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.