Процесс создания линии электропередач этапы факторы и результат (стр. 1 из 8)

Содержание

Исходные данные:

Внешние нагрузки на провод

Нагрузка от собственного веса

Нагрузка от гололеда

Нагрузка от веса провода и гололеда

Нагрузка от давления ветра

Суммарные нагрузки

Понятие о критическом пролете

Подвеска провода

Расчет монтажного графика

Расчет кривой провисания нити

Опоры воздушных линий электропередачи

Фермы как опоры для высоковольтных линий электропередачи

Использованная литература

Задание на курсовую работу

Варианты на курсовую работу

Совершенно гибкая нить та, которая сопротивляется только растяжению. У идеальной гибкой нити жесткость на кручение, изгиб, сдвиг и сжатие равны нулю. Это означает, что гибкая нить может воспринимать усилия только на растяжение, при этом растягивающие усилия направлены по касательной к продольной оси нити.

На практике очень много систем, которые рассматриваются как гибкие нити. Это: воздушные линии электропередач, провода электрифицированных железных дорог, цепи висячих мостов, канатные дороги и т.д.

Рассчитать воздушную линию электропередачи, это значит обеспечить условие прочности провода s<= [s], т.е. действующие значения напряжения, возникающие в проводе под действием внешних нагрузок, не должны превышать допускаемых значений. Основными внешними факторами, изменяющими напряжения в проводе, являются: температура внешней среды и действующая на провод нагрузка. Эти параметры и вызывают различную по величине деформацию провода. Деформация и напряжение взаимосвязаны и вызываются они действием внешних сил. Изменение условий эксплуатации - это изменение внешних сил, а, следовательно, изменение деформаций и напряжений.

Наша задача: знать, как определить внешние силы и внутренние факторы - напряжение, деформацию, а также как будут изменяться эти параметры при изменении условий эксплуатации.

Для этого мы рассмотрим различные стороны этой задачи:

статическую, которая позволит определить ряд силовых параметров и форму кривой провисания нити под действием внешних нагрузок;

геометрическую, дающую возможность выяснить вопросы деформации от воздействия различных нагрузок;

физическую, - определить деформацию от температурных воздействий, а также связать во едино оба вида деформаций и получить уравнение совместной деформации.

Решить вопросы о действующем значении напряжения и связанной с ним стрелы провисания, а также установить связь этих параметров при изменении условий эксплуатации поможет уравнение состояния нити (провода).

Рассмотрим эти вопросы подробней.

В качестве гибкой нити будем рассматривать провода воздушной линии. При этом могут быть использованы однопроволочные и многопроволочные провода, скрученные из алюминиевых и стальных проволок для придания механической прочности в сочетании с высокой электропроводностью. Число проводов в фазе может быть: n = 1; n = 2; n = 3; n = 4.

Исходные данные:

Передаваемое напряжение U (кВ): 220;

Характеристика местности: населенная;

Используемый провод: АСО-700;

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

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

Температура гололедообразования: t⁰_гол = - 7,5⁰C;

Скоростной напор Q, кг/м²: 27;

Максимальная температура: t⁰_max= +40⁰C;

Минимальная температура: t⁰_min = - 35⁰C;

Расстояние между опорами, l, м: 200;

Толщина стенки льда, "с", м: 22;

1. По справочной литературе находим необходимые данные для расчетов:

а) номинальное сечение: 700 мм²;

б) число и диаметр проволок в проводе:

54´4,10 мм (алюминий)

19´2,5 мм (сталь);

в) сечение:

F_a=712 мм²

F_с=93,3 мм²

Сечение провода в целом: F=F_a+F_c=805.3 мм²;

г) расчетный диаметр провода: d=37.1 мм;

д) расчетный вес провода: G₀=2.756 кг/м;

е) отношение сечений: F_a/F_c=7,67;

ж) приведенный модуль упругости: Е_пр=7880 кг/мм²;

з) коэффициент температурного линейного расширения провода: a=19,78×10^-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=27 кг/мм²;

[s] _I=10.00 кг/мм²;

[s] _II=11.35 кг/мм²;

[s] _III=6.75 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;

Внешние нагрузки на провод

Провода воздушных линий испытывают действие механических нагрузок, направленных по вертикали (вес провода и гололед) и по горизонтали (давление ветра), в результате чего в металле проводов возникают напряжения растяжения. На величину последних влияет также и температура окружающего воздуха, что заставляет учитывать ее в расчетах.

На практике считают, что все нагрузки в пролете между двумя опорами распределены равномерно по длине проводов и являются статическими, а отдельных порывов ветра, создающих динамический характер нагрузки, не учитывают, хотя они и возможны.

В расчет механической прочности проводов вводят понятие удельных нагрузок. Это интенсивность погонной нагрузки “q", отнесенная к площади поперечного сечения провода (нити), т.е. это нагрузка, действующая на 1 м провода и приходящаяся на 1 мм² площади поперечного сечения.

где: q- погонная нагрузка на участке нити (провода) длиной 1 м; н/м; н/мм; кг/мм;

F- теоретическая площадь поперечного сечения провода, мм².

Если провод рассматривается как многопроволочный, т.е. состоящий из алюминия Fa и стали Fc, то:

F = Fa + Fc

Определим удельные нагрузки на провода.

Нагрузка от собственного веса

Удельная нагрузка провода от веса провода g₁:

[кг/м*мм²] или

где: G₀ - вес одного метра провода, кг;

F - расчетное действительное сечение всего провода, мм²;

q₁ - вес единицы длины провода.

Производим расчет:

Площадь провода в фазе: F_фазы=F×n=805.3×3=2415.9 мм²;

Диаметр фазы: d_фазы= d×n =37.1×3=111.3 мм;

Вес провода фазы G=G₀×n=2.756×3=8.268 кг/м;

Удельная нагрузка от собственного веса: