輸電線路課程設(shè)計(jì)

1、邵陽(yáng)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)年級(jí)專業(yè)10輸電線路學(xué)生姓名張吉林學(xué)號(hào)1041201134題目名稱制作某線路導(dǎo)線的應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線。設(shè)計(jì)時(shí)間19、20周課程名稱架空輸電線路設(shè)計(jì)課程編號(hào)設(shè)計(jì)地點(diǎn)一、課程設(shè)計(jì)（論文）目的結(jié)合所學(xué)的線路設(shè)計(jì)知識(shí)，要求學(xué)生掌握線路設(shè)計(jì)中各項(xiàng)參數(shù)的查表發(fā)放，并結(jié)合工程實(shí)際，掌握具體線路的導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線做法，從中對(duì)線路設(shè)計(jì)中所涉及到的導(dǎo)線的比載計(jì)算，架空線弧垂、線長(zhǎng)和應(yīng)力的計(jì)算，架空線的狀態(tài)方程式，臨界檔距，最大弧垂的判定，導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線做法有深刻的了解。最終加強(qiáng)學(xué)生的線路設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)及動(dòng)手能力二、已知技術(shù)參數(shù)和條件氣象條件：全國(guó)線路設(shè)計(jì)氣象條件匯

2、集V區(qū)電壓等級(jí)110kV導(dǎo)線型號(hào)LGJ-300/40三、任務(wù)和要求a）學(xué)生應(yīng)該完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容，同時(shí)還包括導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線的繪制圖b）為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，各計(jì)算結(jié)果應(yīng)盡量采用表格形式表示c） 每一計(jì)算過(guò)程應(yīng)列出所用公式，并帶入一組實(shí)際數(shù)據(jù)示范d） 各系數(shù)的取值應(yīng)說(shuō)明出處和理由注：1.此表由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，經(jīng)系、教研室審批，指導(dǎo)教師、學(xué)生簽字后生效;2.此表1式3份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、教研室各1份。四、參考資料和現(xiàn)有基礎(chǔ)條件（包括實(shí)驗(yàn)室、主要儀器設(shè)備等）1、孟遂民，李光輝編著，架空輸電線路設(shè)計(jì)，中國(guó)三峽出版社，2000.102、邵天曉，架空送電線路的電線力學(xué)計(jì)算，水利電力出版社，19873

3、、周振山，高壓架空送電線路機(jī)械計(jì)算，水利電力出版社，19874、東北電力設(shè)計(jì)院，電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)，水利電力出版社，1991五、進(jìn)度安排16周（1）查找相關(guān)資料，整理和收集數(shù)據(jù)（2）根據(jù)氣象區(qū)確定氣象參數(shù)計(jì)算相關(guān)比載（3）確定臨界檔距（4）檔距的控制氣象條件17周（5）根據(jù)已知條件，利用狀態(tài)方程式計(jì)算不同檔距，各種氣象條件下架空線的應(yīng)力和弧垂值（6）按一定的比例繪制出應(yīng)力弧垂曲線（7）繪制安裝曲線圖（8）按照有關(guān)規(guī)定,制作論文，打印成稿。六、教研室審批意見(jiàn)教研室主任（簽字）：年月日七、主管教學(xué)主任意見(jiàn)主管主任（簽字）：年月日八、備注學(xué)生（簽字）：指導(dǎo)教師（簽字）：邵陽(yáng)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論

4、文）評(píng)閱表學(xué)生姓名張吉林學(xué)號(hào)1041201134系電氣工程系專業(yè)班級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化10輸電線路班題目名稱制作導(dǎo)線的應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線課程名稱架空輸電線路設(shè)計(jì)一、學(xué)生自我總結(jié)接到課題之后，為了在課程設(shè)計(jì)中萬(wàn)無(wú)一失，我們查找了很多的資料，請(qǐng)教了同學(xué)朋友。整個(gè)課程設(shè)計(jì)下來(lái)，我感覺(jué)學(xué)會(huì)了很多，知道了實(shí)踐和理論之間的差距，知道了怎樣為目標(biāo)付出，學(xué)會(huì)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作，懂得了只有在學(xué)習(xí)中多加實(shí)踐，才能干好一件事情，因?yàn)樯鐣?huì)需要的是實(shí)踐型人才。因此在今后的學(xué)習(xí)中我會(huì)堅(jiān)持理論與實(shí)踐并重。相信這次課程設(shè)計(jì)會(huì)是我的一次寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生簽名：年月日、指導(dǎo)教師評(píng)定評(píng)分項(xiàng)目平時(shí)成績(jī)論文答辯綜合成績(jī)權(quán)重304030單

5、項(xiàng)成績(jī)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)教師（簽名）：年月日注：1、本表是學(xué)生課程設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定的依據(jù)，裝訂在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（或論文）的“任務(wù)書(shū)”頁(yè)后面;2、表中的“評(píng)分項(xiàng)目”及“權(quán)重”根據(jù)各系的考核細(xì)則和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)確定。摘要本課程設(shè)計(jì)是繪制導(dǎo)線的應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線。先查有關(guān)規(guī)程得到譬如氣象、導(dǎo)線的有關(guān)參數(shù)，再用列表法求得臨界檔距，并判斷有效臨界檔距和控制氣象條件，以控制條件為已知狀態(tài)，利用狀態(tài)方程式計(jì)算不同檔距、各種氣象條件下架空線的應(yīng)力和弧垂值，按一定的比例繪制出應(yīng)力弧垂曲線和安裝曲線。本課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容是關(guān)于狀態(tài)方程式的求解，要利用有關(guān)計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)，這對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的我是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)

6、，對(duì)我以后的學(xué)習(xí)與工作都有很好的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：臨界檔距；狀態(tài)方程式；應(yīng)力弧垂曲線摘要I1有關(guān)參數(shù)1導(dǎo)線參數(shù)1.氣象條件1.各氣象條件下的導(dǎo)線比載的計(jì)算12計(jì)算臨界檔距、判斷控制氣象條件43繪制應(yīng)力弧垂曲線6.4繪制導(dǎo)線安裝曲線95總結(jié)11參考文獻(xiàn)121相關(guān)參數(shù)導(dǎo)線參數(shù)LGJ-300/40導(dǎo)線有關(guān)參數(shù)A導(dǎo)線直計(jì)算拉斷單位長(zhǎng)度安全系數(shù)交貨長(zhǎng)度直流電阻(mm2)徑d力Tjqk(m)不大于(mm)(N)(kg/km)(Q/km)338.9623.969222011332.520000.09614氣象條件架空線的應(yīng)力隨氣象條件及檔距的變化而變化，架空線出現(xiàn)最大應(yīng)力時(shí)的氣象條件稱為控制氣象條件。一般情

7、況下，成為控制氣象條件的有最低氣溫、最大風(fēng)速、年均氣溫和最厚覆冰，這4種氣象條件并不是在所有的檔距范圍內(nèi)都是控制氣象條件，而是在某一檔距范圍內(nèi)，由其中的一種氣象條件起控制作用。由架空送電線路設(shè)計(jì)第45頁(yè)查得V氣象區(qū)的資料如表1-1:表1-1第五氣象區(qū)表氣象類(lèi)型最大風(fēng)速最低氣溫年平均氣溫最大覆冰1溫度(C)10-10+15-5401515-5風(fēng)速(m/s)3000100151010覆冰厚度mm10各氣象條件下的導(dǎo)線比載的計(jì)算值(1)導(dǎo)線的最大使用應(yīng)力及平均應(yīng)力上限計(jì)算導(dǎo)線的破壞應(yīng)力=P=92220=272.06N/mm2。A338.96取導(dǎo)線的設(shè)計(jì)安全系數(shù)為k=2.5,則導(dǎo)線的最大使用應(yīng)力為：仃

8、舊=272.06=108.824N/mm2。k2.5取平均應(yīng)力上限安全系數(shù)k=4,則導(dǎo)線的平均應(yīng)力上限為：272.062=68.015N/mm。4(2)導(dǎo)線的比載計(jì)算自重比載19.8G0A9.811334j1032.7610MPa/m338.96冰重比載22=27.73b(b+d)A10(1023.94)=27.7310338.963=27.7710MPa/m垂直總比載333=12=32.7610227.7710,=60.5310與MPa/m無(wú)冰風(fēng)壓比載42FCdV.233,，一一一，一%=0.6125sin9x10父10，其中af為風(fēng)速不均勻系數(shù)，c為風(fēng)載A體型系數(shù)。當(dāng)v=30m/s時(shí),af

9、=0.61,c=1.1,則,224(0,30)=0.6125338.96d-sin*100.6125g佇為9430110工=26.1210MPa/m當(dāng)v=15m/s時(shí)，a:Fcd4(0,15)=0.6125-f=0.75,c=1.1,則222.上0.751.123.94152上一sin%10=0.6125110338.963_=8.0310MPa/m當(dāng)v=10m/s時(shí)，af=1.0,c=1.1,則.22:匚cd、2oo1112394102o4(0,10)338.96=0.6125Fsin2110,=0.612511.123.9410110”=4.7610“MPa/m(3)覆冰時(shí)的風(fēng)壓比載5覆冰

10、時(shí)的風(fēng)速為vb=10m/s,af=1.0,c=1.2,則225(10,10)=0.735338.96：F(d2b)-10工=0.73510(23.9420)1010-3=9.5310,MPa/m(4)有冰無(wú)風(fēng)時(shí)的綜合比載676(0,30)=4丁12+/24(0,30)=J32.76226.12210與=41.9010與MPa/m丁6(015)=，12+了24(0,15)=,32.7628.03210=33.7310MPa/m6(010)=J24(0,i0)=.32.7624.762104=33.1010,MPa/mU(U,)I(5)有冰有風(fēng)時(shí)的綜合比載77=.3225=560.5329.532

11、10*=61.28104MPa/m各氣象條件下導(dǎo)線比載的計(jì)算值，匯總?cè)缦卤?1-3所示。表1-3:比載匯總表項(xiàng)目Y(0,0)覆冰無(wú)風(fēng)簞(10,0)無(wú)冰綜合下(0,10)無(wú)冰綜合節(jié)(0,15)無(wú)冰綜合節(jié)(0,30)覆冰綜合飛(10,10)數(shù)據(jù)32.76M0-3-360.5310-333.1010-333.7310-341.9010-361.2810備注Of=1.0產(chǎn)0.75of=0.61Of=1.02計(jì)算臨界檔距，判斷控制氣象(1)可能成為控制條件的是最低氣溫、最大風(fēng)速、覆冰有風(fēng)和年均氣溫，整理該典型氣象區(qū)四種可能控制條件的有關(guān)氣象參數(shù)，如下表2-1表2-1:可能控制氣象條件有關(guān)參數(shù)參數(shù)L氣象、

12、最低氣溫最大風(fēng)速覆冰有風(fēng)年均氣溫氣溫(C)-10+10-5+15風(fēng)速(m/s)030100冰厚(mm)00100(2)計(jì)算有關(guān)比載和比值Y/og計(jì)算結(jié)果列于下表2-2表2-2:比值T/。計(jì)算結(jié)果及其排序表氣象條件最低氣溫最大風(fēng)速年均氣溫覆冰有風(fēng)丫(MPa/m)32.7610-3-341.910-332.7610-361.2810o(MPa)108.82108.8268.015108.82丫/o(1/m)0.3010-30.3910-30.4810-30.5610-3排序abcdlij24二0二0i二E(tj-ti)E(j)2-(i)2二ojFoi(3)計(jì)算有效臨界檔距，等高差，所以cos3=1

13、利用上式得有效臨界檔距判別表如下表2-3所示。表2-3:有效臨界檔距判別表氣象條件abc臨界檔距(m)lab=404.06恒(=虛數(shù)lad=101.9lbc-虛數(shù)lbd-虛數(shù)Lcd=217.62容易看出lcd=274.9m為有效臨界檔距。臨界檔距l(xiāng)ad虛數(shù)，lbc為虛數(shù)，所以a,b條件不起控制作用，實(shí)際檔距l(xiāng)為C氣象條件下的。當(dāng)0l217.62,控制氣象件為年均氣溫。當(dāng)217.62l時(shí)，控制氣象條件為覆冰有風(fēng)。（4）計(jì)算各氣象條件的應(yīng)力和弧垂以各檔距范圍的控制條件為已知條件，有關(guān)數(shù)據(jù)如下表2-4所示表2-4:已知條件及參數(shù)已知條件年均氣溫覆冰有風(fēng)參數(shù)控制區(qū)間0217.62217.62-ootm

14、(C)+15-5bm(mm)010Vm(m/s)010以X0-3)32.7661.28cm(MPa)68.015108.8241）以各氣象條件為待求條件，已知參數(shù)如表2-5所示表2-5:待求條件和已知參數(shù)參數(shù)待求條件最高氣溫最低氣溫年均氣溫事故外過(guò)后風(fēng)外過(guò)無(wú)風(fēng)t(C)+40-10+15-10+15+15b(mm)000000V(m/s)0000100-3丫(xKIPa/m)32.7632.7632.7632.7633.1032.76參數(shù)待求條件安裝覆冰無(wú)風(fēng)覆冰有風(fēng)覆冰有風(fēng)最大風(fēng)速t(C)-5-5-5-5+10b(mm)01010100V(m/s)100101030丫(x-3F0Pa/m)33.

15、1060.5361.2861.2841.9為了保證曲線比較準(zhǔn)確而又不使計(jì)算量過(guò)大，檔距l(xiāng)的距離一般取為50m,但須包括各有效檔距處的值。以控制氣象條件為第一狀態(tài)，待求條件為第二狀態(tài)，將第一狀態(tài)與第二狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分別帶入狀態(tài)方程式，整理得：3二c2-二clE12l224二一網(wǎng)2一四2c2cl3=024Ei2l224二2一師”clE；l2243二c2上述一元三次方程中，A、B為已知數(shù)，且A可正可負(fù)，B永遠(yuǎn)為正值，其應(yīng)力儂必有一個(gè)正的實(shí)數(shù)解。運(yùn)用迭代法求解方程，得出結(jié)果如下表3-1所示,表3-1:LGJ-300/40型導(dǎo)線應(yīng)力弧垂計(jì)算檔距l(xiāng)r(m)氣象條件最高氣溫最低氣溫年均氣溫事故安裝內(nèi)過(guò)電壓

16、操作過(guò)電壓00(MPa)fv(m)C0(MPa)C0(MPa)C0(MPa)00(MPa)00(MPa)00(MPa)5033.960.3099.2568.0299.0592.2564.8145.7410040.721.0096.0968.0296.2889.5665.2750.0415044.052.0987.3368.0287.3381.7662.6552.4620043.973.7272.6668.0272.6668.8856.8749.63217.6243.954.1368.2368.0271.3464.3355.0348.5625043.935.82662.2851.3462.286

17、0.1353.3347.5130043.908.3956.1449.0956.1454.9951.2046.1835043.8811.4352.5447.7052.5451.9349.8745.3240043.8714.9350.3046.7950.3050.0148.9944.7445043.8618.9048.8346.1648.8348.7348.3944.3350043.8523.3547.8245.7147.8247.8447.9544.0355043.8528.2447.0845.3847.0847.1947.6343.8160043.8433.6246.5445.1346.544

18、6.7147.3843.6465043.8439.4646.1244.9446.1246.3447.1943.50檔距外過(guò)后風(fēng)覆冰有風(fēng)覆冰有風(fēng)覆冰無(wú)風(fēng)最大風(fēng)最大風(fēng)lr(m)（風(fēng)強(qiáng)）（風(fēng)偏）（強(qiáng)度）（風(fēng)偏）氣象條00fvC0C0C0fv0000件(MPa)(m)(MPa)(MPa)(MPa)(m)(MPa)(MPa)5064.520.1696.6696.6696.660.2092.7892.7810064.740.64102.03102.03102.030.7391.6191.6115061.661.51104.02104.02104.021.5686.2886.2820055.492.9810

19、6.72106.72106.722.7876.4376.43217.6253.793.78108.82108.82108.823.4572.3872.3825051.745.00108.82108.82108.824.3569.6369.6330049.527.52108.82108.82108.826.2665.3865.3835048.1410.53108.82108.82108.828.5262.7162.7140047.2314.02108.82108.82108.8211.1260.9560.9545046.6117.98108.82108.82108.8214.0859.7659.

20、7650046.1622.41108.82108.82108.8217.3858.9058.9055045.8427.30108.82108.82108.8221.0358.2758.2760045.5932.67108.82108.82108.8225.0357.8057.8065042.1841.44108.82108.82108.8229.3857.4357.10根據(jù)表3-1,繪制導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線如圖3-2所示圖3-2:導(dǎo)線應(yīng)力弧垂曲線圖圖示說(shuō)明，d為事故應(yīng)力，為覆冰有風(fēng)和覆冰無(wú)風(fēng)應(yīng)力，C3為最低氣溫應(yīng)力，值為最大風(fēng)應(yīng)力，g為安裝應(yīng)力，出為內(nèi)過(guò)電壓應(yīng)力，5為年均應(yīng)力，08為外過(guò)有風(fēng)應(yīng)力，

21、為為操作過(guò)電壓應(yīng)力，010最高氣溫應(yīng)力.fi為外過(guò)無(wú)風(fēng)時(shí)弧垂，f2為最高氣溫是弧垂。4繪制導(dǎo)線安裝曲線繪制安裝曲線時(shí)，以檔距為橫坐標(biāo)，弧垂為縱坐標(biāo)，一般從最高施工氣溫至最低施工氣溫每隔10c繪制一條弧垂曲線。應(yīng)用狀態(tài)方程式求解各施工氣象(無(wú)風(fēng)、無(wú)冰、不同氣溫)下的安裝應(yīng)力，進(jìn)而求出相應(yīng)的弧垂，結(jié)果如下表4-1所示。表4-1:各種施工氣溫下的檔距弧垂檔距(m)50100150200217.62250300溫度(C)f(m)f(m)f(m)f(m)f(m)f(m)f(m)401.201.00.930.810.790.810.83300.950.900.850.800.760.790.81200.750.740.730.740.750.770.79100.620.630.650.680.730.750.7700.500.520.