110kV架空输电线路的初步设计.doc
- 文档编号:2578348
- 上传时间:2022-11-02
- 格式:DOC
- 页数:52
- 大小:1.14MB
110kV架空输电线路的初步设计.doc
《110kV架空输电线路的初步设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《110kV架空输电线路的初步设计.doc(52页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
邵阳学院毕业设计(论文)
前言
近年来,电网的飞速发展,输电线路的建设,改造投资的加大,客观上对线路设计的速度、质量、准确性和经济性都提出了更高的要求。
然而,输电线路设计过程中涉及测量、力学计算、气象条件和电气计算等方面,一直都是电力工程设计中的难点。
如果处理不当,就会引起严重的后果。
例如,当架空输电线路中的导线和避雷线因常年受到风、冰、低温等气象条件的影响时会造成架空输电线路的导线断股、断线、金具损坏、相间短路、断杆、倒杆等;冬季,由于输电线路大面积覆冰,导致一些输电铁塔不堪重负而倒塔断线,使电力设施遭到毁灭性破坏,供电线路陷于瘫痪,影响生活和生产,造成难以估量的损失。
还有由于在施工中对架线弧垂的计算不准确,使配电网线路对地距离达不到规范要求,造成触电伤亡事故。
因此对架空输电线路的设计的深入研究是非常有必要的。
为此本次设计将选取一段110kV架空输电线路工程进行初步的计算和设计。
旨在了解输电线路工程设计的一般程序,弄清楚初步设计、施工设计各阶段的基本内容,能够对110kV线路工程设计及其相关的知识有更深入的了解,为以后从事该方面的工作打下坚实的基础。
1.原始资料
1.1地形与地貌
本线路为宝瑶—桃花110kV线路,沿线地形以丘陵为主,地质以硬塑粘性土为主,夹杂有少量的软塑粘土和风化岩石,海拔在210米~270米之间,地势起伏一般,植被发育较好,植被主要为松、杉、桔树及杂木;线路附近有320国道和207国道以及农村简易公路穿插其中,交通比较方便,便于施工与运行;各种地形所占比例如表1.1与1.2所示。
表1.1地质情况
地质
岩石
泥水
坚土
碎石土
比例(%)
29.4
9.8
41.2
19.6
表1.2地貌情况
地形
水田
丘陵
山地
比例(%)
9.8
72.5
17.7
1.2水文与地质
本线路所经区域无泥石流等不良地质及可能发生山洪爆发的地带;线路跨越资江,但无大的洪涝灾害。
线路经过地区的区域稳定,地形为低山丘陵地貌单元,多山丘和林田,山坡上植被稀疏,阔叶林下发育的土壤为黄红壤。
1.3交通及交叉跨越
本线路工程先后跨越了G320和G207两条国道、资江1次、洛湛铁路1次,另外受城区规划的限制,线路先后跨越沪昆高速公路2次,重要交叉跨越情况见表1.3所示。
表1.3重要交叉跨越表
跨越物
条数
35kV电力线
1
10kV及以下电力线
5
通信线路
3
水泥公路
4
砂石公路
4
河流
1
1.4气象条件
根据与本线路邻近的220kV长—江线路(设计覆冰为15mm)和110kV宝—大线路(设计覆冰为10mm)的运行情况,该两条线路的最厚覆冰均在15mm以下。
全线地处市郊,属丘陵地带,沿线没有发现形成特殊气象条件的地段,历史上也未发生过风灾及冰灾事故。
本工程采用湖南省典型气象条件[3]进行设计,各项设计气象条件组合如表1.4所示:
表1.4设计气象条件一览表
项目
计算条件
气温(℃)
风速(M/S)
冰厚(MM)
最高温度
40
0
0
最低温度
-10
0
0
年平均气温
15
0
0
设计覆冰
-5
10
15
最大风速
-5
25
0
内部过电压
15
15
0
大气过电压
15
10
0
安装情况
-5
10
0
事故情况
0
0
0
冰的密度(KG/)
0.9
雷电日/年
60
1.4.1选用组合气象的要求
线路设计所选用的气象条件组合,除应合理地反映一定程度的自然变化规律外,还要适合整个结构上的技术经济合理性及设计计算上的方便性。
因此,必须根据线路实际运行中可能遇到的情况,慎重的调查分析原始气象资料,合理的概括出“组合气象条件”。
选择组合气象条件[3]的要求如下:
(1)线路在大风、覆冰及最低气温时仍能正常运行。
(2)线路在断线及不平衡张力情况下,不使事故范围扩大,即杆塔不致倾覆。
(3)线路在安装过程中不致发生人身或设备损坏事故。
(4)线路在重冰区及大跨越等特殊区段的稀有气象验算条件下,不致发生倾覆和断线。
(5)线路在正常运行情况下,在任何季节里,导线对地面或与其它地上物保持足够的安全距离。
(6)线路在长期运行中,应保证导线或地线有足够的耐振动性能。
1.4.2气象条件在线路中的影响
由于高压输电线路常年露置于大气中,经常承受自然界各种气象情况的影响。
为了保证在长期运行中高压送电线路的安全,就必须使送电线路的结构强度和电气性能很好地适应自然界的气象变化,特别是这些自然界现象随季节变化的各种组合对线路的影响。
一般来说,雨雪对线路危害不大,雷电活动可以用防雷保护的方法解决。
因此,风、覆冰和大气温度变化影响较大,这是输电线路设计时应考虑的主要问题。
输电线路周围空气温度的变化使导线和避雷线的拉力和弧垂也随着发生变化。
风力作用在导线上,在水平方向造成一个附加的机械荷载,使导线拉力增加,在垂直平面内使导线产生振动和舞动。
在一定气象条件下产生的覆冰不但使导线垂直方向的机械荷载增加,同时由于导线受风面积增大,也增大了导线水平方向的风力荷载。
因此,在进行输电线路的机械荷载计算或设计时,其影响的条件是:
空气的最高温度、最低温度、覆冰温度和覆冰厚度、最大风速,以及在这些条件下的温度、风速、覆冰厚度之间的相应组合。
2线路路径的选择与杆塔的定位
2.1对路径选择的明确要求
(1)选择输电线路的路径,应认真作好调查研究,少占农田。
综合考虑施工、交通运输条件和路径长度等因素,本着统筹兼顾、全面安排的原则进行方案选择和比较,作到技术经济合理,安全适用。
(2)选择路径应尽量避开重冰区、地质不良地带、原始森林区以及严重影响安全运行的其他地区,并考虑对临近设施如电台、飞机场、弱电线路等的相互影响。
(3)发电厂或变电所的进线走廊,应根据厂、所的总体布置图统一规划,进出线宜采用双回路或多回路共杆塔。
耐张段的长度一般采用3~5km。
对于超高压输电线路的运行、施工条件许可时、可适当延长耐张段的长度。
高差或档距相差非常悬殊的山区和重冰区,应适当缩短耐张段的长度。
(4)有大跨越的输电线路,其路径方案应结合大跨越的情况,通过综合技术经济比较确定。
跨越点应避开河道不稳定、河岸受冲刷、地震断裂、崩塌滑坡、海潮、山洪冲击、土地容易流失以及其他影响安全运行的地带,否则映采取可靠措施[5]。
2.1.1路径的选择
线路路径的选择即为明确了线路的起止点后,在起止点之间选出的一条符合国家建设方针政策,在技术和经济上合理的最佳走线方案。
本次设计根据图上地形及实地勘测确定了二个线路路径方案,因线路从变电站出线需要绕过城区,且线路经地区乡村较多,所以本工程只做了一个方案。
本次线路工程从220kV宝瑶变508间隔出线,至桃花变电站。
线路前段基本沿已建成的110kV宝-大线西北侧走线;自220kV宝瑶变电站西侧508间隔向西在油榨里山腰左转经南冲、白果塘至背底塘,左转跨过岩头山水库,经车家冲跨过G320至老院子后山,再左转经东茅草、上头院子至滑石板,线路右转经石江至枇杷洞,再次左转在石屋塘西侧跨过茶塘公路接至原110kV宝-大线P41#杆。
线路后段基本沿已建成的220kV长-江线路东北侧走线;线路自原110kV宝-大线路P40#左转向东南跨过资江经何家院子西侧的农田跨过沪昆高速公路至白花岭后山脚,线路左转平行220KV长-江线至雷家院子,再次左转跨过洛湛铁路、在雷家院子里选择较稀散的房屋中间穿过再跨过G207至竹鸡塘,线路左转向东北绕过消防支队至秦家冲与110kV江-桃线双回共杆跨过G320高速公路至桃花变电站,线路全长约16.3KM。
曲折系数为2.1。
路径走向图见附图六。
2.1.2线路工程概述
该地区现有110kV城南和110kV城西两座变电站,变压器容量分别为(2×31.5)MVA和(31.5)MVA,两座变电站均为该区主城区10kV负荷的主要供电电源。
该区域实际用电负荷的增长情况,2002年~2003年负荷的年增长率为7.91%,2003~2004年增长率为8.0%,2004年~2005年增长率为8.02%,2005年~2006年增长率为10.29%,“十五”期间,该供区负荷年平均增长率为9.5%;随着新建的桃花科技工业园的投产,预计到2012年桃花110kV变电站供区学校及大工业用户将新增变压器装机15.0MVA。
根据工程的概况和系统的规划,明确了线路的起讫点以及中途必经点的位置,并通过对线路输送容量、电压等级、回路数和导线标号等设计条件的掌握,在1:
50000的地形图上进行线路的选线。
在选线过程中需要了解沿线的环境情况,避开不良地带,同时考虑地形、交通条件等因素。
2.2地形断面图的绘制
线路地形断面图表示沿线路中心线的地形起伏变化的形状、和交叉跨越物的位置及高程。
接照图线路走径,进行实地勘测,通过对路径上的地形、地貌、百米桩位及交叉跨越(铁路、公路、河流、电力线路、通讯线、房屋等)等共需要对此条线路进行多个点的累距及高程标注[14]。
地形断面图是一张两维平面图,此图的横坐标为线路累距(即将宝瑶变508间隔出线架构设为0点,测点距0点的距离即为该点的累距);此图的纵坐标为测点的高程(即将全线路高程最低点定为一个基准点,其他测点相对于此基准点的高差)。
2.3杆塔定位
定位即在已经选好的线路路径上,测绘出平断面并配置杆塔的位置。
杆塔定位是送电线路设计的一个重要环节,杆塔定位的质量关系到线路的造价和施工、运行的方便与安全。
杆塔定位时要尽量少占耕地良田,避开水文、地质条件不良的地段,需考虑施工的方便性。
档距配置时要最大限度地利用杆塔强度,相邻档档距大小不宜相差太大,以免增大不平衡张力,另外应尽量避免出现孤立档。
杆塔选用尽可能地选用最经济的杆塔型式和高度,尽量避免特殊设计杆塔。
为便于导线对地距离及对障碍物的距离要求配置塔位,按导线安装后的实际最大弧垂形状作成弧垂模板以比量档内导线各点对地及对障碍物的垂直间距[15]。
2.3.1定位弧垂模板的制定
悬挂的导线呈悬链线状,根据弧垂计算公式/k式,式中k=g/8,可见当g,值一定时,其弧垂形状相同。
因此可按不同的K值,以档距为横坐标,以弧垂为纵坐标,以档距中央为坐标原点刻制出一组弧垂曲线[1]。
通用弧垂模板如图2.1所示,对钢芯铝绞线K值一般在4×10-5~15×10-5(l/m)之间。
每隔0.25×10-5作一曲线。
每块模版上可作2~4条曲线。
定位时所选用的弧垂模板的比例应与断面图的比例一致,若无相同比例尺的弧垂模板时可按下式选择等值模板。
(2.1)
式中,—比例为纵1/、横1/的模板的值;—值换算至模板(或断面图)比例纵为1/、横1/的等价值。
图2.1通用弧垂模板
2.3.2定位弧垂模板的使用
由于各耐张段的代表档距不同,所用的模板K值亦不同(弯曲度不同),为便于定位时选择模板,可事先根据不同代表档距下,导线最大弧垂时的应力和比载,算出如图2.2所示模板值曲线[1]。
图2.2模板K值曲线
开始定位时,可先根据地形及常用的各种杆塔排位来估计待定耐张段的代表档距(一般平地估取使用杆塔标准档距的0.8~0.9倍)。
整个耐张段定位完毕后,应根据悬挂点等高的代表档距及悬挂点不等高的代表档距计算实际的代表档距,核对所估选的模板是否正确,其误差应在0.2×10-5~0.05×10-5以内,否则应按实际模板K值重新画弧垂线,并调整杆
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 110 kV 架空 输电 线路 初步设计