Отвод земель под электрическую сеть. 
Расчет маслоприемника трансформатора

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждении высшего профессионального образования

АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ФГБОУ ВПО " АмГУ" )

Кафедра БЖД РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА По дисциплине: Охрана окружающей среды в электроэнергетике Выполнил студент 044 группы С. Н. Карпенко Проверил преподаватель А. Б. Булгаков Благовещенск 2013

• 1. Отвод земель под электрические сети
• Расчет земель в постоянное пользование, отводимое под электрические сети
• Расчет земли отводимой во временное пользование под электрические сети
• Вывод
• 2. Расчет акустических шумов создаваемых трансформаторами
• 3. Расчет шума создаваемого воздушной линией
• 4. Определение напряженности электрического тока
• 5. Расчет маслоприемника трансформатора
• Список использованных источников

1. Отвод земель под электрические сети

Задание

Определить отвод земель под электрическую сеть в соответствии заданного варианта (постоянное пользование; временное пользование).

Класс воздушной линии (ВЛ) — 35 кВ;

Промежуточные опоры:

шифр опоры — П35−2;

количество опор — 80;

Анкерные угловые опоры:

шифр опоры — У35−2+5;

количество опор — 15;

Трансформаторная подстанция (ТП):

схема электрических соединений — Блок линия — трансформатор с выключателем и низшим напряжением (6−10) кВ. Трансформатор двухобмоточный напряжением (150−220) кВ.

Количество ТП — 2.

а) б)

Рисунок 1 — а) стальная промежуточная двуцепная опора ВЛ 35 кВ;

б) стальная анкерная двухцепная свободностоящая опора 35 кВ.

Расчет земель в постоянное пользование, отводимое под электрические сети

1. Отвод земли под трансформаторные подстанции производится в соответствии с документом /1/, таблица 4. В общем случае площадь земли, отводимую под ТП определяем по формуле:

мІ

где = 1500 (мІ) — это площадь отводимая под i-ую ТП (таблица 4)

мІ

где N =2 — количество ТП

1500 * 2 = 3000 мІ

2. Отвод земли под опоры воздушной линии. Площадь земельных участков-F (мІ), предоставляемых под опоры воздушных линий электропередачи в постоянное (бессрочное) пользование, определяется по формуле:

мІ

где n - количество опор,

— площадь земли, занимаемая одной опорой в границах её внешнего контура (включая оттяжки), мІ/шт,

f — площадь полосы земли вокруг внешнего контура опоры (включая оттяжки).

В соответствии с документом /2/ для воздушных линий напряжением свыше 10 кВ величина h =1,5м — для сельскохозяйственных угодий.

Площадь земли отводимая под одну промежуточную опору находится:

мІ

где А_ПО= В_ПО = 1,8 — размер основания промежуточных опор (рисунок 1а)

(1,8+2*1,5) ² = 23,04 м²

Площадь земли, отводимая под одну анкерную угловую опору:

мІ

где А_АУо=В_АУо = 5,7 — размер основания анкерных угловых опор (рисунок 1б)

(5,7+2*1,5) ² = 75,69 м²

Сумма всей площади под опоры рассчитывается по формуле:

=+, м²

где

п_ПО =80 количество промежуточных опор,

п_АУо =15 количество анкерных угловых опор

= 80 * 23,04 + 15 * 75,69 = 2978,55 м²

3. Определяем отвод сети в постоянное пользование.

м²

F_ЗС = 3000 + 2978,55 = 5978,55 м²

Расчет земли отводимой во временное пользование под электрические сети

Во временное пользование отводится земля:

1. Под площадки земельных участков, предоставляемых для монтажа унифицированных и типовых опор воздушных линий электропередачи в местах их размещения /1/, таблица 2;

S _Впо = S_АУ*n_АУ +S_ПО*n_ПО, м²

где S_АУ =400; S_ПО= 300 — зависимость площади земельных участков в м², предоставляемых во временное пользование для монтажа опор напряжением, кВ от вида опор.

S _Впо=15*400+80*300 = 30 000 м²

2. Земля предоставляется на период строительства воздушных линий электропередачи.

Под строительство воздушных линий земля отводится в соответствии с правилами Постановления правительства РФ 11.08.03. № 486:

" Земельные участки, используемые хозяйствующими субъектами в период строительства реконструкции, технического перевооружения и ремонта воздушных линий электропередач (ЭП) представляют собой полосу земли по всей длине воздушной линии ЭП, ширина которой превышает расстояние между осями крайних фаз на 2 м с каждой стороны" .

S_ВВЛ=l (n_АУ+ n_ПО) (а+4), м²

где l — габаритный размер l_max=330

а - расстояние между крайними фазами.

Для промежуточных опор а_пр=3,5 + 3,5 = 7 м, а для анкерных угловых опор а_ау =2,8 + 3,5 = 6.3 м (рисунок 1 а, б)

Чтобы рассчитать площадь земли на период строительства возьмём расстояние между крайними фазами промежуточных опор, т.к. по количеству их больше, т. е. а=а_пр=7 м.

S_ВВЛ =330* (15+80) * (7+4) = 344 850 м²

Вывод

В соответствии с «Нормами отвода земель для электрических сетей напряжением 0,38−750 кВ» № 14 278тм-т1 и данным вариантом установлена ширина полосы земель и площади земельных участков, предоставляемых для электрических сетей, в состав которых входят воздушные и кабельные линии электропередач, трансформаторные подстанции.

2. Расчет акустических шумов создаваемых трансформаторами

Задание

На территории подстанции открыто установлено N трансформаторов. Определить минимальное расстояние на котором ТП должна находиться от границы соответствующей территории, на котором выполняются санитарно-гигиенические требования по шуму. Принимаем, что трансформаторы располагаются на одном и том же расстоянии до расчетной точки.

Исходные данные:

Таблица 1 — Исходные данные

Порядок расчета

1. По таблице 3 источника /4/ определяем допустимый уровень шума в зависимости от типа территории и времени суток (время с 23⁰⁰ до 7⁰⁰): L_WA = 105 дБА;

2. Определяем шумовые характеристики источника шума по документу /5/.

Корректированный уровень звуковой мощности: L_A = 65 дБА;

С учетом поправки: L_A = 65 + 3 = 68 дБА;

3. Определяем минимальное расстояние, на котором ТП должна находиться от границы территории жилой застройки, на которой выполняются санитарно-гигиенические требования по шуму.

L_A = L_WA — 10*lg (2*р*r²)

r_min =

r_min = 28,25 м

Вывод: В результате решения данной задачи, получено минимальное расстояние от подстанции до территории, на которой выполняются санитарно-гигиенические требования по шуму, которое в данном случае равно 28,25 м.

3. Расчет шума создаваемого воздушной линией

Задание:

Определить уровни звука, создаваемые ВЛ 500 кВ в соответствии с исходными данными, на разных расстояниях r от ее проекции крайней фазы на землю в середине пролета. Линия имеет горизонтальное расположение проводов с расстоянием между ними d=10,5 м. Фазы расщепленные, состоящие из трех проводов АС-330 радиусом r₀=1,26 см с шагом расщепления а. Высота подвеса проводов на опоре H_п=22 м, габарит линии H₀=8,65 м, средняя высота подвеса проводов над землей H_ср=13,1 м. Грозозащитные тросы изолированы от опор, т. е. влияние их на электрическое поле проводов не учитывается. Построить зависимость L_{А (}r). Определить границу СЗЗ ВЛ по шуму для случая ее прохождения вблизи территории селитебной зоны. Сделать выводы.

Рассчитать и построить зависимость максимальной напряженности электрического поля Е_max от а (от 10 см до 85 см). Определить минимальное значение Е_max. Для этого значения определить границу СЗЗ ВЛ по шуму для случая ее прохождения вблизи территории селитебной зоны. Сделать выводы. Исходные данные: шаг расщепления, а = 46 см.

Решение:

Рисунок 2 — Схема ВЛ и границы СЗЗ

Так как грозозащитные тросы изолированы от опор, их влияние на электрическое поле проводов не учитывается.

1) При заданном шаге расщепления.

Уровень шума, создаваемый ВЛЭП определяется по формуле:

L _А =L_АВЛ+10•log (n_ф)

где n_ф — количество фаз на опоре, n_ф = 3.

Уровень звука, создаваемый одной из фаз ВЛЭП на расстоянии r от проекции крайнего фазы на землю при неблагоприятных условиях среды определяется по формуле:

L_А =16+1,14•Е_mах+9•r₀+15•log (n) — 10•lg ®

где L_А — уровень звука при неблагоприятных условиях, дБА;

Е_mах — максимальная напряженность электромагнитного поля на поверхности провода, кВ/см.

E_mах = K_у•Е_ср

где K_у — коэффициент, учитывающий усиление напряженности электрического поля вследствие влияния зарядов на соседние провода расщепленной фазы.

К_у,

где — радиус расщепленной фазы,

— радиус провода, см.

n — количество проводов в расщепленной фазе, n= 3.

см.

Рисунок 3 — Расщепление фазы ВЛ

Е_ср — средняя рабочая напряженность электрического поля на поверхности провода расщепленной фазы, кВ/см.

Е_ср,

где U_ф — фазное напряжение сети,

кВ.

S — Среднегеометрическое расстояние между фазами,

Sсм

r_экв — эквивалентный радиус провода,

см

(кВ/см).

(кВ/см).

Определяем границу санитарно-защитной зоны по шуму, учитывая прохождение ЛЭП вблизи селитебной зоны:

[4 табл.3, колонка 13]

Заменяем и находим

— область приемлемых решений

Для построения зависимости Е_max ® преобразуем формулу, получим следующий вид:

Значения, а принимаем от 10 до 85 см.

Строим графики зависимости L_АВЛ ® И E_max (a). По графику E_max (a) определяем оптимальный шаг расщепления.

2) При оптимальном шаге расщепления.

Расчет аналогичен, что и для данного шага расщепления фазы.

К_у,

где — радиус расщепленной фазы,

— радиус провода, см.

n — количество проводов в расщепленной фазе, n= 3.

Е_ср,

где U_ф — фазное напряжение сети,

кВ.

S — Среднегеометрическое расстояние между фазами,

Sсм

r_экв — эквивалентный радиус провода,

см

(кВ/см).

(кВ/см).

Вывод:

В ходе решения задачи была определена граница санитарной зоны, на которой соблюдается допустимый уровень шума от ВЛЭП 500 кВ, это расстояние равно r_min = м. По расчетам и по графику видно, что уровень шума изменяется по экспоненциальному закону, с увеличением расстояния от линии уровень шума падает. Минимальное значение Е_max, определяемое по графику равно 19,05кВ/см, оптимальный шаг расщепления а_опт=27см. По графику видно, что с увеличением шага расщепления напряженность поля увеличивается. При оптимальном шаге расщепления R принимает минимальное значение R=39,635 м для санитарно — защитной зоны.

4. Определение напряженности электрического тока

Задание:

Определить напряженность электрического поля на высоте h=1,8 м от земли на разных расстояниях х от оси для ВЛ 500 кВ в середине пролета с параметрами, определенными в задаче № 3. Построить зависимость Е (х). Определить границы и размер СЗЗ ВЛ по ЭП ПЧ для случая ее прохождения вблизи территории селитебной зоны. Сделать выводы.

Исходные данные:

Шаг расщепления, а = 25 см.

Высота подвеса, Н_ср = 13,1 м.

Расстояние между проводами, D₀ = 10,5 м.

Эквивалентный радиус, r_э = 9,235 см.

Решение:

Предварительно определяем емкость фазы относительно земли на единицу длины линии с горизонтальным расположением проводов:

Где о₀ — электрическая постоянная = 8,85· 10^-12 (Ф/м).

.

Напряженность электрического поля в точке, находящейся под средней фазой на высоте h = 1,8 м от земли и на расстоянии х от средней фазы по горизонтали, находится по формуле:

Где коэффициенты k рассчитываются по формулам:

.

В этих формулах отрезки m и n рассчитываются по формулам:

.

Определим напряженность в точке, находящейся под фазой на высоте h = 1,8 м от земли. Для этой точки принимаем х = 0.

Рассчитываем отрезки m и n:

м.

м.

м.

м.

м.

м.

Рассчитываем коэффициенты k:

Напряженность в точке, расположенной под средней фазой:

Аналогичным образом рассчитываем значения напряженности на разных расстояниях х от средней фазы, результаты сведены в таблице 1:

Таблица 1 — Напряженность на расстоянии х при заданном а

Граница СЗЗ, определенная по графику № 1

: х = 32 м.

Размер СЗЗ: l_СЗЗ = 32 — 10,5 = 21,5 м.

Вывод: В результате решения задачи определили изменение напряженности ЭП ПЧ. Определили расстояние СЗЗ

5. Расчет маслоприемника трансформатора

На ОРУ установлен маслонаполненный силовой трансформатор. Масса трансформаторного масла в трансформаторе М, кг. Габариты трансформатора А*В.

1. Описать конструкцию маслоприемника

2. Определить габариты маслоприемника

3. Привести чертеж

Таблица 4 — исходные данные

Так как масса трансформаторного масла меньше 20 т, то можно использовать маслоприемник без отвода масла.

1. Определим габариты маслоприемника

S_мп = (А+2*Д) * (В+2*Д)

S_мп — площадь маслоприемника, Д — величина, на которую габариты маслоприемника должны выступать за габариты трансформатора, зависит от массы трансформаторного масла; Д = 1,5 м.

S_мп = (4,25 + 2*1,5) * (3,42 + 2*1,5) = 46,545 м²

2. Определим объем масла

V_мп = V_тм + 0,8*V_воды + V_вз + V_гр

V_мп — объем маслоприемника

V_тм — объем масла

V_воды — объем воды

V_вз — объем воздушного зазора

V_гр — объем слоя гравия

3. Определяем объем трансформаторного масла

V_тм = М/с с — плотность трансформаторного масла, равная 0,88*10³ кг/м³

V_тм = 5350/ (0,88*10³) = 6,08 м³

4. Определяем объем воды от средств пожаротушения

V_воды = К_п*t* (S_мп + S_бпг)

К_п — коэффициент интенсивности пожаротушения, равный 0,2*10^-3 м³/с*м², t — время пожаротушения, равный 1800 с. S_бпг — площадь боковых поверхностей трансформатора, м²

S_бпг = 2* (А+В) *Н = 2 * (4,25 + 3,42) * 2,35 = 36,049 м²

V_воды = 0,2*10^-3 * 1800 * (46,545 + 36,049) = 29,734 м³

5. Определяем объем воздушного зазора

V_вз = S_мп * h_вз

h_вз — высота воздушного зазора, равный 0,05 м.

V_вз = 46,545 * 0,05 = 2,327 м³

6. Определяем объем слоя гравия

V_гр = S_мп * h_гр

h_гр — высота слоя гравия, равная 0,25 м

V_гр = 46,545 * 0,25 = 11,636 м³

V_мп = 6,08 + 0,8*29,734 + 2,327 + 11,636 = 43,83 м³

Вывод: Были рассчитаны габариты маслоприемника без отвода масла и его объем равен 43,83 м³.

трансформатор электрическая сеть маслоприемник

Список использованных источников

1. Норма отвода земель для электрических сетей 0,38−750 кВ № 14 278 тм-т1.

2. «Правила определения размеров земельных участков для размещения воздушных линий в электропередачи и опор линий связи, обслуживающих электрические сети». Постановление правительства РФ 11.08.02. № 486.

3. Электротехнический справочник под редакцией профессоров МИ /том 3, книга 1. М.: энергоиздат.

4. ГОСТ 12.2.024−87. ССБТ «Шум. Трансформаторы силовые масляные»

5. СН 2.2.4/2.18.562−96 «Шум на рабочих местах помещениях жилых общественных зданий и на территории жилой застройки»

6. СНиП 2−12−77 «Защита от шума»