Электромагнитная совместимость и средства защиты

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Системы электроснабжения»

Контрольная работа № 1

по дисциплине: «Электромагнитная совместимость и средства защиты»

КТ14-ЭЭ(БТ)ЭС-420

Выполнил: Фарига П.Н.

Проверил: Макашёва С.И.

Хабаровск

2018

Целью работы является приобретение студентами практических навыков расчета напряженности электрического поля, создаваемого высоковольтной линией переменного тока.

Содержание задания:

Для трехфазной линии сверхвысокого напряжения:

1. Рассчитать напряженность электрического поля в плоскости, перпендикулярной ЛЭП, на различном расстоянии от ее оси ( от средней фазы) под опорой в середине пролета на уровне головы человека (h=1.8м);

2. Построить кривые зависимости напряженности электрического поля от удаления от оси ЛЭП по результатам рассчета

3. Принять за допустимое значение напряженности электрического поля E=5кв/м, определить безопасную зону длительного нахождения человека вблизи линии СВН

Исходные данные

Вариант 420

1. Напряжение линейное -500кВ

2. Напряжение фазное-289кВ

3. Расстояние между осями фаз-12.5м

4. Радиус провода-7.6 мм

5. Количество проводов в фазе -2

6. Радиус расщепленной фазы-0.2мм

7. Высота подвески провода под опорой-21 м

8. Габарит линии в середине пролета-8 м

1.Определение эквивалентного радиуса фазы

1.1 Для упрощения расчетов два фазных провода n=2 заменяются одним эквивалентным проводом, радиус которого находится по формуле:

Где:

- эквивалентный радиус фазы

- количество проводов в фазе

-радиус одного провода

-радиус окружности, по которой располагаются провода расщепленной фазы

(поскольку значение -7.6 мм, а величина необходимо перевести радиус провода в метры, для правильности дальнейших расчетов)

Эквивалентный радиус фазы в нашем случае будет равен:

2. Определение значения напряженности электрического поля под опорой ЛЭП 500кв

2.1. Для того что бы рассчитать напряженность эл.поля, создаваемого трехфазной ЛЭП нужно вычислить потенциальные коэффициенты

Так как высота подвески проводов принимается одинаковой, то

Для расчета потенциального коэффициента в точке воспользуемся формулой:

Где:

Н- высота подвески провода у опоры

- эквивалентный радиус фазы (найденный выше)

Далее найдем коэффициент в точке по формуле:

Где:

Д-расстояние между фазными проводами

Поскольку расстояние между фазами принято одинаковым можно считать, что:

Находим по формуле:

Для упрощения решения задачи найдем среднее значение по формуле:

2.2 Нахождение напряженности эл. поля

После нахождения необходимых коэффициентов мы можем приступить к определению напряженности эл.поля трехфазной ЛЭП, применив формулу:

(6)

Где:

y- человеческий рост y=1.8≈2 м

х- расстояние от средней фазы

Далее, задавая значения х определяем, напряженность электрического поля под опорой ЛЭП где высота подвеса проводов . В первом случае величина х будет равна 0м.

Найдем модуль комплексного числа применив формулу :

(7)

Где:

- модуль комплексного числа

- действительная часть

-мнимая часть

E кВ/м

Соответственно значение напряженности эл. поля под опорой ЛЭП 500 кВ, с высотой подвески проводов , на расстоянии 0м от фазного провода будет равным E кВ/м

Далее задавая значение х в диапазонах 0,1,5,10,15,20,25,30,35,40,45,50 м

Определим значение напряженности под опорой ЛЭП на соответствующих расстояниях, пользуясь приведенной выше формулой.

Результаты расчетов сведем в таблицу 1.1

Таблица 1

«Величина напряженности эл.поля под опорой ЛЭП 500кВ»

x,м	0	1	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50
кв/м	1.302	1.315	1.618	2.243	2.609	2.505	2.111	1.66	1.27	0.967	0.742	0.575

3. Определение значения напряженности электрического поля в пролете ЛЭП 500кв

3.1. По формулам 2-5 определяем потенциальные коэффициенты

3.2 Подставляя значения потенциальных коэффициентов в формулу 6 получим:

Найдем модуль комплексного числа применив формулу 7 :

E кВ/м

Подставляя в формулу 6 значения х, находим соответствующие им значения и заносим результаты в таблицу 2

Таблица 2

«Величина напряженности эл.поля в середине пролета ЛЭП 500кВ»

x,м	0	1	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50
кв/м	9.886	9.636	6.39	9.59	10.546	5.887	3.099	1.761	1.083	0.71	0.49	0.353

По данным таблиц 1-2 строим строим график зависимости от х

Из графика напряженности электрического поля видно, что напряженность вблизи ЛЭП больше чем 5 кВ/м. Проведя на этом рисунке горизонтальную линию на уровне 5 кВ/м ( допустимое значение напряженности поля), определяем безопасную зону для людей. Безопасная зона в середине пролета находится на расстоянии 7 метров от крайней фазы Поэтому рабочий персонал должен производить работы в средствах защиты и ограниченное время,

в середине пролета не более 8 часов, под опорой опасная зона отсутствует, так как вся кривая лежит ниже 5 кВ/м. Безопасное расстояние в данном случаи 22 м от оси провода.

Согласно Постановлению Правительства Российской Федерации от 26.08.2013 г. N 736) для всех объектов электросетевого хозяйства (в том числе и ЛЭП) разработаны требования к границам установления охранных зон. Руководствуясь данным документом, можно определить охранную зону для ЛЭП 500 кВ, которая будет равна 30 метрам.

Учитывая что безопасная зона нахождения человека ( в наших расчетах) находится на расстоянии 22 метров, можно сделать вывод о том, что напряженность электрического поля создаваемого трехфазной ЛЭП 500 кВ (при заданных параметрах) не несет опасности для жизни и здоровья людей и животных, находящихся за пределами её охранной зоны.

Список литературы

1. Электромагнитная совместимость / В.А. Бессонов -Хабаровск: Издательство ДВГУПС, 2000

2. Электромагнитная совместимость: метод. Указания по выполнению лабараторных работ / С.И. Макашева -Хабаровск: Издательство ДВГУПС, 2004.

3. Постановление Правительства Российской Федерации от 26.08.2013 г. N 736

4. Электромагнитная совместимость и средства защиты. Коспект лекций./ С.И. Макашёва -Хабаровск: Издательство ДВГУПС, 2017.