Электроэнергетика и охрана окружающей среды

СОДЕРЖАНИЕ

 

1 Отвод земель под электрические сети. 4

1.1 Расчет земли, отводимой  в постоянное пользование 

под электрические сети 5

1.2 Расчет земли, отводимой  во временное пользование 

под электрические сети 7

2 Расчет минимального расстояния от трансформаторной

подстанции до границы жилой застройки по акустическим

шумам. 11

3 Расчет уровня шума, создаваемого воздушными линиями

электропередачи (ВЛ), и границ ее санитарно-защитной

зоны (СЗЗ) по шуму. 14

3.1 Расчет Е_max 14

3.1.1 Определение радиуса  расщепленной фазы 14

3.1.2 Расчет коэффициента  усиления, который учитывает влияние 

напряженности электрического поля соседних проводов

расщепленной фазы 15

3.1.3 Определение эквивалентного  радиуса провода 15

3.1.4 Определение среднегеометрического расстояния

между фазами 16

3.1.5 Определение средней рабочей напряженности

электрического поля на поверхности провода в

расщепленной фазе 17

3.1.6 Определение максимальной напряженности

электрического поля на поверхности провода 17

3.2 Уровень шума, создаваемый одной из фаз ВЛЭП, на

расстоянии R от проекции крайнего провода на землю при

неблагоприятных условиях 18

3.3 Уровень шума, создаваемый  ВЛЭП 18

3.4 Определение минимального  расстояния от проекции 

крайнего провода ВЛЭП на землю до границы прилегающих 

территорий 18

3.5 Определение оптимального  шага расщепления 20

3.6 Определение процента  уменьшения R_min, если шаг

расщепления станет равным а_опт 21

4 Расчет уровня напряженности электрического поля

промышленной частоты (ЭП ПЧ), создаваемого воздушной

линией класса Х, и определение ее СЗЗ для ЭП ПЧ. 22

5 Расчет маслоприемника, маслоотвода и маслосборника под

маслонаполненные силовые трансформаторы. 27

Библиографический список 32

 

 

 

1 ОТВОД ЗЕМЕЛЬ ПОД ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ

 

 

Задание:

Определить отвод земель под  электрическую сеть в соответствии с заданным вариантом:

В постоянное пользование

Во временное пользование.

 

Таблица 1 – Исходные данные

№ вар.	Класс ВЛ, кВ	Промежуточные опоры		Анкерные угловые опоры		Трансформаторная подстанция
		Шифр опоры	Количество опор	Шифр опоры	Количество опор	Схема электрических  соединений	Количество ТП
15	220	П220-3	70	У220-1+9	11	Четырехугольник с 10 ячейками 220 кВ и 8 ячейками 110 кВ. Трансформатор трехобмоточный напряжением 500/220/110/6-10 кВ.	2

 

 

Рисунок 1 – Опора анкерно-угловая У220-1+9 и опора промежуточная П220-3 соответственно

 

Исходные данные берем  в соответствии с таблицей 1, а схемы промежуточных и анкерно-угловых опор согласно варианту в соответствии с источником [3]. Схемы опор представлены на рисунке 1.

1.1 Расчет земли, отводимой в постоянное пользование под электрические сети

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

 

, (1)

 

где    N =2– количество ТП, шт;

F_ПСi– это площадь отводимая под i-ую подстанцию, м².

В соответствии с [1, таблица 4]:

 

 м²,

 

 м².

 

Отвод земли под опоры  воздушной линии. Площадь земельных  участков-F (м²), предоставляемых под опоры воздушных линий электропередачи в постоянное (бессрочное) пользование, в соответствии с рисунком 2 определяется по формуле:

 

, (2)

 

где    n- количество опор, шт.;

F₀ – площадь земли, занимаемая одной опорой в границах её внешнего контура (включая оттяжки), согласно рисунку 2, м²;

f – площадь полосы земли вокруг внешнего контура опоры (включая оттяжки) в соответствии с рисунком 2, м².

 

Рисунок 2

 

Площадь земли отводимая  под одну промежуточную опору находится:

 

, (3)

 

где    a_ПО – размер основания промежуточной опоры (рисунок 1), м;

∆ – ширина полосы земли вокруг оснований опор, в соответствии с рисунком 2, м.

В соответствии с документом [2] для воздушных линий напряжением свыше 10 кВ ширина полосы вокруг оснований опор для сельскохозяйственных угодий принимается равной 1,5 м.

 

F_ПО= (7,9+2·1,5)² = 118,81 м².

 

Площадь земли, отводимая  под одну анкерную-угловую опору:

 

, (4)

 

где а_АУО – размер основания анкерно-угловой опоры (рисунок 1), м;

F_АУО = (5+2·1,5)²  = 64 м².

 

Сумма всей площади под  опоры рассчитывается по формуле:

 

, (5)

 

где    n_ПО – количество промежуточных опор, шт.;

n_АУО – количество анкерных угловых опор, шт.;

 

F_ВЛ= 70·118,81 + 11·64 = 9020,7 м².

 

Определяем отвод сети в постоянное пользование:

 

F_П = F_ППС + F_ВЛ, (6)

 

F_П = 230000 + 9020,7 = 239020,7 м².

 

1.2 Расчет земли, отводимой во временное пользование под электрические сети

С учетом того, что рассматривается учебное  задание, а не реальный проект, примем следующие допущения: расстояние между всеми промежуточными и анкерными опорами одинаково, это расстояние равно максимальному значению длины габаритного пролета для промежуточной опоры. Земля предоставляется на период строительства ВЛЭП.

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]:

 

F_ВМП = F_ПО·n_ПО+F_АУ·n_АУ, (7)

где   F_ПО – площадь земельных участков, предоставляемых для монтажа промежуточных опор при напряжении линии 220 кВ, м²;

F_АУ – площадь земельных участков, предоставляемых для монтажа анкерных опор при напряжении линии 220 кВ, м²;

 

F_ВМП = 70·560+11·700=46900 м².

 

2) Земля  предоставляется на период строительства воздушных линий электропередачи.

Под строительство воздушных  линий земля отводится в соответствии с правилами [2]:

«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».

Рисунок 3 – Проекция крайних фаз на землю

 

 

Длина трассы в соответствии с рисунком 3:

 

L_тр=l_Г·(n_АУО+ n_ПО – 1), (8)

 

где    l_Г – габаритная длина пролета, м.

В соответствии с [3, c. 381] габаритная длина пролета принимается равной 520 м.

 

L_тр = 520·(11+70 – 1)=41600 м.

 

Площадь земли, предоставляемая во временное пользование под ВЛ в соответствии с рисунком 3:

 

F_ВВЛ= L_тр (l_ф-ф+4), (9)

 

где    l_ф-ф – расстояние между крайними фазами, м.

Для промежуточных опор (рисунок 1):

 

l_ф-фпр= 6,6+6,6=13,2 м.

 

Для анкерных угловых опор (рисунок 1 ):

 

l_ф-фау =3,9+ 6,1 =10 м.

 

Чтобы рассчитать площадь  земли на период строительства возьмём  расстояние между крайними фазами промежуточных опор, т.к. это наибольшая величина, т.е. 13,2 м.

 

F_ВВЛ=41600·(6,6+6,6+4)=715520, м².

 

Площадь всей земли,  предоставленной во временное пользование, найдём по формуле [1]:

 

F_В= F_ВМП + F_ВВЛ, (10)

 

F_В=46900+715520=762420 м².

 

Вывод: В зависимости  от пользования земли под электрические  сети (временное или постоянное) выделяют определенную площадь, м² .

В данной задаче при определении отвода земли под эл.сети (ВЛ 220 кВ) получила, что площадь отвода земли во временное пользование F_В =762420 м² и в постоянное F_П=239020,7 м².

 

2 РАСЧЕТ МИНИМАЛЬНОГО  РАСТОЯНИЯ ОТ

ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ ДО ГРАНИЦЫ

ЖИЛОЙ ЗАСТРОЙКИ ПО АКУСТИЧЕСКИМ ШУМАМ

 

 

Задание:

На территории подстанции открыто установлены N трансформаторов.

Определить минимальное  расстояние от подстанции до территории, на которой выполняются санитарно-гигиенические  требования по шуму, если известен тип трансформатора.

Исходные данные для  расчета сведены в таблицу 2.

 

Таблица 2 – Исходные данные для расчета

№ варианта	Количество трансфор- маторов N	Вид системы охлаждения	Типовая мощность трансформатора, МВ·А	Класс напряжения, кВ	Тип территории
15	2	Трансформатор с принудительной циркуляцией воздуха и масла (системы ДЦ и НДЦ)	125	220	Территории непосредственно  прилегающие к жилым домам

 

1) Определяем допустимый уровень шума в зависимости от типа территории и времени суток.

Согласно [4, таблица 3] принимаем:

 

ДУ_LA = 45 дБА

 

2) Определяем шумовые характеристики источников шума. В зависимости от типовой мощности, класса номинального напряжения, вида системы охлаждения трансформатора корректирующий уровень звуковой мощности одного трансформатора выбираем в соответствии с документом [5, таблица 3]:

L_WA = 108 дБА.

 

3) В связи с тем, что расстояние между источниками шума гораздо меньше, чем расстояние до расчетной точки, то можно несколько источников шума заменить одним с корректированным уровнем звуковой мощности равных от всех источников шума.

Получаем по формуле:

 

L_WA∑ = L_WA + k, (11)

 

где   k – постоянная в соответствии с [5, п. 2.4.1], учитывающая влияние отраженного звука, дБА;

 

L_WA∑ = 108+3=111 дБА.

 

4) Определяем минимальное расстояние, на котором трансформаторная подстанция должна находится от границы территории жилой застройки в соответствии с рисунком 4, на которой выполняется санитарно-гигиенические требования по шуму.

Рисунок 4 – Общий вид подстанции открытого типа, расположенной вблизи жилой застройки

 

 

, (12)

 

 

Вывод: Исходя из решения, мы получили минимальное расстояние от подстанции до территории, на которой  выполняются санитарно-гигиенические требования по шуму, которое в данном случае равно 796 м.

 

 

3 РАСЧЕТ УРОВНЯ ШУМА, СОЗДАВАЕМЫЙ ВЛЭП И ГРАНИЦ  ЕЁ

САНИТАРНОЙ ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ ПО ШУМУ

 

 

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 d₀=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. Исходные данные приведены в таблице 3.

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.