16.3 Вопросы для самоконтроля знаний

1. Какие исходные данные используются при проектировании новой электрической сети?

2. Какие две системы номинальных напряжений существуют в нашей стране?

3. Из каких соображений нужно исходить при выборе номинального напряжения сети?

4. Функцией каких параметров является номинальное напряжение в эмпирических формулах?

5. Какое условие определяет границу между областями применения различных номинальных напряжений?

6. Какие ограничения передаваемой мощности следует учитывать при использовании эмпирических формул?

7. Из каких этапов состоит алгоритм выбора номинального напряжения вновь проектируемой сети?

8. Как определить область применения различных номинальных напряжений?

9. Из каких составляющих складываются затраты на сооружение и эксплуатацию электрической сети?

10. Какое условие используется в качестве первого приближения на стадии выбора номинального напряжения электрической сети?

Практическое занятие №17. Механический расчет проводов, работающих в конструкциях лэп

Цель занятия. Изучение методики проектирования конструктивного выполнения воздушных линий электропередачи при сооружении и эксплуатации сетей электрических систем.

17.1 Краткие теоретические сведения

Воздушная линия должна быть достаточно прочной, чтобы вы­держать механические нагрузки. Для надежной работы проводов, опор и других конструктивных элементов их рассчитывают на ме­ханическую прочность.

Механический расчет ВЛ основан на применении некоторых положений дисциплины «Сопротивление материалов», обязатель­ных указаниях Правил устройства электротехнических установок и Строительных норм и правил (СНиП). Он необходим для правиль­ного проектирования электрических сетей.

Для различных напряжений и климатических районов страны разработаны типовые конструкции опор. Поэтому проектирова­ние конструкций опор и механический расчет целесообразны только тогда, когда в типовых проектах отсутствуют опоры для данных условий или когда нет сортамента материалов, предусмот­ренного этим проектом.

На провода воздушных электрических линий действуют верти­кальные (собственный вес провода, вес гололеда, образовавшегося на проводе) и горизонтальные (давление ветра) нагрузки. При их учете принимают некоторые допущения: предполагают равномер­ное распределение нагрузок по длине провода, нагрузки считают статическими, т. е. неизменными по значению.

Под действием механических нагрузок в материале провода по­являются механические напряжения на растяжение. На их значе­ние влияют также напряжения, которые возникают в проводе при уменьшении его длины, с понижением температуры.

Основные вопросы проектирования конструктивной части ВЛ, включает в себя определение:

а) материалов и конструкций проводов и грозозащитных тросов;

б) схемы размещения проводов и тросов на опорах;

в) конструкций и параметров изоляции линейной арматуры;

г) расчетных длин промежуточных пролетов линии;

д) механических нагрузок и сил, действующих на провода, тросы и опоры;

е) механических напряжений проводов и тросов в различных режимах работы и для всего возможного диапазона изменений климатических влияний и условий;

ж) наибольших стрел пробега проводов и тросов;

з) расчетам напряжений материалов проводов и тросов, а также стрел провеса при их монтаже на опорах;

и) выбора материалов, типов и иных характеристик конструкций опор;

к) расстановки промежуточных, анкерных и анкерно-угловых

опор по трассе линии;

л) выбора материала и типа фундамента.

Метрологические характеристики, необходимые при проектировании линии:

— скорость ветра: высшей, среднеэксплуатационной, при гололеде и при условиях грозы;

— толщины стенки гололеда и его объемного веса;

— температура воздуха: высшей, низшей, при гололеде, при наибольшей скорости ветра, при условиях грозы и др.

Необходимы также материалы геологической карты трассы линии, ее рельефа, отметок над уровнем моря, а также пересечений и сближений линии с иными техническими сооружениями.

Чем больший период времени наблюдений учитывается при проектировании линий, тем больший диапазон изменений климатических условий принимается во внимание, и, следовательно, повышается надежность работы линии, однако, в свою очередь ведет к удорожанию конструкции ВЛ.

Вся территория разделена на восемь зон по наибольшим скоростным напорам ветра и на пять зон по интенсивности гололедных образований.

Удельная нагрузка от собственного веса провода,

, (17.1)

где - вес 1 км провода, Н;

- сечение провода, мм².

Удельная нагрузка от слоя льда,

, (17.2)

где - толщина слоя гололеда, мм;

- диаметр провода, мм;

- удельный вес гололеда, , .

Суммарная удельная нагрузка от веса провода и гололеда

, (17.3)

Удельная нагрузка от давления ветра,

, (17.4)

где - коэффициент неравномерности воздушного потока;

- коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку;

- коэффициент лобового сопротивления;

- скоростной напор ветра.

При гололеде удельная нагрузка от давления ветра, МПа/м

, (17.5)

Нагрузки от веса и давления ветра направлены под прямым углом, поэтому их складывают геометрически. Суммарная удельная нагрузка без гололеда

, (17.6)

При гололеде суммарная удельная нагрузка

, (17.7)

17.2 Задача для самостоятельного решения. Рассчитать удельные механические нагрузки для проводов АС-185/43 проектируемой линии 110 кВ, проходящей по территории, отнесенной к III району по гололеду и к IV по ветру [4]. Длина пролета L= 2NN м (NN – 2 последние цифры зачетной книжки).