1. 研究目的与意义
随着国民经济的不断增长,为满足用户大量的用电需求,国家电网得到快速发展,目前正朝着向特高压远距离输电方向迈进,全国各大电网已建成了以500kv及以上电压等级为主网骨架的现代电网。
输电线路是电力系统的重要组成部分,电网建设离不开输电线路的规划设计,因此做好输电线路的设计是非常重要的工作。
设计必须执行国家建设的各项方针政策和技术经济政策、执行规程、规范、现行国家标准及上级机关对工程设计的批示文件。
2. 课题关键问题和重难点
本设计主要进行220kv明光-梅山送电线路的工程设计类研究。主要关键问题如下:导线的应力及弧垂计算,绘制导线机械特性曲线;计算避雷线的应力和弧垂,并绘制应力弧垂曲线;确定直线杆杆型、耐张杆杆型;选择绝缘子串型号规格、选配金具;确定杆塔呼称高,校验杆塔头部尺寸;制作最大弧垂模板,在平断面图上进行杆塔室内定位。杆塔强度计算及基础稳定性设计。
220kv双回路架空线路工程设计难点:
1)设计中气象条件的影响
3. 国内外研究现状(文献综述)
1.架空输电线路将电能从发电厂输送到负荷中心,沿途需翻山越岭、跨江过河、既要经受严寒酷暑,还要承受风霜雨雪。严酷的环境条件对架空输电线路提出了其特殊要求。气象条件一般常用的组合有九种:最高气温、最低气温、年均气温、最大风速、最大覆冰、内过电压(操作过电压)、外过电压(大气过电压),以及安装情况和事故断线情况。各气象条件详细情况可参考胡国荣.《输电线路基础》[1]。在设计过程中,将所需气象条件,按全国典型气象区划分的形式列表汇总。
2.对于悬挂在架空线路杆塔上的导线,当外界温度变化时,将引起导线的伸长或缩短,在档距一定时,导线长度的细微变化都会引起导线应力与弧垂的巨大变化。弧垂计算主要包括查找架空线的物理机械特性,如横截面积、外径、弹性系数,抗拉强度、线膨胀系数等,算出架空线最大许用应力与年均许用应力;计算架空现线在不同气象条件下的比载;计算悬点等高与不等高时架空线的弧垂、应力与线长;判定最大弧垂与临界档距等,详细计算步骤与计算公式可参考张芙蓉,倪良华.《电气工程专业毕业设计指南-输配电分册》[2]
3. 架空输电线路杆塔的类型较多,可以从材料、受力等角度进行分类。根据材料分类可分为混凝土杆塔与铁塔。根据受力可分为直线型杆塔与耐张型杆塔。直线杆塔占杆塔总数的80%,用于悬挂导线线。正常运行时,直线型杆塔仅承受导线、地线、绝缘子等重量的垂直荷载以及横向水平荷载,耐张型杆塔除具有与直线型杆塔同样的荷载承载能力外,还能承担更大的顺线路方向的拉力。线路如何选择杆塔型式,主要取决于线路的电压等级、线路的回路数,线路经过地区的气象条件,以及地形地质情况等。设计时要经过技术经济方案的比较,因地制宜地合理选择。具体参考《输电杆塔及基础设计》[3]此外应注意杆塔档距要最大限度利用杆塔强度,相邻档档距不宜相差太大,以免增大不平衡张力,也不宜太小,以免增加线路投资。通常,110~220kv输电线路采用混凝土杆塔时档距为150~400m,用铁塔时为250~400m。此外,应避免出现孤立档。
4. 研究方案
导线型号:根据电力系统规划设计,拟新建线路的导(地)线型号采用 2lgj-300/25(gj-50)。
导线与避雷线的应力及弧垂计算根据参考文献[1] [2] [4]内计算公式进行手算;导线与避雷线安全系数取2.5。用计算机excel绘制导线机械特性曲线。
杆塔种类选择铁塔;根据相关文献[2] [3]确定直线杆与耐张杆杆型并用计算机cad绘制杆型图。绝缘子选用悬式绝缘子,绝缘子号与具体金具参考相关文献[1] [2] [6]。根据参考文献[1] [2] [3]中计算公式手算直线杆与耐张杆杆塔呼称高,校验杆塔头部尺寸。
5. 工作计划
第1周 收集资料,完成开题报告;
第2周 完成一篇英文文献翻译;导线应力弧垂计算;
第3周 计算避雷线应力弧垂,并绘制导地线应力、弧垂曲线;
