10KV架空输电线路初步设计z

10KV架空输电线路初步设计z - 1 - 毕 业 设 计论 文 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目 110KV架空输电线路初步设计 并列英文题目 Preliminary Design Of 110KV Overhead Transmission Line 系 部 专业 姓 名 班级 指导教师 职称 副教授 论文报告提交日期 摘要 本设计说明书中的主要内容包括 有:首先通过输送容量及功率因数利用经济电流密度来进行到县级避雷线型号的选 择在选出导线以后利用已知的气象条件计算出导线在各种气象条件时的应力及弧垂 进而绘制导线安装曲线图利用最大弧垂计算出呼称高选出合适的杆塔及对应的基础 形式最后进行绝缘子的选型以及防雷 防振和保护和接地装置。 Abstract The main content of the instruction of this design includes:First carries on the wire through the transportstion capacity and the power factor use economical current density and the line model choice In selects after the wire use the known meteorological condition calculates the wire hangs in each kind of meteorological condition time stress and the arc tenth plan wire installs the diagram of curves Using most hangs calculates shouts calls high selects the appropriate pole tower and the corresponding foundation form Finally is carries on the insulator the shanping as well as anti-radar quakeproof and the protetive earthling installment. 目 录 内容摘要 第一部分 前言…………………………………………5 第二部分 原始资料介绍………………………………6 第三部分 设计说明书 第一 章 导线及避雷线部分……………………………..7 第二章 导线应力及弧 垂………………………………..8 第三章 杆塔的选 择……………………………………13 第四章 杆塔基础的设 计……………………………….14 第五章 绝缘子的选 择…………………………………17 第六章 防雷防振及接地保护装置的选 择………………19 第四部分 设计计算书 第一章 导线截面选择及校验计算部 分…………………22 第二章 导线的应力弧垂计算…………………………..23 第五 部分 结束语………………………………………35 参考资料 附图 第一部分 前 言 初步设计是工程设计的重要阶段主要的设计原则都在初步设计中明确应尽全力研究 深透。初步设计阶段应着重对不同的线路路径 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 进行综合的技术经济比较取得有 关 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 选择最佳的路径方案充分论证导线和地线、绝缘配合及防雷设计的正确性确 定各种电气距离认真选择杆塔和基础形式合理地进行通信保护设计对于严重污秽 区、大风和重冰雪地区、涣嫉刂屎秃樗:Φ囟巍?厥獯罂缭缴杓频染谐鲎ㄌ 饨械鞑檠芯刻岢鲎ㄌ獗ǜ娓莨こ痰奶氐慵吧杓频氖导是榭隽谐鲂录际醯目蒲凶 ㄌ獍芽蒲笛榈某晒糜诠こ躺杓浦腥ァ,飨钌杓凭鞒隽税踩煽俊?际蹙煤 侠淼纳杓品桨附杏叛 ，杓票匦胱龅郊际踅讲?邮导食龇?岷瞎楹偷厍氐 慊髦氐赝乒悴捎贸墒斓男虏牧稀?陆峁沟认冉际酢?第二部分 原始资料介 绍 、设计情况 随着河南经济的发展现需要建一110KV变电站。该站输电线路采用 单回输电方式线路总长30KM输送功率46MW功率因数0.85最大负荷小时数6500小 时。 因地处平原该输电线路经过的地势平坦相对高度较小沿线耕地较少多为居民区 工厂道路池塘沿线树木稀少土质含沙量较大地下水位较浅。 二、自然条件 线路所 经地区的自然条件如下表 气温? 风速m/s 覆冰厚度mm 最高气温 40 0 0 最低气 温 -20 0 0 最大风速 -5 30 0 覆冰情况 -5 10 10 年平均气温 15 0 0 外过电压 15 10 0 内过电压 15 15 0 安装情况 -10 10 0 冰的比重 0.9g/ g/cm3 气 象 条 件 类 别 第三部分 设计说明书 第一章导线及避雷线部分 导线是固定在杆塔上输送电流 的金属线由于经常承受着拉力和风 冰 雨 雪及温度变化的影响同时还受空气中化 学杂质的侵蚀所以导线的材料除了应有良好的导电率外还有足够的机械强度和防腐性能。 线路设计规程规定110kV线路设计气象条件应根据沿线的气象资料和附近已有线路的运行经验考虑。 在确定最大设计风速时应按当地气象台站重现期为15年10min时距平均的年最大风速作样本并宜采用极值I型分布作为概率统计值。110kV线路的最大设计风速不应低于25m/s。 合理的选择导线截面对电网安全运行和保障电能质量有重大意义随着经济的高速发展对电力的需求越来越大我们在选择导线的时候还要考虑线路投运后5年的发展需要。 本设计中我们按照经济电流密度进行导线截面选择 公式如下 LIsJ其中S指导线截面J指经济电流密度LI指线路最大负荷电流 在此我们选用普通型钢芯铝绞线即LGJ-15020型与避雷线配合的原则避雷线的型号选择为GJ-35型。具体计算见计算书 第二章导线的应力及弧垂 架空线路的导线和避雷线周期性的遭受外部荷载的作用在导线和避雷线上产生不同的应力。在架空线路机械计算时应用“比载”计算机械荷载比较方便。架空线路中相邻两直线杆塔中心线间的水平距离称档距L。导线悬挂点到导线最低点的垂直距离称为弧垂。当气象条件变化时导线受温度和荷载的作用导线材料的应力弧垂及线长也将随着变化不同的气象条件下导线的应力。也可以根据状态方程进行计算。 查表及资料可知导线计算截面 S16737?导线计 算直径 d1672mm 单位质量q589Kg/Km 最大风速 Vmax30m/s 覆冰厚度b10mm Tmax40? Tmin-20? 覆冰风速 V10m/s 一、计算比载 1. 自重比载 Nsqg108.9312./mmm 2. 冰重比载 Nsdbdg10208.27322./mmm 3. 垂直总比载 ./2213mmmNggg 4. 无冰风压比载 Nsacdvg106125.03242./mmm 5. 覆冰风压比载 Nsvbdacg1026125.03252./mmm 6. 无冰综合比载 ./224216mmmNggg 7. 覆冰综合比载 ./225237mmmNggg 二、临界档距的计算及判别 参照有关资料150/20型导线物理特性参数为瞬时破坏应力p安全系数K膨胀系数弹性系数E。 1、利用参数计算导线的许用应力 /2mmNKp 按设计技术规程规定年运行应力的气象条件采用平均气温导线的年平均运行应力不得超过导线瞬时破坏应力上限的25 则 /252mmNppj 2、临界档距的判别 为了保证架空线长期运行的安全可靠性除需使其应力在任何气象条件下均不得超过强度许用应力外应具有足够的耐振能力取决于年平均运行应力的大小满足强度条件要求的架空线在任何气象情况下的应力均不超过强度许用应力而耐振条件则要求架空线在平均气温下的应力不超过年平均运行应力的上限这两种条件那一种在什么气象条件下起控制作用需要借助临界档距来判断考虑了耐振条件以后共有三个临界档距1最低气温和最大比载的临界档距2最大比载和年平均气温的临界档距。3最低气温和年平均气温的临界档距。 可能控制条件排列表。 222424babalabbaabttLgg 其于的档距根据上面的算法即可求出。 将临界档距填入有效临界档距判别表中进行判断 应力气象条件 控制应力2/mmN 比 载 ./2mmmN 温 度 ? 比值 /g 序号 最低气温 113.68 335.0110 -20 310289.0 A 年平均气温 71.05 335.0110 15 310462.0 C 最大风速 113. 68 352.4110 -5 310529.0 B 覆冰 113.68 380.9010 -5 310700.0 D 有效临界档距为 128.8ladmL128.8ladmL 由图可以看出当Llt128.8m 时由最低气温控制当Lgt128.8时由最大比载控制应力。 三、计算各种气象条件下的应力及弧垂 导线的假设安装是在不同条件下进行的施工时需对照事先做好的表格查处对应的弧垂以确定松紧程度使其在任何条件下都不超过允许值且满足耐振条件并且导线对地和被跨物之间的距离符合要求保证运行的安全。 利用以下公式求出最低气温和做高气温两种气象条件下的应力弧垂并作表格 2222222424nmnmnmnmlglgtt 28lgf 最高和最低气温条件下的应力弧垂关系表如下表所示 A B D 241.1140.1128.8labmlacmladmLLL 0lbclbdLL虚数 122.03lcdmL 档距m 50 100 128.8 150 200 250 300 350 500 应力310 -20? 113.6 113.6 113.6 106.7 89 75.98 66.64 61.8 59.06 40? 32.8 42.9 48.1 48.2 48 48.71 48.84 48.92 48.98 弧垂 -20? 0.096 0.39 0.64 0.92 1.9 3.6 5.91 8.68 11.33 40? 0.33 1.02 1.5 2.04 3.6 5.62 8.1 11.0 14.6 第三章杆塔的选择 1、杆塔的作用 架空线路的杆塔是用来支持导线和避雷线的并使导线与导线导线与避雷线导线与大地及其它被跨越物间保持一定的安全距离。 杆塔有水泥杆塔和铁塔水泥杆塔比铁塔有以下缺点 1.钢筋混凝土电杆的重力大。 2.由于钢筋混凝土耐张转角杆一般都需要有拉线在居民拥挤地带以及地区都不能使用。 3.钢筋混凝土电杆一般不能承受较大荷载 2、杆塔的选用 本线路杆塔依据《110500kV架空送电线路设计技术规程》DLT5092-1999规定进行选型。导线在杆塔上布置方式如下 1 单回路铁塔为三角排列布置 2 地线为水平排列布置。 第四章杆塔基础设计 在送电线路中杆塔底下部分的总体称为基础它的作用是使杆塔在各种受力情况下不倾覆下陷和上拔。因此对基础施工的质量要求必须严格工程数据资料的 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 必须齐全以利于长期安全运行。 一、铁塔基础承受以下几种荷重 1、由杆塔、导线、避雷线、绝缘子、金具等的自重而产生的垂直荷重还应计及覆冰荷重和安装时工人、工具及附件的荷重。 2、由风力产生的荷重力转角杆塔的角度荷载。 3、由两侧导线、避雷线张力不平衡由事故断线而产生的张力和冲击力。 4、组立杆塔及架空线时产生的安装负重。 序号 杆塔型号 高 度m 线间距离m 安全距离m 用途 呼称高m 全高 水平 垂直 1 J1-15 15 18 0.5 3.5 7.0 转角 2 J1-15 15 18 0.5 3.5 7.0 转角 3 ZM1-18 18 21 0.5 3.5 7.0 直线 二、基础型式的选择 岩石基础施工最主要的是岩石本身的强度施工时应根据设计资料逐基核查覆土层厚度及岩石质量当实际情况和设计不符时应向设计单位提出处理方案。地表上的岩石长期暴露在外在太阳辐射热大气、水及生物等机械或化学作用影响下会逐基改变岩石的性状使整体岩石破碎成松散的碎屑即风化。风化作用使岩石的联结性遭受破坏影响了他的物理力学性质尤其大大降低岩石的强度对杆塔基础起着不良的影响。因此判别岩石的风化程度对基础的安全是相当重要的。 岩石风化程度的类别岩石风化程度的划分 本施工改造段属3类岩石实际上不能做成岩石基础宜采用现浇钢筋混凝土或混凝土基础运输或浇制混凝土有困难的地区可采用预制装配式基础或金属基础必要时可采用桩基础。 根据该线路所经地段地形、地质情况结合考虑水文、地震及施工等因素所以本工程全部现浇钢筋混凝土基础 类别 风化程度 特征 1类 微风化 岩石新鲜、表面梢有风化迹象 2类 中等风化 1 结构或构造层理清晰 2 岩体被节理裂隙分割成块状200500mm裂隙中填充少量风化物。垂击声脆且不易击碎 3 用镐难挖掘岩心钻方可钻进 3类 强风化 1 结构或构造层理不甚清晰 2 岩体被节理裂隙分割成碎石20200碎石用手可以折断 3 用镐可以挖掘手摇钻不易钻进 第五章绝缘子的选择 一、绝缘子作用 绝缘子是用来支撑和悬挂导线并使导线和杆塔绝缘它应具有足够的绝缘强度和机械强度同时对化学物质的侵蚀具有足够的抵御能力并能适应大气条件的变化。 二、绝缘子污闪分析 由于送电线路周围的大气污染绝缘子表面附着污秽物质在大雾或比较潮湿的情况下积附在绝缘子表面的污秽物质中可溶性盐类被水分溶解形成一种导电水膜。从而使绝缘子的表面电阻下降泄漏电流增大产生局部放电当绝缘子电阻下降到不能承受线路运行电压时绝缘子就会发生闪络使线路跳闸造成 供电中断。 三、绝缘子的选择 对线路穿过地区实地考察该地区为?级污秽区所以设计采用?级污秽区 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 设计。 根据GB/T 16434-1996《高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准》和《悬式绝缘子选型及爬电比距配置导则》要求在额定工作电压时对于玻璃绝缘子二、三、四级污区的爬电比距分别按2.252.50cm/kV、2.853.20cm/kV、3.503.80cm/kV进行配置复合绝缘子的爬电比距按如下原则配置二级污区不小于2.3cmkV三、四级污区不小于2.88cmkV。 根据豫电生字1989第54号文河南省电力工业局有关精神和河南省电力公司编制的湖南地区污秽区域图及现场踏勘情况线路所经地区污秽等级达到?级。 根据实际需要本线路孤立档选用单串合成绝缘子成串连续档的耐张杆塔选用双串合成绝缘子成串直线杆塔跨越档选用双串合成绝缘子成串非跨越档选用单串合成绝缘子成串跳线选用单串耐污型悬式绝缘子成串。 1、悬垂串 FXBW4-110/120 单串成串 2、悬垂串 FXBW-110/70 双串成串 3、耐张串 FXBW4-110/120 单串成串 4、耐张串 FXBW-110/70 双串成串 5、跳线悬垂串 XWP-7 单串成串 据DL/T 5092-1999线路设计规程海拔1000m以下地区操作过电压及雷电过电压要求的悬垂绝缘子串绝缘子片数不应少于下表的数值。耐张绝缘子串的绝缘子片数应在下表的基础上增加对110330kV送电线路增加1片对500kV送电线路增加2片。操作过电压及雷电过电压要求悬垂绝缘子串的最少片数 第六章防雷防振及接地保护装置的选择 一、防雷保护措施 根据电力行业标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620—1997及《设计规程》规定本工程采用以下措施防雷 1、防雷本线路全线架设两根地线 2、塔头布置两根地线之间的距离不超过地线与导线垂直距离的5倍地线对边导线的保护角不大于20度 3、在外过电压15度无风时在档距中央导线与地线间的距离满足下式要求 Sgt0.012L1 式中S--档距中央导线与地线间的距离m L—档距m 计算条件为?15?、无冰、无风。 二、防振措施 导线的振动和舞动对导线的危害较大引起导线振动的主要原因是风的作用架空输电线路的导线受稳定的微风作用时便在导线的背面形成以一定频率上下交替变化的气流涡流从而使标称电压kV 110 220 330 500 单片绝缘子的高度mm 146 146 146 155 绝缘子片数片 7 13 17 25 导线受到一个交替的脉冲力作用当频率与导线固有频率相等时导线垂直平面产生共振引起导线舞动。 导线振动的波形为驻波即波节不变波腹上下交替变化。在一年中导线振动的时间达全年的3035无论导线以什么频率振动线夹出口总是为一波节点所以导线振动使导线在线夹出口反复扭折使材料疲劳最终导致导线断线或断股事件发生对导线的运行安全危害很大。 鉴于导线振动的起因及危害我们必须采取相应的措施来保护线路安全运行在该设计中主要从下面两方面来保护 1、采用防振线夹利用设备本身对导线的阻尼作用减少导线的振动 2、采用防振锤导线使用FD-3 避雷线使用FG-35型 安装防振锤的原则最大波长和最小波长的情况下防振锤的安装位置在线夹出口的第一个半波内。 三、接地保护 根据规程规定有地线的杆塔均应接地。本工程线路经过的地区该线路经过地区土壤电阻率为100?ρ?500Ω?m在雷雨季节干燥时自立杆塔的工频接地电阻按不大于15Ω设计每基杆两腿和塔四腿均装设接地引下线及接地装置接地体采用φ12元钢接地体及引下线应热镀锌防腐并敷设成放射型埋深不小于0.8m。为便于测量变电站接地网的电阻在变电站的地线挂线架上装设一片XWP-7型悬式绝缘子。正常时地线与变电站连接测量电阻时拆开。 杆塔接地电阻满足有关规程的要求不大于下表所列值。 杆塔工频接地电阻 土壤电阻率Ω.m 杆塔工频接地电阻Ω plt100 10 100ltplt500 15 500ltplt1000 20 1000ltplt2000 25 pgt2000 30 第四部分 计算任务书 第一章导线截面选择及校验计算部分 一、按经济电流密度选择导线截面 表2-1导线和电缆的经济电流密度校验JecA/mm2 ImaxP/3cos25000/3115125.51UA查表2-1得 Jec0.9A/mm2则单回路线路总的截面积为 2max/125.51/0.9139.5ecSIJmm 由附表查得选择钢芯铝铰线LGJ-150避雷线根据与导线配合的原则选择 GJ-35. 二、导线截面的校验 已知:r00.21/kmx00.432/kmP250.8521.25 MWQ3.75 Mvar。 1按容许电压损耗校验 则实际电压损耗为 线路类别 导线材料 年最大负荷利用小时数 3000以下 3000h-5000h 5000h以上 架空线路 铝 1.65 1.15 0.90 铜 3.00 2.25 1.75 电缆线路 铝 1.92 1.73 1.54 铜 2.50 2.25 2.00 105.0110/553.0100/553.0110/1042.075.321.025.21Ueuuu 故实际电压损耗小于容许值因此满足电压损耗要求。 2热稳定校验 规程规定导线长期允许工作电流为70摄氏度LGJ-150/20导线的容量容许电流为445A。当回路断开或故障时容许电流为445×1.2534A双回线路时电流是单回线路的1.2倍。远大于Imax445A故能满足发热条件要求。 3机械强度条件校验 由于架空线导线悬挂在杆塔上不但要受到导线本身荷重的作用而且要经受气候条件等各种外界不利条件的影响。为保证线路安全运行所以导线必须具备足够的机械强度。因此规程规定对于线路跨越铁路、通航河流、公路、通信线路和居民区的线路其导线截面不得小于35mm2因此选择双回路LGJ-150/20导线能满足机械强度要求。 第二章导线的应力及弧垂计算 当导线受外界温度变化时将引起导线的热胀冷缩而导线上荷载的变化将引起导线的弹性变形。这两种的结果均使导线长度发生变化。在档距一定时导线长度即使发生微小的变化也将会导致导线张力和弧垂发生相应的变化。导线长度缩短将使导线的张力增大弧垂减小机械安全系数降低反之导线伸长将使导线张力减小弧垂增大安全系数增大。因此在设计线路时必须计算导线的应力和弧垂以便确定和掌握在各种气象条件下导线应力和弧垂的变化情况使设计做到经济合理以方便施工安装。 一、比载计算 查表及资料可知导线计算截面积 2167.37Smm 导线计算直径16.72dmm 单位质量 598qkgkm 最大风速 max30Vms 覆冰厚度 10bmm max40t? min20t? 覆冰风速 10Vms 、自重比载 19.8qgs9.8×598167.37×31035.01×3102.Nmmm 2、冰重比载 3227.7310bdbgs27.73×31016.721010167.3744.27×3102.Nmmm 3、垂直总比载 312ggg35.0144.27×31079.28×3102.Nmmm 4、无冰风压比载 4g20.6125cdvs35.01×3100.6125×20.851.216.7230167.37×31056.17×3102.Nmmm 5、覆冰风压比载 5g20.61252cdbvs×3100.6125×21.001.216.7221010167.37×31016.13×3102.Nmmm 6、无冰综合比载 6g2214gg2235.0156.17×31066.19×3102.Nmmm 7、覆冰综合比载 7g2235gg2279.2816.13×31080.91×3102.Nmmm 二、临界档距的计算及判别 查资料可知 LGJ-150/20的参数 p284.22Nmm瞬时破坏应力 安全系数K2.5 膨胀系数 19×6101? 弹性模数 784002Nmm 按设计规程规定年运行应力的气象条件采用年平均气温导线的年平均运行应力不超过导线瞬时破坏应力上限的0025 则 pj0025×p2Nmm 导线的许用应力 pk284.22.5113.682Nmm pj0025×p0025×284.271.052Nmm 为了保证架空线长期的安全可靠除需使其应力在任何气象条件下均不得超过强度许用应力外还应具有足够的耐振能力。架空线的耐振能力取决于年平均运行.