110kV河池-柳村架空线路工程设计开题报告

 2022-10-24 09:43:54

1. 研究目的与意义

110kV的高压架空输电线路多用于我国各个地区。高压输电常采用铁塔承载的架空线方式传输。我国电网已初步形成了西电东送、南北互供、全国联网的格局,电网发展滞后的矛盾得到较大程度的缓解。本设计是根据电力系统规划设计,拟建一条110kV由河池到柳村的架空输电线路。

随着经济的不断发展,为满足用户大量的用电需求,国家电网得到快速建设,目前正朝着向特高压远距离输电方向迈进。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。输电线路的设计对我国输电线路工程的建设,对我国的经济建设发展有着重要的作用。同时,毕业设计是高等院校毕业生完成学业的标志性作业,是对学习成果一次综合性总结和检阅,也是检验学生掌握知识的程度、分析问题和解决问题基本能力的一份综合答卷。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题:导线的应力及弧垂如何计算。避雷线的应力和弧垂如何计算,如何绘制曲线。确定直线杆杆型、选择绝缘子串型号规格、选配金具,选择避雷线型号规格,确定杆塔呼称高,校验杆塔头部尺寸。确定耐张杆塔杆型、选择耐张绝缘子串型号规格、选配金具、选择避雷线连接金具,确定耐张杆塔的呼称高,校验杆塔头部尺寸。路径的选择,排杆定位。气象条件的确定。绝缘和防雷设计。如何制作最大弧垂模板。杆塔强度计算及基础稳定性设计。导线、避雷线防振设计。

关键难点:如何绘制导线机械特性曲线图。如何在平断面图上进行杆塔室内定位。

3. 国内外研究现状(文献综述)

在架空输电线路的设计中,不同气象条件下架空线的弧垂、应力、线长计算占有十分重要的位置,是输电线路力学研究的主要内容。这是因为架空线的弧垂和应力直接影响着线路的正常安全运行,而架空线线长的微小变化和误差都会引起弧垂和应力相当大的改变。设计弧垂小,架空线的拉应力就大,振动现象加剧,同时杆塔荷载增大因而要求强度提高。设计弧垂过大,满足对地安全距离所需杆塔高度增加,线路投资增大,而且架空线的风摆、舞动和跳跃会造成线路停电事故。若加大塔头尺寸,必然会使投资再度提高。因此,设计合适的弧垂是十分重要的。应力弧垂的计算包括比载、应力、临界档距的计算和状态方程的求解,可参考:孟遂民的《架空输电线路设计》。

杆塔分为电杆和铁塔两大类。根据其受力性质,杆塔可分为悬垂型和耐张型。根据杆塔的形状,有上字型、三角型、干字型、门型、拉V型、猫头型、酒杯型、鼓型杆塔等称谓。选择杆塔主要应考虑线路的电压等级、线路回数、导线型号、地形地质情况以及使用条件等,并应考虑施工、运行维护方便,通过综合技术经济比较,择优选用,但应注意一条线路采用的杆塔形式不宜过多。线夹用来握持架空线,它应具有足够的强度和握持力,合理的线槽形状,较小的电磁损失,并能较好地适应架空线的振动。在直线杆塔上,与悬垂绝缘子串相配合使用悬垂线夹。在耐张杆塔上,与耐张绝缘子串相配合使用耐张线夹。还有一类接续跳线用的跳线线夹,主要是并沟线夹和压缩跳线线夹,归属接续金具。电线的制造长度是有限的,架线时需要用接续金具将其连接起来。连接金具主要用于绝缘子串与杆塔和线夹的连接。杆塔、绝缘子串、金具及避雷线的选择需要用到泄露比、最大综合荷载、断线条件、最大弧垂计算公式,可参考:陈祥和的《输电杆塔设计》、刘树堂的《输电杆塔结构及其基础设计》、李博之的《高压架空输电线路施工技术手册》。

高压输电线路设计,首先需要确定线路起止点间的路径。在选定的线路路径上,进行定线、平断面测量,在平断面图上合理配置杆塔位置的工作,称为杆塔定位。杆塔定位是线路设计的重要组成部分,定位的质量直接关系到输电线路的造价和施工、运行的方便与安全。杆塔定位工作分为室内定位和室外定位。室内定位是用弧垂曲线模板在线路勘测所取得的平断面图上排定杆塔位置,需要运用计算机绘图,以及CAD作图技术,可参考孟遂民的《架空输电线路设计》。室外定位是把在平断面图上确定的杆塔位置到现场复核校正,并用标桩固定下来。在初步排定杆塔位置、型式和呼称高度后,应对线路的使用条件进行全面检查和校验,以保证各使用条件在规定的允许范围内。

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4. 研究方案

研究学习架空输电线路的设计规程和标准。进行导线和避雷线的应力及弧垂的计算,绘制输出导线、避雷线的机械特性曲线(应力一弧垂曲线)和安装曲线(放线放线曲线)。进行架空线的悬链线方程式计算。查阅书籍资料确定直线杆和耐张杆杆型、选择绝缘子串型号规格、选配金具。查阅资料选择避雷线型号规格,确定杆塔呼称高,校验杆塔头部尺寸,进行受力分析。根据不同土壤的特性研究杆塔基础的稳定性,及进行计算,包括确定基础荷载和基础型式,校验基础上拔和下压稳定。在平断面图上作室内杆塔排杆定位,制作弧垂模板。查阅资料进行导线、避雷线防振设计。

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;

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