重庆电力高等专科学校毕业设计:35KV输电线路电气部分设计.doc
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1、目 录第一章 前言2第二章 导线的力学计算22.1 导线的比载计算 22.2 计算允许应力 32.3 确定控制条件 32.4 根据状态方程求应力及弧垂 42.5 导线安装力学计算 5第三章 避雷线的有关计算63.1 避雷线的比载计算 63.2计算避雷线的允许应力 73.3 确定控制条件 73.4根据状态方程计算避雷线应力和弧垂 8第四章 杆塔定位 94.1塔型选择 94.2呼称高计算104.3水平档距计算104.4垂直档距计算10第五章 防震锤的安装计算 11第六章 杆塔的荷载计算136.1计算说明136.2各类杆塔的荷载计算14结论21谢辞22参考文献22 附录23港渔(新)35KV输电线路
2、电气部分设计 重庆电力高等专科学校 电力工程系 输电0814班 【摘要】:本文根据给定的重庆地区的输电线路原始数据(电压等级等)结合相关资料,详细地进行35KV输电线路施工设计中的电气部分设计和线路设计。主要包括架空线应力弧垂曲线、安装曲线的制作,防震锤的安装计算,杆塔定位以及杆塔荷载计算的设计。【关键词】:导线;避雷线;比载;应力;弧垂;杆塔定位;杆塔荷载;防震锤安装第一章 前言本次设计是港渔(新)35KV输电线路电气部分设计。地形较为平坦,属丘陵地带,线路走廊地面粗糙类别为B级,土壤以沙层和粘土为主,无严重的空气污染和不良的地质现象。此线路最大挡距为274m,有6处转角,气象条件属于重庆典
3、型气象区。在这次设计中,导线采用钢芯铝绞线LGJ-240/30,避雷线采用钢绞线GJ-50。我们首先根据导线、避雷线型号,气象区,导线、避雷线材料计算出其比载。然后计算出瞬时应力、允许应力、年平均应力,找出有效临界档距,根据状态方程求出应力算出弧垂,填写安装时应力弧垂表。接下来对杆塔进行排位,绘制出杆塔明细表,计算出杆塔荷载,绘制杆塔荷载图。在这次设计中,我们绘制了两张图纸,分别是杆塔明细表、杆塔平断面图。由于我们经验水平有限,有疏漏及不足的地方请老师帮助纠正。第二章 导线的力学计算2.1导线的比载计算 首先需要明确作用在导线上的荷载。作用在导线上的荷载有导线的自重、导线覆冰重和导线所受垂直于
4、线路方向的水平风压。为了便于分析计算,工程中用比载来计算导线所受的风,冰和自重比载。在进行导线的受力分析时比载即单位长度、单位截面积导线上的荷载。比载的单位为N/ (mmm2)导线型号LGJ-240/30查附表得LGJ-240/30导线的 A=277.75mm2 , d=21.66mm , T=83370N , =964.3kg/km典型气象区的气象条件2.1.1.自重比载经查表得,=922.2kg/km,A=275.96mm22.1.2因为不覆冰,所以冰重比载2.1.3.导线自重和冰重比载=2.1.4 无冰时导线风压比载最大风时,v=25m/s , a=0.85 , d=21.60mm ,
5、c=1.1外过电压和安装情况下,v=10m/s,a=1.0,d=21.60mm,c=1.1内过电压情况下,v=15m/s,a=1.0,d=21.60mm,c=1.12.1.5因为不覆冰,所以导线风压比载2.1.6无冰有风时的风压比载a.最大风速情况下b.外过电压和安装情况下c.内过电压情况下7. 因为不覆冰,所以有冰有风时的综合比载2.2计算允许应力经查表得TP=75620N,A=275.96mm2,K=3.0,则最大允许应力为:年平均运行应力为:2.3确定控制条件经查表得 ,根据:根据:根据有效临界档距判别表知:当l146.43m时,最低温为控制条件,控制应力为;当l146.43m时,年平均
6、气温为控制条件,控制应力为;2.4根据状态方程计算应力及弧垂已知条件:档距气象条件108m188m204m206m252m274m控制条件最低气温年平均气温年平均气温年平均气温年平均气温年平均气温控制温度()-51515151515控制应力(N/mm2)91.3468.5168.5168.5168.5168.5使用C语言编程计算应力和弧垂:#include stdio.h#include conio.hmain() float A1,B1,Q1,g1,g2,L,a,b,T1,T2,x,f; Q1=91.34; g1=32.75; g2=32.75; L=108; a=19.6; b=12.7;
7、 T1=-5; T2=40; A1=Q1-(g1*g1*L*L)/(24*b*Q1*Q1)-(a/b)*(T2-T1); B1=(g2*g2*L*L)/(24*b); x=0; do x+=0.001;while(x*x*x-A1*x*xB1); printf(Qn=%fn,x); f=(g2*0.001*L*L)/(8*x); printf(f=%fn,f); getch();根据以上程序求各气象条件的应力弧垂 档距(m) 气象条件108188204206252274最高气温应力(N/mm2)41.1851.0952.2952.4355.3356.47弧垂(m)1.162.833.263.3
8、14.705.44最低气温应力(N/mm2)91.3488.6987.3687.2083.6882.19弧垂(m)0.521.631.951.993.113.74年平均气温应力(N/mm2)65.2168.5168.5168.5168.5168.51弧垂(m)0.732.112.492.543.794.49最大风速应力(N/mm2)75.6881.8782.3982.4583.7784.31弧垂(m)0.832.332.722.774.084.8外过电压应力(N/mm2)69.2370.0470.1870.1970.5470.68弧垂(m)0.732.172.552.603.874.57内过电
9、压应力(N/mm2)69.9371.4871.7571.7872.4472.71弧垂(m)0.752.232.612.663.954.65安装情况应力(N/mm2)88.6884.4483.6183.5181.3680.47弧垂(m)0.571.802.142.193.364.022.5导线安装力学计算安装曲线的计算方法与机械特性曲线的计算方法相同,只是其气象条件为无冰,风速为10m/s,温度变化范围为最高气温到最低气温,其间隔取10,档距的变化情况视工程情况而定。2.5.1计算公式以各档距区间的控制条件作为已知条件,带入状态方程:2.5.2求得各有关条件下的应力和弧垂。使用以下程序计算#in
10、clude stdio.h#include conio.hmain() float A1,B1,Q1,g1,g2,L,a,b,T1,T2,x,f; Q1=91.34; g1=32.75; g2=34.43; L=108; a=19.6; b=12.7; T1=-5; T2=0; A1=Q1-(g1*g1*L*L)/(24*b*Q1*Q1)-(a/b)*(T2-T1); B1=(g2*g2*L*L)/(24*b); x=0; do x+=0.001;while(x*x*x-A1*x*xB1); printf(Qn=%fn,x); f=(g2*0.001*L*L)/(8*x); printf(f=
11、%fn,f); getch();计算结果如下表:档距(m)108188204206252274-5应力(N/mm2)91.889.8988.7388.5985.5384.24弧垂(m)0.551.692.022.063.23.840应力(N/mm2)84.9884.4483.6183.5181.3680.47弧垂(m)0.591.82.142.193.364.0210应力(N/mm2)72.0274.574.3374.373.8773.7弧垂(m)0.72.042.412.463.74.3820应力(N/mm2)60.3165.9266.3566.4167.4667.88弧垂(m)0.832.
12、312.72.754.054.7630应力(N/mm2)50.3258.7259.6559.766262.89弧垂(m)12.5933.064.415.1440应力(N/mm2)42.3152.7854.0854.2357.3758.62弧垂(m)1.192.883.313.374.765.51第三章 避雷线的有关计算避雷线的型号为GJ-50查附表可知: 3.1避雷线的比载计算3.1.1 自重比载 3.1.2 因为不覆冰,所以冰重比载3.1.3 导线自重和冰重比载因为不覆冰3.1.4无冰时导线的风压比载 (1)最大风时,v=25m/s , c=1.2 , a=0.85(2)当外过电压和安装时,
13、v=10m/s , c=1.2 , a=1.0(3)当内过电压时,v=15m/s c=1.2 a=1.0 3.1.5因为不覆冰,所以覆冰时的风压比载3.1.6 无冰有风时的综合比载a.最大风时b.外过电压和安装时c. 内过电压时3.1.7 因为不覆冰,所以3.2计算允许应力导线的瞬时破坏应力为:最大使用应力为:年平均运行应力为:3.3确定控制条件可能的控制条件排列表出现控制应力的气象条件比载(N/(m.mm2)控制应力(N/mm2)温度()比值序号最低气温83.9510-3300.41-50.2810-3A年平均气温待添加的隐藏文字内容383.9510-3281.64150.3010-3B最大
14、风109.9810-3300.41100.3710-3C最低气温、年平均气温组合 最低气温、最大风组合 最大风、年平均气温组合 所以,有效临界档距表为:根据有效临界档距判别表知: 当l273.37m时,最低气温为控制条件;当l273.37m时,最大风做控制条件3.4根据状态方程计算避雷线应力和弧垂使用C语言编程计算应力和弧垂:#include stdio.h#include conio.hmain() float A1,B1,Q1,g1,g2,L,a,b,T1,T2,x,f; Q1=300.41; g1=83.95; g2=; L=108; a=11.5; b=5.51; T1=-5; T2=
15、40; A1=Q1-(g1*g1*L*L)/(24*b*Q1*Q1)-(a/b)*(T2-T1); B1=(g2*g2*L*L)/(24*b); x=0; do x+=0.001;while(x*x*x-A1*x*xB1); printf(Qn=%fn,x); f=(g2*0.001*L*L)/(8*x); printf(f=%fn,f); getch();已知条件: 档距 气象条件108m188m204m206m252m274m控制条件最低气温最低气温最低气温最低气温最低气温最大风控制温度()-5-5-5-5-510控制应力(N/mm2)300.41300.41300.41300.41300
16、.41300.41根据C语言程序计算出的应力弧垂表: 档距(m) 气象条件108188204206252274最高气温应力(N/mm2)213.27223.37225.52225.79231.91234.48弧垂(m)0.571.661.941.972.873.36最低气温应力(N/mm2)300.41300.41300.41300.41300.41300.06弧垂(m)0.411.231.451.482.222.63年平均气温应力(N/mm2)260.91264.48265.55265.65268.21269.13弧垂(m)0.471.41.641.682.482.93最大风速应力(N/mm
17、2)276.2287.3882.39289.84297.31300.41弧垂(m)0.581.692.721.972.943.44外过电压应力(N/mm2)261.13265.25266.19266.31269.09270.12弧垂(m)0.471.421.661.692.512.95内过电压应力(N/mm2)262267.5268.75268.9272.57274.02弧垂(m)0.51.471.731.762.63.05安装情况应力(N/mm2)290.63291.79292.06292.1292.92292.99弧垂(m)0.431.291.511.542.32.72第四章 杆塔定位杆塔
18、定位就是根据选定的线路路径,在平断面图上合理安排直线杆塔位置的工作。杆塔定位分为室内定位和室外定位。我们只须完成室内定位即用弧垂曲线模板在平断面图上排定杆塔位置。4.1塔型选择本段线路属山区地区,在山地杆塔位,一般是由汕头的地形、山沟的宽度及各种校验条件所控制,档距中的对地距离往往不起控制作用,只有在线路连续上坡或连续下坡以及山头比较平缓的个别地段,档距中对地距离才起控制作用,因此本段线路可以沿一个方向定位。由于本段线路电压等级为220KV,所经地区为山区及部分平原地区,根据线路运行经验一般山区导线三角形排列的铁塔,其电气性能较好,并且其占地面积较小,可有效的减小线路走廊,便于施工。4.2呼称
19、高计算当最高气温时出现最大弧垂,耐张杆塔为4片绝缘子0.1454=0.58直线杆塔为3片绝缘子0.1453=0.435计算呼称高的裕度为0.5H-杆塔的呼称高度,m;-悬挂绝缘子串的长度,m;-导线的最大弧垂,m;h-导线最大弧垂时距地面的最小距离,m;-考虑地形断面测量误差及导线安装误差等留的裕度,m4.2.1当档距l=204m时,控制条件为年平均气温,弧垂为: 呼称高为:H=0.58+3.26+6+0.5=10.92m4.2.2当档距l=108m时,控制条件为最低气温:弧垂为: 呼称高为: H=0.58+1.16+6+0.5=8.24m4.2.3当档距l=188m时,控制条件为年平均气温弧



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