1. 研究目的与意义
根据江苏省电力公司电力系统规划设计,拟在任留变电站新建一条110kV 送电线路。在本课题中,将完整地讲述该送电线路设计的全部内容。主要的设计步骤将按照《架空输电线路设计》书中的设计步骤。本设计包括导线的应力、弧垂,避雷线的应力弧垂曲线,力学特性的计算,定位排杆,各种校验,代表当局的计算,杆塔荷载的计算,接地装置的设计,金具的选取。
电力作为一个国家的经济命脉,不论是对于国家的各种经济建设还是对于普通老百姓的生活都起着至关重要的作用,而输电线路则是电力不可缺少的一个组成部分。目前我国大部分地区都面临着缺点这一问题,国家正在加紧电网建设,许多地方新建和改建了一批输电线路,输电线路的规划设计也就相当重要了,输电线路工程设计是电力设计的重要组成部分,同时也对输电线路正常运行起着决定性作用。
2. 课题关键问题和重难点
1.在线路设计时,遇到的第一个问题就是计算确定导线的应力弧垂曲线。要根据给定的气象条件和导线型号参数计算出各种情况下架空线路的比载,然后确定应力值,计算临界档距。再将导线的德最大使用应力和控制气象条件的气温代入状态方程求出各状态下的导线应力,最后利用弧垂公式计算弧垂,绘制曲线。这一过程需要大量耐心准确的计算。
2.根据导线型号和实际情况确定杆塔型号。影响因素主要包括导地线型号、最大风速、最厚覆冰、水平档距、垂直档距和转角系数。在统筹兼顾一切因素的情况下,要按照先确定直线杆再确定耐张杆的合理顺序,给出最佳方案。
3.对线路进行防振和接地设计。其中防振设计需要满足各种条件下线路防振的要求,包括线路路径上可能遇到的极端天气条件下的防振要求。
3. 国内外研究现状(文献综述)
架空输电线路是电力系统的一个重要组成部分,是传输电能必不可少的设施之一。它主要由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等构成。其中导线是传输电能的,一般采用绞合的钢芯铝线;避雷线是将雷电流引入大地以保护电力线路免受雷击,一般采用多股钢导线;杆塔是输电线路的重要组成部分,不仅用来支持和锚固导线。避雷线,而且是导线、避雷线、地面及跨越无之间保持安全距离。按照电压等级的不同,杆塔的选择也不同;绝缘子是使导线和杆塔间保持绝缘,需要满足绝缘强度和机械强度的要求,线路使用的绝缘子种类繁多,其性能优劣直接影响到送电线路运行的可靠性和经济性,如何科学合理地选用线路绝缘子成为供电运行部门极其关注的问题;金具的作用主要是支持、固定和接续裸导线、导体及绝缘子连接成串,亦用于保护导线和绝缘体,按性能和用途大致可分为以下几类:悬吊金具、锚固金具、连接金具、接续金具、防护金具、接触金具、固定金具。
与地下线路相比较,架空线路有建设成本低,施工周期短,易于检修维护等特点。因此架空线路输电是电力工业采用的主要输电方式。但架空线路的路径要有足够的地面宽度和净空走廊,且它的网络复杂和集中时,不易架设。高压或超高压架空线路以及城市用电架空线路,由于受到土地利用、自然环境、城市建筑等条件的限制,不易开辟线路走廊,常常给线路建设带来困难,称为发展架空线路的一项障碍。因此,在架空线路设计施工过程中,要从施工角度了解线路施工工艺,包括线路施工前的运输、基础挖坑、杆塔组立方式,混凝土杆的登杆方法,起吊施工工具的常用绳扣和扣节方法,拉绳制作和安装过程等。
在进行输电线路的毕业设计时,应先计确定导线的应力弧垂曲线,根据给定的气象条件和导线型号参数计算出各种情况下架空线路的比载,然后再确定应力值,计算临界档距。在确定了控制气象条件和控制当局范围后,将导线的最大使用应力和控制气象条件的气温代入状态方程求出其他气象条件下的导线应力,最后用弧垂公式计算对应的弧垂,并画出弧垂曲线。架空线路受气象条件影响较大,当温度变化或外部荷载大小变化时,导线的长度会发生变化。而导线长度的很小变化,会引起导线弧垂和应力产生较大的变化。在线路设计和施工中,若弧垂过小,导线收得过紧,会引起应力过大、振动加剧,反之则导线松弛,需增加杆塔高度和增加杆塔头部尺寸。架空线路设计的主要任务就是合理地解决安全、经济问题。
4. 研究方案
在进行线路设计时,先要根据工程的要求进行选线,然后根据地形图,选择线路的最佳路径,再根据测定的断面图,进行杆塔定位,根据实际情况和地形条件,选择杆塔形式。根据气象条件、电器要求、绝缘子串以及各种运行条件,计算导线的应力、弧垂大小,绘制应力弧垂曲线,计算避雷线的应力、弧垂并绘制曲线。并对杆塔主要部分进行强度验算,设计该杆塔基础,并进行防振、接地计算,针对该干他的特点进行杆塔施工方案设计,最后以CAD图纸的形式画出。
5. 工作计划
第1周 收集资料,完成开题报告。
第2周 计算导线应力弧垂,完成专业翻译。
第3周 计算避雷线应力弧垂,绘制导地线应力弧垂曲线。
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