408

89

49,3

Z jednym przewodem odgromowym

14/37mm2/443

11,2

71,4

0,353

0,6498

37

51,5

Z dwoma przewodami odgromowymi

gdzie




j1sdop – dopuszczalna wartość gęstości jednosekundowego prądu zwarciowego dla przewodu AFL równy 109 A/mm2

  • stacja Syberka mm2

  • stacja Łagisza mm2




  1. Szczegółowy dobór przewodów

W celu doboru przewodów wykorzystano program komputerowy w którym przyjęto:




  • Rezystywność ziemi: 100 Ω·m

  • Rezystancja uziemienia słupa: 10 Ω

  • Rezystancja uziemienia w stacjach GPZ: 0,5 Ω

  • Reaktancja zgodna linii: 0,4 · 4,9313 = 1,972 Ω

  • Reaktancja zerowa linii: 2,5 · X1 = 2,5 · 1,972 = 4,932

  • Przenikalność magnetyczna względna: 2


Wymiary geometryczne dla słupów:
Słup S24: 8,60 m

Słup D2: 7,95 m 14,47 m 11,25 m
Jako kryterium przyjęto maksymalną 1sekundową gęstość prądu równą 109 A/mm2.
Po wykonaniu obliczeń zostały dobrane przewody:


Typ

d

smech

m

R20

I2t

FN

odcinek

[mm]

[mm2]

[kg/m]

[Ohm/km]

[kA2s]

[kN]

22/26mm2/437

11,1

68,5

0,302

0,6060

33

40,8

Z jednym przewodem odgromowym

17/30mm2/437

11,1

68,5

0,316

0,6367

32

44,8

Z dwoma przewodami odgromowymi




  1. Obliczenie ekwiwalentu:



  • Odtworzenie schematu zastępczego sieci.



E – siła elektromotoryczna

XL – reaktancja linii

X12 – reaktancja zewnętrzna

XS1 – reaktancja pierwszej stacji

XS2 – reaktancja drugiej stacji


Obliczenia dla składowej zgodnej:
kV

Ω
Ω
Ω

Ω

Ω

Zatem
=> Ω

=> Ω
Obliczenia dla składowej zerowej:












Ω

Ω
Ω

Ω

Ω

Zatem:
=> Ω

=> Ω



    • Prąd zwarcia jednofazowego na szynach stacji:




  • stacji Syberka




Dana

Wzór




Wartość

wyliczona

X1





= 3,785 [Ω]

X0





= 3,804 [Ω]





3

18,426 [kA]



  • stacji Łagisza



Dana

Wzór




Wartość

wyliczona

X1





=3,311 [Ω]

X0





= 1,665 [Ω]





3

25,289 [kA]


  1. Prąd zwarcia jednofazowego na wybranym słupie.





      • Reaktancja zgodna układu przy zwarciu na 15 słupie.

Reaktancja zgodna linii od stacji Syberka (1) do słupa nr 15




Reaktancja zgodna linii od słupa nr 15 do stacji Łagisza(2)



Po przekształceniu układu poprzez transfigurację z trójkąta na gwiazdę:



=1,183
0,607
0,041
Ostatecznie:
3,517


      • Reaktancja zerowa układu przy zwarciu na 15 słupie.

Reaktancja zerowa linii od stacji Syberka (1) do słupa nr 15



Reaktancja zerowa linii od słupa nr 15 do stacji Łagisza(2)


Po przekształceniu układu poprzez transfigurację z trójkąta na gwiazdę:



2,964
1,519

0,100

Ostatecznie:





  1. Prąd zwarcia jednofazowego na 15-tym słupie


kA
Prąd obliczony w programie kA


  1. Wyznaczanie składowych prądu zwarcia jednofazowego.

gdzie: Xl(o) – reaktancja zerowa układu znajdującego się z lewej strony miejsca zwarcia

Xp(o) – reaktancja zerowa układu znajdującego się z prawej strony miejsca zwarcia



Składowe prądu 3I0 na 15 słupie, na podstawie dzielnika prądu:


  • Składowa płynąca od stacji Syberka



  • Składowa płynąca od stacji Łagisza:




  1. Określenia impedancji własnej i wzajemnej pętli ziemno powrotnej przewodów odgromowych i roboczych dla średniego przęsła.

Jednostkową impedancję własną pętli ziemno powrotnej przewodów odgromowych wyznaczono z następujących wzorów:




  • dla linii z jednym przewodem odgromowym







  • dla linii z dwoma przewodami odgromowymi



gdzie: Ro – rezystancja jednostkowa przewodu odgromowego

ro – promień przewodu odgromowego

μr = 2 – przenikalność magnetyczna względna przewodu odgromowego

ρz = 100 Ωm – rezystywność ziemi




  • średnia impedancja jednostkowa własna wynosi



Ω/km

Ω/km
gdzie: l1 – długość odcinak z jednym przewodem odgromowym

l2 – długość odcinak z dwoma przewodami odgromowymi


Impedancję własną pętli powrotnej przewodów odgromowych dla średniego przęsła wyznaczono na podstawie wzoru:

gdzie: - średnia impedancja jednostkowa własna pętli ziemno powrotnej przewodów odgromowych



- długość średniego przęsła



  • jednostkową impedancję wzajemną pętli ziemno powrotnej przewodu roboczego i pętli ziemno powrotnej przewodów odgromowych obliczono z zależności:

gdzie: ρz = 100 Ωm – rezystywność ziemi

bro – odległość przewodu roboczego od przewodu odgromowego

dla słupa D2 – 7,95 m

dla słupa S24 – 8,60 m


  • dla słupa typu D2



  • dla słupa typu S24


Wartość średnia impedancji jednostkowej wzajemnej pętli powrotnej przewodu roboczego i pętli ziemno powrotnej przewodów odgromowych wynosi:


Ostatecznie wiec impedancja wzajemna pętli ziemno powrotnej przewodu odgromowego i pętli ziemno powrotnej przewodów roboczych dla przęsła wynosi:


gdzie: - średnia impedancja jednostkowa wzajemną pętli ziemno powrotnej przewodów odgromowych

- długość średniego przęsła



  1. Rozpływ prądu zwarcia jednofazowego w układzie uziomowym linii przy zwarciu na 15 słupie

gdzie: R– rezystancja uziemienia stacji Łagisza R= 0,5 []

RuS – rezystancja uziemienia stacji Syberka RuS= 0,5 []

RS – rezystancja uziemienia słupów RS = 10[]


Zs – impedancja własna petli ziemno powrotnej przewodów odgromowych dla poszczególnych przęseł linii:

















  • impedancja zastępcza dla lewej strony układu zostanie wyliczona z uproszczonego wzoru, ponieważ w schemat drabinkowy jest znacznie rozbudowany.



  • impedancja zastępcza na prawo od miejsca zwarcia

      • do 16 słupa



      • do 18 słupa




      • do 20 słupa






      • do 22 słupa




      • do Br Łagisza


Wartości prądów płynących przez przęsła sąsiadujące z miejscem zwarcia:



  • prąd płynący w przęśle na prawo od punktu zwarcia

Wartość prądu płynącego przez słup



gdzie: Zw – wypadkowa impedancja układu zastępczego

k – współczynnik redukcyjny przewodów odgromowych


  • impedancja wypadkowa układu




  • współczynnik redukcyjny


Otrzymano następujące wartości prądów:


  • prąd płynący w przęśle na lewo od punktu zwarcia

kA

  • prąd płynący w przęśle na prawo od punktu zwarcia

kA

  • prąd płynący przez słup

kA

  • napięcie na słupie

kV


  1. Dobór naprężenia w przewodzie odgromowym OPGW.

Naprężenie w nowym przewodzie odgromowym dla odcinka linii zawierającego najdłuższe przęsło powinno spełniać następujące warunki:


gdzie: 0dop - naprężenie dopuszczalne obliczeniowe w nowym przewodzie

Fzryw - siła zrywająca równa

scał - mechaniczny przekrój przewodu równy


Dane dla przewodu Typu 17/30mm2/437
Fzryw = 44,8 kN;

scał = 68,5 mm2



Przyjęto naprężenie = 100 MPa ze względu na wytrzymałość słupów.

Dane dla przewodu Typu 22/26mm2/437 :

Fzryw = 40,8 kN;

scał = 68,5 mm2

Przyjęto naprężenie = 85 MPa ze względu na wytrzymałość słupów.




  1. Sprawdzenie koordynacji zwisów.

Koordynacja zwisów sprawdzona została dla najdłuższego przęsła występującego w linii.

Jest to przęsło pomiędzy słupami 14 i 15 o długości 281m.


Na podstawie obliczeń komputerowych otrzymano następujące zwisy:
PRZEWODY ROBOCZE
Tabela zwisów dla przewodu roboczego AFL - 6 240 [mm2]

Naprężenie obliczeniowe: 60[MPa]






Temperatura [C]

a[m]

-25

-15

-5

0

+10

+20

+30

+40

+60

+80

-5+sn

-5+sk

281

9,86

10,13

10,38

10,51

10,76

11,00

11,24

11,48

11,93

12,38

10,89

11,33

Tabela naprężeń dla przewodu roboczego AFL - 6 240 [mm2]

Naprężenie obliczeniowe: 60[MPa]







Temperatura [C]

a[m]

-25

-15

-5

0

+10

+20

+30

+40

+60

+80

-5+sn

-5+sk

281

34,55

33,66

32,84

32,44

31,70

31,00

30,34

29,72

28,58

27,56

60,00

85,19



PRZEWODY ODGROMOWE
Tabela zwisów dla przewodu odgromowego Typu 17/30mm2/437

Naprężenie obliczeniowe: 130[MPa]








Temperatura [C]

a[m]

-25

-15

-5

0

+10

+20

+30

+40

+60

+80

-5+sn

-5+sk

281

8,13

8,39

8,65

8,78

9,03

9,27

9,52

9,75

10,21

10,65

9,88

10,82

Tabela naprężeń dla przewodu odgromowy Typu 17/30mm2/437

Naprężenie obliczeniowe: 130[MPa]





Temperatura [C]

a[m]

-25

-15

-5

0

+10

+20

+30

+40

+60

+80

-5+sn

-5+sk

281

55,01

53,28

51,68

50,94

49,52

48,22

47,00

45,86

43,81

41,99

130,00

196,25




  • ze względu na wychylenie na wietrze

gdzie: Un – napięcie znamionowe sieci

k’, k” - współczynniki dla przewodu roboczego i odgromowego k'=0,65; k"=0,7;
- zwis przewodu roboczego w temperaturze +40OC

- zwis przewodu odgromowego w temperaturze +40OC



Odległość między przewodem odgromowym i najbliższym przewodem roboczym w temperaturze +40 oC dla przesła zbudowanego ze słupów D1 wynosi:

gdzie: x1 – długość pozioma równa: x1 = 5,625-4,75m

y1 – długość pionowa równa: y1 = 2,2 + 1,7 + fmaxrob - fmaxodg


x1 = 0,875m

y1 = 2,2 + 1,7 + 11,48 – 9,75 = 5,63m




5,68 m > 2,92m warunek spełniony


  • Ochrona od przepięć atmosferycznych.

Odległość między przewodem odgromowym i najbliższym przewodem roboczym w temperaturze +10oC powinna spełniać warunek:

gdzie: dr = b+10 – odległość między przewodem roboczym a odgromowym mierzony w środku przęsła przy temperaturze +10oC;

a – długość najdłuższego przęsła;



Najdłuższe przęsło linii zbudowane jest ze słupów typu D1 gdzie odległość między przewodem odgromowym i najbliższym przewodem roboczym w temperaturze +10 oC wynosi:

gdzie: x1 – długość pozioma równa: x1 = 5,625-4,75m

y1 – długość pionowa równa: y1 = 2,2 + 1,7 + fmaxrob - fmaxodg
fmaxrob - zwis przewodu roboczego w temperaturze +10OC fmaxrob = 10,76 m

fmaxodg - zwis przewodu odgromowego w temperaturze +10OC fmaxodg = 9,03 m


x1 = 0,875m

y1 = 2,2 + 1,7 + 10,76 – 9,03 = 5,63m



5,68 m > 4,215m warunek spełniony


  • sprawdzenie zagrożenia drganiami.

Aby nie wystąpiła konieczność stosowania tłumików przeciwdrganiowych parametr c w temperaturze -5ºC nie może przekroczyć wartości dopuszczalnej cdop dla danego terenu.

gdzie: σ-5 – naprężnie w przewodzie odgromowym w temperaturze -5ºC równe:

σ-5 = 51,68 MPa

gp – ciężar przewodu

smech – przekrój całkowity równy: smech = 68,5 mm2


Wartości parametru cdop dla różnego ukształtowania terenu:

cdop = 1125 m – dla terenu otwartego bez żadnych przeszkód terenowych np.

pola uprawne;

cdop = 1225 m – dla terenu płaskiego z niewielkimi przeszkodami np. drzewa;

cdop = 1425 m – dla terenu zabudowanego przez wolnostojące budynki np.

przedmieścia i wsie.







: projekty
projekty -> Music and Drama Teens Festival Mad teens Festival
projekty -> Załącznik do rozporządzenia Rady Ministrów z dnia 29 marca 2010 r. (poz. 311) Formularz informacji przedstawianych przy ubieganiu się o pomoc de minimis
projekty -> Cel naboru propozycji przedsięwzięć priorytetowych
projekty -> Systemu transportowego warszawy
projekty -> 2015 r w sprawie przystąpienia do sporządzenia zmian w miejscowym planie zagospodarowania przestrzennego
projekty -> Projekty systemowe. Formularz wniosku wstępnego ze wskazówkami
projekty -> Joanna kafel
projekty -> Nowa zelandia schemat analizy rynku turystycznego
projekty -> Uchwała nr [●] Walnego Zgromadzenia spin spółka Akcyjna z siedzibą w Katowicach z dnia [●] 2007 r
projekty -> Podyplomowe studia assessment I development center

Pobieranie 145.34 Kb.





©absta.pl 2020
wyślij wiadomość

    Strona główna