Материал: Механический расчет линии электропередачи напряжением 330В

Механический расчет линии электропередачи напряжением 330В

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

. Определение расчётных климатических условий

. Конструкции основных элементов ВЛ

.1 Определение конструктивных и физико-механических характеристик провода

.2 Выбор марки опоры и её технические характеристики

.3 Технологические характеристики фундамента

. Механический расчёт провода и ГЗТ

.1 Определение единичных и удельных нагрузок

3.2 Определение величин критических пролетов. Первый критический пролет

3.3 Выбор исходного режима

.4 Вычисление напряжений в проводе

.5 Вычисление стрел провесов

.6 Анализ полученных величин

.7 Расчёт грозозащитного троса

. Расчёт изоляции

.1 Определение нагрузок на поддерживающую гирлянду

.2 Комплектование поддерживающей гирлянды

.3 Определение нагрузок на натяжную гирлянду

.4 Комплектование натяжной гирлянды

. Расчёт опоры

.1 Определение нормативных нагрузок на опору

.2 Определение расчётных нагрузок на опору в нормальном и аварийном режимах

.3 Расчёт элементов опоры

. Расчёт основания

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Электроэнергетика является важнейшей основой современного хозяйства России и, в значительной степени, определяет ее развитие.

Широкое внедрение в народное хозяйство и в быт электрической энергии, вырабатываемой на мощных электростанциях, достигается с помощью высоковольтных линий электропередачи различного напряжения.

Воздушные линии электропередачи (ВЛ) являются одним из основных звеньев энергосистем современной Единой энергетической системы (ЕЭС) России и позволяют лучше использовать энергию, вырабатываемую централизованно на крупных электростанциях, повысить надежность энергоснабжения потребителей. В электроэнергетике функционируют 2,5 млн. км ВЛ, в том числе 447 тыс. км ВЛ напряжением выше 110 кВ.

ВЛ напряжением 110 и 150 кВ являются районными и предназначены для распределения мощностей внутри энергосистем и предприятий электрических сетей, электроснабжения промышленных предприятий, городов, энергоёмких сельских потребителей, распределения мощностей внутри крупных городов, электрификации железнодорожного транспорта.

Линии электропередачи высокого напряжения 220 кВ и 330 кВ применяются для распределения мощности внутри крупных энергосистем, позволяют снабжать электроэнергией крупных потребителей, удаленные от энергосистем и электрических станций, создавать центры питания для сетей 110 и 150 кВ, выдавать электроэнергию с электростанций сравнительно небольших мощностей.

Внедрение ВЛ 500, 750 кВ и выше позволило создать современную

Единую энергетическую систему России, которая является крупнейшим в мире по территории энергетически объединением.

Применение такого напряжения позволяет передавать большие мощности на значительное расстояние, ограничить сечение проводов экономически приемлемыми величинами, уменьшить потери электроэнергии.

Строительство ВЛ специфично в связи со значительными объемами полевых работ, их рассредоточенностью на значительных расстояниях, частыми перемещениями, меняющимися климатическими условиями. Все это требует применения для ВЛ прогрессивных индустриальных конструкций, высокопроизводительной передовой технологии введения строительно-монтажных работ, современных средств их механизации.

1.  Определение расчетных климатических условий

Климатические условия трассы ВЛ определяется по ПУЭ и СНиП 201.07-857- «Нагрузки и воздействия»

Повторение неблагоприятных климатических условий принимается один раз в 25 лет.

Таблица 1.1

Характеристики расчетных климатических условий

Предварительно принимаем опору П 330-3

Принимаем W₀=650 Па

Для ВЛ 110-750 кВ нормативное ветровое давление должно приниматься не менее 500 Па.

Для ВЛ 330*750 кВ нормативная толщина стенки гололеда должна приниматься не менее 15мм.

Высота расположения приведенного центра тяжести проводов (тросов) для габаритного пролета

_пр(п)=h_ср-2/3*fn, h_пр(п)=24,8-2/3*19,95=11,5(м)<15(м)=1,0_пр(т)= h_(т)-λ_(т)-2/3*f_(т)=37,7-0,5-2/3*20,05=37,2-13,37=23,83(м)

где: h_ср- среднеарифметическое значение высоты крепления проводов (тросов) к изоляторам, отсчитываемое от отметок земли в местах установки опор. (м)

f- стрела провеса провода (троса) в середине пролета высшей температуре. (м)

_m= f_n+ h₀+ λ_n-z=19,95+4,2+3,2-(7+1,5/100*20)=27,35-7,3=20,05(м)₀= h- λ_(т)=4,7-0,5=4,2(м)- из геометрической схемы опор_(т)+1,25+0,25/20*3,83=1,297

Толщина стенки гололеда на проводах (тросах) при высоте расположения приведенного центра тяжести более 25 (мм)

=b_э*ki*kb(мм)= b_э=20(мм)

2. Конструкции основных элементов ВЛ

.1 Определение конструктивных и физико-механических характеристик провода и троса

По заданию принят провод АС 300/39.

Согласно заданного напряжения ВЛ 330 кВ принимаем трос ТК 70.

Характеристики провода и ГЗТ приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Характеристика провода и грозозащитного троса

2.2 Выбор марки опоры и её технические характеристики

Согласно заданного материала опоры, кол-ва цепей, марки провода и района по гололеду для проектируемой линии выбираем промежуточную опору П 330-3

Таблица 2.2

Характеристики железобетонной опоры

.3 Технологические характеристики фундамента

Закрепление металлических опор в грунте производим при помощи железобетонных элементов фундамента.

3. Механический расчет провода и ГЗТ

3.1 Определение единичных и удельных нагрузок

Определение единичных нагрузок на провод

₁=P*10^-2=1132*10^-2=11.32 H/м₂=0.9πb(d+b)g*10^-3=0,9*3,14*20*(24+20)*9,8*10^-3=24.37 H/м₃=P₁+P₂=11.32+24.37=35.69 H/м₄=α_w*c_x*W₀*d*10^-3=0,7*1,1*650*24*10^-3=12.01 H/м₅= α_w1*c_x1*k_w*W_г(d+2b)*10^-3=40*1,2*1,0*160*(24+20)*10^-3=12.28 H/м₆=√P₁²+P₄²=√11,32²+12.01²=16.5 H/м₇=√P₃²+P₅²=√35.69²+12.28²=37.74 H/м

Определение единичных нагрузок на трос

₁=P*10^-2=623*10^-3=6,23 H/м₂=0.9πb(d+b)g*10^-3=0,9*3,14*20*(11+20)*9,8* 10^-3=17.17 H/м₃=P₁+P₂=6,23+17,17=23,4 H/м₄=α_w*c_x*W₀*d*10^-3=0,7*1,2*1.297*650*11*10^-3=7,78 H/м₅= α_w1*c_x1*k_w*W_г(d+2b)*10^-3=1*1,2*1.297*160*(11+20)* 10^-3=12.27 H/м₆=√P₁²+P₄²=√6.23²+7.78²=9.97 H/м

P₇=√P₃²+P₅²=√23,4²+12,7²=26.62 H/м

Удельные нагрузки на провод

γ₁= P₁/A_пр=11,32/339,6=33,33*10^-3 H/м*мм²

γ₃= P₃/A_пр=35,69/339,6=105,9*10^-3 H/м*мм²

γ₆=P₆/A_пр=16,5/339,6=48,58*10^-3 H/м*мм²

γ₇=P₇/A_пр=37,74/339,6=111,13*10^-3 H/м*мм²

Удельные нагрузки на трос

γ₁= P₁/A_тр=6,23/72,58=85.83*10^-3 H/м*мм²

γ₃= P₃/A_тр=23,4/72,58=322,4*10^-3 H/м*мм²

γ₆=P₆/A_тр=9,97/72,58=137,36*10^-3 H/м*мм²

γ₇=P₇/A_тр=26,62/72,58=366,76*10^-3 H/м*мм²

Таблица 3.1

Сводная таблица единичных и удельных нагрузок на провод и трос

3.2 Определение величин критических пролетов. Первый критический пролет

αE=19.8*10⁶*7.7*10⁴=1.52

0.333[δ_-]=0.333*126=41.95

_крl=4,38[δ_-]/γ₁*√(αE(t_э-t_-)-0.333[δ_-])/E=(4,38*126/33.33*10^-3)*

*√(1.52 (0+40)-41.95)/ 7.7*10⁴=259 м

Второй критический пролет

_кр2 = 4,9[δ_-]*√(α((t_г-t_-))/ (γ₇²- γ₁²) = 4.9 * 126 * √(19,8 * 10^-6 (-5 + 40)) /

(111.13 * 10^-3)² - (33.33*10^-3)²) = 153,3 м

Третий критический пролет

_кр3=4,9[δ_-]/γ₁*√(0,333[δ_г]+αE(t_г-t_э))/(E(γ₇/γ₁)²-2.25)=4.9*126/(33.33*10^-3)*

*√(41.95+1.52*(5-0))/(7.7*10⁴(111.13*10^-3/33,33*10^-3)²-2,25)=131м

3.3 Выбор исходного режима

_крl=259м>1_кр2=153м>1_кр3=131м второй случай.

= 0.9l_габ=0,9*420 = 378 м>1_кр2 -третий исходный режим; третье уравнение

δ-(γ²El²/24δ²) = [δ_г]-(γ₇²El²/24[δ_г])-αE(t-5) El²/24

αE = 19,8*10^-6*7,7*10⁴=1,52

3.4 Вычисление напряжений в проводе

Первый режим. γ_l, t_max

δ-((33,33*10^-3)²*458,41*10⁶)/δ² = 27.45-1,52*(35+5)

δ-184832/ δ² = -35.75

δ₁ = 37,13 H/м*мм²

Второй режим. γ_l, t_-

δ-((33,33*10^-3)2*458,41*10⁶)/δ²= 27.45-1,52*(-40+5)

δ-184832/ δ²=-34.17

δ₂=51,383 H/м*мм²

Третий режим. γ_l, t_э

δ-((33,33*10^-3)²*458,41*10⁶)/δ²= 27.45-1,52*(0+5)

δ-184832/ δ²=19.55

δ₃=42,343 H/м*мм²

Четвертый режим. γ₃, t_г

δ-((105,09*10^-3)²*458,41*10⁶)/ δ²= 27.45-1,52*(-5+5)

δ-158401/ δ²=27.45

δ₄=121,225 H/м*мм²

Пятый режим. γ₆, t_г

δ-((48,58*10^-3)²*458,41*10⁶)/δ²= 27.45-1,52*(-5+5)

δ-406254/ δ²=27.45

δ₅= 93,221 H/м*мм²

Шестой режим. γ₇, t_г

δ-((111,13*10^-3)²*458,41*10⁶)/δ²= 27.45-1,52*(-5+5)

δ-1960015/ δ²=27.45

δ₆=126 H/м*мм²

Седьмой режим. γ_l, t=15˚С

δ-(33,33*10^-3)²*458,41*10⁶)/δ²= 27.45-1,52*(15+5)

δ-184832/ δ²=-4.15

δ₇=123,925 H/м*мм²

3.5 Вычисление стрел провесов

Режим I:

₁=γ_ll²/8δ₁=(33,33*10^-3*378²)/(8*37,13)=9,06 м

Режим II:

₂=γ_ll²/8δ₂=(33,33*10^-3*378²)/(8*51,383)=6,54 м

Режим III:

₃=γ_ll²/8δ₃=(33,33*10^-3*378²)/(8*42,343)=7,95 м

Режим IV:

₄=γ₃l²/8δ₄=(105,09*10^-3*378²)/(8*121,225)=9,54 м

Режим V:

₅=γ₆l²/8δ₅=(48,58*10^-3*378²)/(8*93,221)=5,36 м

Режим VI:

₆=γ₇l²/8δ₆=(111,13*10^-3*378²)/(8*126)=16 м

Режим VII:

₇=γ_ll²/8δ₇=(33,33*10^-3*378²)/(8*123,925)=4,8 м

3.6 Анализ полученных величин

Критическая температура

_кр = -5 + ([δ_г]/αE)(1- γ₁/γ₃) = -5 + (126/1,52) * (1-(33.33*10^-3 / 105.09*10^-