РЕКОНСТРУКЦИЯ ВЛ 220КВ «СЕДЕНОВСКИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ - БОГУЧАНСКАЯ ГЭС» С ПЕРЕВОДОМ ЕЁ НА НАПРЯЖЕНИЕ 35КВ
|
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РЕКОНСТРУКЦИИ ВЛ 35 кВ
«СЕДАНОВСКИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ -
БОГУЧАНСТКАЯ ГЭС» 12
1.1 Инженерные сведения 12
1.2 Климатические условия района строительства воздушной линии.. 14
2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ВЛ 35 КВ «СЕДАНОВСКИЙ
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ - БОГУЧАНСКАЯ ГЭС» 17
2.1 Выбор сечения проводов линии 17
3. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ВЛ 35 КВ «СЕДАНОВСКИЙ
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ - БОГУЧАНСКАЯ ГЭС» 20
3.1 Выбор физико-механических параметров провода 21
3.2 Выбор опор 23
3.3 Определение высоты приведенного центра тяжести провода 27
3.4 Определение погонных и приведённых удельных нагрузок на
элементы воздушной линии 29
3.5 Вычисление критических пролетов. Выбор исходного режима для
расчёта провода 36
3.6 Выбор изоляторов по условиям механической прочности 44
3.7 Выбор соединительной аппаратуры 48
3.8 Построение монтажного графика ... 49
■ Д
3.9 Расстановка опор по профилю трассы 55
13.03.02-ЭП-9-ВКР-014-14-ПЗ
Изм. ЛистИ № докум.Лист Подпись Дата
Разработал: Краева Н.А. да.. 01.07.20 Реконструкция ВЛ 220кВ «Седановский переключательный пункт - Богучанская ГЭС» с ^переводом её на напряжение 35кВ Лит. Л и ст Дата Листов
Проверил: Яковкина Т.Н. 6 123
ФГБОУ ВО «БрГУ», гр. ЭП-16
Н.контроль: Струмеляк А.В. fl у ху
3.10 Заземление опор 59
3.11 Общие сведения о железобетонных опорах 60
3.12 Определение высоты приведенного центра тяжести провода 61
3.13 Определение погонных и приведённых удельных нагрузок на
элементы воздушной линии 63
3.14 Вычисление критических пролетов. Выбор исходного режима для
расчёта провода 65
3.15 Выбор изоляторов по условиям механической прочности. Выбор
изоляторов для поддерживающих гирлянд провод 70
3.16 Выбор арматуры для поддерживающих гирлянд 70
3.17 Построение монтажного графика 71
3.18 Расстановка опор по профилю трассы. Построение разбивочного
шаблона 76
3.19 Общие сведения о стальных решётчатых опорах 79
3.20 Определение высоты приведенного центра тяжести провода 81
3.21 Определение погонных и приведённых удельных нагрузок на
элементы воздушной линии 83
3.22 Вычисление критических пролетов. Выбор исходного режима для
расчёта провода 85
3.23 Выбор изоляторов по условиям механической прочности. Выбор
изоляторов для поддерживающих гирлянд провод 89
3.24 Выбор арматуры для поддерживающих гирлянд 90
3.25 Построение монтажного графика 90
3.26 Расстановка опор по профилю трассы. Построение разбивочного
шаблона 95
13.03.02 - ЭП - 07 - ВКР - 028 - 28 - ПЗ
7
зм. № докум. Подпись
4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВАРИАНТОВ РЕКОНСТРУКЦИИ ВЛ
35 КВ «СЕДАНОВСКИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ -
БОГУЧАНСКАЯ ГЭС» 99
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ
РЕКОНСТРУКЦИИ 102
5.2 Основные показатели для оценки стоимости ВЛ 103
5.3 Расчёт стоимости строительства ВЛ 35 кВ «Седановский
переключательный пункт - Богучанская ГЭС» при использовании провода АС 120/19 и стальных многогранных опор 106
5.4 Расчёт стоимости строительства ВЛ 35 кВ «Седановский
переключательный пункт - Богучанская ГЭС» при использовании провода АС 120/19 и железобетонных опор 107
5.5 Расчёт стоимости строительства ВЛ 35 кВ «Седановский
переключательный пункт - Богучанская ГЭС» при использовании провода АС 120/19 и стальных решётчатых опор 108
5.6 Сравнительная оценка вариантов технико-экономического расчёта 109
6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 112
6.1 Правила проведения верхолазных работ 112
6.2 Порядок производства работ на подстанциях и ВЛ 113
6.3 Правила проведения работ на ВЛ 115
6.4. Работы под напряжением 116
6.5. Заземление при работах на ВЛ 117
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 119
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 121
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РЕКОНСТРУКЦИИ ВЛ 35 кВ
«СЕДАНОВСКИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ -
БОГУЧАНСТКАЯ ГЭС» 12
1.1 Инженерные сведения 12
1.2 Климатические условия района строительства воздушной линии.. 14
2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ВЛ 35 КВ «СЕДАНОВСКИЙ
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ - БОГУЧАНСКАЯ ГЭС» 17
2.1 Выбор сечения проводов линии 17
3. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ВЛ 35 КВ «СЕДАНОВСКИЙ
ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ - БОГУЧАНСКАЯ ГЭС» 20
3.1 Выбор физико-механических параметров провода 21
3.2 Выбор опор 23
3.3 Определение высоты приведенного центра тяжести провода 27
3.4 Определение погонных и приведённых удельных нагрузок на
элементы воздушной линии 29
3.5 Вычисление критических пролетов. Выбор исходного режима для
расчёта провода 36
3.6 Выбор изоляторов по условиям механической прочности 44
3.7 Выбор соединительной аппаратуры 48
3.8 Построение монтажного графика ... 49
■ Д
3.9 Расстановка опор по профилю трассы 55
13.03.02-ЭП-9-ВКР-014-14-ПЗ
Изм. ЛистИ № докум.Лист Подпись Дата
Разработал: Краева Н.А. да.. 01.07.20 Реконструкция ВЛ 220кВ «Седановский переключательный пункт - Богучанская ГЭС» с ^переводом её на напряжение 35кВ Лит. Л и ст Дата Листов
Проверил: Яковкина Т.Н. 6 123
ФГБОУ ВО «БрГУ», гр. ЭП-16
Н.контроль: Струмеляк А.В. fl у ху
3.10 Заземление опор 59
3.11 Общие сведения о железобетонных опорах 60
3.12 Определение высоты приведенного центра тяжести провода 61
3.13 Определение погонных и приведённых удельных нагрузок на
элементы воздушной линии 63
3.14 Вычисление критических пролетов. Выбор исходного режима для
расчёта провода 65
3.15 Выбор изоляторов по условиям механической прочности. Выбор
изоляторов для поддерживающих гирлянд провод 70
3.16 Выбор арматуры для поддерживающих гирлянд 70
3.17 Построение монтажного графика 71
3.18 Расстановка опор по профилю трассы. Построение разбивочного
шаблона 76
3.19 Общие сведения о стальных решётчатых опорах 79
3.20 Определение высоты приведенного центра тяжести провода 81
3.21 Определение погонных и приведённых удельных нагрузок на
элементы воздушной линии 83
3.22 Вычисление критических пролетов. Выбор исходного режима для
расчёта провода 85
3.23 Выбор изоляторов по условиям механической прочности. Выбор
изоляторов для поддерживающих гирлянд провод 89
3.24 Выбор арматуры для поддерживающих гирлянд 90
3.25 Построение монтажного графика 90
3.26 Расстановка опор по профилю трассы. Построение разбивочного
шаблона 95
13.03.02 - ЭП - 07 - ВКР - 028 - 28 - ПЗ
7
зм. № докум. Подпись
4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВАРИАНТОВ РЕКОНСТРУКЦИИ ВЛ
35 КВ «СЕДАНОВСКИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЙ ПУНКТ -
БОГУЧАНСКАЯ ГЭС» 99
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ
РЕКОНСТРУКЦИИ 102
5.2 Основные показатели для оценки стоимости ВЛ 103
5.3 Расчёт стоимости строительства ВЛ 35 кВ «Седановский
переключательный пункт - Богучанская ГЭС» при использовании провода АС 120/19 и стальных многогранных опор 106
5.4 Расчёт стоимости строительства ВЛ 35 кВ «Седановский
переключательный пункт - Богучанская ГЭС» при использовании провода АС 120/19 и железобетонных опор 107
5.5 Расчёт стоимости строительства ВЛ 35 кВ «Седановский
переключательный пункт - Богучанская ГЭС» при использовании провода АС 120/19 и стальных решётчатых опор 108
5.6 Сравнительная оценка вариантов технико-экономического расчёта 109
6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 112
6.1 Правила проведения верхолазных работ 112
6.2 Порядок производства работ на подстанциях и ВЛ 113
6.3 Правила проведения работ на ВЛ 115
6.4. Работы под напряжением 116
6.5. Заземление при работах на ВЛ 117
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 119
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 121
В настоящее время филиалом «Иркутской электросетевой компании» Северными Электрическими Сетями планируется реконструкция воздушной линии электропередач 220 кВ «Седановский переключательный пункт - Богучанская ГЭС» с переводом её на напряжение 35 кВ Руководство Северных Электрических Сетей обратилось на кафедру «Электроэнергетики и электротехники» с просьбой рассмотреть возможные варианты реконструкции воздушной линии.
Данная линия выполнена в габаритах ВЛ 220 кВ на деревянных опорах. Однако, линия уже несколько лет работает на напряжении 35 кВ. Снижение класса напряжения ВЛ обусловлено снижением мощностей потребителя. Данная ВЛ питает посёлок и подстанцию, где не требуется напряжение 220 кВ. Проводить реконструкцию на более низкое напряжение нельзя, так как из-за большой длины линии будут наблюдаться большие падения напряжения. В связи с тем, что за годы эксплуатации большая часть деревянных опор пришла в негодность, было принято решение произвести реконструкцию с заменой деревянных опор и полным переводом линии на напряжение 35 кВ.
В выпускной квалификационной работе реконструкция воздушной линии рассматривается в нескольких вариантах: с применением многогранных опор, железобетонных и стальных решётчатых. Все варианты опор рассчитаны вкупе с одинаковым проводом, так как в целях экономии было решено оставить имеющийся провод и использовать его для дальнейшей работы на реконструируемой ВЛ.
В первой главе представлены основные инженерные сведения и климатические характеристики района прохождения проектируемой ВЛ.
Во второй главе произведён электрический расчёт линии и определены токи нагрузки на провод, что позволило нам в дальнейшем определить минимальное необходимое сечение и сделать вывод о пригодности уже имеющегося провода.
В третьей главе представлены расчёты единичных и удельных нагрузок на линию для всех вариантов реконструкции в заданных гололёдно-ветровых условиях, определены критические пролёты и стрелы провеса. Так же построены монтажные графики и разбивочные шаблоны, с помощью которых расставлены опоры по профилю трассы.
На основании полученных результатов произведена сравнительная оценка железобетонных, стальных решётчатых и металлических многогранных опор, а также технико-экономическое сравнение вариантов реконструкции воздушной линии 35 кВ.
В заключении проектирования рассмотрен раздел техники безопасности, в котором указаны мероприятия, обеспечивающие соблюдение требований по охране труда в процессе реконструкции и эксплуатации реконструируемой линии электропередачи.
Полученные результаты проведенных исследований были представлены на IV (XIX) Всероссийской научно-технической конференции студентов и магистрантов «Молодая мысль - развитию энергетики» в секции «Электроэнергетика и электротехника».
По теме выпускной квалификационной работы в соавторстве опубликованы следующие работы:
1) Краева Н.А. Варианты реконструкции ВЛ 35 кВ «Седановский переключательный пункт - Богучанская ГЭС»; науч.рук. Яковкина Т.Н. Электроэнергетика и электротехника // Молодая мысль - развитию энергетики: материалы IV (XIX) Всероссийской научно-технической конференции студентов и магистрантов. - Братск: Изд-во БрГУ, 2019. - 371 с.
Данная линия выполнена в габаритах ВЛ 220 кВ на деревянных опорах. Однако, линия уже несколько лет работает на напряжении 35 кВ. Снижение класса напряжения ВЛ обусловлено снижением мощностей потребителя. Данная ВЛ питает посёлок и подстанцию, где не требуется напряжение 220 кВ. Проводить реконструкцию на более низкое напряжение нельзя, так как из-за большой длины линии будут наблюдаться большие падения напряжения. В связи с тем, что за годы эксплуатации большая часть деревянных опор пришла в негодность, было принято решение произвести реконструкцию с заменой деревянных опор и полным переводом линии на напряжение 35 кВ.
В выпускной квалификационной работе реконструкция воздушной линии рассматривается в нескольких вариантах: с применением многогранных опор, железобетонных и стальных решётчатых. Все варианты опор рассчитаны вкупе с одинаковым проводом, так как в целях экономии было решено оставить имеющийся провод и использовать его для дальнейшей работы на реконструируемой ВЛ.
В первой главе представлены основные инженерные сведения и климатические характеристики района прохождения проектируемой ВЛ.
Во второй главе произведён электрический расчёт линии и определены токи нагрузки на провод, что позволило нам в дальнейшем определить минимальное необходимое сечение и сделать вывод о пригодности уже имеющегося провода.
В третьей главе представлены расчёты единичных и удельных нагрузок на линию для всех вариантов реконструкции в заданных гололёдно-ветровых условиях, определены критические пролёты и стрелы провеса. Так же построены монтажные графики и разбивочные шаблоны, с помощью которых расставлены опоры по профилю трассы.
На основании полученных результатов произведена сравнительная оценка железобетонных, стальных решётчатых и металлических многогранных опор, а также технико-экономическое сравнение вариантов реконструкции воздушной линии 35 кВ.
В заключении проектирования рассмотрен раздел техники безопасности, в котором указаны мероприятия, обеспечивающие соблюдение требований по охране труда в процессе реконструкции и эксплуатации реконструируемой линии электропередачи.
Полученные результаты проведенных исследований были представлены на IV (XIX) Всероссийской научно-технической конференции студентов и магистрантов «Молодая мысль - развитию энергетики» в секции «Электроэнергетика и электротехника».
По теме выпускной квалификационной работы в соавторстве опубликованы следующие работы:
1) Краева Н.А. Варианты реконструкции ВЛ 35 кВ «Седановский переключательный пункт - Богучанская ГЭС»; науч.рук. Яковкина Т.Н. Электроэнергетика и электротехника // Молодая мысль - развитию энергетики: материалы IV (XIX) Всероссийской научно-технической конференции студентов и магистрантов. - Братск: Изд-во БрГУ, 2019. - 371 с.
В работе был произведён электрический и механический расчёты нескольких вариантов реконструкции:
1) ВЛ 35 кВ на многогранных опорах марки ПМ35-4;
2) ВЛ 35 кВ на железобетонных опорах марки ПБ35-4.1;
3) ВЛ 35 кВ на стальных решётчатых опорах марки П35 -2.
Далее были определены погонные и приведенные удельные нагрузки на элементы воздушной линии. Механический расчёт был произведён для всех семи возможных состояний провода, с учётом районирования по ПУЭ [2]. Так как ВЛ 35 кВ располагается во II ветровом и III гололёдном районах, было определено, что наиболее сильно влияет нагрузка от веса провода с ветром и гололёдом.
Также были рассчитаны критические пролёты для всех вариантов, определены напряжения и стрелы провиса для различных сочетаний климатических условий. Наибольшими стрелами провиса обладает линия на стальных решётчатых опорах марки П35-2, а самыми наименьшими - линия на стальных многогранных опорах марки ПМ35-4.
Провод для всех вариантов реконструкции выбран АС 120/19, так как он полностью удовлетворяет гололёдно-ветровым условиям, классу напряжения и максимально допустимому току линии. Конструкция поддерживающих провод гирлянд изоляторов была принята в соответствии с [7], это изолятор ЛК 70/35- AVI, паспортные данные которого указаны в таблице 3.13 и внешний вид представлен на рисунке 3.10. Для крепления гирлянд изоляторов к опорам,
подвески проводов к гирляндам был произведен выбор соединительной арматуры. В заключение проектирования был предложен вариант расстановки опор по профилю трассы.
Результаты проведённых исследований показали, что вариант с применением многогранных опор экономически целесообразен. Применение многогранных опор позволит уменьшить сроки строительства в 2-4 раза, снизить стоимость транспортировки в 1,5-2,5 раза. Многогранные опоры позволят повысить надежность работы воздушной линии и увеличить срок службы до 50 лет.
Далее было произведено технико-экономическое сравнение предложенных вариантов реконструкции. Экономический эффект на строительство ВЛ на многогранных опорах составляет 7,21% по отношению к варианту на стальных решётчатых. Более дешёвая эксплуатация и больший срок службы конструкции позволят также сэкономить в дальнейшем.
В заключении был рассмотрен раздел техники безопасности, где были рассмотрены основные мероприятия, обеспечивающие соблюдение требований по охране труда в процессе эксплуатации и реконструкции ВЛ 35 кВ «Седановский переключательный пункт - Богучанская ГЭС».
1) ВЛ 35 кВ на многогранных опорах марки ПМ35-4;
2) ВЛ 35 кВ на железобетонных опорах марки ПБ35-4.1;
3) ВЛ 35 кВ на стальных решётчатых опорах марки П35 -2.
Далее были определены погонные и приведенные удельные нагрузки на элементы воздушной линии. Механический расчёт был произведён для всех семи возможных состояний провода, с учётом районирования по ПУЭ [2]. Так как ВЛ 35 кВ располагается во II ветровом и III гололёдном районах, было определено, что наиболее сильно влияет нагрузка от веса провода с ветром и гололёдом.
Также были рассчитаны критические пролёты для всех вариантов, определены напряжения и стрелы провиса для различных сочетаний климатических условий. Наибольшими стрелами провиса обладает линия на стальных решётчатых опорах марки П35-2, а самыми наименьшими - линия на стальных многогранных опорах марки ПМ35-4.
Провод для всех вариантов реконструкции выбран АС 120/19, так как он полностью удовлетворяет гололёдно-ветровым условиям, классу напряжения и максимально допустимому току линии. Конструкция поддерживающих провод гирлянд изоляторов была принята в соответствии с [7], это изолятор ЛК 70/35- AVI, паспортные данные которого указаны в таблице 3.13 и внешний вид представлен на рисунке 3.10. Для крепления гирлянд изоляторов к опорам,
подвески проводов к гирляндам был произведен выбор соединительной арматуры. В заключение проектирования был предложен вариант расстановки опор по профилю трассы.
Результаты проведённых исследований показали, что вариант с применением многогранных опор экономически целесообразен. Применение многогранных опор позволит уменьшить сроки строительства в 2-4 раза, снизить стоимость транспортировки в 1,5-2,5 раза. Многогранные опоры позволят повысить надежность работы воздушной линии и увеличить срок службы до 50 лет.
Далее было произведено технико-экономическое сравнение предложенных вариантов реконструкции. Экономический эффект на строительство ВЛ на многогранных опорах составляет 7,21% по отношению к варианту на стальных решётчатых. Более дешёвая эксплуатация и больший срок службы конструкции позволят также сэкономить в дальнейшем.
В заключении был рассмотрен раздел техники безопасности, где были рассмотрены основные мероприятия, обеспечивающие соблюдение требований по охране труда в процессе эксплуатации и реконструкции ВЛ 35 кВ «Седановский переключательный пункт - Богучанская ГЭС».