重庆张家坝至秀山220kV线路工程设计设计745256.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流重庆张家坝至秀山220kV线路工程设计设计745256.精品文档.重庆张家坝至秀山220kV线路工程设计学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行设计所取得的设计成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文
2、评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密 ,在_年解密后适用本授权书。2、不保密 。(请在以上相应方框内打“”)作者签名: 年 月 日 导师签名: 年 月 日 目 录前言21工程设计总体说明21.1设计依据21.2 技术要求31.3 标段线路概况32 导地线应力弧垂计算及曲线绘制32.1导线应力弧垂计算及曲线绘制32.2地线应力弧垂计算及曲线绘制103 绝缘配合计算及金具选择163.1 绝缘子型号选择及片数确定163.2绝缘子串联数的确定163.3金具的选择174 杆塔的定位194.1杆塔定位原则
3、194.2 杆塔的选择204.3 定位弧垂模板的绘制214.4 杆塔初选代表档距并定位224.5 模板K值校验234.6 杆塔明细表245 杆塔校核265.1 杆塔塔头荷载计算265.2 铁塔荷载校核305.3杆塔最大档距校验305.4悬垂绝缘子串摇摆角(风偏角)确定315.5 悬垂串实际摇摆角的计算325.6直线杆塔的上拔校验335.7架空线运行条件校核346 防震设计366.1防振锤的型号选择376.2防振锤个数的选择376.3防振锤的安装377防雷设计407.1防雷方案417.2 防雷设计418. 基础设计44总 结49致 谢50参考文献51重庆张家坝至秀山220kV线路工程设计 (J4
4、0-J156-3) 摘要:本文根据重庆张家坝至秀山地区的气象条件以及地理地质条件,进行了张秀线部分标段输电线路工程设计的力学特性计算,选取了合适的导、地线,得出了导、地线在该气象条件下的应力弧垂曲线和安装曲线。本线路为单回,选用酒杯型直线塔和干字型耐张塔。作出了导、地线的K值和弧垂模板曲线,根据任务书中的平断面图进行了杆塔的排杆定位,并对排杆定位结果和塔头荷载进行了校核。最后进行了基础设计、防振设计、防雷设计。关键词:输电线路,排杆定位,校核,线路特性计算,线路设计。Abstract::The paper reviewed the meteorological conditions of Ch
5、ongqing Zhangjiaba to Xiushan and then calculate its mechanical properties of the electric power transmission lines using in the design. The Stress-curve and Hang-down-arc-curve of the Over-head Electrical Transmission Line and ground line is got. Choosing a suitable curve, ground wire and the corre
6、sponding hardware circuit, cup type steel tower is as straight and 干-shaped as strain tower. According to the current from the teacher receive the labeling of lever, the tower of card wire k-valued template is drawn. Test the orientation and tower head load. Finally, The basic design、mine design and
7、 anti-vibration design are done.Keywords: Transmission line, Location row bar, Check, Calculation of line characteristics, Circuit design前言电力行业作为一种生产基础性产业,对于促进国民经济发展有着重要作用,同时作为一个民生性行业,对于社会稳定也起着保障性作用。对于经济日益发展的中国,随之而来的是电力负荷的急剧增加,如何保障电力的供应、电网的建设等环节就显得尤为重要。由于我国资源的分配和电力的需求存在的不对等,想要充分利用这些资源就必须及时方便的将这些电力输送
8、出去,输电线路的建设就显得相对突出。输电线路的任务就是输送电能,并联络各发电厂、变电站食指并列运行,实现电力系统联网,尤其是高压输电线路,它是电力工业的大动脉,是电力系统的重要组成部分,必须保证其运行的安全可靠。架设一条输电线路的第一步就是线路设计。线路设计的目的在于使输电线路满足更加经济、安全、更高效率的输送电能的要求,使塔型小型化,美观化,设计出安全、可靠、稳定、经济、环保的输电网络。线路设计的合理性直接影响电网的安全性、稳定性、可靠性和经济性。为保证线路的安全运行,在设计过程中,必须严格遵循行业规程规范,同时也应结合本地区已有线路的设计运行经验,对线路做出适当的调整。同时也应考虑到线路的
9、经济性,在保证可靠运行的基础上降低线路造价,减少线路对已有环境的影响,实现绿色、经济。1工程设计总体说明1.1设计依据(1)重庆张家坝至秀山220kV线路工程(J40-J156-3)平断面图,该平断面图由电力设计院委托勘测设计队对线路走廊的地形地物进行测绘得出。(2)地质勘测报告书,(3)当地气象条件,来自于已有线路的运行经验和当地气象部门的统计数据,包括最大风速、雷暴日、覆冰厚度等气象条件和因素;(4)根据国家经贸委颁发的110kV-500kV 架空送电线路设计技术规程(DL/T5092-1999);(5)根据架空输电线路设计;(6)根据输电杆塔及基础设计;(7)根据电力金具手册(第二版)(
10、8)东北电力设计院主编的(第二版)电力工程高压送电线路设计手册1.2 技术要求(1)国家电力公司.110500kV输电线路设计技术规程.2008(2)国家电力公司.110500kV输电杆塔设计技术规程.20081.3 标段线路概况本线路为张家坝至秀山220kV桩J40到桩J156-3标段部分,标段总长约为13.07km,实际设计长度为4.58km,拟为单回线路,线路走廊为丘陵地区。根据所在区域的覆冰情况(20mm)据可研查记录,推荐导线LGJ-400/50,安全系数取2.8,地线JLB20A-120,安全系数取3.0。该地区环境污染较轻,按级污区处理。本次线路所在区域为非典型气象区域,最大设计
11、风速为25m/s,覆冰厚度为20mm,最高气温为40,最低气温为-10,平均雷暴日为50天。2 导地线应力弧垂计算及曲线绘制2.1导线应力弧垂计算及曲线绘制2.1.1区域气象条件表2-1 设计区域气象条件气象项目最大风速覆冰有风覆冰无风最低气温年均气温最高气温内过电压外过有风外过无风安装有风事故气象气温()+10-5-5-10+15+4015+15+15-5风速()2515000015100100冰厚()0202000000000平均雷暴日为50天(多雷区)2.1.2 导线LGJ-400/50的基本参数表2-2 LGJ-400/50的有关参数截面积A()导线直径d()弹性系数温膨系数计算拉断力
12、(N)计算质量qkg/km)抗拉强度安全系数k许用应力年均应力上限451.5527.63690001234001511259.6172.892.9764.904(考虑到线路区域较为陡峭 取安全系数为2.8)其中 抗拉强度 许用应力 年均应力上限2.1.3 各气象条件下导线比载的计算 (1)自重比载(2)冰重比载(3)垂直总比载(4)风压比载。假设风垂直于线路方向即,对于220kV线路 。因为,所以,利用公式 和 可得外过电压,安装有风 时,即有外过电压时,即有最大风速 计算强度时, 即有计算风偏时, 即有(5)覆冰风压比载,此时一律。根据公式 和有 计算强度时,有 计算风偏时,有(6)无冰综合
13、比载外过电压,安装有风内过电压最大风速计算强度时,计算风偏时,(7)覆冰综合比载计算强度时, 计算风偏时,将所有计算所得各种比载列于下表2-3表2-3 导线比载汇总表项目自重覆冰无风无冰综合(安装有风,外过有风)无冰综合(内过电压)无冰综合(最大风速,用于强度)无冰综合(最大风速,用于风偏)覆冰综合(用于强度)覆冰综合(用于风偏)数据()32.81691.31133.08432.9639.70336.52594.74493.258备注-2.1.4 计算临界档距,判定控制条件(1)可能控制条件的有关参数见表2-4。表2-4 可能的应力控制气象条件 条 件项 目最大风速最厚覆冰最低气温年均气温许用
14、应力92.7292.7292.7272.4221比载39.70394.74432.81632.816(1/m)0.4281.0220.3540.506温度t()+10-5-10+15由小至大编号bdac(2)按等高悬挂点考虑,计算各临界档距计算临界档距时,把一种控制条件作为第状态,其比载为,温度为,应力达到允许值;另一种控制条件作为第状态,相应参数分别为、。临界状态下,利用状态方程可得临界档距的计算公式:将数值依次带入公式计算得(3)判定有效临界档距,确定控制条件。将各临界档距值填入有效临界档距判别表,表2-5表2-5 导线有效临界档距判别表可能的控制条件a(最低气温)b(最大风速)c(年均温
15、度)d(最厚覆冰)临界档距-容易看出,为有效临界档距。实际档距,最低气温为控制条件;实际档距,年均气温为控制条件。2.1.5计算各气象条件的应力和弧垂(1)以各档距范围的控制条件为已知条件,相关数据如表2-6所示。表2-6 已知条件及参数已知条件最低气温年均气温 控制区域参数050.19650.196+-10+15000032.81632.816115.875472.4221(2)以各气象条件为待求条件,已知参数如表2-7所示。表2-7 待求条件及已知参数最高气温最低气温年均气温事故外过有风外过无风内过电压安装覆冰无风覆冰有风(强度)覆冰有风(风偏)最大风(强度)最大风(风偏)+40-1015
16、-35+15+1515-5-5-5-5101000000000202020000000100151001515252532.81632.81632.81632.11633.08432.81632.9633.08491.31194.74493.25839.70336.525(3)弧垂计算过程应力计算过程:为方便求解,将上式整理令 则 采用牛顿迭代法求解,令其导数为则牛顿迭代式为 给出迭代初值,算出,反复进行,直至有取一定的精度,本次迭代中取;利用计算机程序计算得导线LGJ-185/30应力弧垂表见附表1.(注:应力单位 MPa ,弧垂单位m)由附表1可得出最大弧垂发生在覆冰无风气象条件(4)以附
17、表2的数据为依据,绘制应力弧垂曲线如图2-1图2-1 导线应力弧垂曲线2.1.6 导线安装曲线应力状态方程求解各施工气象(无风、无冰、不同气温)下的安装应力,进而求得相应的弧垂,结果如附表2所示按表2-9中的弧垂数据,绘制40-10共6条曲线,如图2-2所示。图2-2 地线安装曲线2.2地线应力弧垂计算及曲线绘制2.2.1 地线相关参数表2-8 地线JLB20A-120参数根数/直径(根/)地线直径(mm)弹性系数温膨系数计算拉断力(KN)计算质量q(kg/km)安全系数k许用应力年均应力上限19/2.8514.25147200146.180810.03.0381.902286.427其中 抗
18、拉强度 许用应力 年均应力上限2.2.2 各气象条件下地线比载的计算 (1)自重比载(2)冰重比载(3)垂直总比载 (4)风压比载。假设风垂直于线路方向即,对于220kV线路 。因为,所以,利用公式 和 可得外过电压,安装有风 时,即有外过电压时,即有最大风速 计算强度时, 即有计算风偏时, 即有(5)覆冰风压比载,此时一律。根据公式 和有 计算强度时,有计算风偏时,有(6)无冰综合比载外过电压,安装有风 内过电压 最大风速计算强度时, 计算风偏时,(7)覆冰综合比载计算强度时, 计算风偏时,将所有计算所得各种比载列于表2-9 表2-9 地线比载汇总表项目自重覆冰无风无冰综合(安装有风,外过有
19、风)无冰综合(内过电压)无冰综合(最大风速,用于强度)无冰综合(最大风速,用于风偏)覆冰综合(用于强度)覆冰综合(用于风偏)数据()65.534222.23566.12467.20280.55473.653234.718229.341备注-2.2.3 计算临界档距,判定控制条件(1)可能控制条件的有关参数见表2-10。 表2-10 可能的应力控制气象条件 条 件项 目最大风速最厚覆冰最低气温年均气温许用应力381.902381.902381.902286.427比载80.554234.71865.53465.534(1/m)0.2110.5820.1720.229温度t()+10-5-10+1
20、5由小至大编号bdac(2)按等高悬挂点考虑,计算各临界档距将各临界档距值填入有效临界档距判别表2-11表2-11 地线有效临界档距判别表可能的控制条件a(最低气温)b(最大风速)c(年均温度)d(最厚覆冰)临界档距-容易看出,为有效临界档距。实际档距,年均气温为控制条件;实际档距,最厚覆冰为控制条件。2.2.4计算各气象条件的应力和弧垂(1)以各档距范围的控制条件为已知条件,相关数据如表2-12所示。表 2-12 已知条件及参数已知条件年均气温最厚覆冰 控制区域参数0 169.2169.2 +15-502001565.534234.718286.427381.902(2)以各气象条件为待求条
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- 重庆 张家坝至 秀山 220 kV 线路 工程设计 设计 745256
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