Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

2) низшей температуры - =12.2 даН/мм²;

3) среднегодовой температуры - =8,1 даН/мм².

В первую очередь, для расчета на механическую прочность нужно определить исходный (начальный) режим. В роли такого режима можно принять любой режим, для которого известны удельная нагрузка, температура и напряжение. Но при эксплуатации проводов и тросов напряжения в них не должны превышать соответствующих допустимых напряжений для режимов максимальной нагрузки, низшей и среднегодовой температур. Для того что бы выполнить это условие важно при расчете, в качестве исходного режима, выбрать тот, в котором напряжение может достигать допустимого.

Критические пролеты используют для определения исходного режима. Понятие “критический пролет” заключается в следующем: на напряжение в проводе или тросе оказывают влияние нагрузка и температура окружающей среды. В зависимости от длины пролета их влияние проявляется в большей или меньшей степени. При малых пролетах на напряжение в проводе значительное влияние оказывает температура, при больших пролетах – на напряжение в проводе оказывает влияние нагрузка. Критическим называется такой граничный пролет, при котором влияние температуры и нагрузки на напряжения в проводе оказывается равноопасным. [6]

Условия ограничения напряжения в проводе или тросе в трех указанных выше режимах определяют три критических пролета.

Первый критический пролет ( ) – это пролет, при котором напряжение в проводе в режиме среднегодовой температуры равно допустимому при среднегодовой температуре, а в режиме низшей температуры – допустимому напряжению при низшей температуре.

Второй критический пролет ( ) – это пролет, при котором напряжение в проводе при наибольшей нагрузке равно допустимому напряжению при наибольшей нагрузке, а в режиме низшей температуры – допустимому напряжению при низшей температуре.

Третий критический пролет ( ) – это пролет, при котором напряжение в проводе в режиме среднегодовой температуры равно допустимому при среднегодовой температуре, а в режиме наибольшей нагрузки равно допустимому напряжению при наибольшей нагрузке.

Для того что бы получить формулы для определения критических пролетов пользуются уравнением состояния провода. Для вычисления первого критического пролета нужно в правую часть уравнения подставить значения , а в левую - и выразить длину:

Для вычисления второго критического пролета в уравнение состояния провода нужно подставить значения и :

где – температура гололеда, равная минус 5⁰С.

Для вычисления третьего критического пролета в уравнение состояния провода нужно подставить и и выразить длину:

В результате получается следующее соотношение критических пролетов и расчетного пролета: , lр=382,5 > lк1=347,835.

На основании полученных соотношений определяется исходный режим. Это режим максимальной нагрузки с параметрами: σ=σ_γ.max=12,2 даН/мм², γ=γ_max=9,9·10^-3 даН/(м·мм²), t=t_гол=-5°С.

3.5 Уравнение состояния провода

Для расчета проводов ВЛ на механическую прочность надо определить напряжение при различных условиях работы. При изменении климатических условий меняются удельные нагрузки, температура провода и напряжение в его материале. Для того что бы определить напряжение в материале провода при разных погодных условиях пользуются уравнением состояния провода:

где – напряжение в материале провода, удельная нагрузка и температура в исходном режиме; – напряжение в материале провода, удельная нагрузка и температура в рассчитываемом режиме; Е, – модуль упругости и температурный коэффициент линейного удлинения материала провода; – расчетная длина пролета.

Уравнение (3,17) решаем аналитическим методом. Примером использования численного метода для решения кубического уравнения может служить метод касательных, который, является еще и итерационным. К примеру, если принять за расчетный режим, режим гололеда при отсутствии ветрового воздействия, следует задавать в качестве известного (исходного) режим низшей температуры.

Расчёт корней кубического уравнения выполним при помощи программного комплекса SMath Studio:

а) Расчетный режим - гололеда, исходный низшей температуры:

даН/(м мм²);

.

Для высшей температуры производим расчет таким же образом.

даН/(м мм²);

Расчеты напряжений в проводе для режимов высшей температуры, режима гололеда выполняются с помощью программы «SMath Studio». В результате получены следующие значения:

[σ_гол]=15,809 даН/мм²; [σ_tmax]=8,61даН/мм².

Выполняется проверка условий механической прочности:

σ_гол ≤[ σ_гол], 15,809 ≤14,1; σ_tmax ≤[ σ_tmax], 8,61 ≤14,1;

Условия не выполняются, значит механическая прочность проводов будет не достаточной для условий проектируемой линии, для выполнения условий принимаю расчетный пролет l_р=210м .

а) Расчетный режим - гололеда, исходный низшей температуры:

даН/(м мм²);

.

Таким же образом производится расчет механического напряжения в режиме высшей температуры.

даН/(м мм²);

.

Напряжений в проводе:

σ_гол ≤[ σ_гол], 11,657 <14.1; σ_tmax ≤[ σ_tmax], 7,665 <14.1;

Условия выполняются, следовательно механическая прочность проводов будет достаточной для условий проектируемой линии.

4 ИЗОЛЯТОРЫ И ЛИНЕЙНАЯ АРМАТУРА

По механической нагрузке выбирается и тип изолятора, с учетом коэффициента запаса прочности. Коэффициент запаса прочности – это отношение разрушающей электромеханической нагрузки к нормативной нагрузке на изолятор. Согласно [7], коэффициенты запаса прочности в режиме наибольшей нагрузки должны быть не менее 2,7, а в режиме среднегодовой температуры – не менее 5,0 [9, 10].

В нормальных режимах поддерживающая гирлянда изоляторов воспринимает осевую нагрузку, которая состоит из веса провода, гололеда и веса самой. Исходя из этого, расчетные условия для выбора типа изоляторов в подвесной гирлянде имеют вид:

где – нагрузка на изолятор от веса провода, покрытого гололедом; – нагрузка на изолятор от веса гирлянды; – нагрузка на изолятор от веса провода; – разрушающая электромеханическая нагрузка.

Нагрузки и можно рассчитать следующим образом:

где - длина весового пролета ; F – общее фактическое сечение провода; - удельная нагрузка от ветра и веса провода, покрытого гололедом; - удельная нагрузка от собственного веса провода.

Вес гирлянды не известен, до выбора типа изолятора, поэтому берется среднее значение известное из практики и подставляется в выражение (4.1)[6]. Усредненное значение веса, при номинальном напряжении ВЛ 220 кВ гирлянды изоляторов составляет = 80 даН.

Для изоляторов поддерживающих гирлянд рассчитаем нагрузку по формулам (4.1) и (4.2):

Выберем изолятор с такой разрушающей электромеханической нагрузкой, чтобы выполнялись условия (4.1). Согласно [9] выбираем изолятор с разрушающей электромеханической нагрузкой 120 000 даН:

Эффективная длина пути утечки – это часть длины пути утечки, которая определяет электрическую прочность изолятора в условиях высокого загрязнения и дождя.

Удельная эффективная длина пути утечки (_эф.) – это отношение эффективной длины пути утечки к наибольшему рабочему межфазному напряжению сети.

Таблица 4.1 – Технические характеристики подвесного изолятора ПС 120-Б

Перед монтажом изоляторы из закаленного стекла не требуют проверки на электрическую прочность. От аэродинамических характеристик изолирующей детали («тарелки») зависят эксплуатационные характеристики изоляторов. Если у изолятора хорошее обтекание это способствует уменьшению загрязнения и следовательно лучше происходит самоочистка ветром и дождем. Так же не происходит снижения уровня изоляции в гирлянде.

Рисунок 4.1 – Изолятор ПС120-Б

После того как выбрали тип изоляторов, определяется их количество в гирлянде. Количество изоляторов должно быть таким, чтобы обеспечить надежную работу ЛЭП в условиях тумана или моросящего дождя в сочетании с загрязнением поверхности изоляторов [7]. Количество подвесных тарельчатых изоляторов в поддерживающих гирляндах для ВЛ на опорах определяется по формуле:

Эффективная длина утечки

(4.3)

при K=1,1; λэф=3,10[10].

.

Количество изоляторов в гирлянде

Характеристики

Список файлов ВКР