1. 研究目的与意义
随着电力建设的不断发展,人们对电网中存在的问题日益重视,其中输电线路是电网中的重要组成部分,而输电线路又是实现远程传输电能的一座桥梁;并且,电力是一条重要的经济命脉。因此,电力系统的安全、可靠的运营是非常关键的。在输电线路中使用最多的是直线塔,又称跨线塔。在电力传输中,通常采用直杆式铁塔承担电线的自重,也就是竖向荷载。它的金属丝被吊在吊线夹、针型或支撑型的绝缘器上。以猫头塔为主的线型铁塔,除了临近荆门变电所和汉江大跨径铁塔的一些桥型是以“杯型”为主,我省许多平原和山岭地带都是以“猫头塔”为主。西电东送工程中,输电线和杆塔的选择是其中的关键,所以对其进行合理的规划和优化,对其进行建模和设计与制造都有着重大的现实意义。结合电力工程的实际需要,本次毕业设计选用110 kV输电线路,按照设计的线路需要,制作了一座线性塔形。
2. 课题关键问题和重难点
项目主要开展110kV架空输电线路设计类研究和直线塔模型研究。架空输电线路设计与直线塔设计涵盖了电气、机械、力学、测量学等多方面的专业知识,根据本科阶段所学课程,主要从以下几个方面对本学科的重点问题和难点进行分析:
(1)气象因素对设计的影响温度、湿度、风速、气象区对设计的影响,应对各方面因素进行综合考虑,并完成计算校验。
(2)杆塔选型定位要设计好杆塔顶端与地面的距离,档距设计要均匀,不能有很大的空隙,应选择合适的挡位。(3)选用绝缘子金具绝缘子在工作中承担着支撑电线、使电线与大地绝缘的任务,是高压架空线路的重要构件之一。绝缘体的选择在设计的时候是非常重要的。(4)实体模型制作要考虑模型的大小、材料的选择、连接方式和固定方式等因素,本次毕业设计需要完成一个实体模型的制作。3. 国内外研究现状(文献综述)
当前设计要点:
(1)路径选择:设计时应合理选择架设路径架空输电线路。
使路径走向安全可靠、经济合理,兼顾了路线长度、地形地貌、城镇规划、交通状况、施工难度、运行维护、环境影响、青苗损失等方面。在路径选择上,应尽量避开地质不良地带,以交通条件好、施工作业方便的现有国道、省道和乡镇道路为宜。(2)气象条件:架空线在自然条件下会经受各种恶劣气象的影响,设计时需要对选定的气象条件进行充分考虑,以保证其安全运行。以全国典型气象区划分的表格形式汇总列表,分别按最高温度、最低温度、最大风速、覆冰、安装、年平均温度、外过压、内过压等情况所对应的温度、风速、覆冰等气象条件组合数值。(3)杆塔选择类型:杆塔类型多种多样,不同类型的杆塔在性能、安全、维护、造价等方面各有优劣,要根据设计的线路选线情况,根据档距的大小,因地制宜地选择杆塔,根据不同的线路选择不同的杆塔。选择时应以参考标准为主,选取经济、使用荷载、一般适用性和基本工程量等指标。
4. 研究方案
本题目,我会从地线的设计,杆塔的型式,金具的绝缘子,杆塔的荷载。先对电线应力弧垂按外界气象条件和电线型号、污秽等级推算。再对避雷线受力的弧垂进行计算,对地线受力情况、弧垂曲线等进行绘制。绝缘子片的数量是由电压等级决定的。计算绝缘配合设计,画出曲线模版,确定防震锤的型号,这就是在设计时要考虑的问题。通过导线最大弧垂定位杆塔,并选择杆塔型式,进行杆塔荷载设计,计算风荷载、导线垂直荷载与杆塔自重荷载、导线不平衡张力及其角度合力、直线杆塔安装荷载、各项参数验算。通过电压等级确定绝缘子片数。计算绝缘配合设计,绘制曲线模版,确定防震锤型号。通过导线最大弧垂进行杆塔定位,并选择杆塔型式,进行杆塔荷载设计,计算风荷载,导线垂直荷载与杆塔自重荷载,导线不平衡张力及其角度合力,直线杆塔安装荷载,并对各项参数进行验算。完成设计后按比例绘制CAD图纸,并按照图纸开展模型制作。
5. 工作计划
2月20号-26号 收集杆塔型式,完成开题报告 2月27号-3月5号 计算导线应力弧垂,完成一篇专业翻译 3月6号-3月12号 计算避雷线应力弧垂,并绘制导地线应力、弧垂曲线 3月13号-3月19号 选择杆塔型式,确定绝缘子,选择金具型号 3月20号-3月26号 杆塔荷载设计:永久荷载、可变荷载、特殊荷载 3月27号-4月2号 风荷载计算 4月3号-4月9号 导线垂直荷载与杆塔自重荷载计算 4月10号-4月16号 导线不平衡张力及其角度合力计算 4月17号-4月23号 直线杆塔安装荷载计算 4月24号-4月30号 所选塔型的⑨段尺寸计算,按20:1绘制模型图纸 5月1号-5月7号 评阅、成果验收,规范化检查,学生修改,最后定稿,准备答辩 5月8号-5月14号 毕业论文答辩评分
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