Механический расчет проводов и тросов
Определение механических нагрузок на провода. Расчет уравнения состояния троса. Коэффициент надежности кабеля и нормативная ветровая нагрузка. Определение стрелы провеса троса. Расчет шаблона для расстановки опор на местности. Провод в аварийном режиме.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.10.2020 |
| Размер файла | 141,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http: //www. allbest. ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Российский государственный профессионально-педагогический университет»
Институт электроэнергетики и информатики
Кафедра автоматизированных систем электроснабжения
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Электрические сети и системы»
Екатеринбург 2013
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 А
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-330/43. Воздушная линия имеет номинальное напряжение 110 кВ, расположена в населенной местности, относящейся ко 1 району по гололеду и к 7 ветровому району, длина пролета L=170м. Основные значения температур: t + = +32C, t - = -28C , tЭ = 11C.
Для расчета из табл.1(Приложения А) данного методического пособия выбираются следующие справочные данные:
расчетное сечение провода F= 375,1мм2 (суммарное сечение алюминиевой и стальной части провода);
расчетный диаметр провода d = 25,2мм;
масса провода (без смазки) m = 1255кг/ 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 1255 10-3 = 12,30 Н/м
Единичная нормативная линейная гололедная нагрузка РНГ , Н/м, определится по формуле
РНГ = Ki KdbЭ (d + Ki Kd bЭ) g 10-3 , (2)
где Ki и Kd - коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода, принимаемые по табл.2[пр.А];
Ki = 1 (для высоты приведенного центра тяжести hпр = 15м, табл.9[пр.А])
Kd = 0,85
bЭ -нормативная толщина стенки гололеда, мм, принимается по табл.3[пр.А] ;
bЭ = 10мм (для 1 гололедного района);
d - диаметр провода, мм; d = 25,2мм;
g - ускорение свободного падения , принимаемое равным 9,8 м/с2;
- плотность льда, принимаемая 0,9 г/см3.
РНГ = 3,141 0,8510 (25,2 + 10,8510) 9,8 0,9 10-3 = 7,93 Н/м
Единичная расчетная линейная гололедная нагрузка Р2 , Н/м, определится по формуле
Р2 = РНГ nw p f d , (3)
где РНГ - 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 = 7,931 1 1 1,3 0,5 = 5,16 Н/м
Нагрузка, обусловленная весом провода и гололедом определится по формуле
Р3 = Р1 +Р2 (4)
Р3 = 12,30 + 5,16 = 17,46 Н/м
Нормативная ветровая нагрузка на провода Р'НВ, Н, без гололеда определится по формуле
Р'НВ = W Kl KW CX 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 = 1500 Па W =0,7(табл.4[пр.А])
Kl - коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, принимаемый из таблицы: Kl = 1,04
Таблица 1
|
Длина пролета , м |
50 |
100 |
150 |
250 |
|
|
Коэффициент Kl |
1,2 |
1,1 |
1,05 |
1,0 |
Промежуточное значение Kl определяется линейной интерполяцией.
KW - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, определяемый по табл. 5[пр.А] ;
для hпр = 15м и населенной местности типа В KW = 0,65;
CX - коэффициент лобового сопротивления, принимаемый
CX = 1,1- для проводов, свободных от гололеда, диаметром 20мм и более, т.к d = 25,2мм;
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 = 1500 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 hср нормативное расстояние до нижней траверсы hпр = 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 = 25,2мм
L = 170м
F0 = 25,2 170 10-3 = 4,284 м2
Р'НВ =0,7 1,025 0,65 1,11500 4,284 = 3344,86Н
Единичная нагрузка , Н/м, определится
Рнв = Р'НВ / L = 3344,86/ 170 = 19,68 Н/м
Нормативная ветровая нагрузка на провода Р'НВГ, Н, с гололедом определится по формуле
РНВГ = W Kl KW CX WГ FГ sin2 , (7)
где CX - коэффициент лобового сопротивления, принимаемый равным 1,2 ;
WГ - нормативное ветровое давление при гололеде с повторяемостью один раз в 25лет, принимается WГ = 0,25 W0 = 0,25 1500= 375 Па; выбираем 360 Па[1,c.45].
FГ - площадь продольного диаметрального сечения провода, м2 (при гололеде с учетом условной толщины стенки гололеда bу );
Площадь продольного диаметрального сечения провода Fг, м2 , определяется по формуле
Fг = ( d + 2Ki Kd bУ )L 10-3 , (8)
где d - диаметр провода, мм;
Ki и Kd - коэффициенты, учитывающие изменение толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода, определяются по табл.2 [пр.А];
bУ - условная толщина стенки гололеда , мм, принимается равной нормативной толщине bЭ по табл. 3; bЭ = bУ =10мм
L = 170 м.
Fг = ( 25,2 + 2 1 0,8510 ) 170 10-3 = 7,174 м2
Р'НВГ = 0,7 1,04 0,651,2360 7,174 = 1466,53 Н
РНВГ = Р'НВГ / L = 1466,53/ 170 = 8,63Н/м
Единичная расчетная ветровая нагрузка на провода без гололеда Р4 , Н/м, определится по формуле
Р4 = РНВ Н Р f , (9)
где РНВ - нормативная ветровая нагрузка ,Н/м, РНВ = 19,68 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 = 19,68 1,0 1,0 1,1 = 21,64Н/м
Единичная расчетная ветровая нагрузка на провода с гололедом Р5 , Н/м, определится по формуле
Р5 = РНВГ Н Р f , (10)
Р5 = 4,76 1,0 1,0 1,1 = 9,49 Н /м
где РНВГ - нормативная ветровая нагрузка по ф.(2.8),Н/м;
Единичная нагрузка, определяемая весом провода без гололеда и ветром
Р6 = Р12 + Р4 2 (11)
Р6 = 12,302 + 21,642 = 24,89 Н/м
Нагрузка, определяемая весом провода с гололедом и ветром
Р7 = Р32 + Р5 2 (12)
Р7 = 17,462 + 9,492 = 19,87Н/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 2 Удельные и единичные нагрузки на провода
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
||
|
Р, Н/м |
12,30 |
5,16 |
17,46 |
21,64 |
9,49 |
24,89 |
19,87 |
|
|
107 , Н/м3 |
0,0328 |
0,0137 |
0,0465 |
0,0577 |
0,0253 |
0,0664 |
0,0530 |
2. Расчет уравнения состояния провода
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:
Таблица 3
|
Режим |
Без ветра и гололеда |
С гололедом и ветром |
|
|
Р, Н/м |
12,30 |
19,87 |
|
|
N< ,Н/м3 |
0,033 |
0,053 |
L = 170м ; tэ = 11 С ; t_ = -28С; t+ = 35 С ; = 19,810-6 град -1 ; Е = 7,7 104 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 = 270 Н/мм2 (для АС-330/43 А/С = 7,67) Допустимые напряжения составляют:
- = 0,45 р = 0,45 * 270= 121,5 Н/мм2
7 = 0,45 р = 0,45 * 270= 121,5 Н/мм2
э = 0,3 р = 0,3 * 270= 81,0 Н/мм2
Рассчитаем критические пролеты:
l1к= 4,46 _ v Е (tэ - t_ ) - 0,325 _ 4,46 121,5 19,8 10-6 7,710 4 [11-(-28)] - 0,325 121,5/ 1 Е 0,0328 v 7,7104= 266,17м
l2к= 4,9 г v Е (tг - t_ )+ 0,119 г 4,9 121,5 v 19,810-6 7,7104 [(-5)-(-28)]+0,119 121,5 / 1 Е [(7 / 1)2 - 1,29 ] 0,0328 7,7 104 (0,053/0,0328)2 - 1,29 = 400,86м
l3к= 4,9 г v Е (tг - tЭ )+ 0,405 г 4,9 121,5 v19,8 10-6 7,7 104[(-5)-11]+0,405121,5 / 1 Е [(7 / 1)2 - 2,82] 0,0328 7,7 104 (0,053/0,0328)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/ 24 2= _ -12 L2 Е /24 _2 - Е ( t - t_ ), (15)
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/24 2- = _12 L2 Е / 24 _2 - -------------- - Е ( t+ - t_ ) (16)
В общем случае уравнение состояния можно представить в виде кубического уравнения
2( + А) = В,
где А и В - коэффициенты кубического уравнения
А = - _ + 12Е L 2 1 2Е L 2 / 24 _2+ Е ( t+ - t_ ) В
А = -121,5 + 0,03282 7,7104 1702/ 24 121,52 + 19,810-6 7,7 104 (32 - (-28)) = -23,3
В = 0,03282 7,7 104 1702 / 24 = 99683
2( + (-23,3)) = 99683
3 -23,32 - 99683 =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
F = ( p / 3 )3 + ( q / 2 )2
p = - А2/3 = - (-23,3)2 / 3 = -180,52
q = 2( А/3)3 - В = 2(-23,3/ 3)3 - 99683= -100617
F = ( p / 3 )3 + ( q / 2 )2 = (-180,52/3)3 + (-100617/2)2 = 2530723962
у = C + D = 46,51+ 1,29= 47,80
+ = у - А/3 = 47,80- ( -23,3/ 3 ) = 55,56 Н/мм2 81,0 Н/мм2 , следовательно
провод выдержит напряжение.
Аналогично определяют напряжения в других режимах, в результате
_ = 121,50 Н/мм2 ? 121,5 Н/мм2
э = 73,66 Н/мм2 ? 81,0 Н/мм2
г = 99,83 Н/мм2 ? 121,5 Н/мм2
7 = 103,82 Н/мм2 ? 121,5 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= 99,83 Н/мм2.
3. Модуль упругости материала Е = 7,7 104 Н/мм2 .
4. Температурный коэффициент линейного расширения материала провода = 19,810-6 град -1.
5. Удельная механическая нагрузка, обусловленная весом провода
1 = 0,0328 Н/м мм2.
6. Удельная механическая нагрузка, обусловленная весом гололеда
3= 0,0465 Н/м мм2.
7. Максимальная температура t+. = 32С
Напряжение в материале в режиме минимальной температуры
_ = 121,50 Н/мм2
8. Напряжение в металле в режиме гололеда
г = 99,83 Н/мм2
9. Напряжение в материале в режиме максимальной температуры
+ = 55,56 Н/мм2
10. Длина пролета L = 170 м._
Определяем критическую температуру tк
tК = tг + г (1 - 1 / 3 ) / Е (17)
tК = -5+ 121,50 (1 - 0,0328/ 0,0465) / 19,810-6 7,7104 = 14С
1. Сравниваем критическую температуру tк с максимальной температурой :
Так как tК = 14С < 32С, то наибольшая стрела провеса fнб будет при максимальных температурах.
2. Рассчитываем fнб и fнм .
fнб = f1 = 1 L 2 / 8 + = 0,0328 1702 /( 8 55,56) = 2,13 м
fнм = 1 L 2 / 8 _ = 0,0328 1702 /( 8 121,50) = 0,97 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 |
13 |
21 |
29 |
37 |
45 |
53 |
61 |
69 |
77 |
85 |
||
|
y fнб (t+ , n) |
0 |
0,05 |
0,13 |
0,25 |
0,40 |
0,60 |
0,83 |
1,10 |
1,40 |
1,75 |
2,13 |
|
|
y fнм (t_ , n) |
0 |
0,02 |
0,06 |
0,11 |
0,18 |
0,27 |
0,38 |
0,50 |
0,64 |
0,80 |
0,97 |
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 = 170м
2. Единичная нагрузка от веса провода Р1 = 12,30 Н.
3. Единичная максимальная нагрузка Р7 = 19,87 Н.
4. Наибольшая стрела провеса fнб = 2,13м.
5. Наибольшая стрела провеса fнб = 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 Рразр =70000 Н и массу изолятора mиз =3,56кг.
Определяем длину гирлянды изоляторов
г = n из = 8 146 10-3 = 1,17м
Определяем вес гирлянды
Gг = n mиз g = 8 3,56 9,8 = 279,10 Н
Определяем весовой пролет
Lвес = 1,25 L = 1,25 170= 212,5м
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.
Р1расч = К 1 (Р1 Lвес + Gг) = 5 (12,30 212,5 + 279,10) = 15262,5 Н
Р7расч = К 7 (Р7 Lвес + Gг) = 2,5(19,87 212,5 + 279,10) = 11252,71 Н
Определяем коэффициент надежности по материалу для режима с наибольшей расчетной нагрузкой, полученное значение сравниваем с нормативным М = 1,8 [ 1 ].
= Рразр / Ррасч = 70000 / 15262,5 = 4,841,8
Минимально допустимое расположение траверсы опоры определится
hТР = hГ + fнб + г = 7 + 2,13+ 1,17= 10,30 м
По [табл.7, пр. А,] выбираем унифицированную стальную опору повышенного типа с hТР =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 = 375,1 мм2 ;
- максимальная температура t = 32C ;
- напряжение + = 55,56 Н/ мм2;
- единичная нагрузка Ро =Р1 = 12,30 Н/м;
- модуль упругости Е = 7,7 104 Н/мм2;
- длина пролета L = 170м;
- длина гирлянды изоляторов г =1,17м;
- вес гирлянды Gг = 279,10 Н.
1. Определяем тяжение провода в исходном режиме То, Н
То = + F = 55,56 375,1 = 20841 Н
2. Для определения тяжения провода в аварийном режиме составим два уравнения
l = (Т0 - Т)L р02 / Е + L3/ F 24 ---------- ( 1/ Т2 -- 1/ Т02), (19)
l = - (20841 - Т)170 / 7,7 104 +12,302 1703/ 375,1 24 ( 1/ Т2 -- 1/ 208412)
i = г / 1 + (Р0 L + Gг )2 / 4Т2 (20)
i =1,17 / 1 + (12,30 170 + 279,10 )2 / 4Т2
3. Результаты расчетов сводим в таблицу
Таблица 3
|
Т,Н |
20841 |
18241 |
15641 |
13041 |
10441 |
7841 |
5291 |
2691 |
|
|
l,м |
0,000 |
0,037 |
0,086 |
0,157 |
0,274 |
0,509 |
1,126 |
4,312 |
|
|
i ,м |
1,166 |
1,166 |
1,165 |
1,163 |
1,161 |
1,155 |
1,140 |
1,069 |
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 ? 1,13 м и Т= 5291 Н
5. Определяем новую длину пролета
L' = L - l = 170 - 1,13= 168,87 м
6.Стрела провеса провода в аварийном режиме определится
fав = P( L' )2 / 8 Т (21)
fав = P( L' )2 / 8 Т = 12,30(168,87)2 / 8 -13325 = 8,3 м
В нормальном режиме стрела провеса провода имела значение f =2,13 м
7. Определяем габарит линии в аварийном режиме
hг = h - г - f ав h норм
hг = h - г - f ав = 19 - 1,17- 8,3= 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
Y = 1 х2/ 2 + , (22)
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.
+ = 55,56 Н/ мм2
1 = 0,0328 Н/м мм2
Расчеты по формуле сводим в таблицу 4
Таблица 4
|
x,м |
17 |
34 |
51 |
68 |
85 |
|
|
y,м |
0,09 |
0,34 |
0,77 |
1,36 |
2,13 |
По данным таблицы 3 строим кривые шаблона (рис. 3), учитывая смещение:
hг = hтр - г - fнб = 19 - 1,17- 2,13= 15,7 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 (-85;85), следовательно, длина пролета 170 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 А
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 hпр , м, для габаритного пролета определится где hср - 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.
hпр = hср - 2/3f ,
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 |
|
IIIIIIIVVVIVIIОсобые |
10152025303540Выше 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 |
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. Промежуточное значение W определяется линейной интерполяцией
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 площадей 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 нетермообработанного алюминиевого сплава |
6,3 |
23,0 |
208 |
|
|
Из термообработанного алюминиевого сплава |
6,3 |
23,0 |
285 |
|
|
Из термообработанного 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 наибольшей нагрузке и низшей температуре t_ |
при среднегодовой температуре t сг |
при наибольшей нагрузке и низшей температуре t _ |
при среднегодовой температуре 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 |
|
|
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 |
8,0 |
16,0 |
23,0 |
- |
|
|
4. Допускаемое уменьшение расстояний, указанных в п.3, при обрыве провода в соседнем пролете |
4,5 |
4,5 |
5,0 |
5,5 |
6,0 |
6,5 |
- |
- |
Примечание. Для ВЛ сверхвысоких напряжений, кроме того, должны выполнятся ограничения напряженности электрического поля по экологическим условиям.
Таблица13 Базисные показатели стоимости ВЛ(в ценах 2000г)
|
Напряжение ВЛ, кВ |
Базисные показатели стоимости одноцепной ВЛ переменного тока тыс. руб./км |
Базисные показатели стоимости двухцепной ВЛ переменного тока тыс. руб./км |
|
|
6-10 |
700 |
950 |
|
|
35 |
870 |
1400 |
|
|
110 |
1100 |
1600 |
|
|
220 |
1590 |
2800 |
|
|
330 |
2450 |
3660 |
провод надежность ветровой провес
Таблица 14 Показатели стоимости ячейки (авто) трансформаторного оборудования, в ценах 2000 г.
|
Напряжение, кВ |
Мощность, МВА |
Стоимость ячейки трансформатора |
|
|
35 |
10 |
3900 |
|
|
16 |
4700 |
||
|
25 |
6700 |
||
|
110 |
25 |
7030 |
|
|
40 |
9900 |
||
|
63 |
14200 |
||
|
80 |
16970 |
||
|
220 |
40 |
11200 |
|
|
63 |
16300 |
||
|
80 |
19020 |
||
|
125 |
25970 |
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проектирование воздушных линий электропередачи, его основные этапы. Особенности выбора промежуточных опор и линейной арматуры. Механический расчет проводов, и грозозащитного троса и монтажных стрел провеса. Специфика расстановки опор по профилю трассы.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 12.12.2009Определение 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 20.06.2022Выбор 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 07.08.2013Исследование 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 11.11.2014Расчет 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 27.05.2014Конструкции 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 24.12.2014Физико-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 23.12.2011Определение 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 01.07.2015Расчет 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 16.03.2015Элементы воздушных линий электропередач, их расчет на механическую прочность. Физико-механические характеристики провода и троса. Расчет удельных нагрузок и аварийного режима. Выбор изоляторов и линейной арматуры. Расстановка опор по профилю трассы.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.01.2013Выбор 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 07.08.2013Систематический расчет проводов воздушной линии электропередачи, грозозащитного троса. Построение максимального шаблона, расстановка опор по профилю трассы. Расчет фундамента для металлической опоры. Техника безопасности при раскатке, соединении проводов.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 13.06.2014Схема 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 13.06.2014Выбор типа и мощности силовых трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания и термической стойкости, сечений проводов по экономической плотности тока, релейной защиты, заземляющих устройств. Выбор опор и изоляторов. Ремонт молниезащитного троса.
дипломная работа [495,3 K], добавлен 20.09.2016Определение 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 08.03.2015Проект 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 08.06.2017Проектирование воздушной линии 220 кВ, обеспечивающей покрытие возрастающей нагрузки на севере Томской области, а также увеличивающая надежность и экономичность сети. Критические пролеты и их использование в расчете проводов. Расчет грозозащитного троса.
курсовая работа [150,0 K], добавлен 02.05.2012Расчет сечения провода по экономической плотности тока. Механический расчет проводов и тросов воздушных линий электропередачи. Выбор подвесных изоляторов. Проверка линии электропередачи на соответствие требованиям правил устройства электроустановок.
курсовая работа [875,3 K], добавлен 16.09.2017Определение 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 19.01.2015Определение расчетных нагрузок и выбор мощности трансформаторов трансформаторного пункта. Выбор конфигурации и проводов сети. Определение возможности обеспечения уровня напряжения на шинах понизительной районной подстанции. Выбор сечения проводов линии.
курсовая работа [264,2 K], добавлен 07.08.2013
