Процесс создания линии электропередач этапы факторы и результат (стр. 3 из 8)

получим:

Примем: [s] _-35=

или [s] _-35=x+2.685

[s] _-35³®x³+8.055×x²+21.628×x+19.357

[s] _-35²®x²+5.370×x+7.209

Подставляя в исходное уравнение, получим:

x³+8.055×x²+21.628×x+19,357-8,055×x²-43.255×x-58,07-153.613=0

получим:

x³-21.627×x-192.326=0 ® x³-3×7.209×x-2× 96.163

p=7.209 q=96.163

p³=374.681 q²=9247.380

q²> p³.

Получим случай №2:

Определяем угол j из уравнения

chj=

: chj = 4.968

j= 2.286, тогда x=+2×

ch (j/3) =5.37×ch (0.762) =7.006

[s] _-35=9.691 кг/мм²

Определим провес:

Со всех вышеуказанных расчетов можно сделать следующий важный вывод - рассчитанные механические напряжения в проводе при гололеде без ветра, при гололеде с ветром и при режиме минимальных температур оказываются большими от допустимого механического напряжения в проводе для нашего исходного режима (Режим III® [s] _III = 6.75). На основе этих данных делаем вывод о том, что провод марки АСО-700 не выдержит механических усилий при указанных режимах своей работы и разрушится. Следовательно, для проведения следующих расчетов мы должны взять для рассмотрения провод другой марки. Например, возьмем в качестве исходного провода для ЛЭП провод марки АСУ-400 и повторим все вышеуказанные расчеты. После этих расчетов сделаем соответствующие выводы о целесообразности проведения конечных расчетов.

Исходные данные:

1. Передаваемое напряжение U (кВ): 220;

2. Характеристика местности: населенная;

3. Используемый провод: АСУ-400;

4. Температура установки провода (монтажа): t⁰_уст= +15⁰С;

5. Разноуровневая подвеска с перепадом высот "h", м: 0;

6. Температура гололедообразования: t⁰_гол = - 7,5⁰C;

7. Скоростной напор Q, кг/м²: 27;

8. Максимальная температура: t⁰_max= +40⁰C;

9. Минимальная температура: t⁰_min = - 35⁰C;

10. Расстояние между опорами, l, м: 200;

11. Толщина стенки льда, "с", м: 22;

1. По справочной литературе находим необходимые данные для расчетов:

а) номинальное сечение: 400 мм²;

б) число и диаметр проволок в проводе:

30´4,12 мм (алюминий)

19´2,5 мм (сталь);

в) сечение:

F_a=400 мм²

F_с=93,3 мм²

Сечение провода в целом: F=F_a+F_c=493.3 мм²;

г) расчетный диаметр провода: d=29.0 мм;

д) расчетный вес провода: G₀=1.840 кг/м;

е) отношение сечений: F_a/F_c=4,28;

ж) приведенный модуль упругости: Е_пр=8900 кг/мм²;

з) коэффициент температурного линейного расширения провода: a=18,26×10^-6 1/град;

2. Так как местность населенная и напряжение 220 кВ, то расстояние между землей и нижней частью провода составляет: h=8 м;

3. Вид сечения фазы:

4. Значение скорости ветра определяется через скоростной напор:

V_max=

=20.785 м/с.

5. Предел прочности: s_nч=31 кг/мм²;

[s] _I=11.47 кг/мм²;

[s] _II=13.00 кг/мм²;

[s] _III=7.75 кг/мм²;

Выделим режимы эксплуатации:

I - Минимальная температура: t_min=-35 ⁰C;

IIа - Максимальная нагрузка; режим наибольшего скоростного напора: V_max=20.785 м/с; t=-5 ⁰C, гололед отсутствует;

IIб - Режим наибольшего гололеда: V=V_max×0.5=10.3925 м/с;

III- Режим среднегодовых температур, гололед и ветер отсутствуют; t_ср=-5⁰C;

IV- Режим максимальных температур: t_max=+40 ⁰C;

Производим расчет:

1. Площадь провода в фазе: F_фазы=F×n=493.3×3=1479.9 мм²;

Диаметр фазы: d_фазы= d×n =29×3=87 мм;

Вес провода фазы G=G₀×n=1.84×3=5.52 кг/м;

2. Удельная нагрузка от собственного веса:

g₁=G₀/F=1.84/493.3=3.72998×10^-3 кг/ (м×мм²)

3. Удельная нагрузка от гололеда:

g₂=G_{вес льда}/F=0,00283× [с× (с+d) /F] =

=0.00283× [22× (22+29) /493.3] =6.43677×10^-3 кг/ (м×мм²)

4. Удельная нагрузка от собственного веса провода и гололеда:

g₃=g₁+g₂=0.01017 кг/ (м×мм²)

5. Удельная нагрузка от давления ветра на провод без гололеда, (согласно таблице 1 текста), т.к Q=27, то a=1; С_x=1.1

g₄=

кг/ (м×мм²)

6. Удельная нагрузка от давления ветра на провод, покрытый льдом:

Q=0.25×Q_max=6.75 кг/м², принимаем Q=14кг/м², тогда a=1, c=30 мм

g₅=

кг/ (м×мм²)

7. Суммарная удельная нагрузка на провод от его собственного веса и давления ветра на провод равна:

g₆=

кг/ (м×мм²)

8. Суммарная удельная нагрузка на провод от веса провода, веса гололеда и давления ветра составляет:

g₇=

кг/ (м×мм²)

Согласно расчетам, режим IIб является самым опасным:

g₇=0.01047 кг/ (м×мм²).

Определяем исходный режим:

Сравним два режима I и II:

Режим I	t_min=-35	g₁=3,72998×10^-3	s_I= [s] _I	L_кр₂-?
Режим II	t_гол=-7.5	g_max=g₇=0.01047	s_II= [s] _II	L_кр₂-?

Сравним другие режимы:

Сравним режимы I и III:

Режим I	t_min=-35	g₁=3,72998×10^-3	s_I= [s] _I	L_кр₁-?
Режим III	t_ср=-5	g₁=3,72998×10^-3	s_III= [s] _III	L_кр₁-?

Сравним режимы III и II

Режим III	t_ср=-5	g₁=3,72998×10^-3	s_III= [s] _III	L_кр3-?
Режим II	t_гол=-7.5	g_max=g₇=0.01047	s_II= [s] _II	L_кр3-?

В этом случае физический смысл имеет L_кр2. Самым опасным режимом будет режим максимальных нагрузок (IIб), т.к L> L_кр2.

Подвеска провода

Определяем стрелу провеса для исходного режима:

L=L₁×cosb=

cosb=L/L1=200/200=1

Определяем стрелу провеса для исходного режима (III):

Пользуясь уравнением состояния нити, определим значения напряжений для других условий эксплуатации.

Определим напряжение в проводе при максимальной температуре:

подставив значения, будем иметь:

получим:

Примем: [s] ₊₄₀=

или [s] ₊₄₀=x-1.445

[s] ₊₄₀³®x³-4.334×x²+6.261×x-3.015

[s] ₊₄₀²®x²-2.889×x+2.087

Подставляя в исходное уравнение, получим:

x³-4.334×x²+6.261×x-3,015+4,334×x²-12.521×x+9,045-206.372=0

получим:

x³-6.261×x-200.342=0 ® x³-3×2,087×x-2×100.171

p=2.087q=100.171

p³=9.091q²=10034.29

q²> p³.

Получим случай №2:

Определяем угол j из уравнения

chj=

: chj = 33.222

j= 4.196, тогда x=+2×

ch (j/3) =2.889×ch (1.399) =6.208

[s] ₊₄₀=4.76293 кг/мм²

Определим провес:

Определим напряжение в проводе при гололеде без ветра:

подставив значения, будем иметь:

получим:

Примем: [s] ₃=

или [s] ₃=x+1.126