Механический расчет проводов воздушной линии 110 кВ.

Линию с номинальным напряжением 110 кВ предполагается построить в первом районе по гололеду и третьем по ветру. Высшая темпе-ратура в этом районе +40⁰С, низшая температура -40⁰С, среднегодовая +5⁰С. Линия будет проложена на одноцепных железобетонных опорах типа ПБ220-1 проводом марки АС-150/24. Длина пролета по [3] принята равной 270 м.

Определим наибольшую стрелу провеса провода.

Сначала по [ 1] определяем для нормального исполнения провода сечением алюминиевой части 149, 0 мм², стальной части 24, 2 мм² удельную массу провода 599 ^КГ/_КМ. Теперь по [3] при соотношении ^Fal/_Fст =6, 2/1 для провода марки АС определяем:

модуль упругости Е = 82, 13× 10^{3 Н}/_мм^2­; ^­

температурный коэффициент линейного удлинения a= 19, 27× 10­^{-6 1}/_K;

диаметр провода 17, 1 мм;

допускаемое напряжение:

при наибольшей нагрузке:

[s]_vнб= 0, 42× s_ПР;

при низшей температуре воздуха:

[s]_min=0, 37× s;

при среднеэксплуатационных условиях:

[s]_сэ = 0, 25× s_ПР;

Предел прочности при растяжении провода и троса в целом по [2]:

s_ПР = , (10.1)

где -разрывное усилие, R=52279 Н;

-расчётное сечение провода, =173, 2 мм²

s_ПР = МПа;

В качестве расчетных величин для 3 района по ветру по [3] принимаем нор-мативную скорость ветра 30 ^м/_с, для 1 района по гололеду по [3] принимаем нормативную толщину стенки гололеда 5 мм.

Определяем удельные нагрузки:

от собственной массы провода:

(10.2)

от массы гололеда:

(10.3)

суммарная нагрузка от собственной массы провода и массы гололеда:

g₃ = g₁ + g₂ (10.4)

g₃ =

от давления ветра на провод без гололеда:

(10.5)

суммарная нагрузка от собственной массы провода и давления ветра на провод без гололеда:

(10.6)

6)от давления ветра на провод, покрытый гололедом:

(10.7)

суммарная нагрузка от собственной массы провода и давления ветра на провод, покрытый гололедом:

(10.8)

Определяем величину первого критического пролета при следующих исходных данных:

удельная нагрузка:

g_m = g_n = g₁ =3, 39× 10^-2МН/м³

низшая расчетная температура:

Q_m = Q_min = - 40⁰ С

допускаемое напряжение при низшей температуре:

[s]_m =[ s]_Qmin = 111, 7 МПА

среднегодовая расчетная температура:

Q_n = Q_СГ = +5⁰ С

допускаемое напряжение при среднеэксплуатационных условиях:

[s]_n =[ s]_СЭ = 75, 5 МПА.

При этом:

(10.9)

Для определения второго критического пролета принимаем:

удельная нагрузка:

g_m = g₁ = 3, 39× 10^-2МН/м³

низшая расчетная температура:

Q_m = Q_min = - 40⁰ С;

допускаемое напряжение при низшей температуре:

[s]_m =[ s]_Qmin = 111, 7 МПА

удельная нагрузка:

g_n = g₇ = 5, 8' 10^-2 МН/ м³

расчетная температура при наибольшей нагрузке:

Q_n = Q_{i нб} = - 5⁰ С

допускаемое напряжение при наибольшей нагрузке:

[s]_n =[ s]_gнб = 126, 8 Мпа.

Третий критический пролет определяем при следующих условиях:

удельная нагрузка:

g_m = g₁ = 3, 39× 10^-2 МН/м³ ;

расчетная температура в среднеэксплуатационных условиях:

Q_m = Q_сг = +5⁰ С;

допускаемое напряжение в среднеэксплуатационных условиях:

[s]_m =[ s]_сэ = 75, 5 МПа;

удельная нагрузка:

g_n = g₇ = 5, 8'10^-2 МН/м³ ;

расчетная температура при наибольшей нагрузке:

Q_n = Q_{i нб} = - 5⁰ С;

допускаемое напряжение при наибольшей нагрузке:

[s]_n =[ s]_gнб = 126, 8 МПа.

l_кр1 = 305, 7м; l_кр2 = 419, 4м; l_кр3 = 1166, 4м;

l_кр1< l_кр2< l_кр3; l_р< l_кр1

При этом условии по [3] выясняем, что в дальнейших расчетах в качестве исходных данных принимаем:

Q_n = Q_min = -40⁰ С;

[s]_n =[ s]_Qmin = 147, 4 МПа;

g_n = g₁ =3, 39× 10^-2МН/м³

Вычисляем критическую температуру:

(10.10)

Уравнение состояния провода:

(10.11)

s₃ найдено методом подбора.

Критическая температура

Поэтому наибольшая стрела провеса будет при наибольшей температуре и при отсутствии ветра.

Наибольшая стрела провеса:

(10.12)

Стрелы провеса при других температурах воздуха указаны в монтажной таблице (Таблица 11.1.), также там указана величина тяжения провода, ко-торое определяется по формуле:

Т=s'F (10.13)

Таблица 10.1

Монтажная таблица

Заключение

В ходе данной работы была разработана схема электроснабжения потребителей, выбраны трансформаторы и линии электропередачи. Рассчитаны потери во всех элементах схемы в режимах наибольшей и наименьшей нагрузки, а также с компенсированной реактивной мощностью. Была проведена регулировка напряжения с целью приведения его к нормам, прописанным в ГОСТе. В процессе работы была вычислена критическая температура (16, 65°С) и критический пролет для воздушных линий электропередач на напряжение 110 кВ. В экономической части работы мы рассмотрели технико-экономическое обоснование выбора элементов схемы и пришли к выводу, что увеличение сечения провода или мощности трансформаторов может привести к уменьшению материальных затрат. Также было выполнено несколько чертежей:

1) схемы замещения электрической системы для различных режимов работы;

2) Эскиз опоры воздушной линий 110 кВ.

Список используемой литературы

1. Правила устройства электроустановок (ПЭУ). 6-е изд., пер. и доп.- М.: Энерго-атомиздат, 1986. - 648 с.

2. Блок В.Н. Электрические сети и системы: Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш.шк., 1986. - 430 с.

3. Электротехнический справочник: Использование электрической энергии: В 3т.- 7-е изд., испр. и доп.-/Под ред. И.Н.Орлова.- М.: Энергоатомиздат, 1988.-Т.3: Кн 2.-615 с.

4. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учебн. пособие для вузов. - 504 с.

5. Электроэнергетические системы в примерах и иллюстрациях: Учеб. пособие для вузов /Ю.Н.Астахов, В.А.Веников и др., Под ред. В.А.Веникова. - М.: Энергоатом-издат, 1983. - 504 с.

Приложение А

(обязательное)

Таблица А

Реальные и приведенные значения параметров схемы замещения

Приложение Б

(обязательное)

Таблица Б

Напряжения в узлах при обрыве линии 9-15

Приложение В

(обязательное)

Таблица В

Напряжения в узлах при обрыве линии 6-9

Приложение Г

(обязательное)

Таблица Г

Регулирование напряжения в узлах в режиме наибольшей нагрузки

№ узла	Uном, кВ	Ступени напряжения	Примечания
						1ступень: в узлах 3, 4: в линии СН.   2ступень: в узлах 13, 14: +9´ 1, 78% на стороне ВН, в узлах 16 и 17: +9´ 1, 78% на стороне ВН, в узле 11: +9´ 1, 78% на стороне ВН.   3 ступень: в узле 21, 22, 23: +4´ 2, 5% на стороне ВН.
		326, 6
		9, 29	10, 4
		100, 14	112, 16
		96, 28	107, 83
		96, 28	107, 83
		8, 55	9, 58
		8, 55	9, 58
		93, 55	104, 78
		89, 56	100, 3
		7, 54	8, 44	9, 79
		87, 75	98, 28
		24, 94	27, 93	32, 4
		7, 34	8, 22	9, 54
		88, 9	99, 57
		27, 6	30, 91	35, 86
		7, 91	8, 86	10, 28
		7, 37	8, 25	9, 57
			7, 84	9, 1
		6, 53	7, 31	8, 48
	0, 4	0, 28	0, 314	0, 36	0, 396
	0, 4	0, 26	0, 291	0, 34	0, 374
	0, 4	0, 25	0, 28	0, 33	0, 363
		88, 89	99, 56
		80, 74	90, 43
		311, 12

Приложение Д

(обязательное)

Таблица Д

Регулирование напряжения в узлах в режиме наименьшей нагрузки

№ узла	Uном, кВ	Ступени напряжения	Примечания
						1 ступень: в узлах 3, 4: в линии СН.   2 ступень: в узлах 13, 14: +9´ 1, 78% на стороне ВН, в узлах 16 и 17: +4´ 2, 5% на стороне ВН, в узле 11: +9´ 1, 78% на стороне ВН.   3 ступень: в узлах 21, 22, 23: +2´ 2, 5% на стороне ВН.
		350, 67
		10, 32	9, 7
		112, 73	105, 96
		111, 09	104, 42
		111, 09	104, 42
		9, 99	9, 39
		9, 99	9, 39
		109, 92	103, 32
		108, 12	101, 64
		9, 52	8, 95	10, 4
		107, 28	100, 84
		32, 59	30, 63	35, 5
		9, 42	8, 85	10, 27
		107, 82	101, 34
		33, 95	31, 91	35, 1
		9, 72	9, 14	10, 05
		9, 45	8, 88	9, 77
		9, 27	8, 71	9, 58
		9, 04	8, 5	9, 4
	0, 4	0, 37	0, 348	0, 383	0, 402
	0, 4	0, 36	0, 338	0, 372	0, 391
	0, 4	0, 35	0, 329	0, 362	0, 380
		107, 81	101, 34
		103, 61	97, 4
		343, 24

Приложение Е

(обязательное)

Таблица Е

Регулирование напряжения в узлах в режиме наибольшей нагрузки с учетом компенсации

№ узла	Uном, кВ	Ступени напряжения	Примечания
						1ступень: в узлах 3, 4: в линии СН.   2ступень: в узлах 13, 14: +4´ 2, 5% на стороне ВН, в узлах 16 и 17: +4´ 2, 5% на стороне ВН, в узле 11: +4´ 2, 5% на стороне ВН.     3 ступень: в узлах 21, 22, 23: +1´ 2, 5% на стороне ВН.
		351, 48
		10, 45	10, 03
		114, 24	109, 67
		111, 97	107, 5
		111, 97	107, 5
		10, 11	9, 71
		10, 11	9, 71
		110, 38	105, 96
			103, 68
		9, 66	9, 27	10, 2
		106, 71	102, 44
		33, 15	31, 82
		9, 54	9, 16	10, 07
		107, 57	103, 27
			32, 64	35, 9
		9, 72	9, 33	10, 26
		9, 36	8, 99	9, 89
		9, 09	8, 73	9, 6
		8, 72	8, 37	9, 21
	0, 4	0, 368	0, 353	0, 388	0, 398
	0, 4	0, 357	0, 343	0, 377	0, 386
	0, 4	0, 343	0, 329	0, 362	0, 371
		107, 47	103, 17
		104, 93	100, 73
		346, 43

Приложение З

(обязательное)

Таблица З

Регулирование напряжения в узлах в послеаварийном режиме при обрыве линии 9-15

№ узла	Uном, кВ	Ступени напряжения	Примечания
						1ступень: в узлах 3, 4: в линии СН.   2ступень: в узлах 13 и 14: +6´ 2% на стороне ВН, в узлах 16 и 17: +9´ 1, 78% на стороне ВН, в узле 11: +4´ 2, 5% на стороне ВН.     3 ступень: в узлах 21, 22, 23: +2´ 2, 5% на стороне ВН.
		351, 28
		10, 45	10, 24
		114, 12	111, 84
		111, 77	109, 53
		111, 77	109, 53
		10, 09	9, 89
		10, 09	9, 89
		110, 11	107, 91
		105, 2	103, 1
		9, 41	9, 22	10, 14
		100, 62	98, 61
		31, 22	30, 6	34, 3
		8, 99	8, 81	9, 87
		98, 44	96, 5
		31, 09	30, 5	35, 4
		8, 89	8, 71	10, 1
		8, 53	8, 36	9, 7
		8, 26	8, 1	9, 4
		7, 89	7, 73	8, 96
	0, 4	0, 334	0, 327	0, 379	0, 398
	0, 4	0, 324	0, 318	0, 369	0, 387
	0, 4	0, 31	0, 304	0, 353	0, 371
		98, 33	96, 4
		98, 86	96, 9
		346, 15

Приложение И

(обязательное)

Таблица И

Регулирование напряжения в узлах в послеаварийном режиме при обрыве линии 6-9

№ узла	Uном, кВ	Ступени напряжения	Примечания
						1 ступень: в узлах 3, 4: в линии СН.   2 ступень: в узлах 13 и 14: +6´ 1% на стороне ВН. в узлах 16 и 17: +2´ 2, 5% на стороне ВН. в узле 11: +2´ 2, 5% на стороне ВН.   3 ступень: в узлах 21, 22, 23: +2´ 2, 5% на стороне ВН.
		350, 89
		10, 43	10, 64
		113, 89	116, 17
		109, 53	111, 72
		113, 58	115, 85
		9, 89	10, 08
		10, 25	10, 46
		106, 35	108, 48
		103, 97	106, 05
		9, 3	9, 49	9, 96
		102, 68	104, 73
		31, 87	32, 51	34, 46
		9, 17	9, 35	9, 91
		103, 54	105, 61
		32, 71	33, 36	35, 03
		9, 36	9, 55	10, 03
		8, 99	9, 17	9, 63
		8, 72	8, 89	9, 33
		8, 36	8, 53	8, 96
	0, 4	0, 353	0, 36	0, 378	0, 397
	0, 4	0, 342	0, 349	0, 366	0, 384
	0, 4	0, 328	0, 335	0, 352	0, 370
		103, 44	105, 51
		100, 91	102, 93
		345, 58