110kV输电线双回路设计.doc
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1、 目录1 前 言291.1 课题相关技术291.2 课题研究目的291.3 本课题的工作任务302 工程概况303 整理气象参数及架空线性能参数303.1 气象条件参数303.2 架空线性能参数314 架空线应力弧垂特性计算324.1 架空线应力弧垂的计算及曲线的制作步骤324.2 导线的应力弧垂计算324.2.1 各种气象条件下导线比载的计算324.2.2 计算临界档距,判断控制气象条件354.2.3导线最大弧垂的判定364.2.4 由控制气象条件出发计算各种气象条件下的导线弧垂应力374.3 地线应力弧垂计算384.3.1 各种气象条件下地线比载的计算384.3.2 计算临界档距,判断控制
2、气象条件404.3.3 由控制气象条件出发计算各种气象条件下的地线弧垂应力415 绝缘子及杆塔的选用425.1 绝缘子及金具选择425.1.1、绝缘子选择425.1.2 绝缘子联数的确定435.1.2金具选择明细表435.1.3导地线接续管选用465.2 塔型选择475.3 定位弧垂模板的制作475.3.1弧垂曲线模板475.3.2最大弧垂模板的选用485.4 排杆495.4.1 弧垂曲线模板495.4.2 排定杆塔505.4.3模板K值的校验525.4.4 水平档距的计算、垂直档距的计算和高差的测量576 杆塔塔头荷载计算596.1 荷载计算596.2 塔头荷载校验617 杆塔定位校验627
3、.1 杆塔使用条件校验637.1.1杆塔荷载校验637.1.2杆塔最大档距校验647.1.3 直线杆塔悬垂绝缘子串摇摆角(风偏角)校验647.1.4直线杆塔的上拔校验677.2架空线运行条件校验697.2.1架空线悬挂点应力校验697.2.2架空线悬垂角校验707.3绝缘子串强度和倒挂检查717.3.1绝缘子串强度检查717.3.2耐张绝缘子串倒挂检查727.4对地及跨越物安全距离检查738 防振设计738.1防振判断及防振措施选择738.1.1判断是否需要采用防振738.1.2防振措施选择738.2防振装置的安装设计748.2.1防振锤的型号选择748.2.2防振锤的个数选择748.2.3防
4、振锤安装位置的计算749接地设计779.1接地设计的条件及相关规定779.2 接地装置的形式选择789.3接地装置工频接地电阻的计算789.4接地引下线与杆塔连接方式7910基础设计及施工方案8010.1 基础设计8010.1.1掏挖基础设计条件8010.1.2 基础型式及参数8410.1.3 上拔稳定计算8410.1.4下压稳定计算8510.1.5强度计算8610.2 基础施工方案8710.2.1普通现浇式钢筋混凝土基础施工工艺流程图8710.2.2基础施工工艺及操作步骤8811 杆塔组立施工9211.1现场布置原则9311.2施工设备及组织设计9411.2.1抱杆9411.2.2 拉线95
5、11.2.3 地锚9511.2.4 起吊系统9511.2.5 施工顺序及操作方法9512 结 论9613 体 会96致 谢97附录98110kV芦小线改道工程设计摘要:近年来,为了对输电线路进行重新设计调整,许多设计院开始对以往的线路进行改道设计。因此,本设计主要针对线路改道工程设计展开的,严格按照架空输电线路设计的步骤进行设计。本设计的主要内空包括了导、地线的比载计算,临界档距和最大弧垂的判断,力学特性的计算,定位排杆,各种校验,代表档距的计算,杆塔荷载的计算,接地装置的设计,金具选择。在本次设计中,重点是线路改道设计,定位排杆和基础设计。此设计采用双回路杆塔设计,合理节省线路走廊,同时提高
6、了对电力资源的有效利用。关键词:线路改道;定位排杆;线路走廊;资源Abstract:In recent years,many design institute in order to re-design of the transmission line adjustment,on the previous line diversion design.Therefore,the design of the main line diversion works carried out in strict accordance with the overhead transmission line d
7、esign step design .Including a guide to the design of the main empty ground than that set out the calculation,the critical span and maximum sagjudgment,the calculation of the calculation of mechanical properties,positioning row of rods,a variety of calibration,on behalf of the span,towet loads calcu
8、lation,the design of the grounding device,with select .In this design,the focus is a line diversion design,locate the row of rods and basic design.This design uses a double circuit tower design,reasonable to save the line corridor,while increasing the effective use of power resource.Key words:Line d
9、iversions; positioning ranked rod; line corridor; resources1 前 言电力事业作为一个国家的经济命脉不但对于城乡用电的百姓还是对国家的各种经济建设都起着至关重要的作用,而输电线路则是电力运输不可缺少的一个重要组成部分。到目前为我国的部分电力设计还不是很规范,比如线路走廊的利用不够合理,线路跨超比较多,比较乱。因此,为了提高电力的有效利用及对土资源的节省,规划好输电线路是非常有必要的。本文主要涉及输电线路改建及相关技术110kV芦小线改道工程设计进行了设计,其中包括比载、临界档距、应力弧垂、安装弧垂的计算,排定杆塔位置,进行各种杆塔定位校
10、验,进行防振设计,选择接地装置,完成绝缘子串的组装图、杆塔地基基础设计、杆塔组立施工设计等,涵盖了输电线路的设计、杆塔基础、施工等方面的内容。1.1 课题相关技术随着国家电力事业的发展,平均每年都会耗费大量资金在输电杆塔基础上。作为输电线路能否正常长期稳定运行,基础无一是最重要的部分。在架空线路中,由于受地形天气环境等条件的影响,绝大部分都会用到自立式铁塔。自立式铁塔的稳定取决于所选基础的抗拔稳定和基础地基的承载能力。铁塔基础的设计应结合输电线路沿线的地质、施工条件和杆塔型式的特点综合考虑。输电线路自立式铁塔抗拔基础和抗压基础的设计必须保证铁塔基础的抗拔稳定和基础地基承载能力的可靠。输电线路铁
11、塔基础的设计应注意以下几点:1)基础的设计要能够保证铁塔、架空导线和架空地线等长期运行。2)铁塔基础的地质选择要合理,必要时可采用钻探确定。3)使用新的电力行业标准提供的基础计算公式对实际工程中选择的铁塔基础进行受力计算和分析。1.2 课题研究目的输电线路工程设计在电力建设和运行中起着决定性的作用。本课题与输电线路工程专业联系比较紧密,通过这个输电线路工程的设计能够回顾和加深对本专业知识的理解,从而培养及提高我们独立思考、分析和解决实际问题的能力。也为以后的工作莫定了坚实的基础。1.3 本课题的工作任务本课题是在给定的110kV芦小线改道工程设计的基本条件和地形图、平断面图的情况下,完成导、地
12、线应力及弧垂计算,线路分段、杆塔定位和杆塔型式的确定,杆塔塔头荷载计算,防振,接地设计,基础设计计算,铁塔的地基基础施工方案设计,针对该杆塔的特点进行杆改道方案设计等内容。2 工程概况根据原线路设计参数,本线路导线选用LGJ-300/40稀土铝钢芯铝绞线,地线选用GJ-50/17稀土铝镀层钢绞线。根据浙江省电力设计院关于500kV甬东变所址及其220kV出线方案意见确定本工程设计路径,并按指定的转角坐标点委托宁波国土测绘院现场放样。线路从110kV芦小1281线电22大号侧约18米处设置转角塔改01,对电22作拆除处理,利用原导地线从电21连接至改01。线路左转至改02,然后线路与原芦小线南侧
13、平行约60米距离向西至杨家埭村庄西侧山脚设置转角塔改06。然后线路右转,穿过110kV芦小线,向北约200米设置转角塔改07。线路左转上唐岙山,向西约1.1公里后设置转角塔改11。然后线路下山,与500kV甬东变北围墙保持约40米平行距离向西约350米设置转角塔改12。最后线路继续向西至芦小线原电32塔大号侧约28米处设置转角塔改15,并利用原导地线与芦小线电33塔连接。本工程线路总长度为3.415公里,山地部分,交通条件较差;平地段为耕田,种植花木经济作物为主,有机耕路可至塔位附近,交通较为便利。3 整理气象参数及架空线性能参数3.1 气象条件参数根据线路所在的气象区,查 1得出本设计的气象
14、条件有关参数,列于表3-1。表3-1 线路气象条件参数气象项目最低气温最高气温最大风速最厚覆冰内过电压外过无风外过有风安装有凤事故气象年均气温气温()-10+40+10-5+15+15+15-5-5+15网速(m/s)003010150101000冰厚(mm)00050000003.2 架空线性能参数本设计中采用的导地线型号是稀土镀层钢绞线LGJ-300/40。根据14并且参考生产产家的产品目录性能表,列出导线LGJ-300/40、地线GJ-50的性能参数表(表3-2、表3-3)。表 3-2 导线LGJ-300/40性能参数项目表截面积A(mm)导线直径d(mm)弹性系数E(MPa)温度膨胀系
15、数(1/)抗拉强度(Mpa)安全系数K计算拉断力(N)许用应力(MPa)平均运行应力计算质量Kg/Km338.9923.947300019.610-6258.443.09222086.14764.611133表4-2 GJ50避雷线参数表截面积A(mm)地线直径d(mm)弹性系数E(MPa)温度膨胀系数(1/)抗拉强度(Mpa)安全系数K计算拉断力(N)许用应力(MPa)平均运行应力计算质量Kg/Km49.509.018140011.510-61026.773.553500293.36256.69423.7注:根据规程规定,地线的安全系数应该比导线大。本设计中地线的安全系数取3.5。4 架空线
16、应力弧垂特性计算4.1 架空线应力弧垂的计算及曲线的制作步骤计算步骤:1)确定架空线所在的气象条件,并列出表格;2)根据所选用的架空线型号,查找架空线的国家标准,列出计算用架空线参数;3)计算各种气象条件下的比载;4)选定架空线各种气象条件下的许用应力(包括平均运行应力的许用值);5)计算临界档距值,并判定有效临界档距和控制气象条件;6)判定最大弧垂出现的气象条件;7)以控制条件为已知状态,利用状态方程式计算不同档距、各种气象条件下架空线的应力和弧垂值;8)由计算所得的数据表,使用AutoCAD在同一坐标系里面按一定的比例绘制架空线的弧垂应力曲线。根据工程的实际需要,一般按下表(表4-1)所列
17、各项内容计算架空线的应力弧垂曲线,表中符号表示需要计算,符号表示不用计算。表4-1 架空线应力弧垂曲线计算项目气象条件计算项目最高气温最低气温最大风速最厚覆冰内过电压外过无风外过有风安装情况事故气象年均气温应力曲线导线地线弧垂曲线导线地线4.2 导线的应力弧垂计算4.2.1 各种气象条件下导线比载的计算 1) 自重比载 2)冰重比载 3)垂直总比载 4)风压比载 110kV线路 外过电压、安装有风:V=10m/s, 查1P52表3-6有风速不均匀系数f=1.0,又=1.1,所以 内过电压:V=15m/s, f=0.75,=1.1,所以 最大风速 :V=30m/s,计算强度时,查1P52表3-6
18、有计算强度时f=0.75,又=1.1,所以 计算风偏(校验电气间隙)时,f=0.61 覆冰风压比载:V=10m/s,计算强度时,V=15m/s, f=1.0,=1.1,所以 计算风偏(校验电气间隙)时,f=1.0 5)无冰综合比载: 外过电压、安装有风,有 内过电压,有 最大风速:计算强度时,有 计算风偏时,有 6)覆冰综合比载:计算强度时,有 计算风偏时,有 根据以上计算列出比载汇总表(42)表42 比载汇总表 单位:MPa/m项目自重比载垂直总比载无冰综合比载无冰综合比载无冰综合比载(强度)无冰综合比载(风偏)覆冰有风比载数据备注4.2.2 计算临界档距,判断控制气象条件 表4-3 可能的
19、控制气象条件的有关参数见气象条件项目最底温最大风年均气温最厚覆冰气温()101015-5比载(Mpa/m)32.7846.3532.7845.24许用应力86.14786.14764.6186.147比值0.38050.5380.50730.5251顺序编号adbc计算临界柏档距:当时, 当时, 通过计算得出,列出临界档距判别表:表4-4 临界档距判别表可能的控制气象条件a(最低气温)b(年均气温)c(覆冰有风)d(最大风速)临界档距Lab=203.8661 Lac=133.9823 Lad=254.962Lbc=虚数Lbd=383.5955Lac=717.5457(注:结果为-1表示该值为负
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- 110 kV 输电线 回路 设计