Энергетический факультет
Скачать 0.84 Mb.
|
М    ИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра “Электрические системы” Допущен к защите Заведующий кафедрой ______________ “____” июня 20 г. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКАДИПЛОМНОГО ПРОЕКТАМЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НАПРЯЖЕНИЕМ 110 кВ С УВЕЛИЧЕННЫМ СЕЧЕНИЕМ ПРОВОДА НА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОПОРАХ Специальность Т– “Электроэнергетика” Специализация Т.– “Монтаж и эксплуатация электрических сетей” Студент-дипломник группы ____________ номер подпись, дата Руководитель ____________ подпись, дата Консультанты: по разделу “Охрана труда” ____________ подпись, дата по разделу “Экономика” ____________ подпись, дата Ответственный за нормоконтроль ____________ подпись, дата Объем проекта: пояснительная записка 66 страниц; графическая часть 8 листов; магнитные (цифровые носители) --- единиц. Минск 20 РЕФЕРАТ Дипломный проект: 66 с., 5 рис., 18 табл., 14 источников. ЛИНИЯ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ, МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ, РАСЧЕТ ОПОР, СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ Объектом разработки является воздушная линия электропередач с увеличенным сечением провода. Цель проекта расчет механической прочности металлических опор. Элементами практической значимости полученных результатов является использование больших сечений проводов для ВЛ 110 кВ. Область возможного практического применения при проектировании воздушных линии электропередач. Студент – дипломник подтверждает, что приведенный в дипломном проекте расчетно-аналитический материал объективно отражает состояние разрабатываемого объекта, все заимствованные из литературных и других источников теоретические и методологические положения и концепции сопровождаются ссылками на их авторов. ANNOTATION The diploma project includes calculations for air metal power transmission tower with 110 kV voltage. Cross-sections and wire placement on the tower were chosen as well as the method of wire and cables anchoring to the tower. Mechanical loads on the wire and cables were defined, insulation and armature were chosen, critical spans were defined, vibration protection of wire and cables were made. The mechanical strength of the tower was figured as well as loads exposing the tower, cross-section of the tower parts were chosen, basement was chosen and figured. Economical indexes were calculated. Protection of labor and safety engineering issues were studied. Ведомость объема дипломного проекта
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ Воздушные линии электропередачи служат для передачи и распределения электроэнергии по проводам, расположенным на открытом воздухе и закрепляемым при помощи линейной арматуры и изоляторов на опорах, а в отдельных случаях на кронштейнах или стойках инженерных сооружений (мостов, зданий, электростанций и т.д.). Надежность электроснабжения потребителей зависит от технического состояния линий электропередачи, которые помимо собственных механических нагрузок (тяжение проводов и тросов, собственный вес), подвергаются воздействию окружающей среды (гололед, ветер и т.п.). Поэтому, важным этапом в проектировании воздушной линии, является механический расчет конструктивной части линии. Проектируемая конструкция должна обеспечивать необходимую механическую прочность при заданных климатических условиях работы линии. При проектировании воздушной линии производится расчет и выбор составных частей и деталей линии электропередачи в требуемых условиях работы. Цель дипломного проекта состоит в механическом расчете линии электропередачи напряжением 110 кВ с увеличенным сечением провода на металлических опорах. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - выбрать схему расположения проводов на опоре, выбрать тип опор и расчетные пролёты линии, выбрать линейную изоляцию и арматуру, выполнить систематический расчет проводов, построить монтажные кривые, определить вертикальные и горизонтальные нагрузки на металлические опоры, выбрать сечения уголков опор, выбрать и расчитать фундамент, определить технико-экономические показатели. Более подробно указанные вопросы рассмотрены в пояснительной записке. 1 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ПРИ ВЫБОРЕ СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Выбор сечения проводов проектируемой сети производится с учетом следующих факторов: - экономические соображения; - по допустимому току связанному с нагревом проводов; - по допустимым отклонениям или допустимым потерям напряжения; - по условию коронирования проводов; - по механической прочности; - по термической стойкости. Сечения проводов электрической сети должны быть выбраны таким образом, чтобы они соответствовали оптимальному соотношению между капитальными затратами на сооружение линий сети, увеличивающимися при повышении сечения провода, и расходами, связанными с потерями энергии, уменьшающимися при увеличении сечений проводов. Определение этого оптимального соотношения является сложной задачей. Сводящейся к нахождению сечения провода, соответствующего наименьшим приведенным затратам. Однако применяют упрощенное решение этой задачи, подсчитывая сечение проводов по экономической плотности. Для электрических сетей и линий электропередачи напряжением до 220 кВ включительно сечения проводов должны выбираться по экономической плотности тока. Но так как этот метод обладает рядом недостатков, то пользуются методом экономических интервалов мощности. Экономические интервалы мощности для выбора сечения провода определяются следующим образом. Для различных стандартных сечений проводов строятся зависимости расчетной стоимости передачи электроэнергии от передаваемой по линии мощности. Сечения проводов для ЛЭП напряжением 330кВ и выше определяются на основе технико - экономических расчетов, которые заключаются в сопоставлении приведенных затрат для линий, выполненных проводами разных сечений. Выбранное по технико - экономическим показателям сечение провода должно быть проверено на допустимость работы в послеаварийных условиях. В послеаварийных режимах по проводам может проходить ток, превышающий ток нормальной нагрузки. В таких случаях выбранные сечения проводов должны удовлетворять условиям предельно допустимого нагрева при протекании токов послеаварийного режима. При выборе сечения провода следует учитывать условия механической прочности. Выбранное по перечисленным выше условиям сечение провода должно быть еще проверено по условиям образования короны. При технико - экономическом выборе варианта сети надо оценить возможность образования короны путем определения критического напряжения. Если критическое напряжение получается меньше рабочего, то следует для повышения критического напряжения взять большее сечение провода. 2 ФОРМИРОВАНИЕ ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ВЛ: ВЫБОР СЕЧЕНИЙ И СХЕМЫ РАЗМЕЩЕНИЯ ПРОВОДОВ НА ОПОРЕ, ВЫБОР ГРОЗОЗАЩИТНОГО ТРОСА, ВЫБОР СПОСОБА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПРОВОДОВ И ТРОСА При проектировании следует применять унифицированные опоры. На основе унификации для каждой опоры установлены области применения: напряжение линии, число цепей, район гололедности, максимальный напор ветра, диапазоны марок проводов (АС 300/39, АС 400/51, АС 500/64). По этим сведениям для исследования выбираем следующие типы опор [1]: - П 110-1+4 с весовым пролетом м; - ПС 220-3 с весовым пролетом м. На данном типе опор провода располагаются в углах неравностороннего треугольника. Трос выбираем исходя из заданного номинального напряжения по [2] марки. При выборе опор решается также вопрос о способах подвески проводов и тросов. В нашем случае провод подвешивается с помощью глухих зажимов. Подвеску тросов осуществляют: на промежуточных опорах – только в глухих поддерживающих зажимах, на анкерных – с помощью натяжных. Чертежи выбранных опор представлены на листе 1 графической части дипломного проекта. 3 МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОВОДОВ И ТРОСОВ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ МЕХАНИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ПРОВОДА И ТРОС; ВЫБОР ЛИНЕЙНОЙ ИЗОЛЯЦИИ И АРМАТУРЫ; ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКИХ ПРОЛЕТОВ; СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРОВОДОВ; РАСЧЕТ ГАБАРИТНОГО ПРОЛЕТА; ПОСТРОЕНИЕ МОНТАЖНЫХ КРИВЫХ; ЗАЩИТА ПРОВОДОВ И ТРОСОВ ОТ ВИБРАЦИИ Удельные нагрузки, γi даН/м∙мм2, на провода и тросы учитывают механические силы от веса проводов и гололедных нагрузок, а также давления ветра на провода без гололеда или с гололедом. Удельные нагрузки относятся к единице длины и единице поперечного сечения провода или троса применяются при всех расчетах конструктивной части ВЛ в качестве исходных величин. Удельные нагрузки определяются исходя из условия, что нагрузка по длине провода в пролете распределяется равномерно и порывы ветра отсутствуют [2]. По заданию необходимо произвести механический расчет проводов марок АС 300/39, АС 400/51, АС 500/64. Характеристики проводов [3] приведены в таблице 3.1. Таблица 3.1 – Характеристики проводов
Удельные механические нагрузки определяем по [3] на примере провода АС 300/39.
(3.1) где G0 - погонная масса провода, кг/м; S - площадь поперечного сечении провода, мм3. 2. Нагрузка от веса гололеда. определяется исходя из условия, что гололёдные отложения имеют цилиндрическую форму с плотностью 0,9 г/см³: (3.2) где с - толщина стенки гололеда, мм. Для ВЛ 110 кВ по [3] принимаем нормативную толщину стенки гололеда с повторяемостью 1 раз в 10 лет для района по гололеду; d - внешний диаметр провода, мм. 3. Нагрузка от веса провода, покрытого гололедом. (3.3)
(3.4) где q - максимальный нормативный скоростной напор ветра, кгс/м . Для ВЛ 110 кВ и ветрового района II с повторяемостью раз в 10 лет, по [3]; α - коэффициент, учитывающий неравномерность давления ветра по пролету. [3]; Сх - коэффициент лобового сопротивления. Для проводов диаметром 20 мм и более, свободных от гололеда -; для проводов диаметром менее 20 мм, свободных от гололеда, и для всех проводов, покрытых гололедом - [3]. 5. Нагрузка от давления ветра на провод, покрытый гололедом, скоростной напор 0,25q. (3.5) 6. Нагрузка от веса провода и давления ветра на провод, свободный от гололеда. (3.6) 7. Нагрузка от веса провода, покрытого гололедом, скоростной напор 0,25q. (3.7) 8. Для грозового режима: - горизонтальная нагрузка от давления ветра на провод при отсутствии гололеда: (3.8) где vгр – скорость ветра в грозовом режиме, м/с.. - результирующая механическая нагрузка от собственного веса провода и действия ветра на провод, не покрытый гололедом: (3.9) Аналогично находятся удельные механические нагрузки для проводов марок АС 400/51, АС 500/64 и троса. В качестве грозозащитного троса на BJI 110 кВ применяется трос марки. Его характеристики по [2] приведены в таблице 3.2. Таблица 3.2 – Характеристика грозозащитного троса
Результаты расчетов удельных механических нагрузок на провода и трос сведены в таблицу 3.3. Таблица 3.3 – Результаты расчета удельных механических нагрузок
Изоляция воздушных линий выбирается с учетом воздействия рабочего напряжения, коммутационных и грозовых перенапряжений. Тип и число изоляторов определяется их изоляционными свойствами. На ВЛ 110 кВ должны применяться только подвесные изоляторы. В натяжных гирляндах следует увеличивать количество изоляторов на один. На переходных опорах высотой более 40 м количество подвесных изоляторов в гирлянде увеличивается по сравнению с принятым на остальных опорах этой ВЛ на один на каждые 10 м высоты опоры сверх 40 м. На ВЛ используется разнообразная линейная арматура. Выбор арматуры производится по назначению и номинальному напряжению ВЛ,в зависимости от марок проводов и числа проводов в фазе,от марок грозозащитных тросов и т. д. Расчет линейной арматуры производится по воздействующим на них силам, определенным на основе нормативных механических нагрузок (скоростной напор ветра и гололед), и статическим схемам распределения нагрузок, по разрушающим нагрузкам арматуры и изоляторов, по коэффициентам запаса прочности раза в нормальных и в аварийных режимах ВЛ [4]. Для данной линии предварительно принимаем изолятор ПС. Количество изоляторов в гирлянде определяем по формуле [5]: (3.10) где - удельная длина утечки, приходящаяся на 1 кВ напряжения, мм. Для степени загрязнения — сельскохозяйственные районы с применением химических удобрений, а также населенная местность вне защитного интервала - удельная длина пути утечки равна кВ; - рабочее напряжение, равное 1,1Uном, кВ. Согласно условиям дипломного проекта Uном = 110 кВ; - длина пути утечки выбранного изолятора, мм. Для выбранного изолятора она составляет мм. Нагрузка на изоляторы и линейную арматуру определяется по формулам: - провод не покрыт гололедом: (3.11) - провод покрыт гололедом: (3.12) где - весовой пролет линии, м. Для опоры П110-3+4 равный м; - количество проводов в фазе, шт. Для линии 110 кВ - провод; - вес одного изолятора, кг. Для изолятора ПС - кг; - коэффициенты запаса прочности изоляторов. Произведем расчет нагрузки на изоляторы и линейную арматуру для провода АС 300/39 с lвес = м. Выбор линейной арматуры необходимо вести по большей из нагрузок. В качестве наибольшей из нагрузки принимаем P=P1 кг. По [2] выбираем: серьга, ушко, узел крепления поддерживающих гирлянд, зажим поддерживающий, гаситель вибрации. Для проводов АС 400/51, АС 500/64 и lвес = метров расчет выполняется аналогично и данные расчетов сведены в таблицу 3.4. Таблица 3.4 – Расчет нагрузки на арматуру и ее выбор
Чертежи линейной арматуры и изоляции представлены на листе 1 графической части. Для каждой марки провода существует предел прочности. Если нагрузка на провод превышает этот предел, то происходит нарушение механических свойств провода. В проводах воздушных линий должен быть определен запас механической прочности. При выборе запаса прочности проводов и тросов считаются с возможными погрешностями при выборе исходных данных (температуры и нагрузок) и другими допущениями. Поэтому запас прочности приходится принимать значительный. Действующие Правила устройства электроустановок [4] задают запас прочности в виде допускаемых напряжений в проводах в процентах от предела прочности провода для следующих условий: - наибольшей внешней нагрузки; - минимальной температуры при отсутствии внешних нагрузок; - среднегодовой температуры при отсутствии внешних нагрузок. При механическом расчете проводов в качестве исходного можно принимать любое состояние, характеризующееся любой нагрузкой и температурой. При изменении нагрузки и температуры их влияние для заданных исходных климатических условий будет проявляться в большей или меньшей степени в зависимости от длины пролета. При малых пролетах на напряжение в проводе большое влияние оказывает температура, а при больших пролетах - нагрузка. Граничный пролет, при котором влияние температуры и нагрузки на напряжение в проводе оказывается равновесным, называется критическим пролетом. При ограничении напряжения в проводе по трем режимам в общем случае существует три критических пролета [3]. Первый критический пролет () – это пролет такой длины, при котором напряжение в проводе в режиме среднегодовой температуры равно допустимому при среднегодовой температуре σэ, а в режиме минимальной температуры равно допустимому напряжению при минимальной температуре σ_. Второй критический пролет () - это пролет такой длины, при котором напряжение в проводе при наибольшей нагрузке равно допустимому напряжению при наибольшей нагрузке σг, а в режиме минимальной температуры равно допустимому напряжению при минимальной температуре σ_. Третий критический пролет () - это пролет, при котором напряжение при среднегодовой температуре достигает допустимого при среднегодовой температуре σэ, а в режиме максимальной нагрузке равно допустимому при максимальной нагрузке σг. По [5] критические пролеты определяются следующим образом: (3.13) (3.14) (3.15) где - температурный коэффициент линейного удлинения, град-1. - величина, обратная модулю упругости, мм2/даН. - соответственно напряжения в проводе при среднегодовой температуре, наиболее низкой температуре и при наибольшей нагрузке (гололед).; - соответственно температура в режиме среднегодовой температуры (tэ = +6° С - согласно заданию на дипломное проектирование), наименьшей температуры (t_ = -35° С - по заданию на дипломное проектирование) и максимальной нагрузке (tг = -5° С - при гололеде по [6]), °С; - удельная нагрузка в режиме максимальной нагрузки, даН/м∙мм3. В данном случае. Произведем расчет для провода АС 300/39. Для проводов АС 400/51, АС 500/64 расчет проводится аналогично и полученные данные сводятся в таблицу 3.5. Таблица 3.5 – Расчет критических пролетов проводов
По результатам расчетов критических пролетов и на основании [6] произведем выбор расчетных критических пролетов. Т.к. для всех расчетных сечений проводов соотношение критических пролетов l1k Цель систематического расчета заключается в построении зависимостей изменения напряжения в проводе от длины пролета и стрелы провеса от длины пролета. Эти зависимости находят для сочетаний климатических условий представленных в таблице 3.6, [5]. Таблица 3.6 – Сочетания климатических условий для систематического расчета проводов
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Факультет русской филологии и журналистики. Факультет истории и юриспруденции. Факультет татарской и сопоставительной филологии.... |  | Исследовательская работа «Психологический портрет собственной личности» Наименование тем для самостоятельной работы по предмету «Психология и педагогика». Лечебный факультет, педиатрический факультет,... |
| Фгбоу впо «удмуртский государственный университет» физико-энергетический... Изучение основ теории методов, апаратурного оформления, примеров практического использования, областей применения, достоинств, ограничений... | | Организация ученического самоуправления Факультетское образование: филологический факультет с изучением 2-х иностранных языков, физико-математический факультет с элементами... |
| Фгбоу впо «удмуртский государственный университет» физико-энергетический... Научиться оценить влияние различных дефектов структуры на качественные характеристики кристаллов, используемых в различных областях... | | Рабочая программа предназначена для специальности среднего профессионального... Л. А. Ефимова- преподаватель общепрофессиональных дисциплин и пм огбоу спо «Иркутский энергетический колледж» |
| Отчёт о результатах самообследования Положением о проведении самообследования в согбоу спо «Десногорский энергетический колледж» проведена процедура самообследования... | | Программа предназначена для специальностей спо технического профиля... Беспалова Г. А.– преподаватель математических дисциплин огбоу спо «Иркутский энергетический колледж» |
| План обсужден и одобрен утверждаю педсоветом Директор гбоу спо «гэт»... Комплексный план учебно воспитательной работы гбоу спо «Гусиноозерский энергетический техникум» | | Биография факультета журналистики 2006 год С 1 октября в Южно-Уральском государственном университете путём реорганизации социально-гуманитарного факультета появились: факультет... |
| Московский энергетический институт (технический университет) | | Московский энергетический институт (технический университет) |
| Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический университет) | | Высшая Школа Экономики Факультет социологии Московская Высшая Школа... Широкие возможности выбора курсов по областям: экономическая социология, методика социологических исследований, общая социология... |
| Вопросы к экзамену по фармакологии (педиатрический факультет) Вопросы... Занятие Сердечные гликозиды. Негликозидные кардиотонические средства. Противоаритмические средства | | Московский энергетический институт (технический университет) Профиль(и) подготовки: «Энергообеспечение предприятий», «Энергетика теплотехнологии» |
