Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Топ:
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Интересное:
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2017-06-04 | 373 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Вариант 8
№ варианта | Номинальное напряжение воздушной линии, кВ | Длина воздушной линии, км | Марка провода | Количество цепей ВЛ | Местность | Длина пролета, м | t-,°С | t+,°С | tсг,°С |
АС-120 | Ханты-Мансийск | -55 | -0,8 |
Исходные данные
Марка провода – АС-120/27.
Длина ВЛ – L = 130 км
Город - Ханты-Мансийск
Район по ветровому давлению – ІІ
Район по гололеду – ІІ
Низшая температура t-,°С = - 55 °C
Высшая температура t-,°С = +25 °C
Среднегодовая температура tсг,°С = - 0,8 °С
Температура гололедообразования tг = - 10 °С
Расчет механических нагрузок на провода от внешних воздействий
Согласно ПУЭ интенсивность внешних воздействий на конструктивные элементы ВЛ принимают исходя из частоты повторяемости наибольших гололедных и ветровых нагрузок.
Технические данные провода АС-120/27
Таблица 2
Параметры | Проводник | Стальной сердечник | Провод |
Сечение, мм2 | 26,6 | 142,6 | |
Диаметр, мм | - | 6,6 | 15,5 |
Масса, кг/мм |
Нормативное ветровое давление W0 на высоте 10 м над поверхностью земли в IІ ветровом районе принимают равным 500 Па [ПУЭ-7, табл. 2.5.1], а нормативная толщина стенки гололеда bэ в IІ гололедном районе составляет 15 мм [ПУЭ-7, табл. 2.5.3].
Постоянная нагрузка
1. Постоянно действующая нагрузка от собственной массы провода:
Рп = Мп · g · 10-3 = 554 · 9,8 · 10-3 = 5,429 Н/м,
где Мп - вес провода;
g = 9,8 м/с - ускорение свободного падения.
2. Удельная действующая нагрузка от собственной массы провода:
Нормативные нагрузки
1. Нормативная гололедная нагрузка на 1 м провода:
где , - коэффициенты, учитывающие изменения толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода [2, п. 2.5.4];
Ьэ - толщина стенки гололеда;
dп - диаметр провода;
ρ = 0,9 г/см3 - плотность льда.
Высоту расположения приведенного центра тяжести проводов над поверхностью земли находят по формуле [2, п. 2.5.54]:
где hср - среднеарифметическое значение высоты крепления проводов к изоляторам, м;
f – стрела провисания провода в середине пролета, м.
Примем
где n – количество зон, отсчитываемых от поверхности земли в месте установки опоры;
- высота крепления провода к траверсе.
Согласно техническим характеристикам провода, при среднеэксплуатационной работе линии, провод марки АС-120/27 имеет поперечное сечение проводника 116 мм2 и поперечное сечение сердечника 26,6 мм2.
Отношение сечений алюминиевой части провода и сечения стального сердечника провода:
В соответствии с [2, табл. 2.5.7], допустимое напряжение при среднегодовой температуре для сталеалюминевых проводов сечением 120 и более мм2 при А/С от 4,29 до 4,38 = 4,36 мм2 составляет σсг = 102 Н/мм2.
Примем длину пролета l = 350 м.
Стрела провисания провода:
Рис. 1. Чертеж опоры П220-2
Высота расположения приведенного центра тяжести:
Так как высота расположения центра тяжести больше 25 м, то необходимо уточнить коэффициенты , с помощью метода линейной интерполяции.
Согласно [1, п. 2.5.4] при , а при тогда при
Коэффициент kd = 0,884.
2. Нормативная ветровая нагрузка, действующая на 1 м провода без гололеда:
где - коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету BJI, принят равным 0,7 [2, п. 2.5.52];
— коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, равный 1 [2, п. 2.5.52];
- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, принят равным 1,31 [2, табл. 2.5.2];
Сх - коэффициент лобового сопротивления, принимаемый равным 1,2 для проводов покрытых гололедом, менее 20 мм [2, п. 2.5.52];
W0 – нормативное ветровое давление;
F – площадь продольного диаметрального сечения провода.
3. Нормативная ветровая нагрузка, действующая на 1 м провода с гололедом:
где 0,25 · W = WГ - гололедное ветровое давление;
Ф - угол между направлением ветра и осью ВЛ, принимаем φ = 90°;
F - площадь продольного диаметрального сечения провода.
Н/м
Расчетные нагрузки
1. Расчетная гололедная нагрузка на 1 м провода:
где - коэффициент надежности по ответственности, принят равным 1 [1, п. 2.5.55];
- региональный коэффициент, принят равным 1,1 [2, п. 2.5.55];
- коэффициент надежности по гололедной нагрузке, равный 1,3 [2, п. 2.5.55];
- коэффициент условий работы, равный 0,5 [2, п. 2.5.55];
Н/м
2. Удельная гололедная нагрузка:
Н/(м·мм2)
3. Расчетная ветровая нагрузка на 1 метр провод без гололеда:
где - коэффициент надежности по ответственности равен 1 [2, п. 2.5.54];
- региональный коэффициент, принят равным 1,1 [2, п. 2.5.54];
- коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,6 [2, п. 2.5.54];
Н/м
4. Удельная ветровая нагрузка:
Н/(м·мм2)
5. Расчетная ветровая нагрузка на 1 метр провода с гололедом:
Н/м
6. Удельная ветровая нагрузка с гололедом:
Н/(м·мм2)
Результирующие нагрузки
1. Результирующая нагрузка от веса провода и веса гололеда:
Н/м
Н/(м·мм2)
2. Результирующая нагрузка на провод без гололеда от давления ветра:
3. Результирующая нагрузка на провод с гололедом от давления ветра:
Полученные результаты сведем в таблицу.
Таблица 3
Нагрузки, действующие на провод
Название | Нормативная | Расчетная | Удельная |
Постоянно действующая нагрузка от собственной массы провода | 5,429 | 0,38 | |
Гололедная нагрузка, действующая на 1 м провода | 12,485 | 8,927 | 0,062 |
Ветровая нагрузка, действующая на 1 м провода без гололеда перпендикулярно | 8,803 | 15,49 | 0,108 |
проводу | |||
Ветровая нагрузка, действующая на 1 м | |||
провода с гололедом перпендикулярно | 7,565 | 13,314 | 0,093 |
проводу | |||
Результирующая нагрузка 1 | - | 14,356 | 0,1 |
Результирующая нагрузка 2 | - | 16,414 | 0,115 |
Результирующая нагрузка 3 | - | 19,58 | 0,137 |
Заключение по расчету нагрузок, действующих на провод: наибольшей нагрузкой является результирующая нагрузка на провод с гололедом от давления ветра.
Вариант 1
Исходные условия – возникновение наибольшей механической удельной нагрузки.
Определим, как измениться напряжение в проводе в зависимости от изменения длины пролета при возникновении наибольшей удельной нагрузки:
Н/мм2
Таким образом, среднеэксплуатационное механическое напряжение в проводе при условии возникновения наибольшей нагрузке будет изменяться в пределах от 42,438 Н/мм до 137,906 Н/мм.
Определим значение среднеэксплуатационного механического напряжения, решив неполное кубическое уравнение методом Ньютона:
Таблица 3
Результаты расчета уравнения состояния провода при условии возникновения наибольшей механической нагрузки, даН/мм2
Длина пролета | А | Б | № итерации | |||
127,27 | 137,906 | 130,802 | 130,02 | 130,011 | ||
115,95 | 130,011 | 121,695 | 120,562 | 120,54 | ||
102,581 | 120,54 | 111,524 | 110,108 | 110,075 | ||
87,147 | 110,075 | 100,799 | 99,242 | 99,199 | ||
69,654 | 99,199 | 90,243 | 88,76 | 88,722 | ||
50,104 | 88,722 | 80,661 | 79,48 | 79,455 | ||
28,496 | 79,455 | 72,68 | 71,895 | 71,88 | ||
4,83 | 71,88 | 66,509 | 66,039 | 66,03 | ||
-20,894 | 66,03 | 61,877 | 61,613 | 61,612 | ||
-48,67 | 61,612 | 58,423 | 58,276 | 58,276 | ||
-78,516 | 58,276 | 55,817 | 55,733 | 55,733 | ||
-110,413 | 55,733 | 53,806 | 53,756 | 53,756 | ||
-144,369 | 53,756 | 52,23 | 52,199 | 52,199 | ||
-180,38 | 52,199 | 50,965 | 50,946 | 50,946 |
Вариант 2
Исходные условия - действует низшая температура окружающей среды. Искомые условия - среднеэксплуатационные:
Таким образом, среднеэксплуатационное механическое напряжение при условии действия низшей температуры будет изменяться в пределах от 69,299 Н/мм2 до 153 Н/мм2
Рассчитанные значения механического напряжения при длинах пролетов от 100 до 360 м представлены в табл. 5.
Таблица 5
Результаты расчета уравнения состояния провода при условии установившейся наинизшей температуры окружающей среды, даН/мм2
Длина пролета | А | Б | № итерации | |||
67,32 | 62,299 | 82,516 | 76,383 | 75,476 | ||
66,45 | 75,476 | 77,642 | 77,544 | 77,544 | ||
65,42 | 77,544 | 79,811 | 79,711 | 79,711 | ||
64,233 | 79,711 | 82,007 | 81,91 | 81,91 | ||
62,88 | 81,91 | 84,192 | 84,102 | 84,101 | ||
61,38 | 84,101 | 86,358 | 86,275 | 86,275 | ||
59,72 | 86,275 | 88,48 | 88,406 | 88,406 | ||
57,9 | 88,406 | 90,462 | 90,493 | 90,493 | ||
55,92 | 90,493 | 92,575 | 92,514 | 92,514 | ||
53,78 | 92,514 | 94,529 | 94,474 | 94,474 | ||
51,488 | 94,474 | 96,429 | 96,38 | 96,38 | ||
49,034 | 96,38 | 98,259 | 98,215 | 98,215 | ||
46,42 | 98,215 | 100,03 | 99,99 | 99,99 | ||
43,651 | 99,99 | 101,736 | 101,7 | 101,7 |
Рис. 2. Изменение напряжения в проводе при среднеэксплуатационных условиях в зависимости от длины пролета: 1 – значение напряжения рассчитаны при исходных климатических условиях наибольшей механической нагрузки; 2 – то же, но исходные условия соответствуют установившейся наинизшей температуре окружающей среды
Прямая σсэ = 102 Н/мм2 пересекает зависимость напряжения в проводе от длинны пролета при наибольшей нагрузке в точке при длине пролета 157 м, а зависимость напряжения в проводе от длинны пролета при низшей температуре – при 360 м.
Так как первый пролет – мнимый, то существует только второй и третий критические пролеты.
l = 350 м > l2к = 170 м, то расчетным режимом будет второй режим – режим наибольших нагрузок.
Расчет габаритного пролета
При расстановке опор на ровной местности наибольшая возможная длина пролета может быть определена в зависимости от максимальной стрелы провисания, которую можно определить при заданной высоте подвеса провода на опоре, и, минимальном габарите - от низшей точки кривой провисания провода до земли:
где - удельная механическая нагрузка, при которой имеет место наибольшее провисание провода;
- удельная механическая нагрузка, принятая как исходная для расчета провода на прочность;
σ - напряжение в проводе, принятое как исходное для расчета провода на прочность;
Е - модуль упругости;
α - температурный коэффициент линейного расширения;
- температура, принятая как исходная для расчета провода на прочность;
- температура, при которой стрела провеса максимальна;
Если , то расчеты верны. Длинна весового пролета:
lвес = 1,25 · 222,148 = 277,68 м
Стрела провисания для габаритного пролета:
Заключение по работе
В процессе работы был произведен расчет механических нагрузок на провода от внешних усилий., а именно постоянная нагрузка. Так же были рассчитаны нормативные и расчетные нагрузки гололеда, ветровой нагрузки и ветро-гололедной нагрузки.
Согласно расчетам основополагающий режим для строительства воздушной линии следует принять режим с максимальной нагрузкой, то есть режим ветровой нагрузки 15,49 Н/м, так как он имеет максимальное расчетное значение.
Была рассчитана стрела провеса при среднегодовой и наийнизшей температуре. Стрела провеса провода имеет наибольшее значение при среднегодовой температуре – 5,7 м.
Были построены зависимости механических напряжений в проводе от длины пролета и шаблон для расстановки опор по профилю трассы.
Литература обязательная
1. Бацева Н.Л. Специальные вопросы проектирования электроэнергетических систем и сетей: учебное пособие / ПЛ. Бацева. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. – 254 с.
2. Правила устройства электроустановок. - СПб.: Изд-во ДЕАН, 2001. – 928 с.
3. Справочник по проектированию электроэнергетических сетей / под ред. ДЛ. Файбисовича. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006. – 320 с.
4. Гологорский Е.Г. Справочник по строительству и реконструкции линий электропередачи напряжением 0,4-500 кВ/ Е.Г. Гологорский, А.Н. Кравцов, Б.М. Узелков. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. – 344 с.
Литература дополнительная
5. Крюков К.П. Конструкция и расчет металлических и железобетонных опор линий электропередачи/ К.П. Крюков, Л.И. Курносов, Б.П. Новгородцев. Л.: Энергия: Ленинградское отделение, 1975. – 456 с.
6. Бошнякович А.Д. Механический расчет проводов и тросов линий электропередачи. - Л.: Энергия: Ленинградское отделение, 1971. – 296 с.
Интернет-ресурсы
СТО ТПУ 2.5.01-2006. Система образовательных стандартов. Работы выпускные, квалификационные, проекты и работы курсовые. Структура и правила оформления/ ТПУ [Электронный ресурс]. - Томск, 2006. - Режим доступа:
http://portal.tpu.ru/departments/head/methodic/standart, вход свободный.
Вариант 8
№ варианта | Номинальное напряжение воздушной линии, кВ | Длина воздушной линии, км | Марка провода | Количество цепей ВЛ | Местность | Длина пролета, м | t-,°С | t+,°С | tсг,°С |
АС-120 | Ханты-Мансийск | -55 | -0,8 |
Исходные данные
Марка провода – АС-120/27.
Длина ВЛ – L = 130 км
Город - Ханты-Мансийск
Район по ветровому давлению – ІІ
Район по гололеду – ІІ
Низшая температура t-,°С = - 55 °C
Высшая температура t-,°С = +25 °C
Среднегодовая температура tсг,°С = - 0,8 °С
Температура гололедообразования tг = - 10 °С
Расчет механических нагрузок на провода от внешних воздействий
Согласно ПУЭ интенсивность внешних воздействий на конструктивные элементы ВЛ принимают исходя из частоты повторяемости наибольших гололедных и ветровых нагрузок.
Технические данные провода АС-120/27
Таблица 2
Параметры | Проводник | Стальной сердечник | Провод |
Сечение, мм2 | 26,6 | 142,6 | |
Диаметр, мм | - | 6,6 | 15,5 |
Масса, кг/мм |
Нормативное ветровое давление W0 на высоте 10 м над поверхностью земли в IІ ветровом районе принимают равным 500 Па [ПУЭ-7, табл. 2.5.1], а нормативная толщина стенки гололеда bэ в IІ гололедном районе составляет 15 мм [ПУЭ-7, табл. 2.5.3].
Постоянная нагрузка
1. Постоянно действующая нагрузка от собственной массы провода:
Рп = Мп · g · 10-3 = 554 · 9,8 · 10-3 = 5,429 Н/м,
где Мп - вес провода;
g = 9,8 м/с - ускорение свободного падения.
2. Удельная действующая нагрузка от собственной массы провода:
Нормативные нагрузки
1. Нормативная гололедная нагрузка на 1 м провода:
где , - коэффициенты, учитывающие изменения толщины стенки гололеда по высоте и в зависимости от диаметра провода [2, п. 2.5.4];
Ьэ - толщина стенки гололеда;
dп - диаметр провода;
ρ = 0,9 г/см3 - плотность льда.
Высоту расположения приведенного центра тяжести проводов над поверхностью земли находят по формуле [2, п. 2.5.54]:
где hср - среднеарифметическое значение высоты крепления проводов к изоляторам, м;
f – стрела провисания провода в середине пролета, м.
Примем
где n – количество зон, отсчитываемых от поверхности земли в месте установки опоры;
- высота крепления провода к траверсе.
Согласно техническим характеристикам провода, при среднеэксплуатационной работе линии, провод марки АС-120/27 имеет поперечное сечение проводника 116 мм2 и поперечное сечение сердечника 26,6 мм2.
Отношение сечений алюминиевой части провода и сечения стального сердечника провода:
В соответствии с [2, табл. 2.5.7], допустимое напряжение при среднегодовой температуре для сталеалюминевых проводов сечением 120 и более мм2 при А/С от 4,29 до 4,38 = 4,36 мм2 составляет σсг = 102 Н/мм2.
Примем длину пролета l = 350 м.
Стрела провисания провода:
Рис. 1. Чертеж опоры П220-2
Высота расположения приведенного центра тяжести:
Так как высота расположения центра тяжести больше 25 м, то необходимо уточнить коэффициенты , с помощью метода линейной интерполяции.
Согласно [1, п. 2.5.4] при , а при тогда при
Коэффициент kd = 0,884.
2. Нормативная ветровая нагрузка, действующая на 1 м провода без гололеда:
где - коэффициент, учитывающий неравномерность ветрового давления по пролету BJI, принят равным 0,7 [2, п. 2.5.52];
— коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, равный 1 [2, п. 2.5.52];
- коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности, принят равным 1,31 [2, табл. 2.5.2];
Сх - коэффициент лобового сопротивления, принимаемый равным 1,2 для проводов покрытых гололедом, менее 20 мм [2, п. 2.5.52];
W0 – нормативное ветровое давление;
F – площадь продольного диаметрального сечения провода.
3. Нормативная ветровая нагрузка, действующая на 1 м провода с гололедом:
где 0,25 · W = WГ - гололедное ветровое давление;
Ф - угол между направлением ветра и осью ВЛ, принимаем φ = 90°;
F - площадь продольного диаметрального сечения провода.
Н/м
Расчетные нагрузки
1. Расчетная гололедная нагрузка на 1 м провода:
где - коэффициент надежности по ответственности, принят равным 1 [1, п. 2.5.55];
- региональный коэффициент, принят равным 1,1 [2, п. 2.5.55];
- коэффициент надежности по гололедной нагрузке, равный 1,3 [2, п. 2.5.55];
- коэффициент условий работы, равный 0,5 [2, п. 2.5.55];
Н/м
2. Удельная гололедная нагрузка:
Н/(м·мм2)
3. Расчетная ветровая нагрузка на 1 метр провод без гололеда:
где - коэффициент надежности по ответственности равен 1 [2, п. 2.5.54];
- региональный коэффициент, принят равным 1,1 [2, п. 2.5.54];
- коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,6 [2, п. 2.5.54];
Н/м
4. Удельная ветровая нагрузка:
Н/(м·мм2)
5. Расчетная ветровая нагрузка на 1 метр провода с гололедом:
Н/м
6. Удельная ветровая нагрузка с гололедом:
Н/(м·мм2)
Результирующие нагрузки
1. Результирующая нагрузка от веса провода и веса гололеда:
Н/м
Н/(м·мм2)
2. Результирующая нагрузка на провод без гололеда от давления ветра:
3. Результирующая нагрузка на провод с гололедом от давления ветра:
Полученные результаты сведем в таблицу.
Таблица 3
Нагрузки, действующие на провод
Название | Нормативная | Расчетная | Удельная |
Постоянно действующая нагрузка от собственной массы провода | 5,429 | 0,38 | |
Гололедная нагрузка, действующая на 1 м провода | 12,485 | 8,927 | 0,062 |
Ветровая нагрузка, действующая на 1 м провода без гололеда перпендикулярно | 8,803 | 15,49 | 0,108 |
проводу | |||
Ветровая нагрузка, действующая на 1 м | |||
провода с гололедом перпендикулярно | 7,565 | 13,314 | 0,093 |
проводу | |||
Результирующая нагрузка 1 | - | 14,356 | 0,1 |
Результирующая нагрузка 2 | - | 16,414 | 0,115 |
Результирующая нагрузка 3 | - | 19,58 | 0,137 |
Заключение по расчету нагрузок, действующих на провод: наибольшей нагрузкой является результирующая нагрузка на провод с гололедом от давления ветра.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!