реферат, рефераты скачать Информационно-образоательный портал
Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,
реферат, рефераты скачать
реферат, рефераты скачать
МЕНЮ|
реферат, рефераты скачать
поиск
Расчет и проектирование воздушных линий электропередач

Расчет и проектирование воздушных линий электропередач

Содержание


Введение. 3

1 Исходные данные. 4

2 Определение физико-механических характеристик провода и троса. 5

3 Выбор унифицированной опоры.. 7

4 Расчет проводов и троса на механическую прочность. 9

4.1 Определение толщина стенки гололеда и величины скоростного напора ветра  9

4.2 Определение удельных нагрузок на провод и трос. 11

4.3 Расчет критических пролетов. 13

4.4 Расчет напряжений в проводе. 15

4.5 Определение стрелы провеса проводов и троса. 17

4.6 Определение напряжений в тросе. 18

5 Выбор изоляторов и линейной арматуры.. 21

6 Расстановка опор по профилю трассы.. 28

6.1 Построение шаблона. 28

6.2 Проверка опор на прочность. 31

7 Расчет монтажных стрел провеса провода и троса. 34

Заключение. 40

Список литературы.. 41


Введение


Проектирование механической части воздушных линий электропередачи является важной частью проектирования электроснабжения. От правильного выбора элементов ЛЭП зависит долговременная и безопасная эксплуатация линий, и, соответственно, надежное и качественное электроснабжение потребителей.

В данном курсовом проекте рассмотрены основные этапы проектирования механической части воздушных ЛЭП: выбор промежуточных опор, механический расчет проводов и грозозащитного троса, выбор линейной арматуры, произведены расстановка опор по профилю трассы и расчет монтажных стрел провеса.


1 Исходные данные


Тип ЛЭП: двухцепная воздушная линия напряжением 110 кВ, проходящая в ненаселенной местности.

Климатические условия:

район по ветру – II;

район по гололеду – IV;

температура:

высшая tmax=40°С;

низшая tmin= -10°С;

среднегодовая tср=5°С.

Тип опор: унифицированные железобетонные.

Марки провода: АС-150.

Марка грозозащитного троса: ТК-50.

Материал изоляторов: фарфор

Степень загрязненности атмосферы I.

 

2 Определение физико-механических характеристик провода и троса


Физико-механические характеристики провода и троса приведены в таблицах 2.1 и 2.2.


Таблица 2.1 - Физико-механических характеристики провода АС-150/24

Сечение, мм2:

алюминиевой части

стальной части

суммарное F


149

24,2

173,2

Диаметр провода d, мм

17,1

Количество и диаметр проволок, шт×мм:

алюминиевых

стальных


26×2,7

7×2,1

Количество повивов, шт.

алюминиевой части

стальной части


2

1

Вес провода Gп, даН/км

600

Модуль упругости Е, даН/мм2

8,25·103

Температурный коэффициент линейного удлинения α, град-1

19,2·10-6

Предел прочности, даН/мм2

29

Удельная нагрузка от собственного веса γ1, даН/(м×мм2)

3,46·10-3

Допустимое напряжение, даН/мм2

при среднегодовой температуре σt.ср

при низшей температуре σt min

при наибольшей нагрузке σγ max


8,7

13,0

13,0


Таблица 2.2 - Физико-механических характеристики троса ТК-50

Сечение, мм2:

номинальное

фактическое Fт


50

48,6

Диаметр троса dт, мм

9,1

Количество и диаметр проволок, шт×мм

19×1,8

Количество повивов, шт.

2

Вес троса Gт, даН/км

417

Модуль упругости Ет, даН/мм2

20·103

Температурный коэффициент линейного удлинения αт, град-1

12·10-6

Предел прочности, даН/мм2

120

Удельная нагрузка от собственного веса γт1, даН/(м×мм2)

8·10-3

Допустимое напряжение, даН/мм2

при среднегодовой температуре σтt.ср

при низшей температуре σтt.min

при наибольшей нагрузке σтγ.max


42

60

60

 

3 Выбор унифицированной опоры


По исходным данным выбирается тип унифицированной промежуточной опоры ПБ110-8. Основные размеры опоры показаны на рисунке 3.1, технические характеристики опоры приведены в таблице 3.1.

H=26,0м; h1=3,0м; h2=13,5м; h3=4,0м; a1=2,0м; a2=3,5м; a3=2,0м; b=3,3м


Рисунок 3.1 – Унифицированная железобетонная опора ПБ110-8


Таблица 3.1 – Технические характеристики опоры ПБ110-8

Марка провода

Район по гололеду

Пролет, м

Масса, т

габаритный

ветровой

весовой

АС-150

III,IV

225

250

280

7,5


Расчетный пролет, м,


lр=α·lгаб,


где α=0,9 для ненаселенной местности;

lр=0,9·225=202,5.


4 Расчет проводов и троса на механическую прочность


4.1 Определение толщина стенки гололеда и величины скоростного напора ветра


Средняя высота подвеса проводов на опоре, м,


, (4.1)


где hi – расстояние от земли до j-ой траверсы опоры, м;

m – количество проводов на опоре;

λ – длина гирлянды изоляторов, м.

Для предварительных расчетов длина гирлянды изоляторов принимается для ВЛ 110 кВ 1,3 м.

=16,2.

Средняя высота подвеса троса на опоре, м,


=h2+2·h3+h1, (4.2)


=13,5+2·4+3=24,5.

Допустимая стрела провеса провода, м,


, (4.3)


где h2 – расстояние от земли до нижней траверсы, м;

Г – габаритный размер, м;

=6,2.

Допустимая стрела провеса троса, м,


[fт]= -(Г+2·h3+z), (4.4)


где z – наименьшее допустимое расстояние по вертикали между проводом и тросом в середине пролета, м, для lр=202,5 м z=4;

[fт]=24,5-(6+2·4+4)=6,5.

Высота приведенного центра тяжести провода и троса, м,


, (4.5)


=12;

=20,2

Толщина стенки гололеда для провода и троса, мм,


, (4.6)


где С – нормативное значение стенки гололеда, мм, (для 2-го района по гололеду С=10 мм);

 - поправочные коэффициенты на высоту и диаметр провода или троса

=9,3;

=10,2.

Скоростной напор ветра на провод и трос, даН/м2,


, (4.7)


где q – нормативный скоростной напор ветра, даН/м2;

kВ – поправочный коэффициент;

=65;

=81,25.


4.2 Определение удельных нагрузок на провод и трос


Удельная нагрузка от собственного веса, даН/(м∙мм2), берется из таблиц 2.1 и 2.2:

3,46·10-3;

8·10-3.

Удельная нагрузка от веса гололеда, даН/(м∙мм2),


, (4.8)


где d – диаметр провода или троса, мм;

F – фактическое сечение провода или троса, мм2;

g0=0,9·10-3 даН/(м∙мм2) – плотность гололедных отложений;

=4·10-3;

=11,4·10-3.

Удельная нагрузка от веса гололеда и собственного веса провода (троса), даН/(м∙мм2),


, (4.9)


·10-3=7,46·10-3;

·10-3=19,4·10-3.

Удельная нагрузка от давления ветра при отсутствии гололеда, даН/(м∙мм2),


, (4.10)


где kl – коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку;

kH – коэффициент, учитывающий неравномерность скоростного напора ветра по пролету;

СХ – коэффициент лобового сопротивления, равный 1,1 – для проводов диаметром 20 мм и более, свободных от гололеда; 1,2 – для всех проводов, покрытых гололедом, и для проводов диаметром меньше 20 мм, свободных от гололеда;

=5,7·10-3;

=13,1·10-3.

Удельная нагрузка от давления ветра на провод и трос при наличии гололеда, даН/(м∙мм2),


, (4.11)


где q′=0,25∙qmax для районов с толщиной стенки гололеда до 15 мм;

=4,1·10-3;

=15,1·10-3.

Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода (троса) без гололеда, даН/(м∙мм2),


, (4.12)


·10-3=6,7·10-3;

·10-3=15,3·10-3.

Удельная нагрузка на провод от давления ветра и веса провода, покрытого гололедом, даН/(м∙мм2),


 (4.13)


=8,5·10-3;

=24,6·10-3.


4.3 Расчет критических пролетов


Первый критический пролет, м,


, (4.14)

где Е – модуль упругости, даН/мм2;

α – температурный коэффициент линейного удлинения материала провода, град-1;

lk1=.

Выражение под корнем меньше нуля. Первый критический пролет – мнимый.

Второй критический пролет, м,


, (4.15)


где tгол – температура гололеда, равная -5ºС;

γmax=γ7;

=80,4.

Третий критический пролет, м,


, (4.16)


=144,2.

В результате получается следующее соотношение критических пролетов и расчетного пролета: lк1 – мнимый, lр=202,5 м>lк3=144,2 м.

На основании полученных соотношений определяется исходный режим. Это режим максимальной нагрузки с параметрами: σ=[σγ.max]=13,0 даН/мм2, γ=γmax=8,5·10-3 даН/(м·мм2), t=tгол=-5°С.


4.4 Расчет напряжений в проводе


По уравнению состояния провода рассчитываются напряжения в проводе для режимов среднегодовой температуры – σtср, режима низшей температуры – σtmin и наибольшей нагрузки – σγmax.

Расчет напряжения в проводе для режима низшей температуры. В уравнение состояния провода подставляются все известные параметры.


, (4.17)


.

Полученное уравнение приводится к виду:



Решение полученного уравнения выполняется итерационным методом касательных. В качестве нулевого приближения принимается значение σ0=10 даН/мм2.

Производная полученной функции y=:

y’=3·σ2tmin-2·7,766·σtmin

Определяется поправка на первой итерации:


Δ1=y(σ0)/y’(σ0),


=0,378.

Новое значение напряжения:


σ1=σ0-Δ1,


σ1=10-0,377=9,623.

Проверка итерационного процесса. Для этого задается точность расчета ε=0,01 даН/мм2.

0,377>0,01,

следовательно расчет нужно продолжить, приняв в качестве нового приближения σ=9,623.

Поправка на второй итерации:

=0,025.

Новое значение напряжения:

σ2=9,623-0,025=9,598.

Выполняется проверка:

0,025>0,01.

Поправка на третьей итерации:

=0,00013.

Проверка:

0,00013<0,01,

следовательно за искомое выражение σtmin принимаем σ3:

σtmin=9,598 даН/мм2.

Расчеты напряжений в проводе для режимов среднегодовой температуры и наибольшей нагрузки выполняются с помощью программы «MERA2». В результате получены следующие значения:

σtср=7,987 даН/мм2;

σγmax=12,517 даН/мм2.

Выполняется проверка условий механической прочности:

σtср≤[σtср], 7,987<8,7;

σtmin≤[σtmin], 9,598<13,0;

σγmax≤[σγmax], 12,517<13,0.

Условия выполняются, значит механическая прочность проводов будет достаточной для условий проектируемой линии.

По уравнению состояния провода выполняются расчеты напряжений для режимов гололеда без ветра –σгол, высшей температуры – σtmax, грозового режима – σгр. Результаты расчетов следующие:

σtmax=5,475 даН/мм2;

σгол=12,277 даН/мм2;

σгр=7,129 даН/мм2.


4.5 Определение стрелы провеса проводов и троса


Определяются стрелы провеса проводов в режиме гололеда без ветра, высшей температуры и грозовом режиме, м,


, (4.18)


=3,24;

=3,11;

=2,49.

Проверка соблюдения требуемых расстояний от низшей точки провисания провода до земли по условию:

f≤[f]=6,2;

ftmax=3,24<6,2;

fгол=3,11<6,2.

Условия выполняются, значит расстояние от провода до земли будет не менее габаритного размера.

Стрела провеса грозозащитного троса в грозовом режиме, м,


, (4.19)


=2,79.


4.6 Определение напряжений в тросе


Напряжение в тросе в грозовом режиме, даН/мм2,


, (4.20)


=14,7.

В качестве исходного принимается грозовой режим с параметрами: σтгр, γт1, t=15°C. По уравнению состояния провода определяются напряжения в тросе для режимов максимальной нагрузки, низшей и среднегодовой температуры.

Расчет напряжения в тросе для режима среднегодовой температуры. В уравнение состояния провода подставляются все известные параметры.

.

Полученное уравнение приводится к виду:


.


В качестве нулевого приближения принимается значение σ0=16 даН/мм2.

Производная полученной функции


y=:


y’=3·σт2tср-2·6,979·σтtср


Определяется поправка на первой итерации:


Δ1=y(σ0)/y’(σ0),


=0,225.

Новое значение напряжения:


σ1=σ0-Δ1,


σ1=16-0,225=15,775.

Проверка итерационного процесса, ε=0,01 даН/мм2.

0,225>0,01,

следовательно расчет нужно продолжить, приняв в качестве нового приближения σ=15,775

Поправка на второй итерации:

=0,003.

Проверка:

0,003<0,01,

следовательно за искомое выражение σтtср принимаем σ1:

σтtср=15,775 даН/мм2.

В результате расчетов остальных режимов получены следующие значения:

σтγmax=31,476 даН/мм2;

σтtmin=17,606 даН/мм2.

Проверка условий механической прочности троса:

σтγmax=31,476 даН/мм2≤ [σтγmax]=60 даН/мм2;

σтtmin=17,606 даН/мм2≤ [σтtmin]=60 даН/мм2;

σтtср=15,775 даН/мм2≤ [σтtср]=42 даН/мм2.

Условия выполняются, значит выбранный провод пригоден для условий проектируемой линии.

5 Выбор изоляторов и линейной арматуры


Тип изолятора выбирается по механической нагрузке с учетом коэффициента запаса прочности, который представляет собой отношение разрушающей электромеханической нагрузки к нормативной нагрузке на изолятор. Согласно ПУЭ, коэффициенты запаса прочности в режиме наибольшей нагрузки должны быть не менее 2,7, а в режиме среднегодовой температуры – не менее 5,0.

В нормальных режимах поддерживающая гирлянда изоляторов воспринимает осевую нагрузку, состоящую из веса провода, гололеда и веса самой гирлянды.

Нагрузка для изоляторов поддерживающих гирлянд, даН,

2,7·(Gг+Gи)≤ Gэм,

Страницы: 1, 2



© 2003-2013
Рефераты бесплатно, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.