автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Разработка расчетных методик и рекомендаций по проектированию воздушныхлиний электропередачи

На правах рукописи

га

С"> РАНАСИНГХЕ ФЕРНАНДО САМАН

см

РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНЫХ МЕТОДИК И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ (С УЧЕТОМ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИИ ШРИ-ЛАНКА)

Специальность: 05.14.02 - Электрические станции (электрическая

часть), сети, электроэнергетические системы и управление ими

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

^ У-

Москва - 1996

Работа выполнена на кафедре "Электроэнергетические системы" Московского энергетического института (ТУ).

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Г.К. Зарудский

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор В.И.Ванько

кандидат технических наук, с.н.с. В.А. Шкапцов

Ведущая организация: ПИ и НИМ "ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ", г. Москва.

Защита состоится "9" февраля 1996 года в 15 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета К 053.16.17 в Московском энергетическом институте (ТУ) в аудитории Г-201.

Адрес института: Ш250, г.Москва, ул. Красноказарменная 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ)

Автореферат разослан января 1996 года.

Ученый секретарь диссертационного совета К 053.16.17.

к.т.н., доцент Е.А. ХАЧАТУРОВА

-3-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность тепы. Одним из главных элементов электроэнергетических систем являются воздушные линии электропередачи, роль которых в дальнейшем развитии энергетики все больше возрастает. Это обусловлено тем, что выработка электроэнергии осуществляется, в основном, на крупных электростанциях, которые сооружаются вблизи энергетических источников. К линиям электропередачи предъявляется целый ряд требований, определяемых конечными задачами функционирования электроэнергетической системы (ЭЭС): обеспечение бесперебойного электроснабжения потребителей электрической энергией, соблюдая безопас ность людей и техники при минимальных затратах на эксплуатацию. Кроме того, к воздушным линиям электропередачи (ВЛ) предъявляются требования, что бы они обладали достаточной пропускной способностью. Такие требования предъявляются к различным линиям и, в том числе, к внутрисистемным. Для обеспечения безопас ности людей и техники вблизи ВЛ нужно быть уверенным, что все значения всех параметров находятся в допустимых пределах. Поэтому разработка расчетных методик и рекомендаций по проектированию М с учетом климэтических условий имеет важное практическое значение для решения задач по развитию электроэнергетики многих стран мира. Актуальность решения этих проблем для Шри-Ланка связана с тем, что в ЭЭС Шри-Ланка используется импортируемое электрооборудование для выработки и передачи электроэнергии, которое иногда не оправдывает себя по экономическим и техническим соображениям. Развитие ЭЭС требует комплексного решения многих вопросов. ЭЭС Шри-Ланка имеет ряд недостатков, которые приводят к высокой стоимости получаемой энергии, а так же к низкому ее качеству.

Цель работы. В данной диссертационной работе основной целью является выработка предложений по применению в ЭЭС Шри-Ланка вновь сооружаемых ВЛ с улучшенными техническими и экономическими характеристиками. На основании этого решались следующие задачи:

1) разработка расчетных методик и алгоритмов расчета проводов в нормальных и аварийных режимах с учетом влияния необорванных проводов и тросов и гибкости опор;

2) изучение этого влияния на проектные решения;

3) разработка практических рекомендаций по расчетам габаритных длин линий с учетом повышенной солнечной радиации;

4) предложить к использованию в Шри-Ланка управляемые самокомпенсирующиеся воздушные линии (УСВЛ) номинального напряжения 132 кВ на модифицированных железобетонных опорах и рассчитать пропускную способность этих УСВЛ в зависимости от изменения угла сдвига векторов напряжения мевду двумя цепями;

5) рекомендовать к применению в ЭЭС Шри-Ланка железобетонные опоры вместо традиционных стальных опор и коррозионно стойкие провода из алюминиевого сплава типа адцрея;

6) сделать практические рекомендации по выбору сечения проводов для УСВЛ 132 кВ, исходя из допустимых потерь на корону.

Метода исследования. Методами исследования в настоящей диссертации являются: проведение расчетов на математических моделях механических элементов линий электропередачи с использованием вычислительной техники и применение известного численного метода прогонки, метода простых итераций; теория упругого тела, теория теплопередачи и теория электромагнитного поля.

Достоверность результатов работы основана на совпадении результатов, полученных в диссертации, с результатами, опубликованными в предшествующих работах.

Основные научные результаты и их новизна. В работе получены следующие новые научные результаты, выносимые на защиту.

1. Разработаны методики и алгоритмы для расчета проводов в нормальных и аварийных режимах с учетом влияния необорванных проводов и тросов и гибкости опор.

2. Дан количественный анализ влияния необорванных проводов и тросов на изменение стрел провисания проводов в пролетах, соседних с пролетом обрыва.

3. Дан количественный анализ влияния необорванных проводов и тросов на силы, которые действуют на гибкие промежуточные опоры при обрывах проводов или тросов.

4. Получены значения максимальных температур проводов при интенсивной солнечной радиации и предложен метод их учета в расчетах габаритных пролетов.

5. Разработан алгоритм и осуществлена его программная реализация, позволяющая определить емкости и индуктивности УСВЛ и рассчитаны пропускные способности УСВЛ 132 кВ.

-56. Сделаны рекомендации о возможности использования железобетонных стоек опор, унифицированных в России, для УСВЛ в условиях Шри-Ланка, а также проводов и линейной изоляции.

Практическая значимость. Разработанные методики расчета проводов позволяют с повышенной точностью определять стрелы провисания проводов, что очень важно при прохождении ВЛ по населенной местности и пересечении инженерных сооружений. Предложенные к использованию в ЭЭС Шри-Ланка УСВЛ 132 кВ, коррозионно стойкие провода из алюминиевого сплава типа алдрея и железобетонные стойки опор приводят к снижению ассигнований на сооружение новых ВЛ. Учет действительных температур проводов для определения габаритных пролетов существенно уменьшает риск опасного провисания проводов в населенной местности при повышенной солнечной радиации.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на семинаре НИЛ 0602 в июне 1995 г. и на заседании кафедры электроэнергетических систем МЭИ (ТУ)в октябре 1995 г.

Структура работы. Диссертационная работа, общим объемом 165 страниц машинописного текста состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 77 наименований, пяти приложений и содержит 118 страниц основного текста, 19 рисунков и 21 таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении проведен анализ состояния энергетики и электроэнергетической системы Шри-Ланка в настоящее время и обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, дается краткое изложение содержания работы.

Первая глава посвящена исследованию нормальных и аварийных режимов ВЛ с учетом поддерживающего действия необорванных проводов и тросов. Дан краткий обзор публикаций по вопросу определения механических напряжений проводов в нормальных и аварий яых режимах как с учетом, так и без учета поддерживающего действия необорванных проводов и тросов. Методика расчета проводов в аварийных режимах впервые изложена в работах проф. A.A. Глазунова (1928 г.). По этому направлению позже были опубликованы новые работы A.C. Виноградова, Л.С. Денисюка и др. Однако в упомянутых работах

рассмотрен этот вопрос для частных случаев.

В настоящей работе рассмотрен вопрос расчета режимов обрыва проводов или тросов на любом профиле с любым количеством пролетов в анкерованном участке. Кроме того, в настоящей работе учитываются механические напряжения проводов или тросов непосредственно перед обрывом.

Показано, что для определения габаритов в пролетах линии в аварийном режиме необходимо учитывать поддерживающее действие необорванных проводов и тросов при гибких опорах. На рис.1 и 2 приведен анкерованный участок ВЛ электропередачи, сооруженной на гибких опорах, где показаны отклонения гирлянд изоляторов в зависимости от изменения атмосферных условий и при обрыве провода или троса.

Показана целесообразность точного определения напряжений проводов в нормальном режиме при изменениях атмосферных условий, когда ВЛ проходит по населенной местности. Так, при определении напряжения проводов по приведенному пролету и по предлагаемому методу разница в результатах достигла до 4-5%; в этих случаях длина стрелы провисания увеличивалась до 50 см.

Для определения механических напряжений и стрел провисания проводов и тросов в аварийном режиме и в нормальном режиме разработаны соответствующие алгоритмы. Алгоритм определения механических напряжений проводов в нормальном режиме разработан на основе того, что длина анкерованного участка остается постоянной. При этом учет гибкости опор проводится в самый последний момент. Влиянием остаточных деформаций проводов пренебрегаем. Для определения механических напряжений решалась система уравнений состояния провода. Уравнения равенства моментов сил относительно точек закрепления гирлянд имеют вид (I):

V / 2) •

где

АТ,= т,-ти ;

Т{, Т4 - силы натяжения по проводам в соседних пролетах; Сп -вес провода; Сга- вес гирлянды с арматурой; х- длина гирлянды; отклонение гирлянды на опоре с номером ]. Отклонения гирлянд изоляторов определяются го (2):

(боГ бос1-и)3 х /1-(<5 / X)2

6Л = Т"51--7~~2-- • (2)

* вес га

где:

бо{'бос4-1э~ напРяжения в низших точках проводов в пролетах (, £-1; Б - сечение провода; у - удельная нагрузка на провод; 1вес - длина весового пролета; Сга - вес гирлянды изоляторов с арматурой;

Здесь номера пролетов и опор связаны соотношением: (=^+1. Для определения напряжений в пролетах анкерованного участка из п пролетов приходится решать п уравнений состояний провода с 2п неизвестными, каковыми являются кроме 0 еще и ДI (изменение длины пролета). Нужно отметить, что изменения длин пролетов определяются соотношением (3):

й11 = Ъ - О)

и, следовательно, систему из п уравнений можно разрешить.

Поскольку при большом количестве пролетов решение п нелинейных

уравнений существенно затрудняется, предлагается осуществить

линеаризацию системы уравнений следующей заменой (4):

б . = б + Лб . , (4)

пС при в пс 4

где бприв определяется традиционно решением единственного уравнения состояния, записываемого для приведенного пролета анкерованного участка. Тогда

б2, = (б + Лб . )2;

п{ прив пс <Э

62, (б2 + 2 б Дб . ) п1 прив прив ПС 1э

И

63, = (б + Дб .. )3; п1 прив пс <5

б3. (бэ + Зб2 Дб , ). (5)

п1 прив прив ПС О 4 '

С помощью (5) линеаризуется система уравнений и формируется в трехдиагональную матрицу следующего вида (6):

йбш Ч + Лбпг С1 .......= ^

Абш аг + Лбпг Ьг + Лбпз сг ....... = йг

Дбпс4-1э а( + Ь( + йбчи, с< ....... =

Дб , . а + Дб Ь = й

псп-15 п пп п п

Здесь: (6)

б „ Е X

Я _ _ПО_

й1 - 1пЛг I,--7ТГ5)

01 "п J вес га

= 3бпО " 2 <бт * + « Е <вт - «„)) "

б 'ЕХ

п.0

1О^Гп ^ввс + «г*

с , , , 6П0^

^ =-(-^-ГЕ - С;

+ бпо< бт - -ТЯ

ш

(7)

Система уравнений (6) относительно просто решается известным вычислительным методом прогонки.

Подставляя а(1)= 0 и с(п) = 0 (7) и используя прямой и обратный ход метода прогонки, можно найти А0П{- Суммируя найденные значения Лбп{ с бприв, найдутся механические напряжения в низших точках проводов всех промежуточных пролетов. На основе изложенного метода составлен алгорим расчета и Фортран-программа "Норма-1". Программа определения напряжений по проводам состоит из основной части и двух подпрограмм, которые используются для многоразового определения весовых пролетов и решения методом прогонки.

Дан краткий анализ существующих методов расчета проводов в аварийных режимах. Показано, что существующие методы имеют ряд недостатков, в том числе при определении предавзрийного напряжения проводов. Показано, что с учетом поддерживающего влияния необорванных проводов и тросов картина существенно изменяется.

Составлены алгоритм и Фортран-программа "Обрыв" для расчетов на ПЭВМ механических напряжений в низших точках проводов в пролетах, соседних с пролетом обрыва. Расчет ведется методом упорядоченного подбора.

Разработан алгоритм и программа расчета напряжений тросов. Дан анализ изменения напряжения тросов при различных обрывах.

Показано, что для точного определения напряжений проводов в аварийных режимах нужен учет взаимодействия оборванных и необорванных проводов и смещений их точек подвески вследствие прогибов опор и отклонений гирлянд изоляторов.

Предложен метод учета всех, факторов этого взаимодействия на основе математического моделирования и разработан общий алгоритм расчета. Составлен программный комплекс "Анкер", состоящий из программ "Норма-1", "Норматрос" и "Обрыв'; работающих последовательно.

Доказано, что с учетом поддерживающего действия необорванных проводов и тросов в некоторых случаях значения стрелы провисания провода существенно уменьшается (в рассчитанных примерах уменьшение составило от ЗОЖ до 50%, в зависимости от разности отметок установки опор), а максимальная нагрузка на опору возможна в случае обрыва троса.

Рис. 3. Модифицированная опора НО кВ для УСВЛ 132 кВ.

Рассмотрено кручение гибких опор при обрыве крайних проводов (рис. 4) и получен угол закручивания а (в рассчитанных примерах угол закручивания получился приблизительно ¿>°)- Доказано, что кручение опор практически

Рис. 4. Кручение траверс и изгиб соседних опор при обрыве крайнего провода.

Во второй главе рассмотрена необходимость учета температуры проводов при расчетах их провисания и потерь активной мощности. Указывается на необходимость учета действительной температуры провода вместо традиционно учитываемой температуры воздуха. Рассмотрены факторы, влияющие на температуру провода: солнечное излучение, теплоотдача конвекцией и лучеиспусканием провода и нагрев рабочим током*). Составлена Фортран-программа расчета превышения температуры провода над температурой окружающего воздуха.

Проведен расчет превышения температуры проводов над температурой воздуха для двух групп проводов, эксплуатируемых в ЭЭС Шри-Ланка и для проводов марки АЖ, предлагаемых к эксплуатации в ЭЭС Шри-Ланка. Расчет велся для разных скоростей ветра и плотности тока 0,6 А/мм2. Результаты расчетов приведены в табл. I.

»ТСм. Вебе А. Допустимая токовая нагрузка проводов воздушных линий, изготовленных из меди, алюминия и алдрея согласно нормам DIN 48201// Экспресс-информация. Электрические станции, сети и системы. 1964, Ji 7, с. 1-18.

Таблица I.

Результаты расчетов превышения температуры проводов над температурой воздуха, когда учитывается влияние солнечной радиации (исходная температура провода равняется температуре воздуха 35 °С), °С

диаметр провода,мм АЖ ACSR

14.0 15.8 17.5 20.0 27.5 18.8

скорость ветра 0.5 к/с 12.6 13.4 14.1 15.2 II.8 9.70

5.0 м/с 3.1 3.2 3.3 3.6 3.2 3.4

Сделан анализ влияния изменения температуры проводов на провисания проводов и длины габаритных пролетов. Дан количественный анализ изменения габаритных пролетов для двух характерных для Шри-Ланка областей с разными скоростными напорами (Q - 800 и 400 Н/м 2). Расчеты новых габаритных длин пролетов приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Расчетные длины габаритных пролетов во внемуссонной и в муссонной местностях, м

сечение аж провода 120 IbU 185 240

Q=400, н/ м2 в . 50°С max 426 437 446 456

в . 35°С тх 448 461 471 482

0=800, н/ м2 в . 50°С пах 336 352 367 393

в » 35°С max 349 367 384 420

Рассчитаны изменения потерь активной мощности вследствие солнечного излучения и сделан сравнительный анализ потерь активной мощности, когда влияние солнца отсутствует.

Показано, что с учетом влияния солнца в существующей ЭЭС Шри-Ланка потери активной мощности увеличиваются на 30% в режимах наименьших нагрузок (наибольшая солнечная радиация наблюдается, когда в графике нагрузки - дневной минимум).

Третья главе посвящена определению параметров предлагаемых УСВЛ и выбору сечения проводов для УСВЛ 132 кВ. Дан краткий обзор первоисточников, посвященных УСВЛ, и других путей увеличения пропускной способности ВЛ. Разработаны алгоритм и программа для расчетов емкостей проводов УСВЛ при исходных

данных: сечения проводов и тросов, координаты расположения проводов в плоскости, перпендикулярной направлению ВЛ и стрела провисания проводов. Влияние заземленного троса учитывается посредством потенциальных коэффициентов.

Предложено к внедрению в ЭЭС Щри-Ланка УСВЛ 132 кВ на железобетонных стойках опор СК-1У, где используются только два верхних яруса. Междуфазное расстояние в пролете принято равным 1.4 м по атмосферным перенапряжениям, мевдуфазное расстояние на траверсах промежуточных опор принято равным 2.8 м.

По разработанной программе проведен расчет емкостей для исследуемой УСВЛ для разных сечений проводов и для разных углов сдвига векторов напряжения мевду двумя цепями. Результаты расчетов приведены в табл. 3.

Таблица 3.

Результаты расчетов емкостей проводов, лф/м (УСВЛ 132 кВ)

Угол сдвига векторов напряжения, эл.град. сечение провода марки АЖ, мм2

70 95 120 150 185 240

0 6.93 7.06 7.17 7.28 7.38 7.52

30 7.15 7.29 7.4t 7.53 7.64 7.78

60 7.72 7.88 8.03 8.17 8.3 8.48

90 8.48 8.69 8.86 9.04 9.2 9.42

120 9.24 9.48 9.69 9.90 10.09 10.34

150 9.79 10.1 10.28 10.52 10.73 11.01

180 9.98 10.2 10.49 10.73 10.95 11.25

Аналогично определению емкостей разработаны алгоритм и программа расчета индуктивностей УСВЛ. С помощью составленной программы рассчитаны индуктивности фаз УСВЛ 132 кВ при разных сечениях проводов и разных углах сдвига векторов напряжения между двумя цепями. Результаты приведены в табл. 4.

На основе полученных емкостей и индуктивностей рассчитаны натуральные мощности для предлагаемых к сооружению в Шри-Ланка УСВЛ 132 кВ. Полученные результаты расчета приведены в табл. 5.

ТаОлица 4.

Результаты расчетов индуктивностей, Гн/км.Ю (УСВД 132 кВ)

Угол сдвига векторов напряжения, эл.град. сечение провода марки АЖ, мм2

70 95 120 150 185 240

0 16.72 16.43 16.18 15.94 15.74 15.47

30 16.40 16.11 15.87 15.62 15.42 15.15

60 15.49 15.19 14.95 14.71 14.51 14.24

90 14.22 13.93 13.69 13.44 13.24 12.97

120 12.94 12.65 12.40 12.16 11.96 11.69

150 11.99 11.70 11.45 11.21 11.01 10.74

180 11.62 11.33 И .09 10.84 10.64 10.37

Таблица 5.

Результаты расчетов натуральных мощностей, МВт

Угол сдвига векторов напряжения, эл.град. сечение провода марки АЖ, мм2

70 95 120 150 185 240

0 35.52 36.13 36.68 37.25 37.74 38.41

30 36.37 37.07 37.64 38.24 38.77 39.47

60 38.90 39.67 40.37 41.07 41.67 42.50

90 42.56 43.42 44.32 45.19 45.01 46.9

120 46.56 47.69 46.35 49.76 50.61 51.8

150 49.78 51.06 52.19 53.36 54.00 55.7

180 51.00 52.43 53.50 54.84 55.80 57.36

Дан количественный анализ увеличения натуральной мощности линий электропередачи вследствие сближения фаз разных цепей. Из таблицы 5 видно, что при увеличении угла сдвига от 0 до 120 эл. град, натуральная мощность увеличивается в среднем на 2556.

Предложено пользоваться меаду двумя цепями УСВЛ 132 кВ в условиях ЭЭС Шри-Ланка углом 120 эл. град., исходя из технико-экономических соображений.

Отмечено, что в условиях Шри-Ланка максимальные потери на корону наблюдаются в сезон довдей, когда интенсивность осадков достигает значения 6 мм/ч. Выполнен расчет напряженностей для угла сдвига 120 эл. град.. Результаты расчетов приведены в

табл. 6.

Таблица 6.

Результаты расчетов напряженностей на проводах марки АЯ УСВЛ 132 кВ при угле сдвига векторов напряжения 120 эл. град.

сечение провода,мм2 70 95 120 150

емкость, пФ/м 9.25 9.48 9.69 9.9

Епр, кВ/см 33.60 29.73 26.66 24.36

Е , кВ/см н 32.02 31 .34 30.81 30.31

0.9.Е , кВ/см н 28.81 28.26 27.73 27.28

На основании полученных значений напряженностей (табл. 6) на проводах УСВЛ 132 кВ рекомендуется не применять провода марки АЖ сечением меньше 120 мм2 из-за возникновения общей короны при отсутствии атмосферных осадков.

Четвертая глава посвящена проектированию анкерованного' участка УСВЛ 132 кВ в Шри-Ланка в двух областях (муссонной и внемуссонной) и изучению унифицированных железобетонных стоек для опор.

Показана необходимость использования в Шри-Ланка коррозио-нно стойких проводов из алюминиевого сплава типа алдрея. Отмечается целесообразность использования железобетонных стоек опор, которые можно изготовить в Шри-Ланка вместо традиционно используемых дорогих импортных стальных опор.

Определены удельные механические нагрузки для проводов марки АЖ разных сечений в двух областях. Результаты расчетов приведены в табл. 7.

Таблица 7.

Удельные нагрузки проводов в двух ветровых областях.

давлен- -ие ветра сечения проводов АЖ.мм2 удельная нагрузка на провод, Н/м.мм2

'i * 4 'в

Q=800, Н/ м2 120 0.02731 0.08282 0.08721

150 0.02732 0.07388 0.07876

185 0.02734 0.07160 0.06619

240 0.02800 0.05423 0.06103

0=400, Н/ м2 120 0.02731 0.04141 0.04961

150 0.02732 0.03694 0.04594

185 0.02734 0.03309 0.04292

240 0.02800 0.02711 0.03898

Определены длины критических пролетов для разных сечений проводов марки АЖ для двух областей (см. табл. 8). Анализ их значений показывает, что исходные условия для расчетов на прочность соответствуют наибольшей механической нагрузке.

Таблица 8.

Результаты расчетов критических пролетов в двух ветровых областях.

О.Н/мм2 провод АЖ 120 АЖ 150 АЖ 185 АЖ 240

800 Н/ м2 1 кр^ ,М МНИМЫЙ МНИМЫЙ МНИМЫЙ МНИМЫЙ

1 кр ,М 2 81.2 90.98 101.61 124.1

2кр3,м 169.45 193.81 222.25 295.57

400 Н/ м2 1кр1 ,м МНИМЫЙ МНИМЫЙ МНИМЫЙ МНИМЫЙ

7кр ,м 2 162.41 182.28 203.21 247.23

1крз,М 469.80 638.01 1061.25 МНИМЫЙ

Сделан расчет по определению габаритных пролетов при использовании стойки СК-1У для УСВЛ 132 кВ при нормируемой длине стрелы провисания (для 132 кВ принято [Г] = 7.0 м в населенной местности) для двух областей. Результаты расчетов приведены в табл. 9. Полученные результаты показывают, что габаритые пролеты линии в муссонных областях нукно уменьшать приблизительно на 20% по отношению к внемуссонным областям.

Таблица 9.

Величины габаритных пролетов (м) для проводов с рекомендуемыми сечениями, если принимать максимальную температуру 50°С (максимальная возможная температура провода) в двух ветровых областях.

провод АЖ 120 АЖ 150 АЖ 185 АЖ 240

Ц=800, НУ м2 336.34 352.9 367.96 393.2

0=400, Н/ м2. 426.51 437.5 446.77 456.78

Сделан расчет по определению стрел провисания проводов при различных температурах для двух областей. Результаты расчетов приведены в табл. 10 (значения приводятся для провода АЖ 185).

Таблица 10.

Результаты расчетов стрел провисания провода марки АЖ 185 в двух ветровых областях.

а, Н/ м2 режим работы линии г, °С у, Н/м.мм2 б, Н/мкР Г, м

800 *г=368, м I 15 0.02734 72.50 6.38

2 30 0.02734 64.20 7.20

3 35 0.02734 62.10 7.45

4 50 0.02734 56.00 8.26

5 20 0.07160 128.0 9.16

400 1г=385, м I 15 0.02734 108.9 6,26

2 30 0.02734 96.10 7.09

3 35 0.02734 92.10 7.40

4 50 0.02734 82.20 8.29

5 20 0.04292 128.0 8.36

По результатам расчетов видно, что хотя максимальная стрела провисания будет в 5-ом режиме, но ее вертикальная проекция будет меньше, чем в режиме 4, так как провод отклоняется под воздействием ветра. Тем самым подтверждается, что действительная максимальная стрела провисания будет при максимальной температуре проводов.

Рассмотрена работа железобетонных стоек опор на изгиб с кручением и показано, что в условиях Шри-Ланка при определении длин пролетов кроме соблюдения вертикальных габаритов ограничивающим фактором является и длина ветрового пролета для унифицированных железобетонных стоек опор. Сделано предложение об использовании унифицированных стоек для применения в муссонных областях: либо увеличивать прочность стоек опор (новые конструкции) для получения больших габаритных пролетов, либо уменьшать длину пролета при расстановке опор по профилю с учетом ограничения по допустимому ветровому пролету (во втором случае можно уменьшать высоту стоек опор). Рассчитаны длины ветровых пролетов (табл. II) для стандартных стоек опор по условиям Шри-Ланка.

При сооружении УСВЛ 132 кВ на железобетонных опорах в

Шри-Ланка предлагается применять стеклопластиковые изоляционные материалы для подвески проводов и для поддерживания желаемого междуфазного расстояния в пролетах УСВЛ ввиду их влагостойкости и повышенной прочности. Поскольку окружающий воздух Шри-Ланка во многих местах является запыленным предлагается применять гирлянда из грязестойких изоляторов.

Таблица II.

Расчетные длины ветровых пролетов (м) в зависимости от сечения провода и применяемых унифицированных железобетонных стоек опор для муссонных областей.

Стойка предельный изгиб, момент, кН.м сечение провода марки АЯ, мм2

120 150 185 240

СК-4 473,2 244 213 189 176

СК-7 540,1 296 284 234 218

СК-7-1 548,8 302 300 237 222

Габаритный пролет, м 336 352 367 393

Основные результаты работы и выводы

На основе проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Разработанные методики расчетов проводов и алгоритмы позволяют рассчитывать механические напряжения проводов и тросов в анкерованном участке с разными длинами пролетов, с разными высотами подвески проводов для нормальных и аварийных режимов при обрывах проводов или тросов, в которых учитывается поддерживающее действие необорванных проводов и тросов и деформируемость опор. Составлена Фортран-программе для ПЭВМ.

2. Из анализа полученных результатов расчетов делается вывод о том, что при учете поддерживающего влияния необорванных проводов и тросов стрела провеса может уменьшаться на 50% по сравнению с рассчитываемой традиционным методом и, следовательно, длины пролетов можно увеличивать, обеспечивая при этот.-: соблюдение нормируемых аварийных габаритов.

3. Учет действительной температуры проводов показывает, что в условиях Шри-Ланка температура провода может быть на 15°С выше температуры окружающей среды за счет солнечной радиации.

Следовательно, ггри определении длин габаритных пролетов необходимо учитывать фактическую температуру провода. Анализ результатов показывает, что в условиях Шри-Ланка при этом нужно уменьшать длину габаритного пролета примерно на 5%.

4. Рекомендуется использовать провода из сплава типа алдрея (марки АЖ) сечением не менее 120 мм2 для УСВЛ 132 кВ в Шри-Ланка, исходя из условий возникновения общего коронного разряда.

5. Рекомендуется для УСВЛ 132 кВ Шри-Ланка пользоваться углом сдвига 120 эл.град, между двумя цепями из-за ограничения инвестиций. Показано, что при этом Рнат увеличивается в среднем на 25 % по сравнению с отсутствием фазового сдвига.

6. Показано, что при использовании в муссонных областях стандартных стоек опор нужно либо увеличивать прочность стоек опор (новые конструкции) для получения увеличенных габаритных пролетов, либо уменьшать длину пролетов при расстановке их по профилю с учетом ограничения по ветровому пролету, тогда можно уменьшать высоту стоек опор на 25-30%.

Типография МЭМ, Красноказарменная, 13.