Выбор типа и материала изоляторов производится на основании требований ПУЭ с учетом климатических условий и условий загрязнения [1, п.2.5.98 ].

На ВЛ 35- 220кВ рекомендуется применять стеклянные или полимерные изоляторы. Выбор количества изоляторов в гирляндах производится в соответствии с [1,гл.1.9].

Изоляторы и арматура выбираются по нагрузкам в нормальных и аварийных режимах ВЛ с учетом климатических условий. Расчетные усилия в изоляторах и арматуре не должны превышать значений разрушающих нагрузок (механической или электромеханической), установленных техническими условиями, деленных на коэффициент надежности по материалу _М.

Определяем минимально допустимую высоту расположения нижней траверсы опоры. Воздушная линия расположена в населенной местности, опоры металлические.

Исходные данные :

1. Длина пролета L = 200м

2. Единичная нагрузка от веса провода Р₁ = 11 Н.

3. Единичная максимальная нагрузка Р₇ = 20 Н.

4. Наибольшая стрела провеса f_нб = 3,2 м.

5. Габарит линии h_Г = 7м (для населенной местности) [пр.А, табл. 12].

Выбираем тип и число изоляторов в соответствии с условиями окружающей среды. В соответствии с [Приложение А, табл. 10 ] выбираем изоляторы типа ПС- 70Д , n = 8.

Определяем из [Приложение А, табл. 11] строительную высоту изолятора из = 146мм, разрушающую нагрузку Р_разр =760000 Н и массу изолятора m_из =3,56кг.

Определяем длину гирлянды изоляторов

_г = n _из = 8 146 10^-3 = 1,17м

Определяем вес гирлянды

Gг = n m_из g = 8 3,56 9,8 = 279Н

Определяем весовой пролет

L_вес = 1,25 L = 1,25 200= 250м

Определяем нагрузку, действующую на гирлянду изоляторов. Нагрузка состоит из веса гирлянды и веса провода. Расчет производим для двух режимов ( без ветра и гололеда Р₁ и с ветром и гололедом Р₇) и выбираем максимальную нагрузку.

Р_1расч = К ₁ (Р₁ L_вес + G_г) = 5 (11 250 + 279) = 15262,5 Н

Р_7расч = К ₇ (Р₇ L_вес + G_г) = 2,5(20 250 + 279) = 13119,1 Н

Определяем коэффициент надежности по материалу для режима с наибольшей расчетной нагрузкой, полученное значение сравниваем с нормативным _М = 1,8 [ 1 ].

= Р_разр / Р_расч = 70000 / 15262,5 = 4,6 1,8

Минимально допустимое расположение траверсы опоры определится

h_ТР = h_Г + f_нб + _г = 7 + 3,2 + 1,17 = 11,34 м

По [табл.7, пр. А,] выбираем унифицированную стальную опору повышенного типа с h_ТР =19 м.

2.5 Расчет тяжения провода и стрелы провеса в аварийном режиме

При обрыве провода во втором пролете после анкерной опоры провод провисает, и стрела провеса может значительно увеличиться. Поскольку на гирлянду действует тяжение провода только с одной стороны, то гирлянда отклоняется на величину l .

Определяем стрелу провеса провода при обрыве во втором пролете после анкерной опоры. Во время обрыва линия работала в режиме максимальных температур.

Исходные данные :

- расчетное сечение провода F = 339,6 мм² ;

- максимальная температура t = + 35C ;

- напряжение ₊ = 51,5 Н/ мм²;

- единичная нагрузка Ро =Р₁ = 11,1 Н/м;

- модуль упругости Е = 7,7 10⁴ Н/мм²;

- длина пролета L = 200м;

- длина гирлянды изоляторов г =1,17 м;

- вес гирлянды Gг = 279Н.

1. Определяем тяжение провода в исходном режиме То, Н

То = ₊ F = 51,5 339,6 = 17474 Н

2. Для определения тяжения провода в аварийном режиме составим два уравнения

3. Результаты расчетов сводим в таблицу

4. По полученным данным строим графики l = ( Т) и i = ( Т) и определяем точку пересечения (рис.2.2).

Рисунок 2.2 - Графический метод определения редуцированного тяжения провода при обрыве во втором пролете после анкерного

Кривые пересекаются в точке l = i = 1,14 м и Т= 5875 Н

5. Определяем новую длину пролета

L' = L - l = 200 - 1,14 = 198,86 м

6.Стрела провеса провода в аварийном режиме определится

f_ав = P( L' )² / 8 Т (2.21)

f_ав = P( L' )² / 8 Т = 11,1( 198,86 )² / 8 5875 = 9,3 м

В нормальном режиме стрела провеса провода имела значение f = 3,2 м

7. Определяем габарит линии в аварийном режиме

hг = h - г - f ав h норм

hг = h - г - f ав = 19 - 1,17 - 9,3 = 8,5 м , что больше нормы 7м.

2.6 Расчет шаблона для расстановки опор на местности

При расстановке опор по профилю должны быть учтены два основных условия:

3) расстояния от проводов до земли и пересекаемых сооружений должны быть не менее требуемых ПУЭ;

4) нагрузка, воспринимаемая опорами, не должна превышать значений, принятых в расчетах опор соответствующих типов.

Обычно в условиях неровного профиля расстановка опор производится с помощью шаблона.

Шаблон представляет собой 2 или 3 кривые (параболы), соответствующие кривой максимального провисания провода и расположенные друг над другом с определенным интервалом.

Кривая максимального провисания провода строится по формуле

где - удельная механическая нагрузка на провод, Н/м мм²;

х - расстояние от точки подвеса до расчетной точки, м ;

₊ - напряжение в проводе в режиме максимальных температур, Н/ мм².

₊ = 51,5 Н/ мм²

₁ = 0,0327 Н/м мм²

Расчеты по формуле сводим в таблицу 2.3

Таблица2.3

По данным таблицы 2.3 строим кривые шаблона (рис.2.4), учитывая смещение:

hг = hтр - г - fнб = 19 - 1,17 - 3,2 = 14,7 м

ho = hтр - г = 19 - 1,17 = 17,8м

1. Кривая провисания провода

2. Габаритная кривая

3. Земляная кривая

Рисунок 2. 4 - Шаблоны для расстановки опор

Верхняя кривая 1 определяет положение кривой провисания проводов в максимальном режиме.

Габаритная кривая 2 касается земли в точке О.

Земляная кривая 3 проходит через основание уже намеченной опоры и показывает место установки новой опоры.

С помощью шаблона уточняем величину габаритного пролета. В данном случае земляная кривая пересекает ось Х в точках (-100;100), следовательно, длина пролета 200м.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 2003. 7-е изд.Глава 2.5.

2. ГОСТ 13109 - 97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

3. Идельчик В.И. Электрические системы и сети: Учеб. для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1989.

4. Методы расчета параметров электрических сетей и систем: Метод. пособие по курсу «Электрические системы и сети» / Сост. С.С. Ананичева, А.Л. Мызин. - Екатеринбург: УГТУ - УПИ, 2001.

5. Расчеты установившихся режимов. Схемы замещения электрических систем: Метод. рекомендации по дисциплине «Основы электроэнергетики» / Сост. Г.Д. Бухарова, М.Г. Дунаева, Т.Я. Окуловская - Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. проф.-пед. ун-та, 1998.

6. Справочник по проектированию электроэнергетических систем /В.В. Ершевич, А.Н. Зейлигер, Г.А. Илларионов и др.; Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

7. Мызин А.Л. Воздушные линии электропередачи: Механическая часть, экология, эксплуатация: Учеб. пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. техн. ун-та, 1999. 72 с.

8. Крюков К.П., Новгородцев Б.П. Конструкции и механический расчет линий электропередачи. Л.: Энергия, 1979. 2-е изд. 392 с.

9. Задания и методические указания для выполнения курсового проекта по дисциплине «Электрические сети и системы» (ГОС-2000) / Сост. Н.А.Хусточка - Екатеринбург: Изд-во РГППУ, 2007.

10. Укрупненные показатели стоимости сооружения (реконструкции) подстанций 35-750кВ и линий электропередачи напряжением 6, 10 -750кВ, СТО. Приложение к протоколу заседания Правления ОАО РАО ЕЭС от 21.01.08 № 1805пр.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица 1 - Характеристики проводов и тросов [6, с.274,табл. 7.1]

Таблица 2 - Коэффициенты Кi и Кd, учитывающие изменения толщины стенки гололеда

Примечание. Для промежуточных высот и диаметров значения коэффициентов Кi и Кd определяются линейной интерполяцией.

Высота расположения приведенного центра тяжести проводов или тросов h_пр , м, для габаритного пролета определится

h_пр = h_ср - 2/3f ,

где h_ср - среднеарифметическое значение высоты крепления проводов к изоляторам , отсчитываемое от отметок земли в местах установки опор, м;

f - стрела провеса провода или троса в середине пролета при высшей температуре, м.

Таблица 3 -Нормативная толщина стенки гололеда bэ для высоты 10 м над поверхностью земли [1, табл. 2.5.3]

Таблица 5 - Изменение коэффициента Кw по высоте в зависимости от типа местности и [1, табл. 2.5.2]

Примечание. Типы местности соответствуют определениям:

А- открытые побережья морей, озер, водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра;

В - городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой не менее 2/3 высоты опоры;

С- городские районы с застройкой зданиями высотой более 25м, просеки в лесных массивах с высотой деревьев более высоты опор, долины и ущелья.

Таблица 6 - Нормативное ветровое давление Wо на высоте 10 м над поверхностью земли[1, табл. 2.5.1]

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

Таблица 7 -Расстояние до нижней траверсы на промежуточных опорах ВЛ

Примечание. Знаком * отмечены расстояния до опор пониженного типа, а знаком ** - повышенного типа.

Таблица 8 - Физико-механические характеристики проводов и тросов[1, табл. 2.5.8]

* Предел прочности при растяжении ур определяется отношением разрывного усилия провода (троса) Рр, нормированного государственным стандартом или техническими, к площади поперечного сечения sп, ур = Рр / sп. Для сталеалюминевых проводов

sп = sа + sс

** Принимается по соответствующим стандартам, но не менее 1200 Н/мм².

Таблица 9 - Допустимое механическое напряжение в проводах и тросах ВЛ напряжением выше 1 кВ [1, табл. 2.5.7]

Таблица 10 - Количество изоляторов в одноцепных поддерживающих гирляндах воздушных линий на металлических и железобетонных опорах в условиях обычной атмосферы

Примечание. 1. Для воздушных линий с деревянными опорами количество изоляторов принимается на 1 меньше, чем указано в таблице.

Таблица 11 - Характеристики линейных подвесных изоляторов

Таблица 12 - Наименьшие допускаемые расстояния проводов ВЛ до земли

Примечание. Для ВЛ сверхвысоких напряжений, кроме того, должны выполнятся ограничения напряженности электрического поля по экологическим условиям.

Таблица13 - Базисные показатели стоимости ВЛ(в ценах 2000г)

Таблица 14 - Показатели стоимости ячейки (авто) трансформаторного оборудования, в ценах 2000 г.

Размещено на Allbest.ru