Процесс построения опоры для линии электропередачи в условиях ветрености: необходимые качества
Проект линии электропередачи, расчет для неё опоры при заданном ветровом районе по гололёду. Расчёт проводов линии электропередач на прочность. Расчёт ветровой нагрузки, действующей на опору. Подбор безопасных размеров поперечного сечения стержней фермы.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.07.2010 |
| Размер файла | 890,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
30
Содержание
- 1. Расчёт проводов ЛЭП на прочность
- 1.1 Постановка задачи и исходные данные
- 1.2 Определение характеристик провода
- 1.3 Определение расчётной нагрузки для каждого режима
- 1.4 Вычисление длины критических пролётов
- 1.5 Расчёт кривых провисания провода
- 2. Расчёт опоры ЛЭП
- 2.1 Постановка задачи и исходные данные
- 2.2 Расчёт ветровой нагрузки, действующей на опору
- 2.3 Определение усилий в стержнях фермы
- 2.4 Подбор безопасных размеров поперечного сечения стержней фермы
1. Расчёт проводов ЛЭП на прочность
1.1 Постановка задачи и исходные данные
Цель курсового проекта: Спроектировать линию электропередачи (ЛЭП) и рассчитать для неё опоры при заданном ветровом районе по гололёду.
Для заданной линии ЛЭП необходимо определить нагрузки, действующие на провод для трёх расчётных режимов, напряжения в проводе, стрелу провеса, величину наибольшего провисания и её координаты, первоначальную длину провеса.
Построить кривые провисания проводов.
При расчёте принято:
длина пролёта l = 300 м;
разность уровней точек подвеса h = 35 м;
марка провода по ГОСТ 839-59 - АС-400;
район по гололёду - IV;
район по ветру - VI;
температура, при которой подвешен провод Т0 = 0С;
среднегодовая температура TIII = 0С;
минимальная температура TI = - 40С;
коэффициент скоростного напора k = 1.
1.2 Определение характеристик провода
Площадь сечения провода F = 493,3 мм2.
Расчётный диаметр провода d = 29 мм.
Расчётный вес провода qп = 1,840 даН/м.
Модуль упругости материала Е = 8900 даН/мм2.
Коэффициент температурного линейного расширения град -1.
1.3 Определение расчётной нагрузки для каждого режима
1.3.1 I режим - минимальной температуры (TI = - 40С; гололёд и ветер отсутствуют). Интенсивность нагрузки от собственного веса для провода марки АС-300 по ГОСТ 839-59
даН/м
Удельная нагрузка
1.3.2 II режим - максимальной нагрузки (TII = - 5С; гололёд и ветер)
Толщина стенки гололёда b = 20 мм (IV район).
Скоростной напор ветра даН/м2 (I район; при наличии гололёда скоростной напор принимается равным 25% от нормативного qн).
Удельный вес льда провода
.
Интенсивность нагрузки от гололёда:
даН/м.
Интенсивность нагрузки от давления ветра:
даН/м
(Здесь с = 1,2 - аэродинамический коэффициент).
Суммарная интенсивность нагрузки:
даН/м.
Удельная нагрузка
1.3.3 III режим - среднегодовой температуры (TI = 0С; гололёд и ветер отсутствуют).
Как и для I режима:
даН/м; .
Вычисленные нагрузки и допускаемые напряжения для трёх режимов сведены в таблицу.
|
Расчётный режим |
Допускаемые напряжения, даН/мм2 |
Температура Т, С |
Интенсивность нагрузки, даН/м |
Удельная нагрузка, |
|
|
I II III |
11,5 13,0 7,75 |
40 5 0 |
1,840 4,82 1,840 |
0,00372 0,00977 0,00372 |
1.4 Вычисление длины критических пролётов
Длину критических пролётов вычисляем по формуле:
По этой формуле находим, принимая
0,9933
Полученное соотношение критических величин пролётов ( ) соответствует случаю № 2, пролеты и в этом случае фиктивные, физического смысла не имеют и находятся на пересечении прямой III - III с продолжением кривых I - III и II - III (см. рис.1) Для пролетов L расчет. < L 2 кр. исходным является режим I, а при L расчет. > L 2 крит. режим II, где L расчет. - длина пролета, по которому ведется расчет (задана по условию).
Рисунок 1
1.5 Расчёт кривых провисания провода
1.5.1 Режим II. Горизонтальное натяжение нити:
даН.
Величина наибольшего провисания:
Абсцисса, определяющая положение низшей точки:
Из решения видно, что низшая точка кривой провисания лежит за пределами пролёта.
Стрела провисания
м
Конечная длина провода
Первоначальная длина провода
По выполненным расчётам строим кривую провисания провода
(рис.2).
Рис.2
1.5.2 Режим I
Для режима I используем уравнение состояния провода
где индекс m означает исходный режим, индекс n - исследуемый режим.
В нашем случае имеем:
или
После упрощения получим:
откуда даН/мм2.
Дальнейший расчёт проводим аналогично расчёту режима II:
даН;
;
;
;
По полученным данным строим кривую провисания провода аналогично режиму I (см. рисунок 3).
Рис.3
1.5.2 Режим III
Для режима III имеем:
или
После упрощения получим:
откуда даН/мм2.
даН;
;
;
;
По полученным данным строим кривую провисания провода аналогично режиму III (см. рисунок 4).
2. Расчёт опоры ЛЭП
2.1 Постановка задачи и исходные данные
Для расчётной схемы опоры ЛЭП необходимо:
определить интенсивность давления на ферму ветровой нагрузки (район по ветру I);
определить усилия в элементах плоской фермы;
подобрать из условия устойчивости безопасные размеры поперечного сечения отдельно для поясов и раскосов решётки в виде равнобокого уголка;
рассчитать опасный узел сварного и болтового соединений, выполнить эскизы этих узлов.
При расчёте принять:
допускаемые напряжения при растяжении и сжатии для прокатных профилей даН/см2 (210 МПа);
допускаемые напряжения для сварных швов, болтов, заклёпок на срез даН/см2 (130 МПа); на смятие даН/см2 (340 МПа);
сосредоточенный момент
сосредоточенная сила Р = 1000 даН (0,01 МН);
параметр а = 2 м.
2.2 Расчёт ветровой нагрузки, действующей на опору
Определим величину расчётного скоростного напора:
даН/м2,
Где даН/м2 -
скоростной напор ветра (VI район)
n = 1,3 - коэффициент перегрузки для высотных сооружений;
k =1 - поправочный коэффициент изменения скоростного напора, зависящий от высоты и типа местности (см. п.1.1).
Коэффициент лобового сопротивления для пространственной четырёхгранной фермы при направлении ветра на грань:
где
Сх = 1,4 - аэродинамический коэффициент для плоской фермы;
m = 0,3 - коэффициент увеличения давления ветра на подветренную грань, зависящий от типа решётки.
Площадь проекции опоры на плоскость, перпендикулярную направлению ветра (рисунок 3):
,
где
м2 - площадь проекции прямоугольной части;
м2 - площадь проекции трапециевидной части;
-угол наклона боковой стороны трапеции к ветру.
При этих значениях получим:
м2.
Вычисляем давление ветра на опору:
даН,
где
= 1,5 - коэффициент увеличения скоростного напора, учитывающий его динамичность и пульсацию;
поправочный коэффициент при действии ветра на ребро;
расчётная площадь проекции конструкции по наружному обмеру на плоскость, перпендикулярную направлению ветра; здесь коэффициент заполнения плоской фермы.
Интенсивность ветровой нагрузки
даН/м.
Принимаем qw = 131 даН/м.
2.3 Определение усилий в стержнях фермы
2.3.1 Определение узловой нагрузки
Интенсивность распределённой нагрузки разносим по узлам фермы. Усилие, приходящееся на одну панель, определяем по формуле:
тогда
2.3.2 Вычисление реакций в опорах
Из условий равновесия:
Рис.5
Вычисление усилий в стержнях фермы
Для определения усилий в стержнях используем метод сечений и способ вырезания узлов.
рис.7
сечение I - I (рис.7)
Условия равновесия:
рис.8
рис.9
2) сечение 2 - 2 (рис.9)
Условия равновесия:
рис.10
Рис.11
3) сечение 3 - 3 (рис.11)
Условия равновесия:
Рис.12
сечение 4 - 4 (рис.15)
Рис.13
Условия равновесия:
Рис.14
рис.15
Сечение 5-5 (рис.18)
Рис.16
Условия равновесия:
Рис.17
Рис.18
Сечение 6-6 (рис. 20)
Условия равновесия:
Рис. 19
Рис. 20
Рис.21
сечение 7-7 (рис.24)
Рис.22
Рис.23
Условия равновесия:
По найденным значениям строим эпюры внутренних усилий в стержнях фермы (рис.25).
Рис.24
рис.25
2.4 Подбор безопасных размеров поперечного сечения стержней фермы
Наибольшее сжимающее усилие в поясе даН.
Безопасные размеры поперечного сечения равнобокого уголка находим из условия прочности при растяжении:
Из условия устойчивости при сжатии имеем:
принимая 0 = 0,5 в первом приближении. Согласно ГОСТ 8509-57, по сортаменту выбираем равнобокий уголок 10010010, для которого F = 19,2 см2 и imin = 1,96 см. Вычисляем гибкость стержня, считая элементы пояса шарнирно закреплёнными по концам:
По справочной таблице для гибкости = 103,6, используя линейную интерполяцию, находим:
По сортаменту окончательно выбираем равнобокий уголок 10010010, для которого A = 19,2 см2 и imin = 1,98 см.
Аналогичным образом определяем необходимые размеры сечения для стержней решётки.
Из условия устойчивости при сжатии имеем:
принимая 0 = 0,5 в первом приближении.
Согласно ГОСТ 8509-93, по сортаменту выбираем равнобокий уголок 63634, для которого F = 4,96 см2 и imin = 1,25 см.
Вычисляем гибкость стержня, считая элементы пояса шарнирно закреплёнными по концам:
Гибкость очень велика, поэтому выбираем равнобокий уголок 80807, для которого F = 10,8 см2 и imin = 1,58 см.
Гибкость стержня
Окончательно принимаем для раскосов уголок 80807.
Подобные документы
Расчет воздушной линии электропередачи, обеспечение условия прочности провода. Внешние нагрузки на провод. Понятие о критическом пролете, подвеска провода. Опоры воздушных линий электропередачи. Фермы как опоры для высоковольтных линий электропередачи.
дипломная работа [481,8 K], добавлен 27.07.2010Расчет воздушной линии электропередачи. Определение конструктивных и физико-механических характеристик элементов ВЛ. Расчет и выбор марки опоры, ее технические характеристики. Расчёт провода, напряжений, изоляции, грозозащитного троса, стрел провесов.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 16.03.2015Систематический расчет проводов воздушной линии электропередачи, грозозащитного троса. Построение максимального шаблона, расстановка опор по профилю трассы. Расчет фундамента для металлической опоры. Техника безопасности при раскатке, соединении проводов.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 13.06.2014Расчет сечения провода по экономической плотности тока. Механический расчет проводов и тросов воздушных линий электропередачи. Выбор подвесных изоляторов. Проверка линии электропередачи на соответствие требованиям правил устройства электроустановок.
курсовая работа [875,3 K], добавлен 16.09.2017Расчет падения напряжения на резисторе. Сущность метода пропорциональных величин. Определение коэффициента подобия. Расчет площади поперечного сечения проводов линии электропередачи. Вычисление тока потребителя. Векторная диаграмма тока и напряжения.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 30.09.2013Состав воздушных линий электропередач: провода, траверсы, изоляторы, арматура, опоры, разрядники, заземление, волоконно-оптические линии. Классификация линий электропередач по роду тока, назначению и напряжению. Расположение проводов на воздушной линии.
презентация [188,3 K], добавлен 02.09.2013Расчёт механики проводов воздушной линии электропередач, исходного режима работы провода. Подбор изоляторов и длины подвесной гирлянды. Проектирование механического привода. Расчет конической передачи. Определение усилий, действующих в зацеплении.
дипломная работа [836,1 K], добавлен 20.05.2011Расстановка опор по трассе линии. Построение монтажных кривых для визируемых пролетов. Расчет конструктивных элементов опор на механическую прочность. Выбор и расчет фундаментов, технико-экономических показателей участка воздушной линии электропередачи.
курсовая работа [179,2 K], добавлен 18.04.2012Схема размещения проводов на опоре. Расчет механических нагрузок на провода и тросы, критических пролётов. Выбор изоляции, арматуры и средств защиты от вибрации. Расчетные нагрузки на промежуточные и анкерные опоры в нормальном и аварийном режимах.
курсовая работа [8,6 M], добавлен 13.06.2014Энергетический процесс и распределение напряжений в схеме замещения 2-х проводной линии электропередачи при постоянной величине напряжения в начале линии в зависимости от тока, определяемого количеством включенных потребителей электрической энергии.
лабораторная работа [71,4 K], добавлен 22.11.2010
