Расчет механической части ЛЭП. ВЛ 220 Расчет механической части воздушных линий электропередачи. При проектировании основной электрической сети энергосистем рекомендуется

• Название: При проектировании основной электрической сети энергосистем рекомендуется
• Анкор: Расчет механической части ЛЭП
• Дата: 23.08.2022
• Размер: 0.79 Mb.
• Имя файла: ВЛ 220 Расчет механической части воздушных линий электропередачи.rtf
• Тип: Документы; #651597
• страница: 4 из 4

. (1.38)
где γ - удельная нагрузка провода, соответствующая режиму наибольшей стрелы провеса (режимы температуры или гололеда при отсутствии ветра);

σ - напряжение провода в режиме наибольшей стрелы провеса, находится для приведенного пролета данного анкерного участка;

длина первого (большого) эквивалентного пролета.

При подвеске проводов на опорах пролета пересечения на одинаковой высоте , и, следовательно, в формулу (1.38) вместо следует подставлять длину пролета пересечения l.

Если один пролет пересекается с несколькими инженерными сооружениями, то проверка габаритов должна производиться каждого из них.

При выбранной высоте опор проектируемой линии расстояние до пересекаемых сооружений могут оказаться меньше допустимых. В этом случае должны быть разработаны соответствующие мероприятия. Прежде всего следует попытаться увеличить габариты путем перемещения опоры проектируемой линии ближе к месту пересечения и за счет этого уменьшить стрелу провеса над инженерным сооружением. В ряде случаев допускается переустройство пересекаемых линий электропередачи и линий связи путем понижения их опор или перекладки в подземные кабели. Может оказаться целесообразным применение повышенных опор на проектируемой линии в месте пересечения.
.11 Расчет монтажных стрел провеса
Поскольку монтаж провода может выполняться в широком диапазоне температур окружающего воздуха, важно правильно выбрать соответствующие стрелы провеса в реальных условиях.

Расчет монтажных стрел провеса выполняют в следующем порядке:

1) определяют приведенные пролеты lпр для всех анкерных участков;

2) устанавливают соотношение между пролетами приведенным и критическим, по которому принимают один из трех исходных режимов, ограничивающих допустимые напряжения провода;

) находят напряжение провода для данного приведенного пролета анкерного участка при различных температурах, используя уравнение состояния провода (1.17). Для этого в правую часть уравнения подставляют параметры принятого режима, ограничивающего допустимое напряжение провода, а в левую - удельную нагрузку от собственного веса провода (так как монтаж проводов ведется при отсутствии гололеда и сильного ветра). Значения температур задаются от +30 до -30°C через каждые 10°C;

) намечают пролеты, для которых надо рассчитать монтажные стрелы провеса;

5) определяют для каждого из них стрелы провеса . Здесь l - длина пролета; σпр - напряжение провода в приведенном пролете, полученное из уравнения состояния провода в приведенном пролете;

) определяют тяжение провода

Результаты расчетов сводят в монтажные таблицы, по которым строят монтажные кривые и (рисунок 1.10). Зависимость получают линейно. Поэтому при расчете монтажных кривых достаточно вычислить стрелы провеса для двух температур и по ним построить зависимость для всего диапазона температур.
.12 Алгоритм расчета механической части воздушных линий электропередачи
Расчет ведется по методу допустимых напряжений.
.12.1 Определение удельных нагрузок

. Удельная нагрузка от собственного веса провода, Н/(м·мм2)

Где М - расчетный вес провода, кг/км;

Fпр - площадь поперечного сечения провода, мм2;

-3 - для получения единичной нагрузки от собственного веса в килограммах на один метр следует разделить на 1000 вес, указанный в стандарте.

. Удельная нагрузка от массы гололедных отложений, Н/( м·мм2):

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

Fпр - площадь поперечного сечения провода, мм2;

с - толщина стенки гололеда,

d - диаметр провода.

. Суммарная вертикальная удельная нагрузка от собственной массы провода и массы гололеда, Н/( м·мм2):

. Удельная горизонтальная нагрузка от давления ветра на провод, свободный от гололеда, Н/м:

где α - коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету ВЛ (берется из [2.5.52] в зависимости от ветрового давления W).

Сх - коэффициент лобового сопротивления, принимаемый равным: 1,1 для проводов и тросов, свободных от гололеда, диаметром 20 мм и более; 1,2 - для всех проводов и тросов, покрытых гололедом, и для всех проводов и тросов, свободных от гололеда, диаметром менее 20 мм;

d - диаметр провода, мм;

Fпр - площадь поперечного сечения провода, мм2;

φ - угол между направлением ветра и осью ВЛ, принимается равным 90°;

. Удельная горизонтальная нагрузка от давления ветра на провод, покрытый гололедом, Н:

где α - коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету ВЛ (берется из [2.5.52] в зависимости от ветрового давления W);

Сх - коэффициент лобового сопротивления, принимаемый равным: 1,1 - для проводов и тросов, свободных от гололеда, диаметром 20 мм и более; 1,2 - для всех проводов и тросов, покрытых гололедом, и для всех проводов и тросов, свободных от гололеда, диаметром менее 20 мм;

d - диаметр провода, мм;

Fпр - площадь поперечного сечения провода, мм2;

φ - угол между направлением ветра и осью ВЛ, принимается равным 90°;

. Результирующая удельная нагрузка от массы провода, массы гололеда и давления ветра, Н/( м·мм2):

. Результирующая удельная нагрузка от массы провода, массы гололеда и давления ветра, Н/( м·мм2):

Выбираем наибольшее из γ6 и γ7.
1.12.2 Определение расчетных условий

Сталеалюминевый провод состоит из двух сплошных частей: внутренней - в виде стального круглого цилиндра и внешней - в виде алюминиевого слоя, т.е. в работе участвуют два разных металла, имеющие различные физико-механические свойства и по-разному воспринимающие действия внешних сил и изменение температуры по сравнению с той, при которой был изготовлен. Поэтому для определения коэффициента линейного удлинения (расширения) α и модуля упругости - Е комбинированных проводов необходимо предварительно определить соотношение «m» сечений алюминия и стали по формуле:

где Fа - сечение алюминия, мм2;

Fст - сечение стального сердечника, мм2.

Расчет критических пролетов:

Первый критический пролет, м

где σ(-) - напряжение в проводе при низшей температуре, Н/мм2;

γ1 - удельная нагрузка от собственного веса провода, Н/( м·мм2);

α - температурный коэффициент линейного удлинения провода, град-1;

Е - модуль упругости, Н/мм2;

ΘСГ - среднегодовая температура;

Θ(-) - низшая температура;

. Второй критический пролет, м

где σГ - напряжение в проводе при действии γНБ, Н/мм2;

γ1 - удельная нагрузка от собственного веса провода, Н/( м·мм2);

γНБ - наибольшая нагрузка на провод, Н/( м·мм2);

α - температурный коэффициент линейного удлинения провода, град-1;

ΘГ - температура при гололеде;

Θ(-) - низшая температура.

. Третий критический пролет, м

σНБ - напряжение в проводе при действии γНБ , Н/мм2;

γ1 - удельная нагрузка от собственного веса провода, Н/( м·мм2);

γНБ - наибольшая нагрузка на провод, Н/( м·мм2);

α - температурный коэффициент линейного удлинения провода, град-1;

Е - модуль упругости, Н/мм2;

ΘСГ - среднегодовая температура;

ΘГ - температура при гололеде.

В зависимости от соотношения критических пролетов между собой, а также соотношения расчетных и критических пролетов выбираем исходные расчетные условия (таблица 1.2).

Запишем уравнение состояния провода:

где σm, γm, Θm - напряжение в проводе, удельная нагрузка и температура, выбранные в качестве исходных условий;

σ, γ, Θ - напряжение в проводе, удельная нагрузка и температура рассчитываемого режима;

α - температурный коэффициент линейного удлинения провода, град-1;

Е - модуль упругости, Н/мм2;

l - длина приведенного пролета, м.

Для решения получаемого кубического уравнения вычисляем коэффициенты:



Тогда уравнение примет вид:

Для решения этого уравнения можно воспользоваться программой MS Excel.

Стрела провеса:

где l - длина приведенного пролета, м;

σ, γ - напряжение в проводе и удельная нагрузка рассчитываемого режима.

линия электропередача трос провод
1.12.3 Расчет критической температуры и выявление климатических условий, соответствующих наибольшему провисанию провода
, °C
где ΘГ - температура при гололеде;

σГ - напряжение в проводе при гололеде, Н/мм2;

α - температурный коэффициент линейного удлинения провода, град-1;

Е - модуль упругости, Н/мм2;

γ1 - удельная нагрузка от собственного веса провода, Н/( м·мм2);

γ3 - суммарная вертикальная удельная нагрузка от собственной массы провода и массы гололеда, Н/( м·мм2);

Если Θ+ > Θк, то наибольшая стрела провеса провода будет при наивысшей температуре, иначе наибольшая стрела провеса провода будет при гололеде.

Найдем габаритный пролет, использую уравнение состояния провода:

где γf - удельная механическая нагрузка, при которой имеет место наибольшее провисание провода, Н/( м·мм2);

f - стрела провеса провода, м;

γσ - наибольшая удельная механическая нагрузка, выбранная как исходная для климатических условий, Н/( м·мм2);

σ - напряжение в проводе, выбранное как исходное для климатических условий, Н/мм2;

σσ - температура, выбранная как исходная для климатических условий, °C.

Введем коэффициенты А, В, С:
;



.
Получим биквадратное уравнение относительно длины габаритного пролета:
, тогда


Построение расстановочного шаблона

Уравнение первой кривой:

где γf - удельная механическая нагрузка, при которой имеет место наибольшее провисание провода, Н/( м·мм2);

σf - напряжение в проводе, выбранное как исходное для климатических условий, Н/мм2;

Вторая (габаритная) кривая сдвинута по вертикали вниз от первой кривой на расстояние, равное требуемому габариту Г с запасом габарита на 0,3м.
, м

Третья (земляная) кривая сдвинута относительно первой на расстояние:
, м
где - высота опоры от нижней траверсы до земли, м;

λ - высота гирлянды изоляторов, м.

Для построения расстановочного шаблона принимаем масштаб: по горизонтали - 1:5000, по вертикали - 1:500.

Шаблон строится на отдельном листе.
.12.3 Расчет напряжения в тросе

Определяем по уравнению состояния провода напряжение в проводе для условий грозового режима (температура равна +15, гололед и ветер отсутствуют).

Определение удельных нагрузок для троса осуществляется также и для провода.

Минимальное допустимое расстояние между тросом и проводом в середине пролета согласно (3.31), [2]:

где γт - удельная нагрузка в тросе для условий грозового режима, Н/( м·мм2);

σп, γп - напряжение и удельная нагрузка в проводе для условий грозового режима;

h0 - расстояние по вертикали между точками подвеса троса и провода, м;

hд - допустимое расстояние между тросом и проводом, м;

l - длина приведенного пролета, м.

В качестве исходного состояния принимают грозовой режим с полученным напряжением в тросе и по уравнению состояния провода находят напряжение в тросе для режимов максимальной нагрузки, низшей и среднегодовой температурю

Сравниваем полученные напряжения в этих трех режимах с допустимыми при максимальной нагрузке, низшей и среднегодовой температурах.