500kV沟至双回路架空送电线路设计

 2022-11-28 10:11

论文总字数:18325字

摘 要

本次设计主要讲述500KV超高压架空送电线路设计的内容。设计步骤完全依照任务书中的条件和要求来进行。此次设计包括导线、避雷线的应力、弧垂,并且绘制其应力弧垂曲线。选择杆塔的型式包括直线型杆塔型和耐张杆塔型,确定相对应的金具和绝缘子等。并且制作弧垂模板,进行杆塔编号。完成排杆后对耐张杆杆头尺寸校验、耐张杆强度及基础稳定性设计。最后对线路进行防振设计。

关键词:500kV;导线;地线;杆塔;金具;定位排杆;防振;

Abstract

This design mainly describes the design of overhead transmission lines,and the steps in the design are carried out according to the work contents in the task book. The design includes wire, ground stress, sag, and the drawing of stress sag curves. The selected tower types include straight rod tower type and tensile rod tower type, determine the corresponding hardware. Then the sag was made to locate the tower in the room(Numbering tower). Check the size of the tension rod head, and design the strength and foundation stability of the tensile rod after the rod arrangement. Finally, the anti-vibration design of the line is carried out.

Keywords: 500kv;Lead;Lightning conductor;Transmission tower;Fittings;Positioning rod;anti-vibration

第一章 导线设计

1.1 导线的设计

1.1.1 气象区参数

本次设计为500kV 沟至双回路架空送电线路的设计,本送电路线气象区条件相当于我国典型气象区的第Ⅲ区:

表 1.1 全国典型气候 Ⅲ 区

项目

气象区

典型气候Ⅰ区

大气温度(℃)

最高气温

40

最低气温

-10

年均气温

15

覆冰

-5

安装

-5

内过电压

15

外过无风

15

外过有风

10

最大风

-5

风速(m/s)

覆冰

10

安装

10

最高气温

0

最低气温

0

年均气温

0

内过电压

15

外过电压

10

外过有风

25

最大风速

25

覆冰冰厚(mm)

5

1.1.2 导线的相关参数

表 1.2 LGJ-300/25 型导线相关参数

截面积A(mm²)

导线直径 d

(mm)

弹性系数 E(MPa)

温膨系数α(1/℃

)

计算拉断力(N)

计算质量

(kg/km

)

抗拉强度

安全系数

k

许用应力

年均应力上限

333.31

23.76

73000

19.6×

10-6

79239

1058

188.11

2.5

95.09

47.03

1.1.3 导线的比载

(1)自重比载:

(2)冰重比载:

(3)垂直总比载:

(4)风压比载:假设风向垂直于线路方向,即θ = 90°,=1.1,=1.1

  1. 外过电压,安装有风:v=10m/s,αf=0.75

  1. 最大风(计算强度时):所以

最大风(计算风偏时):所以

3)内过电压:取最大设计风速的一半:所以

覆冰风压比载: 所以

无冰综合比载:

1)外过电压、安装有风:

2)最大风(计算强度时):

最大风(计算风偏时):

3)内过电压:

覆冰综合比载

1.1.4 导线的临界档距

因为最大风速和最厚覆冰时温度相等,且 所以是最厚覆冰控,按照 的大小从大到小排列为A、B、C

表1.3控制气象条件图

项目 条件

最厚覆冰

最低温

年均温

许用应力[]

95.09

95.09

47.03

比载(MPa/m)

44.40×

31.10×

31.10×

0.467×

0.327×

0.661×

温度t(℃)

-5

-10

15

编号

B

C

A

根据计算得出的记过绘制逻辑图如下:

图1.1 逻辑图

lgt;281.41m时,最厚覆冰控,当30.37mlt; l lt;281.41m时年均温控,当llt;30.

37m时最低温控。

以各气象条件为待求条件,已知参数如表所示:

表1.4 待求条件及其参数

待求条件

参数

最高气温

最低气温

年均气温

外过有风

外过无风

内过电压

覆冰无风

覆冰有风

最大风(强度用)

最大风(风偏用)

t(℃)

40

-10

15

15

15

15

-5

-5

-5

-5

-5

b(mm)

0

0

0

0

0

0

0

5

5

0

0

(m/s)

0

0

0

10

0

15

10

0

10

25

25

31.10

31.10

31.10

31.32

31.10

32.99

31.32

43.06

44.40

40.56

38.66

等高点悬挂点架空线的状态方程:

利用状态方程,求得各待求条件下的应力和弧垂,如表所示

表1.5 LGJ-300/25型导线应力弧垂计算表

气象条件

档距

最高气温

最低气温

年均气温

安装

外过有风

50

29.20

0.351

106.2

64.51

92.16

57.91

145

43.42

1.927

106.2

66.38

92.60

60.46

150

44.27

2.082

99.98

66.38

88.09

62.16

155

44.71

2.817

96.62

66.38

85.80

62.84

250

48.13

5.319

78.76

59.87

72.07

58.11

300

48.58

7.589

69.94

57.1

65.73

56.1

340

48.78

10.264

64.25

55.29

61.63

54.77

410.1

49.31

13.348

60.59

54.07

58.96

53.87

450

49.26

16.839

58.16

53.22

57.15

53.23

500

49.38

20.738

56.47

52.6

55.87

52.77

550

49.48

25.043

55.26

52.14

54.94

52.42

600

49.55

29.761

54.36

51.8

54.25

52.16

气象条件

档距

操作过电压

覆冰无风

覆冰有风

最大风(强度)

最大风(风偏)

外过无风

50

64.8

88.5

0.240

88.7

86.1

85.89

57.84

0.177

145

67.07

93.74

0.623

94.18

88.2

87.69

60.3

0.467

150

68.09

101.73

1.879

102.67

88.78

87.43

61.79

1.491

155

68.02

105.07

2.62

106.22

89.05

87.32

62.39

2.127

250

62.85

104.63

5.076

106.2

81.9

79.31

57.5

4.452

300

60.39

104.42

7.324

106.2

78.51

75.55

55.43

6.651

340

58.79

104.26

9.984

106.2

76.17

72.98

54.07

9.28

410.1

57.65

104.14

13.056

106.2

74.54

71.2

53.15

12.331

450

56.87

104.05

16.538

106.2

73.36

69.94

52.5

15.8

500

56.3

103.98

20.431

106.2

72.5

69.2

52.03

19.68

550

55.87

103.92

24.735

106.2

71.86

68.33

51.67

23.981

600

55.59

103.88

29.448

106.2

71.36

67.8

51.4

28.69

图1.5 导线应力弧垂曲线

1.2 地线设计

1.2.1 地线的设计

经查阅,由于导线型号为 LGJ-300/25,所以可选用 GJ-50 型号地线。

表1.6 地线 GJ-50 相应参数

截面积 A

(mm²)

导线直径d(mm)

弹性系数E(MPa)

温膨系数α(1/℃)

计算质量

(kg/km)

抗拉强度

安全系数k

许用应力

年均应力上限

49.5

9.00

59000

11.5×

10-6

424.00

1132

3.5

323.42

283

1.2.2 地线的比载

(1)自重比载为:

(2)冰重比载为:

(3)垂直总比载为:

(4)风压比载:假设风向垂直于线路方向,即θ = 90°,=1.1,=1.1

  1. 外过电压、安装有风:

  1. 最大风(计算强度时):所以

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