Кліматичні навантаження на проводи ПЛ у прогоні

ПЛ- 150 кВ розташована на відстані 20 км на схід від міста Львова. Виходячи з карт кліматичних навантажень маємо наступні райони: 3- й район за ожеледним навантаженням (рисунок 1.1 [6]), 3- й район за тиском вітру (рисунок 2.1 [6]), 3- й район за тиском вітру на проводи покриті ожеледдю (рисунок 2.2 [6]), 1- й тип місцевості за вітром (ненаселенна місцевість). Опора нарисована на аркуші 1.

 

1) Визначимо висоту підвісу проводів лінії на опорі за формулами:

 

(2.10)
(2.11)

де - довжина підвісу на проміжних опорах, м.

 

2) Визначити середню висоту підвісу проводів лінії на опорі ( ) за

формулою

(2.12)

де , , - висота кріплення проводів до ізоляторів або висота кріплення

тросів на опорі, яку відраховують від рівня землі в місцях встановлення опори, м.

 

3) Визначимо висоту розташування приведеного центра ваги проводів ( )

за формулою

 

(2.13)

 

де - середня висота кріплення проводів до ізоляторів або середня висота кріплення тросів на опорі, яку відраховують від рівня землі в місцях становлення опори, м; - стріла провисання проводу або тросу, яка умовно прийнята найбільшою стрілою провисання (за найвищої температури повітря або ожеледі без вітру), м.

 

4) Визначимо розрахункове вітрове навантаження ( ) на проводи ПЛ без

ожеледі за формулою

 

(2.14)

 

де - коефіцієнт надійності за максимальним тиском вітру; - характеристичне значення максимального тиску вітру, Па; Cc - коефіцієнт впливу на вітрове навантаження місця розташування проводів і тросів повітряної лінії; Caer - аеродинамічний коефіцієнт; Cdc - коефіцієнт динамічності; d - діаметр проводу, м ; Lвітр - вітровий прогін, м; - кут між напрямом вітру і віссю повітряної лінії.

4.1) ПЛ- 150 кВ відноситься до третього класу безвідмовності (3 КБ), для якого середній період повторюваності кліматичних навантажень для розрахунку проводів і тросів (Т) становить 15 років [1].

4.2) За даними таблиці 2.1[6] для (Т), який дорівнює 15 років визначаємо коефіцієнт надійності за максимальним тиском вітру( ) , який дорівнює 0,8.

4.3) Для третього району за тиском вітру характеристичне значення максимального тиску вітру на проводи без ожеледі ( ) становить 500 Па. (рисунок 2.1 [6]).

4.4) Визначимо коефіцієнт впливу місця розташування проводів на вітрове навантаження за формулою

 

(2.15)

 

де - коефіцієнт збільшення вітрового тиску залежно від висоти; - коефіцієнт рельєфу; - коефіцієнт напрямку.

Для висоти розташування приведеного центра ваги проводів дорівнює 11,515 м та першому типу місцевості за вітром за даними таблиці 2.2 [6] коефіцієнт збільшення вітрового тиску залежно від висоти ( ) становить 1,2.

Коефіцієнт рельєфу ( ) приймаємо рівним одиниці.

Коефіцієнт напрямку ( ) приймаємо рівним одиниці.

Отже, коефіцієнт впливу місця розташування проводів на вітрове навантаження відповідно до формули (2,15) становить

 

4.5) Аеродинамічний коефіцієнт для проводу АС- 240/32 , який має діаметр (d) рівний 21,6 мм, що є більше 20 мм, приймаємо рівним 1,1.

4.6) Коефіцієнт динамічності ( ) визначаємо за формулою

 

(2.16)

 

де - коефіцієнт, який враховує вплив пульсаційної складової вітрового навантаження та динаміку коливань проводу ; - коефіцієнт, який враховує нерівномірність вітрового тиску в прогоні повітряної лінії; - коефіцієнт , який враховує вплив довжини прогону на вітрове навантаження.

Для першого типу місцевості за вітром за даними таблиці 2.3 [6] коефіцієнт, який враховує вплив пульсації складової вітрового навантаження та динаміку коливань проводу( ) становить 1,3.

Визначимо коефіцієнт ( ), який враховує нерівномірність вітрового тиску в прогоні повітряної лінії визначаємо за формулою

 

(2.17)

 

де - коефіцієнт надійності за максимальним тиском вітру; - характеристичне значення максимального тиску вітру, Па.

 

Визначимо коефіцієнт ( , який враховує вплив довжини прогону на вітрове навантаження за формулою

 

(2.18)

 

де – довжина проміжного прогону, м.

.

 

Отже, коефіцієнт динамічності знаходимо за формулою (2.16)

 

Обчислимо розрахункове вітрове навантаження на проводи ПЛ без ожеледі за формулою (2.14)

 

5) Визначимо навантаження на проводи ПЛ від ожеледі за формулою

 

(2.19)
   

де - характеристичне значення навантаження від ожеледі на лінійних

елементах, (Н/м); - коефіцієнт надійності за вагою ожеледі; – коефіцієнт, який враховує зміну навантаження ожеледі за висотою; - коефіцієнт, який враховує зміну навантаження ожеледі від діаметра елементів кругового перерізу.

5.1) Характеристичне значення навантаження від ожеледі на проводи ПЛ ( ) для третього району за ожеледдю становить 15 Н/м (рисунок 1.1 [6]).

5.2) Для середнього періоду повторюваності (Т) , який рівний 15 рокам, за даними наведеними у таблиці 1.1 [6] визначаємо коефіцієнт надійності за вагою ожеледі ( ) дорівнює 0,7.

5.3) За даними таблиці 1.2 [6] визначимо коефіцієнт, який враховує зміну навантаження ожеледі за висотою ( ) дорівнює 1,05.

5.4) Визначимо коефіцієнт ( ) , який враховує зміну навантаження ожеледі від діаметра проводу (d) за даними наведеними у таблиці 1.3[6]. Для діаметра проводу (d) , який дорівнює 21,6 мм та ожеледного навантаження значення коефіцієнта ( ) рівне 1,166.

5.5) Отже, навантаження на проводи ПЛ від ожеледі знаходимо за формулою (2.19)

 

6) Визначимо навантаження від дії вітру на проводи ПЛ покриті ожеледдю

за формулою

 

(2.20)

 

де - коефіцієнт надійності дії вітру на елемент вкритий ожеледдю; –

характеристичне значення лінійного навантаження від дії вітру під час ожеледі на елемент повітряної лінії вкритий ожеледдю, Н/м; - коефіцієнт впливу на вітрове навантаження місця розташування проводів і тросів повітряної лінії, визначають за формулою (2.15); - коефіцієнт, який враховує дію вітру на елемент, вкритий ожеледдю, і залежить діаметра провода, троса або елемента опори кругового поперечного перерізу; - коефіцієнт, який враховує зміну розміру ожеледі за висотою h; - коефіцієнт, який враховує вплив довжини прогону на вітрове навантаження, визначається за формулою (2.18).

Під час розрахунку проводів і тросів на вітрові навантаження напрямок вітру необхідно приймати під кутом 90° до осі повітряної лінії.

6.1) Для середньорічного періоду повторюваності (T) , який становить 15 років, за даними таблиці 2.5 [6] визначаємо коефіцієнт надійності дії вітру на провід ПЛ вкритий ожеледдю ( ) дорівнює 0,72.

6.2) Характеристичне значення лінійного навантаження від дії вітру на провід ПЛ вкритий ожеледдю для третього району за тиском вітру на проводи покриті ожеледдю становить 8 Н/м (рисунок 2.3[6]).

6.3) Коефіцієнт впливу на вітрове навантаження місця розташування проводів і тросів ПЛ ( ) , визначаємо за формулою (2.15). Значення коефіцієнта ( ) визначено у підпункті 4.4 і становить 1,2.

6.4) Коефіцієнт, який враховує дію вітру на провід вкритий ожеледдю ( ) визначаємо за даними таблиці 2.6 [6]. Для проводу марки АС- 240/32 з діаметром 21,6 мм коефіцієнт ( ) становить 1,224.

6.5) За даними таблиці 2.7 [6] визначимо коефіцієнт, який враховує зміну розміру ожеледі за висотою ( ). Для висоти розташування приведеного центра ваги проводів ), який дорівнює 11,515 м коефіцієнт ) дорівнює 1,023.

6.6) Коефіцієнт, який враховує вплив довжини прогону на вітрове навантаження ( ) , визначаємо за формулою (2.18). Значення коефіцієнта ( ) визначено у підпункті 4.6 і становить 1,091.

 

Отже, навантаження від дії вітру на проводи ПЛ покриті ожеледдю знаходимо за формулою (2.20) і воно буде рівне

 

 

ЛІТЕРАТУРА

1. Бахор З.М. Основи проектування підстанцій та ліній електричних мереж:

Конспект лекцій, частина 2, для студентів напряму 6.050701 "Електротехніка та електротехнології". – Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2015. – 95 с.

2. Вибір проводів повітряних ліній напругою до 35 кВ. Методичні вказівки

для самостійної підготовки до практичних занять з дисципліни “Проектування підстанцій і ліній електричних мереж”, для курсового та дипломного проектування для студентів напряму підготовки 6.050701 «Електротехніка та електротехнології» спеціальності 7(8).05070102 «Електричні системи і мережі» усіх форм навчання / Укл.: З.М. Бахор - Львів: НУ ”Львівська політехніка”, 2013 - 26 с.

3. Електронний ресурс. Шлях доступу: www.polo-elektro.com.ua.

4. Вибір ізоляторів повітряних ліній. Методичні вказівки для самостійної

підготовки до практичних занять з дисципліни “Проектування підстанцій і ліній електричних мереж”, для курсового та дипломного проектування для студентів напряму підготовки 6.050701 «Електротехніка та електротехнології» спеціальності 7(8).05070102 «Електричні системи і мережі» усіх форм навчання / Укл.: З.М. Бахор-Львів: НУ ”Львівська політехніка”, 2014 -18 с.

5. Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 3. Производство, передача и

расприделение электрической енергии/ Под общ. Ред. Профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). – 9- е изд., стер.- М.: Издательство МЭИ, 2004.- 964 с.

6. Кліматичні навантаження на елементи повітряних ліній. Методичні вказівки

для самостійної підготовки до практичних занять з дисципліни “Основи проектування підстанцій і ліній електричних мереж”, для курсового та дипломного проектування для студентів напряму підготовки 6.050701 «Електротехніка та електротехнології» з подальшим навчанням за спеціальністю 7(8).05070102 «Електричні системи і мережі» усіх форм навчання / Укл.: Бахор З.М. - Львів: НУ ”Львівська політехніка”, 2012 - 27 с.

7. Вимоги до оформлення розрахунково-графічних і курсових робіт, курсових

проектів і кваліфікаційних робіт. Методичні вказівки до оформлення розрахунково-графічних робіт, курсових робіт і проектів, кваліфікаційних робіт для студентів кафедри електричних систем та мереж усіх форм навчання / Укл.: З.М. Бахор - Львів: НУ ”Львівська політехніка ”, 2012. - 29 с.