Самостоятельная работа при изучении МДК 01.02.

СОДЕРЖАНИЕ

		стр.
	Введение	4
1.	Тематический план	7
2.	Программа учебной дисциплины	8
3.	Задание на контрольную работу 1	10
4.	Методические указания по выполнению вопросов и задач контрольной работы 1	15
5.	Задание на контрольную работу 2	25
6.	Методические указания по выполнению контрольной работы 2	27
7.	Перечень вопросов и заданий для подготовки к экзамену	28
	Перечень рекомендуемых учебных изданий, интернет ресурсов, дополнительной литературы	36

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания разработаны в соответствии с Государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования по специальности 140409 Электроснабжение (по отраслям) и Программой профессионального модуля Техническое обслуживание оборудования электрических подстанций и сетей для специальности 140409 Электроснабжение (по отраслям) (для железнодорожного транспорта).

В результате изучения МДК.01.02, обучающийся должен:

Иметь практический опыт:

составления электрических схем устройств электрических сетей;

обслуживания оборудования распределительных устройств электроустановок;

эксплуатации воздушных и кабельных линий электропередачи;

применения инструкций и нормативных правил при составлении отчетов и разработке технологических документов;

уметь:

разрабатывать электрические схемы устройств электрических сетей;

вносить изменения в принципиальные схемы при замене приборов аппаратуры распределительных устройств;

обеспечивать проведение работ по обслуживанию оборудования распределительных устройств электроустановок;

контролировать состояние воздушных и кабельных линий, организовывать и проводить работы по их техническому обслуживанию;

использовать нормативную техническую документацию и инструкции;

выполнять расчеты рабочих и аварийных режимов действующих электроустановок и выбирать оборудование;

оформлять отчеты о проделанной работе;

знать:

устройство оборудования электроустановок;

условные графические обозначения элементов электрических схем;

логику построения схем, типовые схемные решения, принципиальные схемы эксплуатируемых электроустановок;

виды и технологии работ по обслуживанию оборудования распределительных устройств;

эксплуатационно-технические основы линий электропередачи, виды и технологии работ по их обслуживанию;

основные положения правил технической эксплуатации электроустановок;

виды технологической и отчетной документации, порядок ее заполнения

Результатом освоения МДК.01.02. является овладение обучающимися профессиональными (ПК) и общими (ОК) компетенция:

ПК 1.1. Читать и составлять электрические схемы электрических сетей.

ПК 1.3. Выполнять основные виды работ по обслуживанию оборудования распределительных устройств электроустановок.

ПК 1.4. Выполнять основные виды работ по обслуживанию воздушных и кабельных линий электроснабжения.

ПК 1.5. Разрабатывать и оформлять технологическую и отчетную документацию.

ОК 1 Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес

ОК 2 Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество

ОК 3 Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность

ОК 4 Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития

ОК 5 Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности

ОК 6 Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями

ОК 7 Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий

ОК 8 Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации

ОК 9 Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности

ОК 10 Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей)

Преподавание МДК.01.02. имеет практическую направленность и проводится во взаимосвязи с такими разделами модуля, как «Устройство и техническое обслуживание оборудования электрических подстанций», «Релейная защита и автоматические системы управления устройствами электроснабжения» и дисциплин «Электротехника и электроника», «Охрана труда».

При изучении данной дисциплины студенты должны выполнить самостоятельно две контрольные работы. Задания для контрольных работ составлены в 50 вариантах. Номер варианта определяется двумя последними цифрами шифра студента. Таблица вариантов помещена в начале заданий, перед контрольными вопросами.

В целях закрепления теоретических знаний студентами заочного отделения выполняется 8 лабораторных работ, перечень которых приведен ниже.

По данной дисциплине студенты сдают экзамен. Перечень вопросов и рекомендуемая литература приводится в конце методических указаний.

 

1.ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

 

Наименование разделов и тем	Самостоятельная работа	Аудиторные занятия	В том числе
			т/о	лр
3.1. Электрические сети.	163	44	44
3.2. Электроснабжение потребителей	22	12	10	2
4.1 Техническое обслуживание воздушных линий	10	4	4
4.2 Техническое обслуживание кабельных линий	12	4	4

 

 

2.ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

 

                                      

Тема 2.1. Электрические сети.                                           Содержание                                                                                        3

Получение, преобразование, распределение и использование электроэнергии. Схемы внешнего электроснабжения подстанций. Классификация электрических сетей. Конструктивное выполнение воздушных и кабельных линий. Параметры электрических сетей. Изоляция линий электропередачи. Электрические расчеты и проектирование сетей. Мероприятия по охране окружающей среды при прокладке линии электропередачи. Системы электроснабжения нетяговых потребителей.

Качество электроэнергии и способы его повышения. Влияние тяговых сетей на смежные сооружения. Защита тяговых сетей от токов короткого замыкания. Виды и геометрические параметры контактных подвесок, требования к ним. Провода контактной сети, соединение проводов. Требования к проводам. Арматура и узлы контактной подвески. Питание и секционирование контактной сети. Поддерживающие и фиксирующие устройства контактной сети. Механический расчет контактных подвесок. Опоры контактной сети и закрепление их в грунте. Рельсовые цепи, заземления, защитные устройства и ограждения. Организация эксплуатации и техническое обслуживание устройств контактной сети. Сооружение контактной.         

Тема 2.2. Электроснабжение потребителей                                           Содержание                                                                                        2

Категории потребителей. Характеристика схем их питания. Схемное и конструктивное выполнение и секционирование линий. Присоединение к ним потребителей. Схемы и планы распределительных сетей. Распределительные сети напряжением до 1000 В, основное коммутационное и защитное оборудование. Электрическое освещение объектов        

                                  Лабораторные занятия                                                                  

Изучение конструкции светильников внутреннего (наружного) освещения.

                                      

Тема 2.3. Техническое обслуживание воздушных линий                                           Содержание                                                                                        3

Эксплуатация воздушных линий. Правила приемки в эксплуатацию, порядок осмотров. Правила безопасности при обслуживании воздушных линий. Виды и сроки проверок воздушных линий. Средства борьбы с гололедом и вибрацией проводов

Тема 2.4. Техническое обслуживание кабельных линий                                           Содержание                                                                                        2

Правила приемки в эксплуатацию кабельных линий. Нормативная и техническая документация. Обслуживание кабельных линий: осмотры кабельных трасс, контроль за нагрузкой кабелей, замеры фактической температуры токоведущих жил кабеля. Способы определения мест повреждения кабельной линии. Профилактические испытания кабелей. Применение испытательной аппаратуры. Безопасность персонала при испытаниях кабельных линий. Оформление документации по результатам испытаний  

Самостоятельная работа при изучении МДК 01.02.

Проработка учебной и специальной технической литературы, нормативной документации, производственных инструкций (по вопросам к параграфам, главам учебных изданий, составленным преподавателем).

Подготовка к лабораторным занятиям, оформление отчетов.

Выполнение двух контрольных работ.     

3.ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ 1

Задание на контрольную работу 1 составлено в 50 вариантах. Номер варианта определяется двумя последними цифрами шифра студента по таблице 1.

Таблица1 – варианты контрольной работы

Две последние цифры шрифта	Номер варианта	Номер вопроса и задачи	Две последние цифры шрифта	Номер варианта	Номер вопроса и задачи
01 51	1	1,11,21,31	26 76	26	6,18,30,38
02 52	2	2,12,22,32	27 77	27	7,19,21,39
03 53	3	3,13,23,33	28 78	28	8,20,22,40
04 54	4	4,14,24,34	29 79	29	9,11,23,33
05 55	5	5,15,25,35	30 80	30	10,12,24,31
06 56	6	6,16,26,36	31 81	31	1,14,27,34
07 57	7	7,17,27,37	32 82	32	2,15,28,39
08 58	8	8,18,28,38	33 83	33	3,16,29,38
09 59	9	9,19,29,39	34 84	34	4,17,30,33
10 60	10	10,20,30,40	35 85	35	5,18,21,34
11 61	11	1,12,23,32	36 86	36	6,19,22,35
12 62	12	2,13,24,33	37 87	37	7,20,23,36
13 63	13	3,14,25,34	38 88	38	8,11,24,37
14 64	14	4,15,26,35	39 89	39	9,12,25,38
15 65	15	5,16,27,36	40 90	40	10,13,26,39
16 66	16	6,17,28,37	41 91	41	1,15,29,40
17 67	17	7,18,29,38	42 92	42	2,16,30,35
18 68	18	8,19,30,39	43 93	43	3,17,21,36
19 69	19	9,20,21,40	44 94	44	4,18,22,37
20 70	20	10,11,22,32	45 95	45	5,19,23,38
21 71	21	1,13,25,33	46 96	46	6,20,24,39
22 72	22	2,14,26,34	47 97	47	7,11,25,40
23 73	23	3,15,27,35	48 98	48	8,12,26,31
24 74	24	4,16,28,36	49 99	49	9,13,27,32
25 75	25	5,17,29,37	50 100	50	10,14,28,33

 

При выполнении контрольной работы следует:

- переписывать условие вопроса, задачи, исходные данные;

- текст писать грамотно, разборчиво, шрифтом 14 Times New Roman;

- кратко пояснять порядок вычислений;

- пояснять параметры в формулах;

- обращать внимание на единицы измерения;

- графический материал оформлять по ГОСТу

ЗАДАЧИ №№ 1-10

1. Рассчитать экономичное сечение F_ЭK проводов воздушной трехфазной линии с одной нагрузкой на ее конце.

2. Выбрать стандартное сечение линии F_H0M и проверить его по условию нагрева.

3. Для линии выбранного сечения определить:

а)       потерю фазного ∆U_ф и линейного ∆U_л напряжения в кВ;

б)      относительную потерю напряжения в %.

4. Проверить выбранное сечение по допустимой потере напряжения.

5. По результатам расчетов начертить векторную диаграмму напряжений и тока в проводе линии для одной фазы.

Таблице 2 - исходные данные

Исходные данные	Номера задач
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Наибольшая мощность нагрузки в конце линии S2,кВт	650	2500	10000	25000	5500	350	990	4500	4900	22000
Коэффициент мощности нагрузки cosφ2	0,89	0,9	0,91	0,93	0,92	0,92	0,9	0,91	0,9	0,92
Номинальное напряжение линии Uном, кВ	6	10	35	110	35	6	10	35	35	110
Длинна линии L,км	5	8	25	60	30	5	6	33	28	70
Число часов использования максимума нагрузки Тmax,ч/год	2500	3500	5500	2000	4000	4500	2800	6000	2900	3800
Допустимая относительная потеря напряжения eдоп,%	8	10	7	6	9	7	6	8	9	10
Материал проводов линии	Алюминий (А)					Сталеалюминий (АС)

 

ЗАДАЧИ №№ 11-20

1. Рассчитать количество подвесных тарельчатых изоляторов в гирлянде, исходя из значения удельной длины пути утечки гирлянды λ.

2. Рассчитать количество подвесных тарельчатых изоляторов в гирлянде по условию воздействия коммутационных перенапряжений.

3. Пояснить обозначение и параметры указанного типа изолятора.

Таблица 3- исходные данные

Наименование исходных данных	Номера задач
	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Номинальное напряжение линии Uном, кВ	35	110	220	35	110	220	330	35	110	220
Тип изолятора	ПФ70-В	ПС70-Д	ПСГ120-А	ПФ160-А	ПС120-А	ПСГ70-А	ПС160-Б	ПФГ70-А	ПС160-В	ПС210-Б
Удельная длина пути утечки λ, см/кВ	2 ,25	1,9	2,25	2,6	1,6	2,25	1,3	3,5	1,3	1,6
Коэффициент эффективности использования длины пути утечки Ки	1,1	1,0	1,25	1,2	1.15	1,2	1,15	1,25	1,2	1,1
Средняя расчетная мокроразрядная напряженность Емр, кВ/см	2,5	2,6	2,6	2,4	2,3	2,5	2,3	2,0	2,4	2,3

ЗАДАЧИ №№ 21-30

1. Пояснить необходимость компенсации реактивной мощности на участках переменного тока.

2. Начертить принципиальную электрическую схему установки поперечной емкостной компенсации реактивной мощности (УППК) с заданным в таблице 8 количеством конденсаторов.

3. Вычислить ток I_с частоты 50 Гц, протекающий через компенсирующее устройство (КУ).

4. Определить мощность, отдаваемую компенсирующей установкой Q_K и установленную мощность конденсаторов Q_c.

Таблица 4 - исходные данные.

Исходные данные	Номера задач
	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
Тип конденсаторов	КСА-1,05-25	КС2-1,05-50	КСА-1,05-37,5	КС2-1,05-75	КС-1,05-37,5	КМН-2-2,05-25	КС2-1,05-50	КС2-0,66-40	КСА-1,05-25	КС-1,05-37,5
Число конденсаторов, соединенных параллельно	5	3	4	2	2	7	3	3	6	3
Общее число конденсаторов nобщ,	160	96	128	64	64	231	99	156	192	96
Емкость одного конденсатора С,мкФ	75	144	108,3	217	108,3	75	144	292	75	108,3
Индуктивность реактора L, мГн	105	75	83	89	148	73	75	67	92	127

 

ВОПРОСЫ №№ 31- 59

31 Основные понятия и определения электроснабжения (1 § 1.2)

32 Привести схему электрической системы, пояснить ее (1 § 1.2; 2 § 1.4)

33 Дать сравнительную характеристику систем электрификации железных дорог, перечислить их преимущества и недостатки.(4)

34 Привести и пояснить схемы электроснабжения тяговых подстанций постоянного тока. (1 § 3.1; 2  § 8.2, 8.9)

35 Начертить и пояснить схемы электроснабжения тяговых подстанций переменного тока 25 кВ. ( 1 § 1.3; 3.1 )

36 Начертить структурную схему тяговой подстанции переменного тока при системе 2x25 кВ, пояснить ее. (2  § 8.17)

37 Начертить структурную схему тяговой подстанции переменного тока при системе 25 кВ, пояснить ее.  (2  § 8.13, 8.15)

38 Требования к уровню напряжения на шинах тяговой подстанции и токоприемниках электроподвижного состава. (5)

39 Привести схемы внешнего электроснабжения подстанций. Требования к схемам электроснабжения. Типы трансформаторных и тяговых подстанций. (1 § 3.1; 2 § 1.4,8.1 )

40 Перспективы развития техники электрифицированных железных дорог. (1 § 1.4)

41 Привести классификацию электрических сетей; описать область применения и устройство воздушных и кабельных ЛЭП.

42 Указать категории электроприемников по надежности электроснабжения. (1 § 1.6; 3 )

43 Напряжения в электрических сетях. ( 1§  1.7; 3)

44 Устройство воздушных линий электропередачи. Дать определение воздушной линии. Указать требования к проводам ВЛ, типы опор. (1 § 2.4 )

45 Устройство воздушных линий электропередачи. Дать определение воздушной линии. Указать типы изоляторов и требования к ним. (1 § 2.4)

46 Устройство воздушных линий электропередачи. Дать определение воздушной линии. Указать схемы расположения проводов на опорах воздушных ЛЭП и требования к расстоянию между проводами. (1 § 2.4)

47 Дать определение кабеля. Привести классификацию и конструкцию кабеля. (1 § 2.3)

48 Описать электроснабжение нетяговых потребителей на дорогах постоянного и переменного тока. Начертить и пояснить схему подключения комплектной трансформаторной подстанции к тяговой сети напряжением 25 кВ. (1 § 2.4; 2.5; 3.1)

49 Методика технико – экономических расчетов сетей электроснабжения, выбор экономически целесообразного варианта.(1 § 2.6)

50 Экономическая площадь сечения проводов и кабелей. Экономическая плотность тока. (1 § 2.6)

51 Расчет и выбор проводников по нагреванию. (1 § 2.7)

52 Привести режимы работы нейтрали в электрических сетях. Заземление изоляция нейтрали. (1 § 2.8)

53 Режимы работы нейтрали в электрических сетях напряжением свыше 110 кВ. (1 § 2.8)

54 Режимы работы нейтрали в электрических сетях напряжением 1000 В. (1 § 2.8)

55 Определение электрических нагрузок и расхода электроэнергии. Сведения об электроприемниках, необходимые для расчета электрических нагрузок. (1 § 3.2)

56 Потери мощности и электроэнергии в электросетях. Пути их снижения. (1 § 3.2)

57 Перечислите показатели качества электроэнергии. (1 § 4.1)

58 Средства регулирования качеством электроэнергии. (1 § 4.1)

59 Мероприятия и средства компенсации реактивной мощности. (1 § 4.3)

 

4.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ВОПРОСОВ И ЗАДАЧ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ 1

В задачах №№ 1-10 предлагается освоить принцип электрических расчетов сетей: выбор площади сечения проводов по экономичной плотности тока, по длительно допустимой нагрузке (по нагреву), проверка выбранного сечения по допустимой потере напряжения. Воздушные линии проверяются по условию отсутствия коронирования, а кабельные линии - на термическую стойкость токам короткого замыкания.

 

Для выбора сечения линии определяется величина наибольшего тока, протекающего в ней при передаче мощности S₂:

 где U2 - номинальное напряжение потребителя, равное номинальному напряжению линии U_ном, кВ.

Экономичное сечение F_эк соответствует минимальным ежегодным расходам, оно определяется по формуле:

где i_эк - нормированное значение экономичной плотности тока, А/мм².

Экономичная плотность тока зависит от типа проводника и продолжительности использования максимума нагрузки Tmax, определяется для заданных расходных данных по таблице 5.

Таблица 5

Проводники	Экономичная плотность тока, А/мм2, при числе часов использования максимума нагрузки, Tmaх ч/год
	1000-3000	3000-5000	более 5000
Алюминиевые неизолированные провода	1,3	1,1	1

Сечение, полученное в результате расчета, округляется до ближайшего стандартного F_ном~F_эк.

Некоторые значения стандартных сечений и соответствующая длительно допустимая нагрузка I_доп приведены в таблице 6.

 

 

Таблица 6

Материал проводов	Алюминий (А)					Сталеалюминий (АС)
Номинальное сечение Shom, мм	70	45	120	150	185	35	50	70	95	120
Допустимая длительная нагрузка IДОП, А	265	325	375	440	500	175	240	265	330	380
Индуктивное сопротивление х0, Ом/км	0,388	0,377	0,393	0,363	0,355	0,403	0,392	0,382	0,371	0,691
Активное сопротивление r0, Ом/км	0,45	0,33	0,27	0,21	0,17	0,85	0,65	0,46	0,33	0,27

Проверка сечения провода по нагреву выполняется по длительно допустимому току по условию:

Для определения потери напряжения необходимо знать параметры линии: активное и индуктивное сопротивления, активную и реактивную проводимости.

Индуктивное сопротивление линии обусловлено наличием вокруг проводов переменного магнитного поля, создаваемого переменным током. Активная проводимость линии вызвана коронированием и утечкой через изоляцию. Реактивная проводимость обусловлена наличием емкости каждого провода по отношению к другим проводам линии и к земле.

Электрический расчет местных сетей проводится без учета активной и реактивной проводимостей.

Далее следует начертить схему трехфазной линии с одной нагрузкой на конце (рис. 1а). Приняв, что нагрузка фаз линии и угол сдвига между током и напряжением в фазах одинаковы, расчет трехфазной линии можно вести по одному из ее проводов (фаз). Поэтому схема замещения вычерчивается для одной фазы (рис. 1б).

При длине линии L активное сопротивление каждого провода R = r₀*L, а индуктивное сопротивление X_L =х₀*L, где r_0| и х₀ -активное и индуктивное сопротивление 1 км провода определяется по таблице 6 методических указаний соответственно выбранному сечению S_ном.

Рисунок 1.

При прохождении тока I_раб (на рис. 1, 2 упрощено обозначение I) по проводу линии, в сопротивлениях R и X_L происходит потеря фазного напряжения:

Потеря линейного напряжения:

Вычислив U_л, находят относительную потерю напряжения, т.е. отношение потери напряжения U_л к номинальному напряжению линии в процентах:

Проверка выбранного сечения по допустимой потере напряжения состоит в сопоставлении полученной в расчете величины относительной потери напряжения е с ее допустимым значением е_доп, заданным в таблице 2.

Сечение проводов линии проходит по допустимой потере напряжения и считается выбранным окончательно, если соблюдено условие:

если это условие не выдержано, следует принять большее значение S_ном и повторить расчет U_л и е.

В заключение задачи следует начертить соответственно расчетным данным в масштабе векторную диаграмму напряжений и тока в проводе линии (рис.2). Принять масштаб по напряжению:

при U_ном=6кВ   М_u=0,5 кВ/см

при U_ном=10кВ М_u=0,5 кВ/см

при U_ном=35кВ М_u=2 кВ/см

при U_ном=110кВ М_u=6 кВ/см

Масштаб по току М₁=30А/см.

 

Рисунок 2

Для построения векторной диаграммы (рисунок 2) от точки О по горизонтальной оси в заданном масштабе откладывается величина фазного напряжения в конце линии U_ф2 отрезок оа и ток нагрузки I_раб , сдвинутый по фазе на угол φ₂. Через точку а проводится прямая, параллельная вектору тока и на ней от точки а откладывается величина активного падения напряжения в линии I*R (отрезок аb). Через точку b проводится прямая линия перпендикулярно отрезку аb и от точки b откладывается величина индуктивного падения напряжения в линии I*X_L (отрезок bc). Соединяя точки о и с, получаем вектор ос напряжения в начале линии Uф1

Падением напряжения в линии называется геометрическая разность между напряжениями в начале и конце линии, которая равна отрезку ас. Наибольший практический интерес представляет потеря напряжения, равная алгебраической разности напряжений в начале и конце линии.

 

Для выполнения задач №№ 11-20 следует изучить конструкцию воздушных и кабельных линий электропередачи.

      На воздушных линиях 110 кВ и выше должны применяться только подвесные изоляторы. При этом на воздушных линиях, питающих тяговые подстанции, и на больших переходах должны применяться стеклянные изоляторы. На ВЛ 35 кВ могут применяться как штыревые, так и подвесные стеклянные или фарфоровые изоляторы.  

      Основные технические характеристики подвесных изоляторов указаны в таблице 7

 

Таблица 7

Тип изолятора	Размеры, мм		Длина пути  утечки, Lпу, мм	Напряжение, кВ, не менее		Электромеханическая разрушающая нагрузка, кН, не менее
	Строительная высота, Н	Диаметр, Д		Пробивное в изоляционной   среде	Выдерживаемое под дождём
ПФ70-В	134	270	355	130	32	68,6
ПФ160-А	173	280	385	130	40	160
ПФГ70-А	130	270	400	130	40	70
ПС70-Д	127	255	290	130	40	70
ПСГ70-А	127	270	394	130	40	70
ПСГ120-А	146	300	425	130	48	120
ПС120-А	146	260	330	130	45	120
ПС160-Б	170	280	370	130	45	160
ПС210-Б	170	320	375	130	42	210
ПС160-В	146	280	370	130	45	160

При маркировке изоляторов буквы и цифры означают:

П - подвесной;

С - стеклянный;

Ф – фарфоровый4

Г – для районов с загрязненной атмосферой,

Число (70,120 и др.) – минимальная электромеханическая нагрузка, кН;

Последняя буква (А,Б,В и Д) – вариант конструкции изолятора.

 

Для получения нужных электрических характеристик изоляции линии электропередач (сухоразрядного и мокроразрядного напряжения) подвесные изоляторы комплектуются в гирлянды. Для обеспечения надежной работы ВЛ при рабочем напряжении количество изоляторов в гирлянде вычисляется, исходя из значения удельной длины пути утечки гирлянды (λ) с учетом коэффициента эффективности использования длины пути утечки изоляторов К_и. Удельная длина пути утечки λ(см/кВ) представляет собой отношение длины пути утечки к наибольшему рабочему линейному напряжению. Ее значение зависит от степени загрязненности атмосферы (I - VI степени). Введением коэффициента эффективности использования длины пути утечки учитывается, что разряд на отдельных участках гирлянды может отрываться от поверхности изоляторов и развиваться в воздухе, а также учитывается неравномерность загрязнения и увлажнения поверхности изоляторов.

Количество изоляторов в гирлянде ВЛ на металлических и железобетонных опорах определяется по формуле:

               n = ,                     (1)

     где l_пу- геометрическая длина пути утечки изолятора, см;

           L - геометрическая длина пути утечки гирлянды изоляторов, см:

 

                    L= λ _*U_{раб max *} К_и ,                    (2)

 

     где U_{раб max} – наибольшее длительно допустимое рабочее линейное напряжение, кВ, принимается на 5-15 % выше номинального напряжения ВЛ.

   Значения U_{раб max} указано в таблице 8.

 

Таблица 8

Номинальное напряжение линии Uном, кВ	35	110	220	330
Наибольшее длительно допустимое  рабочее линейное напряжение, кВ	40,5	126	252	363
Кратность коммутационных перенапряжений К	3,5	3,0	3,0	2,7

 

    Гирлянда, выбранная по рабочему напряжению, проверяется по условию воздействия коммутационных перенапряжений.

Число изоляторов в гирлянде определяется по формуле:

 

                        n = ,                     (3)

 

   где К - кратность коммутационных перенапряжений указана в таблице 3;

         Е_мр – средняя расчетная мокроразрядная напряженность, кВ/см;

         Н – строительная высота изолятора, см.

 

      Учитывая возможность повреждений изоляторов в эксплуатации к полученному числу изоляторов в поддерживающих гирляндах добавляется один запасной.

 

Порядок расчета:

1. Рассчитать геометрическую длину пути утечки гирлянды изоляторов, см по формуле (2)

2. Рассчитать количество изоляторов в гирлянде ВЛ на металлических и железобетонных опорах по формуле (1)

3. Определить число изоляторов в гирлянде ВЛ по условию воздействия коммутационных перенапряжений, формула (3), учитывая возможность повреждений изоляторов в эксплуатации

4. Пояснить обозначение и параметры указанного типа изоляторов.

 

Для выполнения задач №№ 21-30 следует изучить материал темы: Качество электрической энергии. Способы повышения качества электрической энергии.

Коэффициент мощности при электрической тяге на переменном токе изменяется на шинах тяговых подстанций от 0,78 до 0,85. В этом случае электрическая тяга потребляет из питающей сети значительную реактивную мощность.

Производство значительного количества реактивной мощности генераторами электростанций экономически нецелесообразно. Реактивные токи, проходя через линии электропередачи, трансформаторы вызывают дополнительные потери в них активной мощности и потери напряжения. Загрузка реактивной мощностью системы электроснабжения и трансформаторов уменьшают их пропускную способность, требует увеличения сечения проводов и кабельных линий, увеличение мощности или числа трансформаторов и т.п. Компенсация реактивной мощности при электрической тяге на переменном токе осуществляется различными способами.

Могут быть применены синхронные компенсаторы, установки продольной емкостной компенсации (УПРК) и установки поперечной емкостной компенсации (УППК). По [1, рис.84] следует ознакомиться со схемой установки УППК и начертить схему установки с заданным количеством конденсаторов, учитывая, что конденсаторы соединены параллельно и последовательно. Далее следует рассчитать суммарную емкость установленных конденсаторов и емкостное сопротивление х_с для частоты f=50 Гц. Так как последовательно с конденсаторами установлен реактор, то определив индуктивное сопротивление реактора x_L для частоты f=50 Гц, можно определить общее сопротивление установки:

х_к=х_с+х_L

Ток, протекающий через компенсирующую установку

следует определить при номинальном напряжении 27,5 кВ.

Мощность установки:

Мощность конденсаторов:

Обратите внимание, что установленная мощность конденсаторов больше реактивной мощности, отдаваемой установкой на 12,5 %.

Также напряжение на конденсаторах выше напряжения на шинах, т.е. приложенного к УППК.

5.ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ 2

Выполнить механический расчет анкерного участка цепной полукомпенсированной контактной подвески:

1. Установить основные данные проводов.

2. Определить расчетные нагрузки на несущий трос.

3. Подсчитать длину эквивалентного и критических пролетов, установить исходный расчетный режим.

4. Рассчитать и построить монтажную кривую натяжений несущего троса при всех расчетных режимах и при температуре беспровесного положения контактных проводов, составить монтажную таблицу.

5. Рассчитать и построить монтажные кривые стрел провеса несущего троса и контактных проводов для заданных про