35kV东肖—梅家岗线架空线路机械计算及保护方案设计(LGJ-12045)开题报告

 2022-11-10 10:58:34

1. 研究目的与意义

根据江苏省电力公司电力系统规划设计,拟在东肖镇 变电站新建一条35kV 送电线路,向梅家岗变电站供电。

随着中国经济的发展,电力需求和投入持续快速增长,我国输配电行业市场前景依然看好。电力的发展为整个输配电设备行业的发展注入了强大的动力,国家电网的改造和建设,是关系着国家经济和社会发展的命脉,不论是对于国家的各种经济建设还是普通老百姓的日常生活都起着至关重要的作用。而架空输电线路是电力系统的一个组成部分,是传输电能必不可少的设施之一。本课题要求根据给定的条件设计出安全、经济、合理的架空线路,并进行线路的机械计算及保护方案设计。因此,本课题有利于我们对所学知识的掌握和巩固,了解线路设计的各个步骤与环节,为以后的工作打下良好的基础。

2. 课题关键问题和重难点

进行线路设计时,关键问题与难点是线路路径的合理选择和杆塔型式选择。路径既要考虑施工运行的方便,又要保证杆塔安全和经济合理。同时要注意施工对周围环境的影响。还要符合国家的方针政策,以及有关单位的特殊要求。杆塔选择,在使用条件的前提下,要综合考虑运行安全、维护方便和节约投资,同时考虑当地施工、运输和制造等条件。

对线路要做好防雷设计,避开雷电多发区,全线架设双避雷线,提高线路的绝缘水平和降低杆塔的接地电阻。高电压架空输电线路是保障电网输电的重要环节。由于线路分布范围广、线路长度长等特点,导致线路遭受雷击发生线路跳闸停电的比例升高,从而严重影响了高电压架空输电线路的安全性与应用性。因此,供配电网采取有效的防雷保护措施是保证电网安全可靠运行的关键,寻找有效的线路防雷保护措施,是架空线路设计的关键之一。

防振设计要满足各种条件下线路防振的要求,其中包括极端天气条件下的防振要求。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

架空输电线路主要由导地线、避雷线、杆塔和拉线、绝缘子(串)和金具、基础及接地装置等组成。本课题是对架空线路进行机械计算和保护方案的设计,包括导线、避雷线的应力和弧垂计算,对杆塔型式的选取以及杆塔室内定位,对耐张杆杆头尺寸校验、耐张杆强度及基础稳定性设计,导线、避雷线防振设计。由于架空线路暴露在大气环境中,会直接受到气象条件的作用,必须有一定的机械强度以适应当地的气温变化、强风暴侵袭、结冰荷载以及跨越江河时可能遇到的洪水等情况。同时,雷电袭击、雨淋、湿雾以及自然和工业污秽等也都会破坏或降低架空线路的绝缘强度甚至造成停电事故。架空线路还存在电磁环境干扰问题。这些问题都必须在架空线路的设计中加以考虑。

通过《架空输电线路设计原理》的学习,基本了解架空输电线路设计的主要内容、设计计算原理,掌握计算理论、公式和方法。在《电气工程专业毕业设计指南-输配电分册》这本书中详细地介绍了高压送电线路设计的基本原则、内容、要求和做法,本书主要内容有:线路工程毕业设计概述,架空线的应力和弧垂计算,断线张力和不平衡张力计算,防振设计,线路路径选择,杆塔形式选择,杆塔荷载计算及头部尺寸校验。《架空电力线路外线操作指导书》这本书突出介绍了在输电线路设计施工和运行维护中的应用方法和步骤。具有很强的现场操作性,对线路施工中的一些重点、难点进行了较为细致的阐述。在这本书中主要用到架空电力线路的基本知识,包括电力线路的结构,常用杆塔种类和基础类型,涉及金具绝缘子种类以及架设时常用的导地线型号。对杆塔的横担、导地线的连接方式、导地线施工过以及弧垂观测和接地装置的安装等。

选择杆塔型式。除了要保证合理的结构外,还必须保证结构的强度。其包含两方面的计算:结构承载能力极限状态计算和结构正常使用极限状态计算。对于杆塔型的选择,由电压等级,名称代号,正面单线图,呼称高,根开,横担长度,相应呼称高下的杆塔质量,杆塔适用的水平档距、垂直档距、最高气温、线路最大覆冰等条件来确定杆塔的型号。对于绝缘子和金具的选择,在《架空电力线路外线操作指导书》中对绝缘子和金具进行了相应的阐述,而《送电线路绝缘子设计选型》则具体介绍了各类绝缘子及其他们各自的特点并且据作者的设计经验给出了一些参考,金具设计还参考《线路金具手册》。

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4. 研究方案

在进行架空线路设计时,先要根据线路设计的要求进行选线,然后根据地形图,选择线路的最佳路径。

根据气象条件、电气要求、绝缘子串以及各种运行条件,计算导线的应力、弧垂大小,并绘制应力弧垂曲线,计算避雷线的应力、弧垂并绘制曲线。

合理选取绝缘子串型号规格及其金具,确定耐张杆呼称高度和杆头尺寸,确定电杆埋深。

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5. 工作计划

第1周 收集资料,完成开题报告;

第2周 计算导线应力弧垂,完成一篇专业翻译;

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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