35kV格塘架空送电线路设计_毕业设计论文.doc
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1、毕业设计说明书 35kV 格塘架空送电线路设计 学 生 姓名 : 班 级 学号 : 院、系、部 : 专 业:电气工程及其自动化(输配电工程) 指 导 教师 : 合作指导教师: 2013 年 06 月 南 京 Undergraduate Design(Thesis) THE DESIGN OF 35kV GE TANG OVERHEAD TRANSMISSION LINE BY Supervised by School of Electric Power Engineering Nanjing Institute of Technology June 2013 摘 要 本设计根据格塘线段地形,气
2、候等各种因素来计算导线、避雷线的应力以及 弧垂,由此来绘制弧垂曲线图。然后根据设计要求依次选择杆塔型式,包括确定 直线杆杆型、选择绝缘子串型号规格及其金具,选择避雷线规格及其金具,确定 杆塔呼称高,确定杆头尺寸,确定电杆的埋深以及确定耐张杆杆型和选择耐张绝 缘子串型号规格及其金具,选择避雷线的连接金具,确定耐张杆的呼称高和杆头 尺寸,确定电杆埋深等一系列步骤;其次根据计算得到的结果制作一张弧垂曲线 模板,根据模板进行杆塔的室内定位并绘制成图纸;接着进行耐张杆杆头的尺寸 校验和耐张杆的强度及基础的稳定性设计;最后再对线路各段进行防振设计。 关键词 应力弧垂,设计,架空送电线路 Abstract
3、The arc and uprightness graph of this design is protracted according to the design Getang line topography, climate and other factors to calculate wire, lightning and the stress lines sag. Then according to the design requirements, choose the tower types, including the identification of linear Bar-Ba
4、r, Model choice insulator strings with the specifications and choose lightning line with the specifications and determine called Tower high, determine club head size, Pole determine the depth of resistance and to identify Bar-Bar and choice-resistant insulator string models and specifications for th
5、e equipment, The choice of lightning with the link to determine the tolerance bar called high and club head size and depth of Poles identified a series of steps; Second, based on the calculation of the results produced a sag curve template, According to the Tower templates indoor positioning and map
6、ping drawings, followed by the first-resistant poles and the size Check-resistant rod based on the strength and stability of design; Finally, on the lines of the design for Earthquake Prevention. Key words GETANG, stress Sag, design, overhead power transmission lines - 1 - 目录 摘 要.I AbstractI 1 绪论.1
7、2 说明书.2 2.1 线路概况.2 2.2 导线应力弧垂计算2 2.3 杆塔型式选择6 2.4 绝缘子的选择.9 2.5 金具的选择11 2.6 模板曲线与室内定位.13 2.7 导线防振设计.15 2.8 杆塔头部尺寸校验.17 2.9 杆塔的荷载计算.21 2.10 基础的稳定性设计26 3 计算书.28 3.1 导线应力弧垂计算28 3.2 绝缘子的选择.30 3.3 金具的选择.30 3.4 排杆定位30 3.5 杆头尺寸及定位校验.36 3.6 导线的防振设计.39 3.7 耐张杆强度及基础稳定计算41 4 本章小结.52 谢 辞53 参考文献54 附录 1:外文资料翻译55 A1
8、.1 提供农村电力供应路线的新方法(译文) 55 A1.2 A novel approach to providing on route power supplies to rural and urban communities in close proximity to the extra high voltage DC transmission line.59 附录 2:图纸65 - 2 - A2.1 35kV 直线杆.65 A2.2 35kV 带外拉线耐张杆66 A2.3 直线及耐张杆金具67 A2.4 导线应力弧垂曲线69 附录 3.70 A3.1 平断面图.70 - 1 - 1 绪论
9、 电力工业是为国民经济和社会发展提供能源的重要基础产业,也是关系国计民 生的公用事业。我国电力工业已经走过 121 年的发展历程,与世界各国一样,电力 在经济发展和社会进步中越来越成为不可缺少的物质资料和生活资料,电气化程度 成为一个国家现代化程度的标志。电力系统包括发电厂、电力网和用电设备。电力 网包括变电所和各不同电压等级的输电线路。 输送电能的线路通称为电力线路。它主要由导线、避雷线、绝缘子、线路金具、 杆塔和拉线、基础以及接地装置等部分组成。架空输电线路的任务是输送电能,并 联络各发电厂、变电所使之并列运行,实现电力系统联网。电力系统联网,既提高 了系统安全性、可靠性和稳定性,又可实现
10、经济调度,使各种能源得到充分利用。 高压输电线路是电力工业的大动脉,是电力系统的重要组成部分。 输电线路设计是电力系统中一个非常重要的环节,正所谓兵马未动,粮草先行。 为节约国家资源、安全等各方面来看,线路设计显得尤为重要。线路设计按电压等 级可分为:低电压线路设计,高电压线路设计两种,本次设计主要以 35KV 输电线 路为主。包括输电线路应力弧垂计算,杆塔形式的选择,绝缘子、金具的选择,弧 垂模板的制作以及利用制作好的弧垂模板进行杆塔定位,塔头尺寸校验、杆塔荷载 计算、内力计算以及杆塔基础的设计,导线防振设计。计算导线应力弧垂是进行杆 塔选择和定位的依据;根据电压等级和平断面图选择杆塔,合适
11、的杆塔型号,配合 合适的绝缘子、金具能够保证线路在运行过程中的安全性和可靠性;用制作的弧垂 模板定位是实际施工过程中杆塔定位的依据;尺寸校验、荷载计算、内力计算和基 础设计则是杆塔在运行中能够适应各种不同的气象条件和地理条件下安全运行的保 障,不发生倒塌和倾覆;加装防振锤是防止因导线、避雷线的震动造成的危险几率, 需利用准确的计算来确定个数与安装距离是十分重要的。 - 2 - 2 说明书 2.1 线路概况 (1)导线型号:根据江苏省电力公司电力系统规划设计,拟新建一条 35kV 格塘 架空送电线路,导线型号采用 LGJ-300/25。 (2)线路路径:沿线路路径情况见提供的平断面图,沿线路的地
12、质为 塑性亚粘 土,孔隙比 0.8,塑性指数 15,液性指数 0.69,地下水在表面下 2.5 米,地区污 秽 2 级。 (3)气象条件:相当于我国典型气象区的第 IV 区。 2.2 导线应力弧垂计算 2.2.1 导线应力弧垂计算参数 表 2.1 典型气象区第四区气象条件 代表情况温度()风速(m/s)冰厚(mm) 最大风 -525/ 最低温 -20/ 最高温 40/ 年平均气温 1015/ 覆冰 -5105 外过电压(有风) 1510/ 外过电压(无风) 15/ 内过电压 1015/ 安装(有风) -1010/ - 3 - 表 2.2 导线的计算参数表 名称数据 计算截面() 2 mm333
13、.31 外径()mm 23.76 温度线膨胀系数()c o6 10 20.5 弹性模数() 2 mmkg 65000 计算重量()kmkg 1058 计算拉断力(N) 83410 安全系数 2.5 表 2.3 导线比载参数 名称符号计算公式 结果 (Mp/m) 3 10 自重比载 1(0,0) g 3 108 . 9 Aq 31.13 冰重比载 2( ,0)b g 3 10)(728.27 Abdb 11.96 垂直总比载 3( ,0)b g 1(0,0)2( ,0)b gg 43.09 1 4(0,)v g 1 4(0,)v g 26.04 18.68 2 4(0,)v g 14.12 无冰
14、风压比载 (0,) 3 4 v g 322 10sin6128 . 0 Avcd f 39.21 覆冰风压比载 5( , )b v g 322 10sin)2(6128 . 0 Avbdc f7.60 1 6(,0)v g 1 6(,0)v g 40.59 36.30 ) 0 , ( 26 vg 47.53 无冰有风综合 比载 3 6(,0)v g 22 1 (0,0)4(0, )v gg 59.97 覆冰有风综合 比载 7( , )b v g 22 3( ,0)5( , )bb v gg 43.76 - 4 - 注 表中 c 为风载体型系数:线径17,取 1.2;线径17,取 1.1;覆 冰
15、取 1.2。 表 2.4 不均匀系数 f a 设计风速 (m/s) 20 以下 20303035 35 以上 f a 1.00.850.750.7 又 Tmax=Tb且 R60.253.23.83.84.5 - 10 - 2.4.2 绝缘子的选择 电力系统的运行电压为 35Kv,导线型号 LGJ-300/25,地区污秽等级为 2 级, 所以选择 XP-70 型绝缘子。 表 2.7 XP-70 型绝缘子的电气性能如下: 工频电压有效值 kV 抗张负荷(9.8) 产品 型号 盘 经 mm 高 度 mm 泄 漏 距 离 mm 干 闪 湿闪 击 穿 50闪 络电压 幅值 kV例行 一小 时机 电 机电
16、 破坏 重 量 kg XP- 70 25514630075451101203500520070004.6 2.4.3 绝缘子串片数的选择 1) - 2.2 130 359.1 0 X n KL U n 式中 泄漏比距 现取 1.9; L0几何的泄漏距离 ; Kx绝缘子泄露距离的有效系数 取 1。 2)根据操作过电压的要求校验所选的绝缘子的片数。 得出片数 3 片eKUKU02 由以上得悬垂绝缘子片数 3 片。 3)耐张绝缘子型式为 XP-70,耐张绝缘子的型号与悬垂绝缘子的相同,根据运行经 验对于 220kV 以下线路每串耐张片数比悬垂片数多 1 到 2 片,所以耐张绝缘子片数 为 4 片。
17、2.4.4 绝缘子串数的选择 悬垂绝缘子串的串数应由以下两个条件进行计算: - 11 - 1) 按导线的最大综合比载决定 T G kn 1 式中 n 串数; T 悬式绝缘子一小时机电荷载 N; G 作用在绝缘子上综合荷载 N; K1 运行条件下的机械强度安全系数 K1=2.0。 2) 按导线的断线条件计算 T T kn d 2 式中 Td 导线的断线张力,N; K2 断线条件下的机械强度安全系数; T 悬式绝缘子一小时机电荷载 ,N。 根据公式计算,悬式绝缘子和耐张绝缘子串数都为 1,具体计算详见计算书。 2.5 金具的选择 将杆塔、导线、避雷线和绝缘子连接起来所用的金属零件,统称为送电线路金
18、 具。送电线路金具,按性能、用途大致分为悬垂线夹、耐张线夹、联结金具、接续 金具、保护金具和拉线金具等六大类金具。线夹一般与导线相配套,联结金具与线 夹及绝缘子相配套,金具主要从机械强度及电气方面进行校验。常根据下列方法作 金具的选用: 1) 根据导线及避雷线的型号和直径来选择悬垂线夹,耐张线夹及连接金具; 2) 根据绝缘子的机电破坏荷载确定连接金具的型号。 金具一览表如下: 1、直线杆塔用绝缘子串金具 表 2.8 导线用悬垂绝缘子串用金具: 件 号 金具名称型号数量 每个质 量 总共质 量(kg) 总质量 (kg) 主要尺寸 H(mm) - 12 - (kg) 1挂板Z-710.60.660
19、 2U 型挂环U-711.01.060 3球头挂环QP-710.30.650 4悬式绝缘子XP-7034.613.81463 5碗头挂板W-7B11.01.070 6悬垂线夹XGU-312.02.0 18.0 102 连接图见附图。 2、耐张绝缘子串组装金具 表 2.9 耐张绝缘子串组装材料表 件号名称型号数量 每个质量 kg 共计质量 kg 总质量 kg 主要尺寸 H(mm) 1U 型挂环U-721.02.060 2挂板Z-720.61.260 3绝缘子XP-7044.618.41464 4球头挂环QP-710.30.350 5碗头挂板W-7B11.01.070 6耐张线夹NLD-212.1
20、2.1 22.5 205 注:连接图见附图。 2.6 模板曲线与室内定位 2.6.1 杆塔定位原则 (1)应尽量少占耕地良田。 (2)便于施工,检修,杆位处应质地良好。 (3)对于拉线杆塔,应考虑打拉线的位置。 (4)最大限度地利用杆塔强度。 (5)尽量避免出现过大或过小的档距。 - 13 - (6)相邻档距不要相差过于悬殊。 (7)尽量避免出现孤立档。 2.6.2 模板曲线的制作 根据弧垂计算公式 2 8 l g fkl 可见当 g,值一定时,其弧垂形状相同。因此可按不同的 K 值,以档距 为横l 坐标,以弧垂为纵坐标,以档距中央为坐标原点刻出一组弧垂曲线。f 2.6.3 弧垂模板定位排杆
21、(1)直线杆塔的定位高度 H=E-d(对地安全距离)-(绝缘子串长度)-(定 位裕度)h(杆塔施工基面) (2)耐张杆塔的地位高度 H=E-d-h 综上所述,选择如下 直线杆塔 HD=10.5(m) 耐张杆塔 HD=12.5(m) 表 2.10 导线与地面的最小距离 线 路 电 压 (kV)线路经过地 区 35110154220330500500 居民区 7.07.58.51416 非居民区 6.06.57.5 11(水平排 列) 12.5 - 14 - 10.5(三角 排列) 交通困难地 区 5.05.56.58.5 定位裕度 的取值为档距 700m 以下取 1.0m,大于 700m 及孤立
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