1. 研究目的与意义
背景:随着社会用电需求量的不断增长,电网建设也获得跨越式发展,因此电网设计单位承担的任务相当繁重。在城乡一体化建设不断向前推进,规划区域不断拓展,受土地资源开发瓶颈制约的情况下,导致架空送电线路建设的外部空间越来越小,路径选择越来越困难,施工难度也越来越大。此外,从近几年架空送电线路施工情况来看,施工进度受多种因素影响很大。如何在任务紧、工期短、外部影响因素多的建设背景下,保质保量地完成架空送电线路设计任务,已经成为电网设计单位的重要课题。
意义:架空送电线路设计包括路径选择、杆塔的选型、排杆的定位、杆塔基础设计、导线力学计算、导线防振、导线弧垂、线路绝缘与防雷、线路网路规划设计等多种内容,这些都是保障塔杆稳定送电导线安全的各种重要因素。其设计工作必须通过上述内容的科学计算与规划,才能实现用电的稳定性、安全性与经济性。通过对架空送电线路设计的多方面考虑与科学计算,能够有效保障线路安全,避免事故的发生。
2. 课题关键问题和重难点
1、架空送电线路路径选择:目的是要在线路起讫点间选出一条全面符合国家建设各项方针政策的线路路径。路径选择应从线路运行安全、经济、合理、施工方便等多种角度来进行考虑与比较。路径选线方案合理与否,会直接影响到设计的质量。在选线中应兼顾杆(塔)位的技术经济性和关键塔位成立的可能性。可在交通运输条件、施工、运行条件、地形、地质条件、大跨越、线路投资等技术经济方面中进行比较
2、杆塔选型:架空送电线路设计应首先根据线路工程地形、选线情况、档距大小来确定几种合适杆塔,尽量选用最经济的杆塔型式。对于较大的转角杆塔,应尽量降低高度,以减少基础工程量。
3、定位排杆:定位排杆是架空送电线路设计中的重中之重,杆塔的选择适当与否,会极大地影响到送电线路建设速度和经济投资、供电的可靠性以及施工、运行维护方便性。因此,探讨如何合理选择杆塔及正确定位和排杆,是架空送电线路设计中重要的一环,值得深入研究。
3. 国内外研究现状(文献综述)
杆塔的设计。要保证合理的结构外,还必须保证结构的强度。杆塔按其受力性质,分为悬垂型、耐张型杆塔。悬垂型杆塔分为悬垂直线和悬垂转角杆塔;耐张型杆塔分为耐张直线、耐张转角和终端杆塔。 杆塔按其回路数,分为单回路、双回路和多回路杆塔。单回路导线既可水平排列,也可三角排列或垂直排列,水平排列方式可降低杆塔高度,三角排列方式可减小线路走廊宽度;双回路和多回路杆塔导线可按垂直排列,必要时可考虑水平和垂直组合方式排列。
杆型的选择。 1 对不同类型杆塔的选用,应依据线路路径特点,按照安全可靠、经济合理、维护方便和有利于环境保护的原则进行。 对于山区线路杆塔,应依据地形特点,配合高低基础,采用全方位长短腿结构型式。 2 在平地和丘陵等便于运输和施工的非农田和非繁华地段,可因地制宜地采用拉线杆塔和钢筋混凝土杆。 3 对于线路走廊拆迁或清理费用高以及走廊狭窄的地带,宜采用导线三角形或垂直排列的杆塔,并考虑v型、y型和l型绝缘子串使用的可能性,在满足安全性和经济性的基础上减小线路走廊宽度。非重冰区线路还宜结合远景规划,采用双回路或多回路杆塔;重冰区线路宜采用单回路导线水平排列的杆塔;城区或市郊线路可采用钢管杆。 4 对于悬垂直线杆塔,如需要兼小角度转角,且不增加杆塔头部尺寸时,其转角度数不宜大于3。悬垂转角杆塔的转角度数,对330kv及以下线路杆塔不宜大于10;对500kv及以上线路杆塔不宜大于20。
排杆定位是线路设计中的重中之重,杆塔的选择是否适当,对于送电线路建设速度和经济投资至关重要因此,正确定位和排杆,是线路设计中首要考虑的环节。架空送电线路的定位包括定位准备工作,定位方法,路径选择宜采用卫片、航片、全数字摄影测量系统和红外测量等新技术;在地质条件复杂地区,必要时采用地质遥感技术;综合考虑线路长度、地形地貌、地质、冰区、交通、施工、运行及地方规划等因素,进行多方案技术经济比较,使路径走向安全可靠、环境友好、经济合理。。确定杆塔位置、形式、高度后应对线路设计进行以下验算:各种设计条件的检查;用档距中央党校与地线的距离校验;通过允许档距来校验;通过安全系数来检验;通过导线的线间距离来校验;通过计算上拔力来校验;直线杆塔摇摆角的校验;悬垂串垂直荷载的校验;对耐张绝缘子串的强度的验算;悬垂角的校验;在海拔高度1000m以下地区,操作过电压及雷电过电压要求的悬垂绝缘子串绝缘子片数,不应少于表7.0.2的数值。耐张绝缘子串的绝缘子片数应在表7.0.2的基础上增加,对110~330kv输电线路增加1片,对500kv输电线路增加2片,对750kv输电线路不需增加片数。
4. 研究方案
1.计算导线和地线的各种比载,计算临界档距,判断控制条件,求出各种条件下的导线和地线的应力、弧垂。
2.选择塔型并进行内力计算,绝缘子金具,做到综合考虑各方面的因素选择最佳方案。
3.制作弧垂的曲线模板,进行杆塔室内的定位(杆塔编号)。
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,完成一篇专业外文文献翻译;
第3周 计算避雷线应力弧垂,并绘制导地线应力、弧垂曲线;
