Режим минимальных нагрузок:
(кВ);
(кВ);
Принимаем 
= 0.
Отключение одной из линий ПСА – ПС1:
(кВ);
(кВ);
Принимаем = 10.
(кВ).
Отключение одного из автотрансформаторов на ПС1:
(кВ);
(кВ);
Принимаем = 10.
(кВ).
Отключение одной из линий ПС1 – ПС2:
(кВ);
(кВ);
Принимаем = 5
(кВ).
3. Механический расчет проводов воздушной линии
электропередачи. Выбор опоры и проверка ее габаритов.
Механический расчет проводов проводится с целью обеспечения в них нормативных запасов прочности и определение величин стрел провеса при работе линии в различных климатических условиях.
Исходя из задания, произведем расчет для участка ЛЭП от ПС-2 до ПС-1. Тип опоры для проверочного расчета ее габаритов – промежуточная.
Расчет проводится по методу допускаемых напряжений, величины которых определяются по выражениям
, (4.1)
, (4.2)
, (4.3)
где 
, 
, 
- допускаемые механические напряжения в материале провода в режимах низшей и среднегодовой температур и наибольшей механической нагрузки соответственно;
, 
, 
- рекомендуемые по [1] значения допускаемых напряжений в процентах от предела прочности при растяжении металла провода 
.
(%), 
(%), 
(даН/мм2) –значения определенные по [1].
По формулам (4.1 – 4.3) рассчитываются допускаемые напряжения в проводе:
(даН/мм2);
(даН/мм2);
(даН/мм2).
В процессе расчета проводов должен быть определен исходный режим, т.е. наиболее тяжелый режим работы проводов ВЛ, при котором в металле возникнут наибольшие механические напряжения. В качестве исходного должен быть выбран один из следующих режимов: низшей температуры, среднегодовой температуры, наибольших механических нагрузок.
Исходный режим определяется путем сопоставления величины расчетного пролета ВЛ со значениями критических пролетов, определяемых для комбинированных проводов по выражениям
, (4.4)
, (4.5)
, (4.6)
где 
, 
- коэффициенты температурного расширения и упругого удлинения комбинированного провода;
, 
, 
- низшая температура, температура, соответствующая режиму гололеда
или режиму наибольшей нагрузки и среднегодовая температура.
, 
- определяется по [4] для провода АС-70/11
(град-1).
является величиной, обратной модулю упругости и определяется:
, (4.7)
где - модуль упругости.
мм2/ даН.
0С; 
0С; 
0С.
Удельные механические нагрузки, действующие на провода, определяются по выражениям:
1. Нагрузка от действия массы провода.
, (4.8)
где 
- масса провода длинной 1 км;
(кг/км) определяется по [2] для провода АС-70/11;
- фактическое сечение провода;
(мм2) определяется по [2] для провода АС-70/11.
(даН/м*мм2).
2. Нагрузка от действия гололеда.
, (4.9)
где 
- нормативная толщина стенки гололеда;
(мм) – определяется по [1] для I района по гололеду;
- диаметр провода;
(мм) определяется по [2] для провода АС-70/11.
(даН/м*мм2).
3. Нагрузка от действия массы и гололеда.
; (4.10)
(даН/м*мм2).
4. Нагрузка от действия ветра на провод, свободный от гололеда.
, (4.11)
где 
- нормативный скоростной напор ветра в рассматриваемом режиме.
Для ВЛ – 110 кВ скоростной напор ветра определяется, исходя из его повторяемости 1 раз в 10 лет.
Принимаем по [1] для III района по скоростному напору ветра 
(даН/м2).
- коэффициент, учитывающий неравномерность скоростного напора ветра по длине пролета ВЛ.
По [1] определяется .
- при скоростном напоре ветра до 55 (даН/м2).
- коэффициент лобового сопротивления, учитывающий условия обтекания провода воздушным потоком.
По [1] определяется .
- для проводов диаметром менее 20 мм, свободных от гололеда.
(даН/м*мм2).
5. Нагрузка от действия ветра на провод, покрытый гололедом.
, (4.12)
где 
- для всех проводов покрытых гололедом по [1].
(даН/м*мм2).
6. Результирующая нагрузка, действующая на провод, свободный от гололеда.
; (4.13)
(даН/м*мм2).
7. Результирующая нагрузка на провод, покрытый гололедом.
; (4.14)
(даН/м*мм2).
По формулам (4.6 – 4.8) рассчитываются значения критических пролетов:
м;
м;
м.
Длину пролета на ВЛ принимаем 275 м. Т.к. 
и 
, то по [11] исходным режимом будет являться режим наибольшей механической нагрузки.
Определив исходный режим для расчета, можно рассчитать величину напряжения в любом другом режиме работы ВЛ с помощью основного уравнения состояния
, (4.15)
где 
, 
, 
- соответственно допускаемое напряжение, удельная механическая нагрузка и температура в исходном режиме;
, 
, 
- напряжение, удельная механическая нагрузка и температура в расчетном режиме.
(даН/мм2).
Из предыдущих расчетов:
(даН/м*мм2).
По [1] принимаем температуру образования гололеда:
0С.
Для правильного выбора высоты типовой опоры необходимо определить максимальную стрелу провеса провода, которая может возникнуть в одном из двух расчетных режимов работы:
- в режиме наибольшей температуры;
- в режиме гололеда без ветра.
Напряжения в металле провода в этих режимах определяются путем решения основного уравнения состояния провода для этих двух режимов работы ВЛ.
1. Режим наибольшей температуры.
, (4.16)
где 
(даН/м*мм2);
0С.
Решая уравнение (4.14) относительно 
, получаем 
(даН/мм2).
Находится стрела провеса:
; (4.17)
(м).
2. Режим гололеда без ветра.
Из уравнения (4.15) находится , принимая
(даН/м*мм2);
0С.
(даН/мм2).
По формуле (4.16) находится стрела провеса:
(м).
Согласно [1], наименьшее расстояние от проводов ВЛ до поверхности земли составляет 7 м, наименьшее допустимое изоляционное расстояние по воздуху от токоведущих до заземленных частей ВЛ составляет 1 м.
По этим условиям рассчитывается наименьшее допустимое расстояние от поверхности земли до нижней траверсы опоры.
, (4.18)
где 
- наименьшее расстояние от проводов ВЛ до поверхности земли;
- наибольшая стрела провеса провода;
- наименьшее допустимое изоляционное расстояние по воздуху от
токоведущих до заземленных частей ВЛ.
По формуле (4.17) рассчитывается наименьшее допустимое расстояние от поверхности земли до нижней траверсы опоры:
(м).
По результатам расчетов для ВЛ выбирается железобетонная унифицированная опора типа ПБ110 – 2. Основные размеры опоры показаны на рис. 4.1.
Рис 4.1. Основные размеры промежуточных опор на рассчитываемом участке.
Данные по опоре ПБ110-2 представлены в таблице 4.1.
Унифицированная железобетонная опора для линии 110 кВ типа ПБ110-6.
Таблица 4.1
| Тип | Расчетные условия | Расчетный пролет | Расход материалов,
бетон, 
сталь, кг
| |
| Провод трос | Район по гололеду | Габаритный | ||
| Промежуточная двухцепная свободностоящая ПБ110-6 | АС 70/11 С50 | I | 1.81 |
