Итоговая ВКР (1229964), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Приоритетным является определение расчетных условий на основании соответствующих региональных карт климатического районирования, выполненных специализированной организацией.[1] Климатические условия - ветровое давление, толщина стенки гололеда, температура воздуха, степень агрессивного воздействия окружающей среды, интенсивность грозовой деятельности, пляска проводов и тросов, вибрация должны быть учтены при расчете ВЛ.
В соответствии со схем0й присоединения ВЛ к энергосистеме на участке ВЛ ПС Комсомольская – ПС Селихино принимается провод марки АС-400/93.
Соотношение сечения алюминиевой части провода к сечению стального сердечника с0ставляет 4,35
Рисунок 2.1 Схема проводов
Марка выбранного провода имеют повышенною механическую прочность что позволяет обеспечить надежность и устойчивость работы ВЛ без ограничения плавки гололеда.
На ВЛ 220 кВ Комсомольск-Селихино марки подвешиваемых проводов определились с учетом количества монтируемых цепей, марки, напряжение ЛЭП, номенклатуры изготавливаемых опор, условий прохождения трассы и климатических условий, районов по гололеду, районов по ветру [2].
В качестве анкерно-угловых опор приняты одноцепные унифицированные решетчатые опоры У220-1 [2].
Рисунок 2.2 – У220-1 металлическая анкерно-угловая
одноцепная опора для ВЛ 220 кВ.
В качестве промежуточных опор, включая поймы рек, приняты унифицированные решетчатые опоры ПС 220-5 [2].
Рисунок 2.3 – Промежуточная стальная
опора ПС220-5 одноцепная
Таблица 2.1 – Технические характеристики опор [4]
Тип и условное обозначе ние | Марка провода | Район по гололеду | Расчетные пролеты, м | Масса, кг | |||
габаритного | весового | ветрового | без цинка | с цинком | |||
ПC220-5 | АС-400/93 | III | 284 | 450 | 300 | 4700 | 4880 |
У220-1 | АС-400/93 | III | - | - | - | 8615 | 8945 |
3. РАСЧЕТ ПРОВОДОВ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ
На проектируемой ВЛ принят провод марки АС-400/93 согласно [4]. Физико-механические характеристики провода приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Характеристики провода марки АС-400/93
Сечение, мм2 | алюминиевой части | 406 | |
стальной части | 93,2 | ||
суммарное | 499,2 | ||
Диаметр провода, мм | 29,1 | ||
Количество и диаметр проволок, шт×мм | алюминиевых | 30·4,15 | |
стальных | 19·2,5 | ||
Количество повивов, шт | алюминиевой части | 2 | |
стальной части | 2 | ||
Вес провода, даН/км | 1851 | ||
Модуль упругости, даН/мм2 | 4,35 | ||
Температурный коэффициент линейного удлинения, град-1 | 18,3 | ||
Предел прочности, даН/мм2 | 33 | ||
Удельная нагрузка от собственного веса, даН/м | 3,71 | ||
Допустимое напряжение, даН/мм2 | при среднегодовой температуре | 10,2 | |
при низшей температуре | 15,3 | ||
при наибольшей нагрузке | 15,3 |
Между двумя соседними опорами значение расчетного расстояния используется при механическом расчете тросов и проводов, так называемый расчетный пролет. Длина расчетного пролета определяется выражением:
| (3.1) |
где - коэффициент, показатель которого определятся в соответствии с местностью, для которой проектируется участок ВЛ:
для населенной местности,
- для ненаселенной;
- длина габаритного пролета, м. [5]
По формуле (3.1) определим длину расчетного пролета:
lр=0,9·284=255,6 м.
3.1 Расчет гололедных и ветровых нагрузок
Необходимо учитывать в естественных условиях для надежной работы ВЛ, отложения гололедно-изморозевые, скорость ветра и температуры воздуха района, где проходит трасса ВЛ. На элементы ВЛ, для определения нагрузок, согласно [6], принимаются климатические условия наиболее неблагоприятных сочетаний, наблюдаемых не реже одного раза в 25 лет для линий напряжением 6-330 кВ [6].
По длине пролета меняется расстояние от проводов до земли. Поэтому в расчетах применяется понятие высоты приведенного центра тяжести проводов – . Величина
, м, определяется по формуле:
| (3.2) |
где – средняя высота подвеса проводов на опоре, м; fдоп – допустимая стрела провеса провода, м.
Значение , м, для проводов определяется по формуле:
| (3.3) |
где - расстояние до i-й траверсы опоры от земли, м;
m – количество проводов на опоре, количество проводов на опорах может быть различным. На одноцепных опорах ВЛ напряжением выше 1000 В подвешивают одну цепь (три фазных провода), на двухцепных опорах—две параллельно идущие цепи (шесть проводов);
- длина гирлянды изоляторов, м. Для гирлянд изоляторов для ВЛ 220 кВ предварительные расчеты длины принимаем 2,4 м. [6]
Допустимая стрела провеса провода, м, определяется по формуле:
| (3.4) |
где h2 – расстояние от земли до нижней траверсы, м; |
Зависящими от типа опоры важнейшими характеристиками ВЛ, являются понятия габаритного пролета и габарита. Габаритом Г называется, допустимое ПУЭ, наименьшее расстояние по вертикали между низшей точкой провисания провода до поверхности земли или пересекаемых инженерных сооружений, либо воды.
Г – габаритный размер, Г=6 м [6].
Таблица 3.2 – Характеристики местности
Характер местности | Расстояние от провода до земли (габарит), м, при номинальном напряжении ВЛ | |||
110 кВ | 220 кВ | 330 кВ | 500 кВ | |
Ненаселенная | 6 | 6 | 7 | 7,5 |
Населенная | 7 | 7 | 8 | 8 |
Труднодоступная | 5 | 5 | 6 | 6,5 |
Произведем расчет по формулам (3.2) – (3.4).
Cредняя высота подвеса проводов на опоре:
Допустимая стрела провеса провода:
Высота приведенного центра тяжести проводов:
Оцениваются давление максимальное ветровое после определения расположения высоты приведенного центра тяжести троса и провода
(3.5)
где W0 - нормативное давление ветровое, принимаемое согласно ПУЭ, Па; где – коэффициент поправочный, который равен 0,65 для данного типа местности при
[7].
Максимальное ветровое давление, Па,
Следовательно, максимальное значение скоростного напора ветра для 3-го района при повторяемости 1 раз в 25 лет равно 423 Па или 42,3 даН/м2.
На тросах и проводах ВЛ происходят гололедно-изморозевые отложения при температуре воздуха около -5°С и скорости ветра 5... 10 м/с. Приводится к форме полная масса гололедно-изморосевых отложений полого цилиндра льда с толщиной стенки, равной b.
Рисунок 3.1. Гололед на проводах идеализированное представление
При повторяемости 1 раз в 25 лет по толщине стенки гололеда территория страны делится на 8 районов:
I район b=10 мм;
II район b=15 мм;
III район b=20 мм;
IV район b=25 мм;
V район b=30 мм;
VI район b=35 мм;
VII район b=40 мм;
особый b>45 мм.
Карты районирования страны приводятся в [Правила устройства электроустановок: 7-е изд.-СПб.: ДЕАН, 2004].
Оказывает влияние на работе ВЛ температура окружающей среды путем прямого влияния на провисания тросов и проводов и степень натяжения . При расчетах на механическую прочность тросов и проводов принимаются во внимание следующие температуры [7]:
1) высшая температура – , при которой провод может иметь максимальное удлинение и, следовательно, максимальную стрелу провеса;
2) низшая температура – , при которой провод имеет наименьшую длину, а температурные напряжения могут достигать наибольших значений;
3) среднегодовая температура , при которой провод работает наиболее длительное время;
4) температура гололеда – , при наибольшей скорости ветра и при гололеде, как правило, эта температура принимается равной минус 50С;