Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Институт инженерно-педагогического образования

Кафедра энергетики и транспорта

Контрольная работа по дисциплине:

«Электрические сети и системы»

Выполнил: Студент гр. ЗЭЭ-303С

Шевелев И.В.

Проверил: Морозова И.М.

Екатеринбург-2020

Содержание

1 Определение механических нагрузок на провода

2 Расчет уравнения состояния провода

3 Определение стрелы провеса провода

4 Расчет и выбор

5 Расчет тяжения провода и стрелы провеса в аварийном режиме

6 Расчет шаблона для расстановки опор на местности

Список использованных источников

Приложение

1 Определение механических нагрузок на провода

Механический расчет проводов и тросов ВЛ производим по методу допускаемых напряжений, расчет изоляторов и арматуры - по методу разрушающих нагрузок

Механические нагрузки, действующие на провода и тросы ВЛ, определяются собственным весом провода, величиной ветрового напора и дополнительной нагрузкой, обусловленной гололедом. Рассчитываются единичные нагрузки, обозначаемые Р, и удельные нагрузки, обозначаемые .

Проверяем на механические нагрузки провод марки АС-240/39. Воздушная линия имеет номинальное напряжение 110 кВ, расположена в населенной местности, относящейся ко 1 району по гололеду и к 2 ветровому району, длина пролета L=210м. Основные значения температур: t ₊ = +35C, t _- = -40C , t_Э = 6C.

Для расчета из табл.1(Приложения А) данного методического пособия выбираются следующие справочные данные:

расчетное сечение провода F= 275,7мм² (суммарное сечение алюминиевой и стальной части провода);

расчетный диаметр провода d = 21,6мм;

масса провода (без смазки) m = 952кг/ км.

Единичная нагрузка, вызванная собственным весом провода Р₁ , Н/м, определится по формуле

Р₁ = g m 10^-3, (1)

где g - ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²;

m - погонная масса провода, кг/км, определяется по табл.1 Приложение А , [6].

Р₁ = 9,8 952 10^-3 = 9,33 Н/м

Единичная нормативная линейная гололедная нагрузка Р_НГ , Н/м, определится по формуле

Р_НГ = K_i K_db_Э (d + K_i K_d b_Э) g 10^-3 , (2)

где K_i и K_d - коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода, принимаемые по табл.2[пр.А];

K_i = 1 (для высоты приведенного центра тяжести h_пр = 15м, табл.9[пр.А])

K_d = 0,88

b_Э -нормативная толщина стенки гололеда, мм, принимается по табл.3[пр.А] ;

b_Э = 10мм (для 1 гололедного района);

d - диаметр провода, мм; d = 21,6мм;

g - ускорение свободного падения , принимаемое равным 9,8 м/с²;

- плотность льда, принимаемая 0,9 г/см³.

Р_НГ = 3,141 0,8810 (21,6 + 10,8810) 9,8 0,9 10^-3 = 7,41 Н/м

Единичная расчетная линейная гололедная нагрузка Р₂ , Н/м, определится по формуле

Р₂ = Р_{НГ nw p f d} , (3)

где Р_НГ - нормативная линейная гололедная нагрузка, Н/м;

_nw - коэффициент надежности по ответственности, принимаемый для линий напряжением до 220кВ равным 1,0 ;

_p - региональный коэффициент, принимаемый равным от 1,0 до 1,5 на основании опыта эксплуатации , _p = 1,0;

_f - коэффициент надежности по гололедной нагрузке, _f = 1,3 (для 1 района по гололеду );

_d - коэффициент условий работы, _d = 0,5 ,[1].

Р₂ = 7,411 1 1 1,3 0,5 = 4,82 Н/м

Нагрузка, обусловленная весом провода и гололедом определится по формуле

Р₃ = Р₁ +Р₂ (4)

Р₃ = 9,33 + 4,82 = 14,15 Н/м

Нормативная ветровая нагрузка на провода Р'_НВ, Н, без гололеда определится по формуле

Р'_НВ = _W K_l K_W C_X W₀ F₀ sin² , (5)

где _W - коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету ВЛ, принимаемый по табл. 4[пр.А] в зависимости от ветрового давления W, [1]

W = 500 Па _W =0,71(табл.4[пр.А])

K_l - коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, принимаемый из таблицы: K_l = 1,02

Длина пролета , м	50	100	150	250
Коэффициент Kl	1,2	1,1	1,05	1,0

Промежуточное значение K_l определяется линейной интерполяцией.

K_W - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, определяемый по табл. 5[пр.А] ;

для h_пр = 15м и населенной местности типа В K_W = 0,65;

C_X - коэффициент лобового сопротивления, принимаемый

C_X = 1,1- для проводов, свободных от гололеда, диаметром 20мм и более, т.к d = 21,6мм;

W₀ - нормативное ветровое давление, соответствующее 10-минутному интервалу осреднения скорости ветра (₀), на высоте 10м над поверхностью земли и принимаемый в соответствии с картой районирования территории России по ветровому давлению, принимается по табл.6 , Па; W₀ = 500 Па

F₀ - площадь продольного диаметрального сечения провода, м² ;

- угол между направлением ветра и осью ВЛ (ветер следует принимать направленным под углом 90 к оси ВЛ).

Ветровое давление на провода определяется по высоте расположения приведенного центра тяжести всех проводов.

Поскольку на данном этапе расчетов еще не определена стрела провеса провода и профиль трассы, то можно принять ориентировочно в качестве h_ср нормативное расстояние до нижней траверсы h_пр = 15м ( табл 9[пр.А]).

Площадь продольного диаметрального сечения провода без гололеда F₀, м², определяется по формуле

F₀ = d L 10^-3 , (6)

где d - диаметр провода, мм; d = 21,6мм

L = 210м

F₀ = 21,6 210 10^-3 = 4,536 м²

Р'_НВ =0,71 1,02 0,65 1,1500 4,536 = 1174,38Н

Единичная нагрузка , Н/м, определится

Рнв = Р'_НВ / L = 1174,38/ 210 = 5,59 Н/м

Нормативная ветровая нагрузка на провода Р'_НВГ, Н, с гололедом определится по формуле

Р_НВГ = _W K_l K_W C_X W_Г F_Г sin² , (7)

где C_X - коэффициент лобового сопротивления, принимаемый равным 1,2 ;

W_Г - нормативное ветровое давление при гололеде с повторяемостью один раз в 25лет, принимается W_Г = 0,25 W₀ = 0,25 500= 125 Па; выбираем 120 Па[1,c.45].

F_Г - площадь продольного диаметрального сечения провода, м² (при гололеде с учетом условной толщины стенки гололеда b_у );

Площадь продольного диаметрального сечения провода Fг, м² , определяется по формуле

Fг = ( d + 2K_i K_d b_У )L 10^-3 , (8)

где d - диаметр провода, мм;

K_i и K_d - коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода, определяются по табл.2 [пр.А];

b_У - условная толщина стенки гололеда, мм, принимается равной нормативной толщине b_Э по табл. 3; b_Э = b_У =10мм

L = 210 м.

Fг = ( 21,6 + 2 1 0,8810 ) 210 10^-3 = 8,232 м²

Р'_НВГ = 0,71 1,02 0,651,2120 8,232 = 558,01 Н

Р_НВГ = Р'_НВГ / L = 558,01/ 210 = 2,66Н/м

Единичная расчетная ветровая нагрузка на провода без гололеда Р₄ , Н/м, определится по формуле

Р₄ = Р_{НВ Н Р f} , (9)

где Р_НВ - нормативная ветровая нагрузка ,Н/м, Р_НВ = 5,59 Н/м;

_Н - коэффициент надежности, принимаемый равным 1,0 - для ВЛ до 220кВ;

_Р - региональный коэффициент, принимаемый 1,0 (на основании опыта эксплуатации);

_f - коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,1.

Р₄ = 5,59 1,0 1,0 1,1 = 6,15Н/м

Единичная расчетная ветровая нагрузка на провода с гололедом Р₅ , Н/м, определится по формуле

Р₅ = Р_{НВГ Н Р f} , (10)

Р₅ = 2,66 1,0 1,0 1,1 = 2,92 Н /м

где Р_НВГ - нормативная ветровая нагрузка по ф.(2.8),Н/м;

Единичная нагрузка, определяемая весом провода без гололеда и ветром

Р₆ = Р₁² + Р₄ ² (11)

Р₆ = 9,33² + 6,15² = 11,18 Н/м

Нагрузка, определяемая весом провода с гололедом и ветром

Р₇ = Р₃² + Р₅ ² (12)

Р₇ = 14,15² + 2,92² = 14,44Н/м

Удельную нагрузку определяем по формуле

= Р / F , (13)

где Р- удельная нагрузка , Н/м;

F- суммарное сечение провода, мм².

Результаты расчетов по формулам (1… 13) сводим в таблицу 1.

Таблица 1 - Удельные и единичные нагрузки на провода

	1	2	3	4	5	6	7
Р, Н/м	9,33	4,82	14,15	6,15	2,92	11,18	14,44
? 107 , Н/м3	0,0338	0,0175	0,0513	0,0223	0,0106	0,0405	0,0524

2 Расчет уравнения состояния провода

нагрузка провод провес стрела

Для определения зависимости напряжений, возникающих в проводе, от нагрузки и температуры составляется уравнение состояния провода. С помощью этого уравнения можно найти напряжения в проводе в любых требуемых условиях на основании известных напряжений, нагрузок и температур в начальном состоянии.

Выбор допускаемого напряжения провода производится на основе расчета критических пролетов.

Исходные данные для определения величины критических пролетов:

Режим	Без ветра и гололеда	С гололедом и ветром
Р, Н/м	9,33	14,44
g--Ч1_7 ,Н/м3	0,034	0,052

L = 210м ; tэ = 6 С ; t_ = -40С; t+ = 35 С ; = 19,210^-6 град ^-1 ; Е = 8,25 10⁴ Н/мм² 1

Допустимое напряжение в материале провода устанавливается ПУЭ с учетом коэффициента запаса в процентах от предела прочности при растяжении _р. Эти значения различны для режимов наибольшей нагрузки, наименьшей температуры и среднегодовой температуры 1. Для сталеалюминевых проводов в режимах максимальной нагрузки и наименьшей температуры они равны 45%_р, а в режиме среднегодовых температур - 30%_р (см.табл.9, пр. А)

Предел прочности по растяжению _р может быть найден по выражению

_р = R / F, (14)

или по табл. 8 Приложения А _р = 290 Н/мм² (для АС-240/39 А/С = 6,15)

Допустимые напряжения составляют :

_- = 0,45 _р = 0,45 * 290= 130,5 Н/мм²

₇ = 0,45 _р = 0,45 * 290= 130,5 Н/мм²

_э = 0,3 _р = 0,3 * 290= 87,0 Н/мм²

Рассчитаем критические пролеты:

4,46 _ v Е (tэ - t_ ) - 0,325 _ 4,46 130,5 19,2 10^-6 8,2510 ⁴ [6-(-40)] - 0,325 130,5

l_1к= ---------- ------------------------------- = ------------- ------------------------------------------------------ =

₁ Е 0,0338 v 7,710⁴

= 330,44м

4,9 _г v Е (t_г - t_ )+ 0,119 _г 4,9 130,5 v 19,210^-6 8,2510⁴ [(-5)-(-40)]+0,119 130,5

l_2к= ------- -----------------------------------= ------------ -----------------------------------------------------=

₁ Е [(₇ / ₁)² - 1,29 ] 0,0338 7,7 10⁴ (0,052/0,0338)² - 1,29

= 526,77м

4,9 _г v Е (t_г - t_Э )+ 0,405 _г 4,9 130,5 v19,2 10^-6 8,25 10⁴[(-5)-6]+0,405130,5

l_3к= --------- -------------------------------- = ------------ ----------------------------------------------- =

₁ Е [(₇ / ₁)² - 2,82] 0,0338 8,25 10⁴ (0,052/0,0338)² - 2,82

= Выражение под корнем меньше нуля. Третий критический пролет - мнимый м

Т.к. lк3 - мнимый и l< lк1, то уравнение состояния имеет вид

² L² Е ₁² L² Е

- ----------- = _ - -------------- - Е ( t - t_ ), (15)

24 ² 24 _²

Расчет проводится для режимов :

1) Максимальных температур (t+, = 1).

2) Минимальных температур (t-, = 1).

3) Среднегодовых температур (tэ, = 1).

4) Гололеда (tг, = 3).

5) Режима максимальных нагрузок (tг, = 7).

Для примера произведем расчет уравнения состояния провода для режима максимальных температур, т.е. подставим t = t₊ ; = 1 :

₁ ² L² Е ₁² L² Е

- ------------- = _ - -------------- - Е ( t₊ - t_ ) (16)

24 ² 24 _²

В общем случае уравнение состояния можно представить в виде кубического уравнения

²( + А) = В,

где А и В - коэффициенты кубического уравнения

₁²Е L ² ₁ ²Е L ²

А = - _ ₊ -------------- + Е ( t₊ - t_ ) В = --------------

24 _² 24

0,0338² 8,2510⁴ 210²

А = -130,5 + ------------------------------- + 19,210^-6 8,25 10⁴ (35 - (-40)) = -1,5

24 130,5²

0,0338² 8,25 10⁴ 210²

В = --------------------------------- = 173594

24

²( + (-1,5)) = 173594

³ -1,5² - 173594 =0

Решение кубичного уравнения. Решение Кардано.

³ + а² + b + c = 0

a = A b = 0 c = -B

Подстановкой = y - а/3 = у - А/3 уравнение приводится к неполному виду

y³ + py + q = 0,

где p = - а² / 3 + b = - А²/3 q = 2 ( a / 3 )³ - ab / 3 + c = 2( А/3)³ - В

Корень у₁, неполного кубичного уравнения равен :

у = C + D

3___________ 3 _________

C = - q/2 + F D = - q/2 - F

F = ( p / 3 )³ + ( q / 2 )²

p = - А²/3 = - (-1,5)² / 3 = -0,76

q = 2( А/3)³ - В = 2(-1,5/ 3)³ - 173594= -173594

F = ( p / 3 )³ + ( q / 2 )² = (-0,76/3)³ + (-173594/2)² = 7533710042

^{3 _______________ 3 _________________________________________}

С = - q/2 + F = - (-173594 / 2) + 7533710042 = 49,6

₃___________ ₃_________________________

D = - q/2 - F = - (-173594/2)- 7533710042 = 0,1

у = C + D = 55,78+ 0,001= 55,79

₊ = у - А/3 = 55,79- ( -1,5/ 3 ) = 56,29 Н/мм² 87,0 Н/мм² , следовательно провод выдержит напряжение.

Аналогично определяют напряжения в других режимах, в результате

_ = 130,50 Н/мм² ? 130,5 Н/мм²

_э = 76,84 Н/мм² ? 87,0 Н/мм²

_г = 102,70 Н/мм² ? 130,5 Н/мм²

₇ = 103,62 Н/мм² ? 130,5 Н/мм²

Во всех режимах напряжения в материале провода в пределах нормы.

3 Определение стрелы провеса провода

Одной из величин, определяющих высоту опор, является стрела провеса, поэтому определяем наибольшую и наименьшую стрелу провеса провода, а также строим кривые провисания провода в заданном пролете.

Исходные данные :

1. Температура гололеда tг = -5C .

2. Напряжение в материале провода в режиме гололеда

₃ =_Г= 102,70 Н/мм²_.

3. Модуль упругости материала Е = 8,25 10⁴ Н/мм² .

4. Температурный коэффициент линейного расширения материала провода = 19,210^-6 град ^-1.

5. Удельная механическая нагрузка, обусловленная весом провода

₁ = 0,0338 Н/м мм².

6. Удельная механическая нагрузка, обусловленная весом гололеда

₃= 0,0513 Н/м мм².

7. Максимальная температура t₊. = 35С

Напряжение в материале в режиме минимальной температуры

_ = 130,50 Н/мм²

8. Напряжение в металле в режиме гололеда

_г = 102,70 Н/мм²

9. Напряжение в материале в режиме максимальной температуры

₊ = 56,29 Н/мм²

10. Длина пролета L = 210 м._{_}

1. Определяем критическую температуру tк

t_К = t_г + _г (1 - ₁ / ₃ ) / Е (17)

130,50 (1 - 0,0338/ 0,0513)

t_К = -5+ ------------------------------------------- = 17С

19,210^-6 8,2510⁴

2. Сравниваем критическую температуру tк с максимальной температурой :

Так как t_К = 17С < 35С, то наибольшая стрела провеса fнб будет при максимальных температурах.

3. Рассчитываем fнб и fнм .

fнб = f₁ = ₁ L ² / 8 ₊ = 0,0338 210² /( 8 56,29) = 3,31 м

fнм = ₁ L ² / 8 _{_} = 0,0338 210² /( 8 130,50) = 1,43 м

4. Кривые провисания строятся по формуле вида

y = x²/ 2 (18)

и сводятся в таблицу 2. Ось Х = L/ 2 делится на равные отрезки

Таблица 2.

Режимы	Х, м
	0	15	25	35	45	55	65	75	85	95	105
y fнб (t+ , ??? ???	0	0,07	0,19	0,37	0,61	0,91	1,27	1,69	2,17	2,71	3,31
y fнм (t_ , ??? ???	0	0,03	0,08	0,16	0,26	0,39	0,55	0,73	0,94	1,17	1,43

По данным таблицы строим кривые провисания провода (см.рис.1) .

Рисунок 1 - Кривые провисания провода

4 Расчет и выбор

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 = 210м

2. Единичная нагрузка от веса провода Р₁ = 9,33 Н.

3. Единичная максимальная нагрузка Р₇ = 14,44 Н.

4. Наибольшая стрела провеса f_нб = 3,31м.

5. Наибольшая стрела провеса f_нб = 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 =70000 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 = 279,10 Н

Определяем весовой пролет

L_вес = 1,25 L = 1,25 210= 262,5м

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 (9,33 262,5 + 279,10) = 15262,5 Н

Р_7расч = К ₇ (Р₇ L_вес + G_г) = 2,5(14,44 262,5 + 279,10) = 10176,78 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 = 5,131,8

Минимально допустимое расположение траверсы опоры определится

h_ТР = h_Г + f_нб + _г = 7 + 3,31+ 1,17= 11,48 м

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

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 = 275,7 мм² ;

- максимальная температура t = 35C ;

- напряжение ₊ = 56,29 Н/ мм²;

- единичная нагрузка Ро =Р₁ = 9,33 Н/м;

- модуль упругости Е = 8,25 10⁴ Н/мм²;

- длина пролета L = 210м;

- длина гирлянды изоляторов г =1,17м;

- вес гирлянды Gг = 279,10 Н.

1. Определяем тяжение провода в исходном режиме То, Н

Т_о = ₊ F = 56,29 275,7 = 15519 Н

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

(Т₀ - Т)L р₀² L³

l = ------------- + ---------- ( 1/ Т² -- 1/ Т₀²), (19)

Е F 24

(15519 - Т)210 9,33² 210³

l = -------------------------- + ----------------- ( 1/ Т² -- 1/ 15519²)

8,25 10⁴ 275,7 24

i = г / 1 + (Р₀ L + Gг )² / 4Т² (20)

i =1,17 / 1 + (9,33 210 + 279,10 )² / 4Т²

3. Результаты расчетов сводим в таблицу

Т,Н	15519	13819	12119	10419	8719	7019	5319	3619
? l,м	0,000	0,052	0,121	0,217	0,365	0,621	1,142	2,535
i ,м	1,165	1,164	1,163	1,161	1,158	1,153	1,143	1,116

4. По полученным данным строим графики l = ( Т) и i = ( Т) и определяем точку пересечения (рис .2).

Рисунок 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= 5319 Н

5. Определяем новую длину пролета

L' = L - l = 210 - 1,14= 208,86 м

6.Стрела провеса провода в аварийном режиме определится

f_ав = P( L' )² / 8 Т (21)

f_ав = P( L' )² / 8 Т = 9,33(208,86)² / 8 5319 = 9,6 м

В нормальном режиме стрела провеса провода имела значение f =3,31 м

7. Определяем габарит линии в аварийном режиме

hг = h - г - f ав h норм

hг = h - г - f ав = 19 - 1,17- 9,6= 8,5 м , что больше нормы 7м.

6 Расчет шаблона для расстановки опор на местности

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

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

2) 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

₁ х²

Y = --------- (22)

2 ₊ ,

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.

₊ = 56,29 Н/ мм²

₁ = 0,0338 Н/м мм²

Расчеты по формуле сводим в таблицу 3

Таблица 3.

x,м	21	42	63	84	105
y,м	0,13	0,53	1,19	2,12	3,31

По данным таблицы 3 строим кривые шаблона (рис. 3), учитывая смещение:

hг = hтр - г - fнб = 19 - 1,17- 3,31= 14,5 м

ho = hтр - г = 19 - 1,17 = 17,80 м

1. Кривая провисания провода

2. Габаритная кривая

3. Земляная кривая

Рисунок 3 - 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 (-105;105), следовательно, длина пролета 210 м.

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.

Приложение

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

Марка	Расчетное сечение, мм2	Расчетный диаметр, мм	Разрывное усилие, Н	Масса, кг/км
АС-16/2,7	18,79	5,6	6220	64,9
АС-25/4,2	29,05	6,9	9290	100,3
АС-35/6,2	43,05	8,4	13520	148
АС-50/8,0	56,24	9,6	17110	195
АС-70/11	79,3	11,4	24130	276
АС-95/16	111,3	13,5	33370	385
АС-120/19	136,8	15,2	41520	471
АС-120/27	142,6	15,5	49460	528
АС-150/19	166,8	16,8	46300	554
АС-150/24	173,2	17,1	52280	599
АС-150/34	181,3	17,5	62640	675
АС-185/24	210,0	18,8	58070	705
АС-185/29	211,2	18,9	62050	728
АС-185/43	228,1	19,6	77760	846
АС-240/32	274,6	21,6	75050	921
АС-240/39	275,7	21,6	80890	952
АС-240/56	297,3	22,4	98250	1106
АС-300/39	339,6	24,0	90570	1132
АС-300/48	342,8	24,1	1000620	1186
АС-300/66	353,8	24,5	126270	1313
АС-300/67	356,3	24,5	117250	1323
АС-330/43	375,1	25,2	103780	1255
АС-400/51	445,1	27,5	120480	1490
АС-400/64	453,5	27,7	129180	1572
АС-400/93	499,2	29,1	173710	1851
АС-500/64	553,5	30,6	148250	1852
ПС-25	24,6	6,8	15300	194
ПС-35	34,4	7,8	21200	272
ПС-50	49,4	9,2	30500	389
ПС-70	76,4	11,5	47100	617

Таблица 2 - Коэффициенты Кi и Кd, учитывающие изменения толщины стенки гололеда [1, табл. 2.5.4]

Высота расположения приведенного центра тяжести проводов, тросов и средних точек зон конструкций опор над поверхностью земли, м	Коэффициент Кi, учитывающий изменение толщины стенки гололеда по высоте над поверхностью земли	Диаметр Провода (троса), мм	Коэффициент Кd, учитывающий изменение толщины стенки гололеда в зависимости от диаметра провода (троса)
25	1,0	10	1,0
30	1,4	20	0,9
50	1,6	30	0,8
70	1,8	50	0,7
100	2,0	70	0,6

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]

Район по гололеду	Нормативная толщина стенки гололеда bэ, мм
I II III IV V VI VII Особые	10 15 20 25 30 35 40 Выше 40

Таблица 4 - Коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету [1, с, 50]

Ветровое давление, Па	200	240	280	300	320	360	400	500	580
Коэффициент W	1	0,4	0,88	0,85	0,83	0,8	0,76	0,71	0,7

Примечание. Промежуточное значение _W определяется линейной интерполяцией

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

Высота расположения приведенного центра тяжести проводов, тросов и средних точек зон конструкций опор ВЛ над поверхностью земли, м	Коэффициент Кw для типов местности
	А	В	С
До 15 20 40 60 80 100 150 200 250 300 350 и выше	1,00 1,25 1,50 1,70 1,85 2,00 2,25 2,45 2,65 2,75 2,75	0,65 0,85 1,10 1,30 1,45 1,60 1,90 2,10 2,30 2,50 2,75	0,40 0,55 0,80 1,00 1,15 1,25 1,55 1,80 2,00 2,20 2,35

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

Район по ветру	Нормативное ветровое давление Wо, Па (скорость ветра но, м/с)
I II III IV V VI VII Особый	400 (25) 500 (29) 650 (32) 800 (36) 1000 (40) 1250 (45) 1500 (49) Выше 1500 (выше 49)

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

Таблица 7 -Расстояние до нижней траверсы на промежуточных опорах ВЛ

Uном, кВ	Тип опор
	Деревянные	Железобетонные	Стальные
6-10	7,9 …8,9	7,9 …8,9	---
35	8,65*; 10,9…13,15;14,65*	10,3…15,5	9,0* ;12,0 …15,0
110	8,65*; 10,9…13,15;14,65*	12,5…14,5; 18,5**	15,0* ; 19,0
220	10,6*; 13,0…14,0; 17,5**	16,0…21,2	17,5 …20,5* ;22,5…25,5; 30,0**
500	---	19,5…32,1	27

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]

Провода и тросы	Модуль упругости Е, 104 Н/мм2	Температурный коэффициент линейного удлинения , 10-6 град-1	Предел прочности при растяжении ур*,Н/мм2, провода и троса в целом
Алюминиевые	6,30	23,0	16
Сталеалюминевые с отношением пло- щадей поперечных сечений А/С:
20,27	7,04	21,5	210
16,87 - 17,82	7,04	21,2	220
11,51	7,45	21,0	240
8,04 - 7,67	7,70	19,8	270
6,28 - 5,99	8,25	19,2	290
4,36 - 4,28	8,90	18,3	340
2,43	10,3	16,8	460
1,46	11,4	15,5	565
0,95	13,4	14,5	690
0,65	13,4	14,5	780
Из нетермообрабо- танного алюминие- вого сплава	6,3	23,0	208
Из термообработан- ного алюминиевого сплава	6,3	23,0	285
Из термообработан- ного алюминиевого сплава со стальным сердечником с отношением площадей поперечных сечений А/С: 1,71 1,46	11,65 12,0	15,83 15,5	620 650
Стальные канаты	18,5	12,0	1200**
Стальные провода	20,0	12,0	620
Защищенные провода	6,25	23,0	294

* 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]

Провода и тросы	Допустимое напряжение, % предела прочности при растяжении	Допустимое напряжение удоп, Н / мм2
	при наиболь- шей нагрузке и низшей темпе- ратуре t_	при средне- годовой темпе- ратуре t сг	при наиболь- шей нагрузке и низшей темпе- ратуре t _	при средне- годовой темпе- ратуре tсг
Алюминиевые с площадью поперечного сечения, мм2: 70 - 95 120 - 240 300 - 750	35 40 45	30 30 30	56 64 72	48 51 51
Из нетермообработанного алюминиевого сплава площадью поперечного сечения, мм2: 50 - 95 120 - 185	40 45	30 30	83 94	62 62
Из термообработанного алюминиевого сплава площадью поперечного сечения, мм2: 50 - 95 120 - 185	40 45	30 30	114 128	85 85
Сталеалюминевые площадью поперечного сечения алюминиевой части провода, мм2: 400 и 500 при А/С 20,27 и 18,87	45	30	104	69
400, 500 и 1000 при А/С 17,91, 18,08 и17,85 330 при А/С 11,51 150 - 800 при А/С от 7,8 до 8,04 35 - 95 при А/С от 5,99 до 6,02 185 и более при А/С от 6,14 до 6,28 120 и более при А/С от 4,29 до 4,38 500 при А/С 5,43 185, 300 и 500 при А/С 1,46 70 при А/С 0,95 95 при А/С 0,65	45 45 45 40 45 45 45 45 45 40	30 30 30 30 30 30 30 30 30 30	96 117 126 120 135 153 205 254 272 308	64 78 84 90 90 102 137 169 204 231
Провода и тросы	Допустимое напряжение, % предела прочности при растяжении	Допустимое напряжение удоп, Н / мм2
	при наиболь- шей нагрузке и низшей темпе- ратуре t_	при средне- годовой темпе- ратуре t сг	при наиболь- шей нагрузке и низшей темпе- ратуре t _	при средне- годовой темпе- ратуре tсг
Из термообработанного алюминиевого сплава со стальным сердечником площадью поперечного сечения алюминиевого сплава, мм2: 500 при А/С 1,46 70 при А/С 1,71	45 45	30 30	292 279	195 186
Стальные провода	50	35	310	216
Стальные канаты	50	35	По стандартным и техническим условиям
Защищенные провода	40	30	114	85

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

Тип изолятора	Номинальное напряжение, кВ
	8-10	20	35	110	150	220	330	500	750	1150
ПФ 70-В	1	3	3	7	10	14	19	-	-	-
ПС 6-А	1	3	3	8	11	16	22	31	-	-
ПС 70-Д	1	3	3	8	10	15	20	29	-	-
ПС 120-Б	-	-	-	-	-	15	20	28	43	73
ПС 160-В	-	-	-	-	-	13	17	25	37	63
ПСК 210-А	-	-	-	-	-	-	13	19	29	47

Таблица 11 - Характеристики линейных подвесных изоляторов

Тип изолятора	Строительная высота, мм	Разрушающая нагрузка, Н	Масса, кг
ПС 70-Д	146	70000	3,56
ПС 120-Б	146	120000	4,43
ПС 160-В	146	160000	6,58
ПСК 210-А	155	210000	8,95
ПФ 70-В	146	70000	5,10

Таблица 12 - Наименьшие допускаемые расстояния проводов ВЛ до земли

Характер местности	Напряжение ВЛ, кВ
	6-20	35-110	150	220	330	400-500	750	1150
1. Труднодоступная ненаселенная местность	5,0	5,0	5,5	6,0	6,5	7,0	10,0	15,0
2. Ненаселенная местность	6,0	6,0	6,5	7,0	7,5	8,0	12,0	17,5
3. Населенная местность и территория предприятия	7,0	7,0	7,5	8,0...

контрольная работа "Электрические сети и системы" скачать

Подобные документы

• Проектирование воздушной линии электропередачи

  Физико-механические характеристики провода и троса. Выбор унифицированной опоры. Расчет нагрузок на провода и трос. Расчет напряжения в проводе и стрел провеса. Выбор изоляторов и линейной арматуры. Расстановка монтажных стрел и опор по профилю трассы.
  
  курсовая работа [3,7 M], добавлен 23.12.2011
  

• Механический расчет воздушной линии электропередач

  Расчет удельных механических нагрузок от внешних воздействий на провода. Определение критической температуры и выявление климатических условий, соответствующих наибольшему провисанию провода. Выбор изоляторов и построение расстановочного шаблона.
  
  курсовая работа [229,9 K], добавлен 27.05.2014
  

• Технология монтажа ВЛ 220кВ для электроснабжения лесопромышленного комплекса АО Монди

  Определение физико-механических характеристик провода и троса. Определение средней высоты подвеса провода на опоре. Расчет удельных нагрузок на проводах и тросах. Определение нагрузки от давления ветра и веса электропровода или троса с гололедом.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 20.06.2022
  

• Проектирование ЛЭП. Механическая часть

  Определение механических нагрузок для расчетных климатических условий ЛЭП. Расчет максимальной стрелы провеса и шаблона. Определение общей стоимости высоковольтной линии по укрупненным показателям. Подбор типа и количества изоляторов в гирлянде.
  
  курсовая работа [637,4 K], добавлен 01.07.2015
  

• Проектирование воздушных линий электропередач

  Конструкции и механический расчет проводов и грозозащитных тросов. Расчетные климатические условия, ветровые и гололедные нагрузки, влияние температуры. Определение значения напряжений и стрел провеса провода. Расчет критической температуры для пролета.
  
  курсовая работа [2,7 M], добавлен 24.12.2014
  

• Проектирования механической части воздушной линии

  Исследование физико-механических характеристик провода и троса. Выбор унифицированной опоры. Расчет удельных нагрузок на провод и трос, стрел провеса. Определение толщины стенки гололеда и скоростного напора ветра. Выбор изоляторов и линейной арматуры.
  
  курсовая работа [845,8 K], добавлен 11.11.2014
  

• Расчет контактной сети переменного тока

  Натяжение несущих тросов цепных контактных подвесок. Погонные (распределительные) нагрузки на провода контактной подвески для железнодорожного транспорта. Простые и цепные воздушные подвески. Особенности рельсовой сети как второго провода тяговой.
  
  курсовая работа [485,2 K], добавлен 30.03.2012
  

• Электрическая сеть района нагрузок

  Выбор опор линий электропередач. Отличающиеся части радиальной и кольцевой сети. Определение удельных механических нагрузок от действия массы провода (троса). Расчет коэффициента полезного действия, себестоимость передачи и распределения электроэнергии.
  
  курсовая работа [729,3 K], добавлен 07.08.2013
  

• Определение расчетных нагрузок и выбор мощности трансформаторов трансформаторного пункта

  Выбор конфигурации сети 0,38 кВ и сечения проводов. Выбор сечения провода для мастерских в аварийном режиме и проверка по допустимой потере напряжения. Расчет сечения проводов воздушной линии 10 кВ. Общая схема замещения питающей сети и её параметры.
  
  контрольная работа [468,7 K], добавлен 07.08.2013
  

• Развитие районной электрической сети

  Выбор варианта районной электрической сети, номинального напряжения, силовых трансформаторов. Расчет нагрузки, схем замещения и установившегося режима. Механический расчет воздушной линии электропередач, определение стрелы провеса на анкерном пролете.
  
  курсовая работа [1,3 M], добавлен 02.04.2013
  

• Механическая часть воздушной линии электропередачи напряжением 220 кВ

  Схема размещения проводов на опоре. Расчет механических нагрузок на провода и тросы, критических пролётов. Выбор изоляции, арматуры и средств защиты от вибрации. Расчетные нагрузки на промежуточные и анкерные опоры в нормальном и аварийном режимах.
  
  курсовая работа [8,6 M], добавлен 13.06.2014
  

• Реконструкция участка контактной сети с заменой опор и оценкой риска их отказа

  Проект участка контактной сети. Расчет нагрузок на провода. Определение допустимых длин пролетов. Механический расчет анкерного участка полукомпенсированной контактной подвески станции. Подбор стоек опор контактной сети. Оценка риска отказа участка.
  
  дипломная работа [495,8 K], добавлен 08.06.2017
  

• Электрические нагрузки

  Определение расчетных электрических нагрузок электроснабжения. Расчет нагрузок осветительных приемников. Выбор схемы электроснабжения цеха. Потери мощности холостого хода трансформатора. Выбор питающих кабелей шинопроводов и распределительные провода.
  
  контрольная работа [350,8 K], добавлен 12.12.2011
  

• Расчет на прочность одноцепной воздушной линии электропередач напряжением 330 кВ, проходящей по ненаселенной местности

  Определение физико-механических характеристик провода. Характеристика унифицированной стальной опоры П 330–3. Определение высоты приведенного центра тяжести, погонных и удельных нагрузок на элементы. Вычисление критических пролетов и температуры.
  
  курсовая работа [322,7 K], добавлен 08.03.2015
  

• Процесс создания линии электропередач: этапы, факторы и результат

  Расчет воздушной линии электропередачи, обеспечение условия прочности провода. Внешние нагрузки на провод. Понятие о критическом пролете, подвеска провода. Опоры воздушных линий электропередачи. Фермы как опоры для высоковольтных линий электропередачи.
  
  дипломная работа [481,8 K], добавлен 27.07.2010
  

• Электроэнергетические системы и сети

  Расчет электрических параметров сети: выбор числа цепей и сечения проводов ЛЭП, выполнение необходимых проверок выбранного провода, выбор количества и мощности трансформаторов. Электрический расчет режимов нагрузки, расчет годовых потерь электроэнергии.
  
  контрольная работа [301,3 K], добавлен 10.01.2010
  

• Электроснабжение сельскохозяйственного населенного пункта

  Проектирование потребительской высоковольтной линии (ВЛ) и трансформаторной подстанции (ТП), питающих поселок. Суммарные электрические нагрузки по населенному пункту. Расчет ВЛ и выбор оборудования для ТП. Расчет заземления подстанции и нулевого провода.
  
  курсовая работа [158,9 K], добавлен 01.02.2013
  

• Свойства электрического тока

  Определение плотности тока на поверхности и на оси провода. Численное значение частоты тока. Влияние обратного провода на поле в прямом проводе. Особенности распространения электромагнитной волны в проводящей среде. Плотность тока и напряженности поля.
  
  задача [46,9 K], добавлен 06.11.2011
  

• Механический расчет линии электропередачи напряжением 330В

  Расчет воздушной линии электропередачи. Определение конструктивных и физико-механических характеристик элементов ВЛ. Расчет и выбор марки опоры, ее технические характеристики. Расчёт провода, напряжений, изоляции, грозозащитного троса, стрел провесов.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 16.03.2015
  

• Контактная сеть электрифицируемого участка железной дороги переменного тока

  Определение сечения проводов контактной сети. Проверка проводов сети на нагревание и допустимой потере напряжения. Определение нагрузок действующих на провода. Подбор типовых опор и поддерживающих устройств. Требования безопасности в аварийных ситуациях.
  
  дипломная работа [2,2 M], добавлен 19.01.2015
  

Другие документы, подобные "Электрические сети и системы"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам