1. 研究目的与意义
架空线路是电力系统中必不可少的重要部分,从输电线路到配电线路,各种电压等级的架空线路在国民经济的建设中发挥着巨大作用。采用架空线路具有造价低,施工简便,建设速度较快,运行维护方便,故障检修较快等一系列优点。
架空线路设计的主要任务是根据给定的原始资料,进行导、地线应力弧垂的计算,绘制应力弧垂曲线,选择杆塔、绝缘子、金具型式,进行绝缘配合设计,制作定位模板进行杆塔室内定位及校验,进行杆塔强度计算,基础稳定性计算,导地线防振设计等。
架空线路的工程设计是设计单位根据工程具体条件和生产管理等部门的意见进行设计。架空线路设计是贯彻国家电网公司集约化管理的基础工作,是对以往架空线路工程设计成果和建设经验的广泛吸纳,是对前人成果的总结和借鉴,是提高集成创新能力的具体体现。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题:
导线的应力、弧垂,绘制应力弧垂曲的计算;避雷线的安全系数的选取及应力、弧垂的计算;杆塔型式的选择;绝缘子串型号规格及其金具的选择,避雷线规格及其金具的选择,确定呼称高、杆头尺寸、电杆埋深;制作弧垂曲线模板,进行杆塔室内定位;耐张杆杆头尺寸校验、耐张杆强度及基础稳定性设计;进行线路防振设计等。
难点:
3. 国内外研究现状(文献综述)
架空输电线路是电力系统的一个重要组成部分,它的主要功能是从电源向电力负荷中心输送电能。为减少电能在输送过程中的损耗,根据输送距离和输送容量的大小,输电线路采用不同的电压等级。目前我国采用的各种不同电压等级有35、60、110、220、330、500kV等。在我国,通常称35~220kV的线路称为高压输电线路,330~500kV的线路称为超高压输电线路,1000kV及以上的线路称为特高压输电线路。输电线路按结构可分为电缆线路和架空线路。架空线路与电缆线路相比有许多显著的优点,如结构简单、施工周期短、建设费用低、检修维护方便、散热性能好、输送容量大等。
架空线路设计主要是要围绕导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具这几个方面进行。其中导线是用来传输电流、输送电能。一般输电线路每相采用单根导线,但对于超高压大容量输电线路,为了减小电晕以降低电能损耗,并减小对无线电、电视等的干扰,多采用相分裂导线,即采用两根、三根、四根或更多根导线;避雷线悬挂于杆塔顶部,并在每基杆塔上均通过接地线与接地体相连接。当雷云放电雷击线路时,因避雷线位于导线的上方,雷首先击中避雷线,并借以将雷电流通过接地体泄入大地,从而减少雷击导线的几率,保护线路绝缘免遭雷电过电压的破坏,起到防雷保护的作用,保证线路安全运行。一般只有110KV以上电压等级线路才全线架设,其材料常采用镀锌钢绞线;杆塔用来支持导线和避雷线及其附件,并使导线、避雷线、杆塔之间,以及导线和地面及交叉跨越物或其他建筑物之间保持一定的安全距离;绝缘子是线路绝缘的主要元件,用来支承或悬吊导线使之与杆塔绝缘,保证线路具有可靠的电气绝缘强度。由于它不仅受到机械力和电压作用,而且还要承受大气中有害气体的侵蚀。因此要求它具有足够的机械强度、绝缘水平和抗腐蚀能力;金具在架空输电线路中起着支持、固定、接续保护导线和避雷线的作用。且能使接线坚固。金具种类很多,按照金具的性能及用途可分为线夹、连接金具、保护金具和拉线金具5大类。
本次课题是110kV漠河线架空线路的设计,首先要注意电压等级是110kV的,在设计过程中需按110kV架空线路的设计原则进行相关设计和计算。其次,所在气象区是我国典型气象区的第Ⅴ区,在设计时要特别注意气温、风速对线路设计的影响,为了保证其安全运行,必须使之在结构强度和电气性能等方面能够很好地适应自然界的气象变化,以保证架空线路的安全运行。
4. 研究方案
本课题研究要通过给定的原始资料来进行架空线路设计,主要采取计算和CAD绘图的方式进行。
(1)计算主要包括:导线应力、弧垂计算,导线比载的计算、避雷线应力、弧垂的计算等。计算完成后选择杆塔型式,选择绝缘子串型号规格及其金具,选择避雷线规格及其金具,确定呼称高,确定杆头尺寸,确定电杆埋深。
(2)CAD绘图主要包括绘制杆塔定位图,杆塔组装图,杆型一览图,应力弧垂曲线。
5. 工作计划
第1周查阅并翻译相关资料,了解目前架空线路发展情况,完成外文资料《AutomotiVeElectricMotors,Generators,andActuatorDriVeSystemsWithReducedorNoPermanentMagnetsandInnoVatiVeDesignConcepts》的翻译工作。
第2周查阅相关文献及资料,完成开题报告初稿。
第3周修改开题报告并完成开题报告终稿。
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