Современные форм-факторы 1 страница

На линии предусматриваются металлические промежуточные и анкерно-угловые опоры.

Дипломный проект состоит из пояснительной записки и графической части.

В пояснительной записке выполнены электрический расчет проводов, расчеты нагрузок на провод, молниезащитный трос и на изоляторы, выбраны основные конструкции на линии.

В разделе «Организация работ» определен срок монтажа линии электропередачи, составляющий 146 календарных дня, определены требуемые материальные ресурсы и объемы работ, выбраны методы производства работ и необходимые транспортные средства для вывозки грузов на трассу, произведены расчеты трудозатрат на основные виды работ. В этом же разделе представлена структура прорабского участка для монтажа линии и рекомендации по организации контроля качества работ, приведены технологические допуски, мероприятия по сдаче смонтированной ВЛ в эксплуатацию и мероприятия по охране труда.

В «Экономическом разделе» выполнены расчеты основных ТЭП проектируемой ВЛ; капитальных вложений в строительство ВЛ; удельных капитальных вложений, приходящихся на 1 км проектируемой ВЛ и себестоимости передачи 1кВт·ч электроэнергии.

В графической части проекта на листе №1 представлены план трассы проектируемой линии, участок продольного профиля с расстановкой опор и эскиз перехода линии через автодорогу I категории.

На листе №2 изображены монтажные схемы опор П220-2 и У220-2, чертежи подножников Ф3-А и Ф3, и фундамента ФС2-А;

На листе №3 построены календарный график производства работ, график движения рабочих и механизмов, график поставки материалов и конструкций в период монтажа ВЛ 220 кВ.

В проекте выполнен специальный вопрос «Технологическая карта на сооружение фундаментов из железобетонных подножников с наклонными стойками для унифицированных стальных анкерно-угловых опор ВЛ 35-330кВ».

1 Расчетно-конструктивный раздел

1.1 Описание трассы ВЛ

Проектируемая двухцепная ВЛ 220 кВ ПС «Липецкая» - ПС «Кировская», предназначена для передачи мощности в город Киров.

Трасса проектируемой ВЛ проложена по землепользованиям Кировской области и Засовского лесничества. Общая протяженность трассы ВЛ 220 кВ составляет 45 км. На проектируемой ВЛ 220 кВ предусматривается 5 анкерных участков, длина двух участков составляет 10км, еще два участка по 9 км и один участок длиной 7 км.

Лесные угодья на трасе ВЛ представлены одним массивом общей протяженностью 2,4 км. Лес крупный, средней густоты, твердых пород, лиственный. Средняя высота лесного массива 15 метров. Остальная часть трассы проложена по выгонным землям непригодным для землепользования. Рельеф трассы слегка холмистый. Грунты на трассе представлены суглинками, с удельным сопротивлением грунта 100Ом·м.

Отметки на трассе изменяются от 100 до 130 метров. На всем протяжении трасса имеет 4 угла поворота и 8 пересечений с инженерными сооружениями.

Угол 1 направляет трассу в наименее залесенный участок, угол 2 направляет трассу ВЛ минуя станцию «Заветное», угол 3 направляет трассу ВЛ в обход деревни Митники, угол 4 направляет трассу на конечную ПС. Все углы поворота не превышают 60^о.

С трассой проектируемой ВЛ пересечены:

-Электрифицированная железная дорога на анкерно-угловых опорах. Габарит по ПУЭ 5 метров.

-Автодорога I категории на анкерно- угловых опорах. Габарит по ПУЭ 8,5 метров. Фактический -12 метров.

-Три ВЛ 10 кВ на промежуточных опорах.

-Три линии связи I класса на промежуточных опорах.

В районе проектируемой трассы ВЛ имеются автодороги с грунтовым покрытием. Строительство новых дорог для монтажа проектируемой ВЛ не предусматривается. Автодорога І категории имеет асфальтобетонное покрытие.

Ближайшая железнодорожная станция «Заветное», имеющая возможность принять грузы, поступающие по железной дороге, находится на расстоянии 1км от трассы проектируемой ВЛ. На окраине станции «Заветное» находится ПБ (прирельсовая база), а рядом с ней база прорабского участка.

В графической части на листе №1 представлен обзорный план трассы ВЛ, условные обозначения к плану трассы, участок продольного профиля трассы,

транспортная схема вывозки грузов, переход ВЛ через автодорогу I категории.

1.2Определение расчетных климатических условий

Климатические условия проектируемой трассы ВЛ 220 кВ в Кировской области определяем по ПУЭ [1],СНиП «Нагрузки и воздействия» и картам климатического районирования территории РФ.

Значения максимальных ветровых давлений и толщины стенок гололеда для ВЛ на высоте 10 метров от поверхности земли определяем с повторяемостью 1 раз в 25 лет,2.5.40.[1].Нормативное ветровое давление W принимаем по таблице 2.5.1, нормативную толщину стенки гололеда b_э, по таблице 2.5.3.[1].

Климатические условия.

Район по ветру (РВ) -IІ

Район по гололеду (РГ) -II

Нормативная толщина стенки гололеда b_э -15мм

Нормативное ветровое давление W₀ -500Па

Скорость ветра V₀ -29м/с

Температура: высшая t₊ +35°C

низшая t_- -40 ºС

среднегодовая t_сг -0 ºС

Средняя продолжительность гроз в году 60-80 часов.

Для определения РКУ определяем высоту приведенного центра тяжести, принятого провода АС 400/51 для габаритного пролета принятой промежуточной опоры П220-2 по формуле 2.5.44.[1]:

h_пр =h_ср- ƒ=26,26- 12,3=18,06м,

где h_ср =26,26 м - среднеарифметическая высота крепления проводов к

изоляторам от земли;

h_ср = -λ= -2,4=26,26м,

где H_i,м- высоты от земли до точек крепления гирлянд к траверсам

опоры;

λ=2,4м-длина поддерживающей гирлянды изоляторов, принимаем из практических данных;

ƒ=12,3м- стрела провеса провода АС400/51 в середине пролета при высшей температуре, определена методом интерполяции для расчитываемого условия.

Высоту приведенного центра тяжести троса ТК70 определяем ориентировочно:

h_пр.т =H_оп –H_т-λ =41,0-5,5-0,4=35 м,

где H_оп =41,0м- высота опоры с тросостойкой;

H_т =5,5 м- высота тросостойки;

λ =0,4м- длина поддерживающего крепления троса ТК70.

Так как высота приведенного центра тяжести троса ТК70 h_пр.т =35м больше 25 метров и диаметр троса больше 10мм, то расчетная толщина стенки гололеда определяется по формуле:

b=k_i ·k_d ·b_э =1,451·0,91·15=20мм,

где k_i =1,451 и k_d =0,91- коэффициенты, учитывающие изменение

толщины стенки гололеда.

1.3 Электрический расчет проводов

Выбор сечения проводов производим методом экономических токовых интервалов и проверяем по допустимой токовой нагрузке по нагреву.

Определяем наибольший ток фазы одной цепи линии на пятом году ее эксплуатации:

I_нб(5) = = = 390,5А,

где I_нб(5)=250 кВт- прогнозируемый переток мощности на пятом году

эксплуатации линии;

U_ном=220 кВ- номинальное напряжение линии;

k=2- количество цепей линии;

n=1-количество проводов в фазе;

cosφ=0,84- коэффициент мощности.

Определяем коэффициент α_i, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии по формуле:

α_i = = ,

где соотношение принято равным 0,6;

соотношение принято равным1,2.

Определяем расчетное значение наибольшего тока нагрузки на пятом году эксплуатации линии по выражению:

I_p = α_i·α_T·I_нб(5) = 1,07·1,0·390,5 =417,8 А,

где α_Т=1,0 -коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки Т_max=4000 часов и коэффициент участия k_уч=0,8, таблица 4.9[3].

Исходя из заданного материала и цепности опор, района по гололеду и расчетного тока нагрузки, по таблице 7.8[3] выбираем сечение провода 400мм² с пре- дельной экономической нагрузкой I_эк=460А, которая больше расчетного тока I_р.

Проверяем выбранный провод по допустимой токовой нагрузке по нагреву по условию:

I_ав=2·390,5=781А<I_доп=825А.

Выбираем по ГОСТ 839-80Е провод АС400/51 и по таблице 8.17[4] для IІ района по гололеду выбираем металлическую опору П220-2 и приводим схему расположения проводов на опоре для определения среднегеометрического расстояния между фазами:

6,4

3,5

4,2

Д_ср = 8 м.

Д_1-2 = м.

Д_2-3 = м.

Д_3-1 = м

Индуктивное сопротивление на 1км длины линии:

Х₀ = 0,144·lg Ом/км;

r _э= = =13,75

Сопротивление линии:

R = Ом.

Х = Ом,

где R₀=0,075 Ом/км- сопротивление провода постоянному току при

20^оС;

L=45 км- длина линии.

Максимальные потери мощности на нагрев проводов линии:

∆Р = 3,07МВт.

Наибольшие реактивные потери мощности:

∆Q = 17,04МВар.

Число часов максимальных потерь мощности на нагрев проводов линии:

2405 час.

Годовые потери энергии в линии:

∆W = ∆P·τ = 3,07∙2405 = 7383,35 МВт·ч.

Передаваемая по линии за год энергия составляет:

W = P·T_max = 250∙4000 = 1000000 МВт·ч.

Относительное значение годовых потерь электроэнергии:

∆W_% = ·100 = ·100 = 0,74%

Полученные результаты потерь энергии составили 0,74%, что меньше допустимого (∆W_%доп ≈ 5%).

Характеристики принятого провода АС400/51 приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Характеристики провода и грозозащитного троса.

Наименование	Обозна-чения	Провод ГОСТ 839-80Е	Трос ГОСТ 3063-80
Марка	—	АС400/51	ТК70
Диаметр(мм)	d	27,5	11,0
Номинальное сечение (мм2)	А	445,1	72,58
Масса 1км (кг/км)	p
Строительная длина(км)	S
Сопротивление постоянному току(Ом/км)	Rо	0,075	—
Длительно допустимый ток (А)	Iдоп		—
Допускаемые напряжения(Н/мм2)	[σ3] [σ6]
Расчетное напряжение(Н/мм2)	σ3
Термитные патроны	—	ПАС-400	—
Тип барабана (номер)	—
Масса барабана (кг)	mб
Марка соединителей	—	САС-500-3	СВС-70-3
Масса соединителей (кг)	mс	3,2	0,3
Марка виброгасителей	—	ГВН-5-30	ГВН-3-12
Масса виброгасителей (кг)	mвг	7,62	4,02

1.4 Определение единичных нагрузок на провод АС400/51

От собственного веса:

Р₁ = p∙10^-2 = 1490∙10^-2 = 14,9 Н/м.

где p=1490 кг/км- вес 1км провода.

От веса гололеда на проводе:

Р₂ = 0,9П·b_э(d+b_э)·q·10^-3 = 0,9·3,14·15(27,5+15)·9,8·10^-3 = 17,66 Н/м,

где 0,9 г/см³-плотность льда;

d=27,5мм-диаметр провода;

g=9,8 м/с²- ускорение свободного падения.

От веса провода и гололеда на нем:

Р₃ = Р₁+Р₂ = 14,9+17,66 = 32,56 Н/м.

От давления ветра на провод без гололеда:

Р₄ = α_w·k_w∙Сх·W·d·10^-3 = 0,71·1,153∙1,1·500·27,5·10^-3 = 12,38 Н/м,

где α_w=0,71-коэффициент, учитывающий неравномерность

ветрового давления по пролету ВЛ, 2.5.52[1];

k_w=1,153- коэффициент, учитывающий изменение ветрового

давления по высоте в зависимости от типа местности,

таблица 2.5.2[1];

С_Х=1,1-коэффициент лобового сопротивления, 2.5.52[1];

W=W_o=500Па- расчетное ветровое давление.

От давления ветра на провод с гололедом:

Р₅ = α_w1·k_w·С_х1·W_г(d+2b)·10^-3 = 1∙1,153·1,2·160(27,5+2·15)·10^-3=12,73 Н/м,

где α_w1=1- принимается в зависимости от W_г;

С_х1=1,2- принимается по 2.5.52[1];

W_г=160 Па- нормативное ветровое давление при

гололеде,2.5.43[1];

W_г=0,25·W=0,25·500=125 Па, принимаем W_г=160 Па, 2.5.43[1].

От веса провода и давления ветра на него:

Р₆ = = = 19,37Н/м.

От веса провода с гололедом и давления ветра на него:

Р₇ = = = 34,96Н/м.

1.5 Определение единичных нагрузок на трос ТК70

От собственного веса:

Р₁ = p·10^-2 = 623∙10^-2 = 6,23 Н/м,

где p=623 кг/км- вес 1км троса.

От веса гололеда на тросе:

Р₂ = 0,9П·b_э(d+b_э)·q·10^-3 = 0,9·3,14·20(11+20)·9,8·10^-3 = 17,17 Н/м,

где 0,9 г/см³-плотность льда;

d=11мм-диаметр троса;

g=9,8 м/с²- ускорение свободного падения.

От веса троса и гололеда на нем:

Р₃ = Р₁+Р₂ = 6,23+17,17 = 23,4 Н/м.

От давления ветра на трос без гололеда:

Р₄ = α_w·k_w∙Сх·W·d·10^-3 = 0,71·1,44∙1,2·500·11·10^-3 = 6,75 Н/м,

где α_w=0,71-коэффициент, учитывающий неравномерность

ветрового давления по пролету ВЛ, 2.5.52[1];

k_w=1,44- коэффициент, учитывающий изменение ветрового

давления по высоте в зависимости от типа местности,

таблица 2.5.2[1];

С_Х=1,2-коэффициент лобового сопротивления, 2.5.52[1];

W=W_o=500Па- расчетное ветровое давление.

От давления ветра на трос с гололедом:

Р₅ = α_w1·k_w·С_х1·W_г(d+2b)·10^-3 = 1∙1,44·1,2·160(11+2·20)·10^-3 =14,1 Н/м,

где α_w1=1- принимается в зависимости от W_г;

С_х1=1,2- принимается по 2.5.52[1];

W_г=160 Па - нормативное ветровое давление при

гололеде,2.5.43[1];

W_г=0,25·W=0,25·500=125 Па, принимаем W_г=160 Па, 2.5.43[1].

От веса троса и давления ветра на него:

Р₆ = = = 9,18 Н/м.

От веса троса с гололедом и давления ветра на него:

Р₇ = = = 27,32Н/м.

1.6 Расчет и комплектование гирлянд изоляторов

Изоляторы выбираем по величине электромеханической разрушающей нагрузки P_эл, которая должна быть не меньше нагрузок, действующих на изолятор, при среднеэксплуатационных нагрузках Q_э и максимальных нагрузках Q_г, то есть должны выполняться условия(с учетом коэффициентов надежности по материалу регламентированных ПУЭ, 2.5.101):

Р_эл ≥ 5∙Q_э и Р_эл ≥ 2,5∙Q_г; P_эл≥6·Q_э и P_эл≥2,5·Q_г

Определяем расчетную нагрузку для изоляторов поддерживающих гирлянд по формулам 2.1[7]:

Р = 5·(n·P₁·L_вес+G^п_гир)·10^-3 = 5·(2·14,9·530+800)·10^-3 =82,97 кН.

Р = 2,5·(n·P₇·L_вес+G^п_гир)·10^-3 = 2,5·(2·34,96·530+800)·10^-3 = 94,644 кН,

где P₁=14,9Н/м- единичная нагрузка от веса провода;

P₇=34,96 Н/м- единичная нагрузка от веса провода с гололедом при

ветре;

L_вес=530м- весовой пролет опоры П330-2;

G^п_гир=800Н- вес поддерживающей гирлянды. Так как точный вес гирлянды до выбора типа изоляторов неизвестен, принимаем среднее значение G^п_гир=800Н, известный из практики.

Выбираем стеклянный подвесной изолятор ПС120-Б, с электромеханической разрушающей нагрузкой P_эл=120кН>94,644кН. Выбираем поддерживающую гирлянду изоляторов 1×13ПС120-Б. Ее состав приведен в таблице 1.2.

Таблица 1.2 Поддерживающая гирлянда изоляторов 1×13ПС120-Б для

провода АС400/51 для 220 кВ.

Поз.	Обозначение	Наименование	Количество	Масса,кг
1шт.	Всего
	КГП-12-1	Узел крепления подвески		2,0	2,0
	ПРТ-12-1	Промзвено трехлапчатое		1,145	1,145
	ПТМ-12-2	Промзвено монтажное		2,1	2,1
	СР-12-16	Серьга		0,41	0,41
	ПС120-Б	Изолятор		4,43	4,43
	ПГН-5-4	Зажим поддерживающий		7,3	7,3
Масса арматуры	13,0
Масса подвески	70,6

Определяем расчетную нагрузку для изоляторов натяжных гирлянд по формулам 2.2[7]:

Р_эл= 6· =

= 6· = 131,32кН.

Р_эл = 2,5· =

= 2,5· = 142,45кН,

где σ₃=48 Н/м- механическое напряжение в проводе при

среднегодовой температуре;

σ₆=126 Н/м- механическое напряжение в проводе при

наибольшей нагрузке, 2.5.7[1];

А_п=445,1 мм²- сечение провода АС300/39;

G^н_гир=800 Н- вес натяжной гирлянды.

Выбираем стеклянный подвесной изолятор ПС160-В, с электромеханической разрушающей нагрузкой P_эл=160кН>142,45кН. Выбираем натяжную гирлянду изоляторов 1×10ПС160-В. Ее состав приведен в таблице 1.3.

Таблица 1.3 Натяжная гирлянда изоляторов 1×10ПС160-В

для провода АС400/51 для ВЛ 220 кВ.

Поз	Обозначение	Наименование	Коли- чество	Масса, кг
1шт.	Всего
	КГН-16-5	Узел крепления подвески		6,0	6,0
	СК-16-1А	Скоба		1,22	2,44
	ПРР-16-1	Промзвено регулирующее		5,0	5,0
	ПТМ-16-2	Промзвено монтажное		2,55	2,55
	СР-16-20	Серьга		0,55	0,55
	ПС160-В	Изолятор		6,58	65,8
	У2-16-20	Ушко однолапчатое		2,1	2,1
	НАС450-1	Зажим натяжной		3,18	3,18
Масса арматуры	21,82
Масса подвески	87,62

В качестве двухцепной натяжной гирлянды на переходах выбираем гирлянду изоляторов 2×13ПС120-Б. Ее состав приведен в таблице1.4.

Таблица 1.4 Натяжная двухцепная гирлянда изоляторов 2×13ПС120-Б

для провода АС400/51 для ВЛ 220 кВ.

Поз	Обозначение	Наименование	Коли- чество	Масса, кг
1шт.	Всего
	КГН-16-5	Узел крепления подвески		6,0	12,0
	СК-16-1А	Скоба		1,22	2,44
	СК-12-1А	Скоба		1,13	2,26
	ПРР-12-1	Промзвено регулирующее		4,05	8,1
	ПТМ-12-2	Промзвено монтажное		2,1	4,2
	СР-12-16	Серьга		0,41	0,82
	ПС120-Б	Изолятор		4,43	115,18
	УС-12-16	Ушко специальное		3,0	3,0
	2КУ-25-1	Коромысло универсальное		6,9	6,9
	СК-21-1А	Скоба		1,82	1,82
	СКТ-21-1	Скоба трехлапчатая		1,82	1,82
	ПРП-16-1	Промзвено переходное		1,8	1,8
	НАС450-1	Зажим натяжной		3,18	3,18
Масса арматуры	47,29
Масса подвески	162,5

Составы поддерживающих и натяжных изолирующих креплений для троса ТК70 приведены в таблицах 1.5 и 1.6.

Таблица 1.5 Поддерживающее изолированное крепление 1×1ПС70-Д (с

искровым промежутком) для троса ТК70.

Поз Поз	Обозначение	Наименование	Коли- чество	Мааса,кг
1шт.	Всего
	КГП-7-1	Узел крепления подвески		0,8	0,8
	СР-7-16	Серьга		0,3	0,3
	РРВ-82	Рог разрядный верхний		0,49	0,49
	ПС 70-Д	Изолятор		3,49	3,49
	РРН-80	Рог разрядный нижний		0,41	0,41
	У1-7-16	Ушко однолапчатое		1,0	1,0
	ПГН-2-6	Зажим поддерживающий «глухой»		1,3	1,3
Масса арматуры	4,3
Масса подвески	7,79

Таблица 1.6 Натяжное изолированное крепление 1×1ПС120-Б (с искровым

промежутком) для троса ТК70.