100 likes | 312 Vues
ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELEKTROMECHANIKY A VÝKONOVÉ ELEKTRONIKY. BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Návrh uzemňovače pro napětí 245 kV a zkratový proud 31,5 kA. Lukáš Riedl. Plzeň 2005. Osnova. Popis funkce a konstrukce uzemňovače
E N D
ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNIFAKULTA ELEKTROTECHNICKÁKATEDRA ELEKTROMECHANIKY A VÝKONOVÉ ELEKTRONIKY BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Návrh uzemňovače pro napětí 245 kV a zkratový proud 31,5 kA Lukáš Riedl Plzeň 2005
Osnova • Popis funkce a konstrukce uzemňovače • Technická data a příklady typových označení • Návrh izolační podpěrky • Návrh proudové dráhy • Rozbor a srovnání konstrukčních řešení uzemňovačů • Závěr
Popis funkce uzemňovače Účel • Nedovolit vzniku přepětí a zamezit možnosti, že bude přítomno napětí na odpojené části sítě. Použití • Ve venkovních nebo vnitřních spínacích stanicích • Nezapínají do zkratu Uzemňovače jsou vyráběny také jako kombinace přístrojů odpojovač-uzemňovač umístěné na společné stoličce viz obr.
1 – kontaktní hlavice 2 – doraz 3 – rameno (proudová dráha) s uzemňovacím nožem 4 – pružina 5 – převodní mechanismus 6 – pohon Konstrukce uzemňovače
1 SUJ 24 UHJ 24 UVJ 245 1 – číselný kód konstr. provedení S – skládací rameno U – uzemňovač H,V – rameno proudové dráhy se natáčejí v horizontální (vertikální) rovině rovnoběžně se základním rámem J – každý pól má jeden samostatný pohon pro uzemňovací nůž 24 – jmenovité napětí přístr. (245 kV) Technická data a příklady označení uzemňovačů
Izolační podpěrka • Tvoří jí plnojádrový izolátor s vystřídanými stříškami • Navrhují se na nejvyšší hodnotu napětí, kterému musí izolace odolat a nesmí být překročena el. pevnost. • Volba podpěrky závisí na vyšší vypočtené přeskokové vzdálenosti z hodnot pro: střídavé efektivní napětí 50Hz a polovinové rázové napětí (atm. impuls 1,2/50 μs. Dále závisí na výsledném vrcholovém tahu působící na podpěrku. • Vyšší přeskoková vzdálenost proti zemi vyšla z výpočtu rázového přeskokového napětí a to 2391,09 mm. Dle normy pro rozvodná zařízení je vzdušná vzdálenost mezi fází a zemí 2100 mm. • Vrcholový tah: - trvalou statickou silou působící na podpěrku vzniklou tahem přívodních vodičů v podélném a příčném směru - dynamickou silou působící při průchodu zkratového proudu - silou větru působící na podpěrku v nejnepříznivějším případě. • Výsledný vrcholový tah vychází tedy 3610,42N -> volím podpěrku s vrcholovým tahem 4000N s označením C4 1050.
Proudová dráha - část uzemňovače přenášející proudy. - oteplení jednotlivých částí uzemňovače, které jsou součástí proudové dráhy, tj. pro rameno, měděné kontakty v hlavici a převodní kloub. Pro rameno volím trubku z hliníku s vnějším průměrem 60 mm a tloušťce stěny 4 mm (424412.21). Z tohoto vztahu vychází oteplení ν=43,29°C V kontaktní hlavici a převodním kloubu volím oteplení pro šest kontaktů jimiž prochází proud. Jeden kontakt navrhuji o průřezu 5x20 mm. Oteplení je 14,28°C.Dovolená teplota mědi je 300°C. - kontaktní přítlačná síla na jeden ze šesti kontaktů v kontaktní hlavici z min. přechodového odporu při průchodu dyn. proudu a krátkodobého proudu. Uvažujeme nejmenší stykový odpor, tedy při průchodu krátkodobého proudu a to R=7,256 . 10-5Ω a výsledná síla tedy vychází ze vztahu pro jeden kontakt F = 114,19N.
1SUJ-24 je malý, způsob provedení složitější UVJ 245 a UHJ 24 robustní konstrukce, stejná kontaktní hlavice. UVJ 245 - proveden kulisovým mechanismem – zvýšená údržba Měděné pasy (ploštěné pletivo) pro uzemnění ramene uzemňovače ke stoličce uzemňovače– nevýhodné, opotřebovávají se vlivem klimatického namáhání. Připojovací svorka stejná jako uzemňovač UHJ 24 a 1SUJ24 Srovnání konstrukčních řešení uzemňovače
Závěr • Výsledkem bakalářské práce je návrh moderního uzemňovače s efektivním využitím materiálu s vysokými parametry a předpokladem dlouhodobé životnosti. • Dbal jsem také na jednoduchost konstrukce a způsob zasunutí kontaktního nože do kontaktní hlavice oproti ostatním uzemňovačům. Nůž zde koná dvojí pohyb a to, že se zvedne a zasune do hlavice ve směru podélné osy nože. • Uzemňovač se jako samostatný přístroj vyrábí v menším počtu než ve srovnání kombinace odpojovač-uzemňovač nebo jen odpojovač. • Mechanismus mého navrhnutého uzemňovače lze snadno použít i v konstrukci uzemňovač s odpojovačem, čímž by se dále snížily náklady na jeho výrobu. • Nároky na prostor v rozvodných stanicích– volit 1SUJ-24
ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNIFAKULTA ELEKTROTECHNICKÁKATEDRA ELEKTROMECHANIKY A VÝKONOVÉ ELEKTRONIKY BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Návrh uzemňovače pro napětí 245 kV a zkratový proud 31,5 kA Lukáš Riedl Plzeň 2005