架空輸電線路課程設計

1、<p>　　架空輸電線路課程設計</p><p>　　班級 </p><p>　　姓名 </p><p>　　學號 </p><p>　　指導老師 </p><p>　　年 月 日</p><p>

2、;<b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、設計條件3</b></p><p><b>　　二、設計要求3</b></p><p>　　三、整理已知條件4</p><p><b>　　四、比載計算5</b></p>&

3、lt;p>　　五、計算臨界檔距，判斷控制條件6</p><p>　　六、判定最大弧垂8</p><p>　　七、計算各氣象條件下的應力和弧垂9</p><p>　　八、安裝曲線計算11</p><p>　　九、畫應力弧垂曲線與安裝曲線14</p><p><b>　　十、感想14</b

4、></p><p>　　330Kv架空輸電線路設計</p><p><b>　　一、設計條件</b></p><p><b>　　1.典型氣象區(qū)V區(qū)</b></p><p>　　2.導線型號LGJ-400/50</p><p>　　3.電壓等級330Kv</p&g

5、t;<p><b>　　二、設計要求</b></p><p>　　列出各氣象條件，計算出比載，判斷臨界檔距，最大弧垂氣象，畫出應力弧垂曲線及安裝曲線。</p><p><b>　　三、整理已知條件</b></p><p><b>　　氣象條件及其作用</b></p><

6、;p><b>　　表一</b></p><p><b>　　2.風速換算</b></p><p>　　由于此處的風速是高度為10米處的基準風速，而110~330Kv輸電線路應取離地面15米處的風速，所以應當進行風速高度換算。采用公式</p><p>　　式中 —線路設計高度h處的風速，m/s；</p>

7、<p>　　—標準高度10m處的風速，m/s；</p><p>　　—風速高度變化系數(shù)；z為粗糙度指數(shù)；為修正系數(shù)</p><p>　　在此設計中采用《架空輸電線路設計》孟遂民版中表2—6規(guī)定，取粗糙度等級為B；</p><p>　　則相應的z=0.16；=1.0 </p><p>　　則 最大風速時風速換算值為v=1.067

8、×30=32.01m/s</p><p>　　覆冰有風，外過有風，安裝氣象時風速換算值為v=1.067×10=10.67m/s</p><p>　　內(nèi)過電壓時風速換算值為v=1.067×15=16.01m/s</p><p><b>　　3.導線參數(shù)</b></p><p>　　此處采用LG

9、J-400/50導線，其相應參數(shù)如下表二所示</p><p>　　導線的安全系數(shù)取2.5，控制微風震動的年均氣象條件下的年均運行應力設計安全系數(shù)取4</p><p><b>　　則抗拉強度</b></p><p><b>　　許用應力</b></p><p><b>　　年均運行應力上限&

10、lt;/b></p><p><b>　　四、比載計算</b></p><p><b>　　1.自重比載</b></p><p><b>　　2.冰重比載</b></p><p><b>　　3.垂直總比載</b></p><p&

11、gt;<b>　　4.無冰風壓比載</b></p><p><b>　　外過電壓，安裝有風</b></p><p>　　此時風速v=10.67m/s </p><p><b>　　(2)內(nèi)過電壓</b></p><p>　　此時風速v=16.01m/s

12、 </p><p><b>　　（3）最大風速</b></p><p>　　此時風速v=32.01m/s </p><p><b>　　計算強度時</b></p><p><b>　　校驗電氣間距時</b></p><p><b>

13、;　　5.覆冰風壓比載</b></p><p>　　此時風速v=10.67m/s </p><p>　　計算強度和檢驗風偏時均可取</p><p><b>　　6.無冰綜合比載</b></p><p>　　（1）外過電壓，安裝有風</p><p><b>　?。?）內(nèi)過

14、電壓</b></p><p><b>　　（3）最大風速</b></p><p><b>　　計算強度時</b></p><p><b>　　校驗風偏時</b></p><p><b>　　7.覆冰綜合比載</b></p><

15、;p>　　計算強度和校驗風偏時</p><p>　　各氣象條件下的比載計算值列于下表三</p><p>　　五、計算臨界檔距，判斷控制條件</p><p>　　1. 當氣象條件變化時，應力隨之變化，在應力達到最大時的氣象條件即為控制條件，在輸電線路設計時，應考慮的四種氣象條件分別為最低氣溫，最大風速，最厚覆冰，年均氣溫。</p><p>

16、;　　這四種氣象條件的有關參數(shù)如表四所示</p><p>　　2.按等高懸點考慮，計算各臨界檔距</p><p><b>　　由狀態(tài)方程式</b></p><p>　　可得臨界檔距的計算公式為</p><p>　　所以各臨界檔距如下：</p><p><b>　　將結論列于下面表五<

17、;/b></p><p>　　由上表五可得出如下結論：</p><p>　　當代表檔距l(xiāng)<164.82m時年均氣溫是控制條件；當代表檔距l(xiāng)>164.82m時最厚覆冰是控制條件。</p><p><b>　　六、判定最大弧垂</b></p><p>　　此處最大弧垂是指架空線在無風氣象條件下垂直平面內(nèi)檔距

18、中央弧垂的最大值。出現(xiàn)最大弧垂的氣象條件是最高氣溫或覆冰無風，在此設計中采用臨界溫度法判定最大弧垂。</p><p><b>　　臨界溫度法</b></p><p>　　在某一溫度下，架空線在自重比載作用下產(chǎn)生的弧垂與覆冰無風時的弧垂相等，則此溫度稱為臨界溫度。</p><p>　　設覆冰無風為第一狀態(tài)：氣溫為，比載為，架空線水平應力為<

19、/p><p>　　臨界溫度為為第二狀態(tài)：溫度為，比載。水平應力為</p><p>　　則可根據(jù)狀態(tài)方程式解得臨界溫度計算式為</p><p><b>　　判定</b></p><p>　　當代表檔距l(xiāng)<164.82m時，年均氣溫為控制條件</p><p>　　第一狀態(tài)：年均氣溫，溫度，比載，水平

20、應力</p><p>　　第二狀態(tài)：覆冰無風，溫度，比載，水平應力</p><p><b>　　由狀態(tài)方程式</b></p><p>　　可求得覆冰無風條件下的應力</p><p>　　取代表檔距l(xiāng)=100m,將各數(shù)據(jù)代入上式得</p><p><b>　　采用試湊法可得</b&g

21、t;</p><p><b>　　臨界溫度</b></p><p>　　最高氣溫 所以最大弧垂發(fā)生在最高氣溫條件下。</p><p>　?。?）當代表檔距l(xiāng)>164.82m時，最厚覆冰為控制條件</p><p>　　第一狀態(tài)：最厚覆冰，溫度，比載，水平應力</p><p>　　第二狀態(tài)：覆冰

22、無風，溫度，比載，水平應力</p><p><b>　　由狀態(tài)方程式1</b></p><p>　　可求得覆冰無風條件下的應力</p><p>　　取代表檔距l(xiāng)=200m,將各數(shù)據(jù)代入上式得</p><p><b>　　采用試湊法可得</b></p><p><b>

23、;　　臨界溫度</b></p><p>　　最高氣溫 所以最大弧垂發(fā)生在最高氣溫條件下。</p><p>　　綜上所述，在整個檔距范圍內(nèi)最大弧垂都發(fā)生在最高氣溫條件下。</p><p>　　七、計算各氣象條件下的應力和弧垂</p><p>　　各已知條件及參數(shù)如下表六所示</p><p>　　2.待求條件的

24、已知參數(shù)如下表七所示</p><p>　　利用狀態(tài)方程式求得各條件下的應力與弧垂，列于下表八中。</p><p>　　由《架空輸電線路設計》孟遂民版中表5—8規(guī)定，導線的應力曲線應當計算表七中的十三中氣象條件，而弧垂曲線只需計算最高氣溫，覆冰無風，外過無風三種氣象條件。</p><p><b>　　應力計算</b></p><

25、;p>　　在此取檔距范圍為50~800m，間隔為50m</p><p>　　以檔距400m為例計算最高氣溫下的應力和弧垂：</p><p>　　檔距l(xiāng)=400m時，控制條件為最厚覆冰。則可以最厚覆冰為第一狀態(tài)，最高氣溫為第二狀態(tài)</p><p>　　第Ⅰ狀態(tài)：溫度，比載，水平應力</p><p>　　第Ⅱ狀態(tài)：溫度，比載，水平應力<

26、;/p><p><b>　　由狀態(tài)方程式</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)化簡得</b></p><p>　　可采用迭代法求解此方程</p><p>　　令A=92.96 B=495490.104</p><p>　　則上式變換為 取</p>&

27、lt;p><b>　　所以可取</b></p><p>　　最高氣溫下相應的弧垂</p><p>　　計算出各檔距與各種氣象條件下的應力，并計算出弧垂，列于下表</p><p><b>　　八、安裝曲線計算</b></p><p>　　1.架線施工時，常以觀測弧垂方式確保線路符合設計要求，因此

28、事先將各種施工氣溫（無冰無風）下的弧垂繪制成相應的曲線，以備施工時查用。安裝曲線以檔距為橫坐標，弧垂為縱坐標一般從最高施工氣溫至最低施工氣溫每隔5度繪制一條曲線。為了使用方便提高繪圖精度，對不同的檔距，可根據(jù)其應力繪制成百米檔距弧垂，即</p><p>　　觀測檔距的弧垂可由下式換算</p><p>　　此設計中檔距范圍取50~800m，間隔50m，溫度介于最高氣溫至最低氣溫之間，取-10

29、~40,間隔。各弧垂計算結果如下表九所示。</p><p>　　2.架空線并不是完全彈性體，初次受張力作用后不僅產(chǎn)生彈性伸長，還會產(chǎn)生永久的塑蠕伸長。在線路運行初期最為明顯，故在線路工程上稱為架空線的初伸長。架空線的初伸長使檔內(nèi)線長增加，弧垂增大，使架空線對地或跨越物的安全距離減小而造成事故。所以線路設計時必須考慮架空線初伸長的影響。此處采用恒定降溫法補償架空線的初伸長。</p><p>

30、　　設架空線單位長度塑性伸長量為,則架空線的應力狀態(tài)方程式為</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　說明增大架線應力相當于將架線時的氣溫降低</p><p>　　各種導線消除架空線初伸長的降溫值如下表</p><p>　　此處架空線型號為導線型號LGJ-400/50，查附表得其鋁截面積為，鋼截面積

31、為</p><p>　　則鋁鋼截面比m=。所以應當降溫 </p><p>　　以檔距為400m，溫度40為例計算應力和百米弧垂</p><p>　　第Ⅰ狀態(tài)（最厚覆冰）：溫度，比載，水平應力</p><p>　　第Ⅱ狀態(tài)（無冰無風）：溫度，比載，水平應力</p><p><b>　　由狀態(tài)方程式</b&

32、gt;</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得</b></p><p>　　采用迭代法令A=66.32 B=495490.104</p><p>　　則上式變換為 取</p><p>　　可取 百米弧垂</p><p>　　同理可求得其他溫度下的應力與百米弧垂</p>