
- •Введение
- •Программа курсового проекта
- •Разработка схемы электрической сети
- •Методические указания по выполнению проекта
- •1.1. Общие положения
- •1.2. Разработка схемы электрической сети
- •1.3. Расчет установившихся режимов на пэвм. Обеспечение баланса реактивной мощности в сети. Регулирование напряжения
- •1.3.1. Выбор и обоснование расчетных режимов сети
- •1.3.2. Расчеты режимов сети на пэвм
- •Влияние регулируемого ку на ур электрической сети рассмотрим на примере вл пс1-пс6 (рис. 1.3). Соотношения между параметрами ур вл приближенно описываются следующим образом:
- •1.3.3.2.Выбор типа, места установки и мощности ку и режимов его работы
- •При определении зарядной мощности можно принять по 1, что
- •1.4. Механический расчет проводов вл и проверка основных габаритов выбранной типовой опоры
- •1.5. Технико-экономические показатели проекта
- •2. Указания по оформлению проекта
- •3. Рекомендации по подготовке к защите курсового проекта
- •Библиографический список
При определении зарядной мощности можно принять по 1, что
QCO110 0,03 Мвар/км ;
QCO220 0,13 Мвар/км.
Расчет УР, как указано выше, выполняется с заданной точностью по мощности, которая по «умолчанию» составляет
1 МВт (Мвар) или менее 1 МВт (по желанию расчетчика).
Реальная величина небаланса (невязки) уравнения (1.40) определяется по выражению
Q = QA – Q - Q - QC QK , (1.42)
где величины QA , Q, QK принимаются по результатам расчета УР, а величина Q – по исходным данным или сводным показателям результатов расчета УР на ПК.
Определение составляющих уравнения баланса реактивных мощностей в процентах производится по выражениям:
;
;
(1.43)
;
.
Составляющие уравнения баланса (1.40) представляются в табл.1.16.
Таблица 1.16.Баланс реактивной мощности
№ |
Название составляющей уравнения баланса |
Величины составляющих в режимах |
|||
Макс. нагрузка |
Миним. нагрузка |
||||
Мвар |
% |
Мвар |
% |
||
1
2
3 |
Суммарная нагрузка потребителей:
Потери мощности
Зарядная мощность:
Мощность компенсирующего устройства Суммарная мощность QA , потребляемая районом нагрузки с шин А Коэффициент реактивной мощности на шинах А: -заданный; -фактический Невязка (небаланс) уравнения баланса реактивной мощности |
|
|
|
|
Результаты определения составляющих уравнений баланса активных и реактивных мощностей (табл. 1.15–1.16) приводятся в пояснительной записке.
1.4. Механический расчет проводов вл и проверка основных габаритов выбранной типовой опоры
1.4.1. Общие положения
Механический расчет проводов (тросов) ВЛ проводится в целях обеспечения в них нормативных запасов прочности и определения величин стрел провеса при работе линии в различных климатических условиях [2].
Расчет выполняется по методу допускаемых напряжений, величины которых определяются по выражениям:
;
(1.44)
где
– допускаемые
механические напряжения в
материале провода (троса) в режимах низшей и среднегодовой температур и наибольшей механической нагрузки соответственно;
.
.
%
– рекомендуемые по [2] значения допускаемых
напряжений в процентах от предела
прочности при растяжении металла провода
.
Значения
и
% для этих режимов могут быть определены
по [2, табл. 2.5.7], физико-механические
характеристики проводов – по [2, табл.
2.5.8].
Следует иметь в виду, что при использовании литературных источников разных годов издания могут встретиться различные размерности величин напряжений, удельных механических нагрузок, модулей упругости.
Расчеты следует вести в системе СИ, в которой указанные величины имеют следующую размерность в соответствии с [2]:
напряжение
;
удельная механическая
нагрузка
;
модуль упругости
.
В ходе проектирования выполняется механический расчет проводов одной из ВЛ района электрических сетей (по заданию). Расчетные климатические условия для местности по ветровому давлению и толщине стенки гололеда определяются по данным, указанным в задании, и по [2]:
по ветровому давлению – [2, табл. 2.5.1 и рис. 2.5.1];
по толщине стенки гололеда – [2, табл. 2.5.3 и рис. 2.5.2].
1.4.2. Определение удельных механических нагрузок проводов
Удельные механические
нагрузки,
,
действующие на провода, определяются
по выражениям:
– от действия массы (собственного веса) провода
(1.45)
где
–
удельная масса
провода, кг/км, определяется по табл.
П2.4 или по [1, табл.3.5];
–
расчетное сечение
провода,
,
определяется по табл. П2.5 или по [1, табл.
3.5],
– от действия гололеда
(1.46)
где
– плотность льда;
–
ускорение свободного
падения;
– диаметр провода,
мм;
– толщина стенки
гололеда, мм, по [2,табл. 2.5.3];
– коэффициент
надежности по гололедной нагрузке,
равный 1,3 для районов по гололеду I
и II
и 1,6 – для районов по гололеду III
и выше;
– коэффициент
условий работы, равный 0,5.
– от массы провода и гололеда
,;
(1.47)
– от действия ветра на провод, свободный от гололеда,
(1.48)
где
–
коэффициент, учитывающий неравномерность
ветрового давления по длине пролета
ВЛ и принимаемый равным по табл. 1.17;
– ветровое давление
(нормативное), Па, по [2, табл. 2.5.1];
– коэффициент
лобового сопротивления или аэродинамический
коэффициент, учитывающий условия
обтекания провода воздушным потоком,
величина которого составляет: 1,2 для
проводов диаметром менее 20 мм и 1,1 – для
проводов диаметром 20 мм и более;
–
коэффициент,
учитывающий влияние длины пролета на
ветровую нагрузку, равный 1,2 при длине
пролета до 50 м, 1,1 – при 100 м, 1,05 – при 150
м, 1,0 – при 250 м и более;
– ветровое давление,
Па (или
),
по [2 табл. 2.5.1];
–
коэффициент,
учитывающий изменение ветрового давления
по высоте в зависимости от типа местности,
определенный по [2, табл. 2.5.2];
Таблица 1.17 Значения коэффициентов, учитывающих неравномерность ветрового давления по дине пролета ВЛ.
Ветровое давление Па |
до 200 |
240 |
280
|
300 |
320 |
360 |
400 |
500 |
580 и более |
|
1,0 |
0,94 |
0,88 |
0,85 |
0,83 |
0,8 |
0,76 |
0,71 |
0,7 |
– от действия ветра на провод, покрытый гололедом,
(1.49)
– от массы провода и ветра без гололеда
(1.50)
– от массы провода, гололеда и ветра
(1.51)
1.4.3. Расчет критических пролетов и выявление исходного режима для расчета проводов
При выполнении курсового проекта механический расчет выполняется только для нормального режима работы ВЛ (провода и тросы не оборваны).
В процессе расчета
проводов должен быть определен исходный
режим, т.е. наиболее тяжелый режим работы
проводов ВЛ, при котором в металле
возникнут наибольшие механические
напряжения. В качестве исходного должен
быть выбран один из следующих режимов:
низшей температуры, среднегодовой
температуры, наибольших механических
нагрузок (при
или
).
Исходный режим определяется путем сопоставления величины расчетного пролета ВЛ со значениями критических пролетов, определяемых для комбинированных проводов по выражениям:
,
(1.52)
,
,
где
–
коэффициенты температурного линейного
удлинения и упругого удлинения
комбинированного провода, определяемые
по [2, табл. 2.5.8] (
где
–
модуль упругости,
);
– низшая температура;
температура, соответствующая режиму
гололеда или режиму небольшой механической
нагрузки (принимается равной минус 5
С)
и среднегодовая температура;
– механическое
напряжение в материале провода,
.
При выполнении
механического расчета принимается
условно, что участок линии сооружается
на идеально ровной поверхности земли
и имеет равные по величине пролеты между
смежными опорами. Величиной пролета
необходимо задаться, исходя из диапазона
пролетов, соответствующих конкретному
типу унифицированной опоры, имея в виду,
что ВЛ в зависимости от сечения проводов
имеет наибольший допустимый пролет [9,
табл. 2.5.5 или табл.П5].
Определение исходного режима определяется с помощью табл. 1.18.
Таблица 1.18. Выбор исходного режима
Соотношение между кри- тическими пролетами |
Исходный режим |
|
При
(
при
при
|
|
При
( ),
при - |
|
При
при - режим наибольшей механической нагрузки ( ) |
|
При - режим низшей температуры ( ),
при
для всех расчетных проектов – режим среднегодовой температуры ( ) |
1.4.4. Определение напряжений в материале проводов
и максимальной стрелы провеса проводов
Определив исходный режим для расчета провода, получаем возможность рассчитать величину напряжения в любом ином режиме работы ВЛ с помощью основного уравнения состояния, которое имеет вид
, (1.53)
где n и m – обозначения (индексы) двух режимов (состояний) провода.
Присвоим исходному
режиму индекс n,
тогда величина напряжения
в
проводе в любом другом (расчетном) режиме
может быть определена по уравнению
(1.53), записанному в следующем виде:
(1.54)
где
–
допускаемое напряжение, удельная
механическая нагрузка и температура в
исходном режиме соответственно ;
– напряжение,
удельная механическая нагрузка и
температура в расчетном режиме
соответственно.
В уравнении (1.54)
известны величины, характеризующие
исходный режим (
),
а также параметры расчетного режима
и
.
Поэтому, решая уравнение (1.54), найдем
величину
,
а затем и стрелу провеса провода
в расчетном режиме:
.
(1.55)
Для правильного выбора высоты типовой опоры по [9] необходимо определить максимальную стрелу провеса провода, которая может возникнуть на ВЛ в одном из двух расчетных режимов работы:
– в режиме
наибольшей температуры (
);
– в режиме гололеда
без ветра (
).
Напряжения в металлах проводов в этих режимах определяются путем решения основного уравнения состояния провода для этих двух режимов работы ВЛ:
,
(1.56)
,
где
–
напряжения в режимах наибольшей
температуры и гололеда без ветра
соответственно.
Определив по (1.56)
величины
и
,
найдем стрелы провеса в этих режимах,
одна из которых будет наибольшей
(максимальной):
,
.
(1.57)
Провода и тросы
ВЛ будут работать в соответствии с
выполненными проектными расчетами при
условии, что в процессе строительства
ВЛ и их подвески на опоры будут обеспечены
необходимые значения монтажных стрел
провеса
.
Величина монтажной
стрелы, которая должна быть обеспечена
в ходе монтажа провода, может быть
рассчитана для конкретных погодных
условий, при которых ведется подвеска
с помощью уравнения (1.59).
Решив основное уравнение состояния провода, записанное в виде
, (1.58)
определим величину
,
а затем
:
.
(1.59)
В выражениях
(1.58), (1.59) обычно принимается, что
,
т.к. при подвеске на опоры провода
свободны от гололеда.
Механический расчет проводов и тросов ВЛ может выполняться на ПЭВМ по программе «Мехрасчет».
1.4.5. Выбор типовой опоры и проверка ее габаритов
Типовая опора выбирается по табл. П.2.19-П2-20 или по [9].
Расчетная высота опоры до нижней траверсы определяется по выражению
(1.60)
где
–
допустимый габарит приближения провода
к земле, определяется по [2, табл.2.5.20,
2.5.22] в зависимости от характера местности,
где сооружается ВЛ;
–
максимальная
стрела провеса, определяемая по (1.57);
–
длина гирлянды
изоляторов (полимерных), определяется
по табл.П.2.21- или по [9].
Выбрав по [9] принципиальную схему опоры, необходимо определить, удовлетворяют ли габариты типовой опоры условиям работы проектируемой ВЛ.