Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

При замене воздушной линии СЦБ на кабельную линию СЦБ, добавляется коэффициент защитного действия оболочки кабеля =0,444 и опасное напряжение в кабеле при режиме КЗ значительно уменьшается. Расчёт для участка Хабаровск 2 – Корфовский:

;

;

.

Расчёт для участка Корфовский – Кругликово:

;

;

.

В вынужденном режиме, при замене воздушной линии СЦБ на кабельную, мы можем рассматривать весь участок как одну систему, поэтому опасное напряжение будет находиться по формуле:

.

Таблица 5.2 - Наведённое напряжение при каблировании линии

С такой мерой защиты достигается обеспечение эффективного снижения магнитного влияния для режима короткого замыкания. Что позволяет снизить опасное наведенное напряжение до допустимых значений. Для вынужденного режима наводимое магнитное влияние превышает значения, установленные нормами, вследствие большой величины межподстанционной зоны. Требуется дополнительная мера защиты от данного влияния - изменение сопротивления заземления. Как уже было сказано выше (в разделе 4), в качестве заземлителей используются кабельные ответвления от магистрального кабеля, проложенные в земляном полотне. Их сопротивление при принятых условиях равно 138,66 Ом. По [12], сопротивление заземления не должно быть выше 40 Ом, поэтому произведём расчёт опасных напряжений при допустимом значении заземления в 40 Ом, чтобы оценить влияние величины сопротивления заземления на уровень наведённых напряжений.

Произведем расчет наведенных опасных напряжений в режиме короткого замыкания тяговой сети.

Подставив значение сопротивления заземления в формулу для определения активной проводимости (4.9), получим:

.

Определим коэффициент распространения цепи «металлические покровы – земля» по формуле (4.5), 1/км:

.

Определим по формуле (4.4) реальный коэффициент защитного действия оболочки кабеля, для каждой точки короткого замыкания в отдельности

.

Определим опасное напряжение при магнитном влиянии в вынужденном по формуле (4.1).

.

Допустимое значение наведенного напряжения в вынужденном режиме составляет 115% от номинального напряжения. Напряжение на СЦБ равно 10 кВ, значит, допустимое напряжение не должно превышать 1,5 кВ. Из расчетов видно: при уменьшении сопротивления заземления, наведенное напряжение в вынужденном режиме, не превышает уровень допустимого значения.

5.1.1 Расчет необходимого количества заземлителей

Чтобы обеспечить требуемый уровень сопротивления заземления следует произвести расчёт необходимого количества заземлителей.

Расчет производится для вертикальных заземлителей, состоящих из оцинкованных стальных уголков размерами 60х60х4 мм и длиной 3 м. Соединение заземлителей между собой осуществляют с помощью свитыми в жгут двумя - тремя стальными оцинкованными проволоками диаметром 5 мм. Заземление нужно устанавливать в скальном грунте с удельным сопротивлением равным , поэтому прибегают к искусственному снижению удельного сопротивления грунта [16]. Последнее может быть достигнуто заменой в котловане радиусом 1,5–2 м малопроводящего грунта насыпным с более низким значением удельного сопротивления (в 5-10 раз). В качестве насыпного грунта используется чернозём, торф, глина, шлак. Примем, что в результате применения такого мероприятия удельное сопротивление грунта снизиться до .

Согласно методике, изложенной в [16], определим сопротивление одного вертикального заземлителя, проложенного в насыпном грунте, Ом:

, (5.3)

где ρ - удельное сопротивление насыпного грунта, ρ=10³ Ом·м; l - длина заземлителя, l=3 м; d - диаметр заземлителя, м; t₁ - расстояние от поверхности земли до середины вертикального заземлителя, м.

Диаметр заземлителя для уголковой стали можно определить по следующей формуле, м:

, (5.4)

где b – ширина уголка, b=0,06 м.

.

Расстояние от поверхности земли до середины вертикального заземлителя найдём по формуле, м:

, (5.5)

где h_г – глубина забивки заземлителя, h_г=0,8 м.

.

Таким образом, сопротивление одиночного вертикального заземлителя определяется по формуле (5.3):

.

Определим количество электродов необходимых для обеспечения требуемого сопротивления заземления.

, (5.6)

где R_з - необходимое сопротивление заземления, R_з=40 Ом.

.

Расстояние между электродами менее 40 м приводит к увеличению сопротивления заземлителей, вследствие их взаимного экранирования [17]. Увеличение сопротивления заземлителей учитывается коэффициентом экранирования заземлителей, зависящего от количества электродов в контуре и от отношения расстояния между ними к их длине.

Число электродов с учетом коэффициента экранирования

, (5.7)

где - коэффициент экранирования. Примем, что отношение расстояния между заземлителями к их длине равно . Значит, при количестве коэффициент экранирования равен [17].

.

Так как на рассматриваемом участке необходимое количество кабельных ответвлений составляет 55, то общее количество необходимых заземлителей:

; (5.8)

.

Для обеспечения необходимого уровня заземления в 40 Ом, при котором наблюдается наименьшие значения наведенных опасных, необходимо оборудовать 55 кабельных ответвлений, на которых в общей сложности будет установлено 605 вертикальных заземлителей, устанавливаемых в котлованах с проводящим грунтом.

5.2 Установка экранирующего провода

Так же эффективным способом для уменьшения магнитного влияния на смежные линии, является подвес экранирующего провода. Так как на всём участке Хабаровск 2 - Кругликово воздушная линия СЦБ и для каблирования 36 км потребуются большие экономические затраты, то можно рассмотреть способ установки экранирующего провода эА-185.

Коэффициент экранирующего действия провода эА – 185 равен . Подставив его в расчет опасного напряжения при магнитном влиянии в режиме КЗ определим:

, _(5.9)

где – коэффициент экранирующего действия провода.

Опасные напряжения в режиме короткого замыкания для участка Хабаровск 2 – Корфовский будут равны:

;

;

.

Опасные напряжения в режиме короткого замыкания для участка Корфовский – Кругликово будут равны:

;

;

.

Согласно [13] максимально допустимые значения магнитного поля переменного тока в режиме короткого замыкания не должны превышать 60% от испытательного напряжения изоляции. Из расчета следует, что при подвесе экранирующего провода наведенные опасные напряжения на ВЛ СЦБ не будут превышать допустимых значений.

Опасное напряжение при магнитном влиянии в вынужденном режиме определяется:

.

Как указывалось выше, допустимое значение наведённого напряжения в вынужденном режиме, не должно превышать 1,5 кВ. Из расчетов следует, что при подвесе экранирующего провода, наведённое напряжение в вынужденном режиме, превышает допустимое значение.

5.3 Расчет защитного действия разделительных трансформаторов для уменьшения опасного влияния

Рассмотрим способ защиты от наведенного напряжения с помощью разделительных трансформаторов, включаемых в линию СЦБ.

Наведённое напряжение вследствие магнитного влияния будет определятся по формуле [3], В:

, (5.10)

где - напряжение, индуцируемое в смежной линии связи на всей длине сближения, В; n - количество включенных разделительных трансформаторов.

При расчете разделительных трансформаторов расчётным режимом выбирается вынужденный режим.

Как уже рассчитывалась ранее, наведенное напряжение в линии СЦБ на участке составляет . Допустимое напряжение в линии связи 1500 В. Следовательно, по формуле (5.10), определяем необходимое количество разделительных трансформаторов.

.

Находим коэффициент защитного действия разделительных трансформаторов от опасного влияния [3].

; (5.11)

.

Определим, опасное напряжение при магнитном влиянии в вынужденном режиме при установке разделительных трансформаторов по формуле (4.23):

;

.

Таким образом, применение разделительных трансформаторов позволяет уменьшить опасное наведенное магнитное напряжение в вынужденном режиме до допустимых по [13] норм.

Как следует из расчетов, применение разделительных трансформаторов позволило снизить индуцируемое опасное напряжение с 3754 В до 1179 В.

5.4 Выбор технически целесообразного защитного мероприятия

Сравним предложенные защитные мероприятия для выбора наиболее технически целесообразного. Для этого рассмотрим величины наведённых опасных напряжений при использовании конкретного защитного мероприятия. Для удобства сравнения сведём данные в таблицу 5.3.

Таблица 5.3 - Выбор способа защиты, обеспечивающего ЭМС на участке Хабаровск 2 – Кругликово

Из таблицы 5.3 видно, что применение всех из предложенных защитных мероприятий позволяет добиться снижения опасного напряжения в линии СЦБ до допустимых значений, установленных нормами [13]. Чтобы выбрать наилучшие меры защиты, необходимо проверить все предложенные мероприятия по технико-экономическим показателям.

6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМЫХ МЕР, ПО СНИЖЕНИЮ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВЛИЯНИЯ ТЯГОВОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НА СМЕЖНЫЕ ЛИНИИ

Снижение магнитного влияния на участке Хабаровск 2 – Кругликово предусматривает способы установки нового оборудования: экранирующий провод марки эА-185, установку разделительного трансформатора и переоборудование воздушной линии СЦБ в кабельную с маркой провода АСБ–3х16 с установкой изменённых заземлителей.

Срок окупаемости приобретения нового оборудования рассчитывается по формуле:

Характеристики

Список файлов ВКР