Навигация

 

 Меню раздела

Краткая характеристика развития электрических сетей и систем
Цели и задачи проектирования
Исходные положения проектирования электрических сетей и систем
Краткая характеристика задачи проектирования
Определение потребления электроэнергии
Прогнозирование режимов электропотребления
Средневзвешенный за сутки коэффициент мощности
Выбор источников энергии
Планирование баланса реактивных мощностей в электрической системе
Вопросы организации управления электрическими системами
Построение схем электрических сетей
Краткие сведения о конструктивном исполнении электрической сети
Выбор номинального напряжения электрической сети
Схемы понижающих подстанций
Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции
Указания по выбору вариантов электроснабжения
Баланс реактивной мощности
Общие замечания о технико-экономическом анализе
Капиталовложения и их оценка
Определение потерь мощности и энергии
Годовые эксплуатационные расходы
Приведенные затраты
Учет надежности при проектировании электрических систем и сетей
Показатели надежности и их нормирование
Выбор рационального резерва мощности в электрической системе
Определение ущерба от перерывов электроснабжения
Технико-экономический расчет
Выбор конструкции и сечения проводов электрической сети
Определение капитальных затрат на сооружение сети
Определение годовых эксплуатационных расходов электрической сети
Определение приведенных затрат электрической сети
Краткие сведения о составлении смет
Технико-экономические показатели рекомендуемого варианта
Схема замещения и параметры сети
Приведение нагрузок к высшему напряжению и составление расчетной схемы
Определение потоков мощности в сети
Расчет напряжений
Выбор ответвлений трансформаторов
Регулирование напряжения при помощи трансформаторов с РПН
Регулирование напряжения с помощью автотрансформаторов
Регулирование напряжения при помощи перераспределения потоков
Определение мощности компенсирующих устройств
Выбор ответвлений трансформаторов
Выбор дополнительных средств регулирования напряжения
Оформление результатов электрических расчетов
Расчет потокораспределения мощностей и напряжения
Уравнения узловых напряжений
Обращенная форма уравнений узловых напряжений
Определение коэффициентов уравнений узловых напряжений
Решение уравнений узловых напряжений методом итерации
Метод коэффициентов распределения
Расчет методом контурных уравнений
Расчет методом преобразования сети
Метод обобщенных контурных уравнений
Общая характеристика матричных методов расчета
Выполнение расчетов электрических режимов на ЭВМ
Проектирование средств повышения экономичности
Основные мероприятия по увеличению пропускной способности
Естественное и экономичное распределение мощностей в замкнутых сетях
Выбор параметров трансформаторов с продольно-поперечным регулированием
Применение продольной компенсации в замкнутых сетях
Общий подход к компенсации реактивной мощности в электрической системе
Компенсация реактивных нагрузок в распределительных сетях
Компенсация реактивных нагрузок в питающих сложно замкнутых электрических сетях
Учет особенностей протяженных электропередач при проэктировании
Оптимальное соотношение капиталовложений
Учет емкостных токов линий электропередачи
Выбор основных параметров линии электропередачи
Проектирование механической части воздушных линий
Изыскания трасс воздушных линий
Выбор материала и типа опор
Определение удельных нагрузок
Определение критических пролетов
Систематический расчет проводов и тросов
Выбор и расчет грозозащитного троса
Расчет проводов и тросов в аварийных режимах
Расстановка опор по профилю трассы
Расчет переходов через инженерные сооружения
Расчет монтажных стрел провеса
Защита проводов и тросов от вибрации
Элементы проектирования криогенных систем электропередач
Задачи проектирования
Конструктивное исполнение криогенных линий электропередачи
Определение технико-экономических характеристик криогенных линий
Собственный расход мощности и энергии в криогенных линиях
Расчет и оптимизация конструктивных параметров криогенных линий
Обеспечение надежности работы криогенных линий
Пропускная способность криогенных электропередач
Электрические схемы криогенных электропередач
Определение параметров рефрижераторных станций криогенных линий
Технико-экономические показатели криогенных линий электропередачи
Определение условий совместной экономичной работы
Потери энергии в проводниках при глубоком охлаждении


Расчет проводов и тросов в аварийных режимах

Под аварийным режимом воздушной линии понимают работу при полностью или частично оборванных проводах и тросах. Обрывы проводов и тросов возможны даже при правильно спроектированной по нормальному режиму и правильно построенной линии. Повреждения линии с обрывом проводов могут произойти при воздействии на них внешних нагрузок, значительно превосходящих расчетные, из-за незначительного повреждения проводов в зажимах при монтаже и вибрации проводов, при схлестывании проводов в процессе «пляски» и т. д.
Основная задача механического расчета проводов при аварийном режиме заключается в определении величины натяжения и провеса провода в пролетах, смежных с аварийным.
Если анкерный пролет состоит из одного пролета, то при обрыве провода в нем со стороны уцелевших проводов в смежных пролетах на анкерные опоры возникает усилие, равное полному натяжению провода до обрыва. Величина этого усилия применяется в качестве нормативной горизонтальной нагрузки при расчете анкерных опор в аварийном режиме.
Если же анкерный пролет состоит из нескольких пролетов, то при обрыве провода в одном из пролетов, ограниченном промежуточными опорами, на промежуточные опоры передаются горизонтальные силы, соответствующие тяжению в уцелевших проводах. Одностороннее тяжение вызывает отклонение гирлянды подвесных изоляторов, которое будет происходить до тех пор, пока не наступит равновесия всех внешних сил, приложенных к ней. Отклонение гирлянды изоляторов приводит к ослаблению тяжения по уцелевшим проводам. Ослабление тяжения также происходит из-за отклонения опор в сторону действия горизонтальной силы.
Изменение тяжения провода в результате смещения его точки подвеса называется редукцией, а установившееся новое тяжение — редуцированным.
Целью расчета аварийного режима воздушной линии является определение редуцированного тяжения. Оно представляет нагрузку на промежуточную опору в аварийном режиме. При конструировании новых опор величина редуцированного тяжения служит в качестве исходного данного. Если проектирование линии ведется с применением унифицированных опор, то это тяжение определяют для заданных условий и затем сравнивают его с наибольшим, по которому производился расчет выбранного типа унифицированной опоры.
Кроме того, по редуцированному тяжению определяют стрелы провеса и производят проверку габарита проводов до земли и до пересекаемых инженерных сооружений.
Редуцированное тяжение зависит от материала и конструкции опоры, типа изоляции, нагрузки на провода и длины пролета.
Расчет проводов в аварийном режиме следует производить для сочетаний климатических условий, приведенных в табл. 10.3.
По расчетным режимам 1 и 2 находят наибольшую нагрузку, действующую на анкерные опоры при обрыве провода. Она может возникнуть при гололеде либо при наименьшей температуре. Режим 3 используют для расчета промежуточных опор, определения стрел провеса и проверки габаритов. Несмотря на то что наибольшая стрела провеса может возникнуть при других условиях (например, при максимальной температуре), этот расчет проводят для среднегодовых условий, так как в противном случае стоимость линии значительно повышается.
Промежуточные опоры с подвесными гирляндами рассчитываются на условные усилия при обрыве тех проводов и тросов, которые дают наибольший изгибающий или крутящий момент на опору.
Расчет опор производится для следующих условий: оборван один провод (при любом числе проводов на опоре), тросы не оборваны; оборван один трос, провода не оборваны. Расчет выполняют для сочетаний климатических условий, соответствующих среднеэксплуатационным (при среднегодовой температуре и отсутствии ветра и гололеда).
Расчет промежуточных опор для линий с нерасщепленными проводами ведут, исходя из нормативного тяжения, принимаемого равным следующим условным величинам:
1)            для металлических свободно стоящих опор из любого материала на оттяжках: с проводами сечением до 185 мм2—0,5 Ттлх, с проводами сечением 240 мм2 и более — 0,4 Тща*;
2)            для железобетонных свободно стоящих опор: с проводами сечением до 185 мм2 — 0,3 Гта*; спроводами сечением 240 мм2 и более — 0,25.
3)            для деревянных свободно стоящих опор: с проводами сечением до 185 мм2 — 0,25 Ттлх\ с проводами сечением от 240 до 400 мм2 — 0,2 Гщах (здесь |Цах — наибольшее нормативное тяжение соответствующей марки провода, для которой производится конструирование данной опоры).
Нормативное тяжекие при обрыве троса принимается равным 0,5 ГШах (Ттах — наибольшее тяжение троса при климатических условиях, для которых производится конструирование опоры).
В случае применения унифицированных опор задача сводится к сравнению полученного при проектировании линии редуцированного тяжения с нормативным тяжением при обрыве провода, по которому рассчитана применяемая унифицированная опора. Величина Гтах обычно известна из технических данных унифицированных опор. Ее можно также определить по формуле
Тшгх=СГдоп,
где Сдоп — наибольшее допускаемое напряжение для данной марки провода; s — наибольшее сечение провода из всего диапазона сечений, для которого может быть применена данная унифицированная опора.
Существует несколько методов определения тяжения проводов в аварийном режиме. Аналитическое решение этой задачи громоздко. Поэтому практические расчеты выполняют графическими или графоаналитическими методами. Теоретические положения этих методов изложены в работах. Здесь же укажем порядок расчета без подробных теоретических пояснений.
Исследования показывают, что если число уцелевших пролетов между анкерными опорами больше 5, определение редуцированного тяжения можно вести, полагая между анкерными опорами б пролетов.' При этом остальные пролеты оказывают малое влияние на редуцированное тяжение в пролете, смежном с аварийным, из-за малого смещения точек подвеса. Поэтому для расчета проводов в аварийном режиме принимают расчетную схему из б одинаковых пролетов, длина которых равна расчетной длине пролета /о. Полагают также, что точки подвеса провода имеют одинаковые отметки.
При обрыве провода в пролете 0 на опорах возникает разность тяжений AT, которая приводит к отклонению точек подвеса провода на опорах на величины 6. Эти величины обусловлены гибкостью опор (6') и отклонением гирлянд изоляторов. Из-за неодинакового отклонения точек подвеса провода длины пролетов изменятся неодинаково и станут неравными: 1\ — 1$.
Для определения редуцированного тяжения предварительно производят построение двух зависимостей: разности тяжений на опоре от отклонения точки подвеса провода ДГ=/(б) и тяжения провода от изменения длины пролета T=f (А/).
Отклонение точки подвеса провода определяется прогибом опоры и отклонением гирлянды изоляторов:
6=646".
Прогиб промежуточной опоры, вызываемый разностью тяжений в двух смежных пролетах,
где k — коэффициент гибкости опоры, принимаемый по работе [33]; т — коэффициент распределения усилий между стойками опоры. Для П-образных опор принимается: при обрыве крайнего провода для опор без ветровых связей— 1,0, для опор с ветровой связью — 0,75; при обрыве среднего провода — 0,5; для доностоечных опор — 1,0.
Отклонение гирлянды изоляторов из-за разности тяжений в проводах двух смежных пролетов
где К— длина гирлянды изоляторов; Ga — масса пролета провода; Gr — масса гирлянды изоляторов.
Таким образом, зависимость АГ=/(6) может быть построена по уравнению
Для ее построения задаются 6—8 значениями разности тяжений AT в интервале от 0 до 60—70% величины тяжения нормального режима линии (при необорванных проводах) и по формуле (10.5) определяют соответствующие значения 6. Тяжение в нормальном режиме определяют по напряжению материала провода из систематического расчета для того же сочетания климатических условий:
T3=os,
где 5 — площадь сечения провода. камеры видеонаблюдения
Зависимость Г=/(Д/) строят, используя следующее уравнение, получаемое в результате приравнивания длины провода в пролете до и после обрыва провода:
где Lo— длина провода в пролете; у — удельная нагрузка от собственной массы провода; I — длина пролета в аварийном режиме.
Длина провода в пролете, где о. — напряжение провода, взятое из систематического расчета для расчетного пролета.
Задаваясь различными значениями длины пролета /, по формуле (10.6) находят тяжение провода Т. Имея в виду, что изменение длины пролета Д/=/о—/, можно построить зависимость
В практических расчетах при нахождении тяжения задаются 8—10 значениями длины пролета, начина с /о и затем уменьшающимися через 0,1—0,3 м.
Зависимости AT=f(b) и Г=/(Д/) имеют вид, показанный на рис. 10.4. Их построение выполняют обязательно в одном масштабе.
Редуцированное тяжение в пролете, смежном с аварийным, находят, задаваясь в пятом пролете тяжением порядка 70—80% тяжения провода в нормальном режиме и выполняя серию построений на кривых, представленных на рис. 10.4. Методика этих построений подробно изложена в работах.