Процесс построения опоры для линии электропередачи в условиях ветрености: необходимые качества (150701)

Посмотреть архив целиком

Содержание


1. Расчёт проводов ЛЭП на прочность

1.1 Постановка задачи и исходные данные

1.2 Определение характеристик провода

1.3 Определение расчётной нагрузки для каждого режима

1.4 Вычисление длины критических пролётов

1.5 Расчёт кривых провисания провода

2. Расчёт опоры ЛЭП

2.1 Постановка задачи и исходные данные

2.2 Расчёт ветровой нагрузки, действующей на опору

2.3 Определение усилий в стержнях фермы

2.4 Подбор безопасных размеров поперечного сечения стержней фермы


1. Расчёт проводов ЛЭП на прочность


1.1 Постановка задачи и исходные данные


Цель курсового проекта: Спроектировать линию электропередачи (ЛЭП) и рассчитать для неё опоры при заданном ветровом районе по гололёду.

Для заданной линии ЛЭП необходимо определить нагрузки, действующие на провод для трёх расчётных режимов, напряжения в проводе, стрелу провеса, величину наибольшего провисания и её координаты, первоначальную длину провеса.

Построить кривые провисания проводов.

При расчёте принято:

длина пролёта l = 300 м;

разность уровней точек подвеса h = 35 м;

марка провода по ГОСТ 839-59 - АС-400;

район по гололёду - IV;

район по ветру - VI;

температура, при которой подвешен провод Т0 = 0С;

среднегодовая температура TIII = 0С;

минимальная температура TI = - 40С;

коэффициент скоростного напора k = 1.


1.2 Определение характеристик провода


Площадь сечения провода F = 493,3 мм2.

Расчётный диаметр провода d = 29 мм.

Расчётный вес провода qп = 1,840 даН/м.

Модуль упругости материала Е = 8900 даН/мм2.

Коэффициент температурного линейного расширения град -1.


1.3 Определение расчётной нагрузки для каждого режима


1.3.1 I режим - минимальной температуры (TI = - 40С; гололёд и ветер отсутствуют). Интенсивность нагрузки от собственного веса для провода марки АС-300 по ГОСТ 839-59


даН/м


Удельная нагрузка



1.3.2 II режим - максимальной нагрузки (TII = - 5С; гололёд и ветер)

Толщина стенки гололёда b = 20 мм (IV район).

Скоростной напор ветра даН/м2 (I район; при наличии гололёда скоростной напор принимается равным 25% от нормативного qн).

Удельный вес льда провода


.


Интенсивность нагрузки от гололёда:


даН/м.


Интенсивность нагрузки от давления ветра:

даН/м


(Здесь с = 1,2 - аэродинамический коэффициент).

Суммарная интенсивность нагрузки:


даН/м.


Удельная нагрузка



1.3.3 III режим - среднегодовой температуры (TI = 0С; гололёд и ветер отсутствуют).

Как и для I режима:


даН/м; .


Вычисленные нагрузки и допускаемые напряжения для трёх режимов сведены в таблицу.


Расчётный режим

Допускаемые напряжения, даН/мм2

Температура Т, С

Интенсивность нагрузки, даН/м

Удельная нагрузка,


I

II

III


11,5

13,0

7,75


40

5

0


1,840

4,82

1,840


0,00372

0,00977

0,00372


1.4 Вычисление длины критических пролётов


Длину критических пролётов вычисляем по формуле:



По этой формуле находим, принимая


0,9933


Полученное соотношение критических величин пролётов ( ) соответствует случаю № 2, пролеты и в этом случае фиктивные, физического смысла не имеют и находятся на пересечении прямой III - III с продолжением кривых I - III и II - III (см. рис.1) Для пролетов L расчет. < L 2 кр. исходным является режим I, а при L расчет. > L 2 крит. режим II, где L расчет. - длина пролета, по которому ведется расчет (задана по условию).


Рисунок 1


1.5 Расчёт кривых провисания провода


1.5.1 Режим II. Горизонтальное натяжение нити:


даН.


Величина наибольшего провисания:



Абсцисса, определяющая положение низшей точки:



Из решения видно, что низшая точка кривой провисания лежит за пределами пролёта.

Стрела провисания


м


Конечная длина провода



Первоначальная длина провода



По выполненным расчётам строим кривую провисания провода

(рис.2).


Рис.2



1.5.2 Режим I

Для режима I используем уравнение состояния провода



где индекс m означает исходный режим, индекс n - исследуемый режим.

В нашем случае имеем:


или


После упрощения получим:



откуда даН/мм2.

Дальнейший расчёт проводим аналогично расчёту режима II:


даН;

;

;

;


По полученным данным строим кривую провисания провода аналогично режиму I (см. рисунок 3).


Рис.3


1.5.2 Режим III

Для режима III имеем:


или


После упрощения получим:


откуда даН/мм2.

даН;

;

;

;


По полученным данным строим кривую провисания провода аналогично режиму III (см. рисунок 4).



2. Расчёт опоры ЛЭП


2.1 Постановка задачи и исходные данные


Для расчётной схемы опоры ЛЭП необходимо:

определить интенсивность давления на ферму ветровой нагрузки (район по ветру I);

определить усилия в элементах плоской фермы;

подобрать из условия устойчивости безопасные размеры поперечного сечения отдельно для поясов и раскосов решётки в виде равнобокого уголка;

рассчитать опасный узел сварного и болтового соединений, выполнить эскизы этих узлов.

При расчёте принять:

допускаемые напряжения при растяжении и сжатии для прокатных профилей даН/см2 (210 МПа);

допускаемые напряжения для сварных швов, болтов, заклёпок на срез даН/см2 (130 МПа); на смятие даН/см2 (340 МПа);

сосредоточенный момент

сосредоточенная сила Р = 1000 даН (0,01 МН);

параметр а = 2 м.


2.2 Расчёт ветровой нагрузки, действующей на опору


Определим величину расчётного скоростного напора:


даН/м2,


Где даН/м2


скоростной напор ветра (VI район)

n = 1,3 - коэффициент перегрузки для высотных сооружений;

k =1 - поправочный коэффициент изменения скоростного напора, зависящий от высоты и типа местности (см. п.1.1).

Коэффициент лобового сопротивления для пространственной четырёхгранной фермы при направлении ветра на грань:



где

Сх = 1,4 - аэродинамический коэффициент для плоской фермы;

m = 0,3 - коэффициент увеличения давления ветра на подветренную грань, зависящий от типа решётки.

Площадь проекции опоры на плоскость, перпендикулярную направлению ветра (рисунок 3):


,


где

м2 - площадь проекции прямоугольной части;

м2 - площадь проекции трапециевидной части;

-угол наклона боковой стороны трапеции к ветру.


При этих значениях получим:


м2.


Вычисляем давление ветра на опору:


даН,


где

 = 1,5 - коэффициент увеличения скоростного напора, учитывающий его динамичность и пульсацию;

поправочный коэффициент при действии ветра на ребро;

расчётная площадь проекции конструкции по наружному обмеру на плоскость, перпендикулярную направлению ветра; здесь коэффициент заполнения плоской фермы.

Интенсивность ветровой нагрузки


даН/м.


Принимаем qw = 131 даН/м.


2.3 Определение усилий в стержнях фермы


2.3.1 Определение узловой нагрузки

Интенсивность распределённой нагрузки разносим по узлам фермы. Усилие, приходящееся на одну панель, определяем по формуле:


тогда



2.3.2 Вычисление реакций в опорах

Из условий равновесия:



Рис.5

Вычисление усилий в стержнях фермы

Для определения усилий в стержнях используем метод сечений и способ вырезания узлов.


рис.7


сечение I - I (рис.7)

Условия равновесия:



рис.8


рис.9


2) сечение 2 - 2 (рис.9)

Условия равновесия:



рис.10


Рис.11


3) сечение 3 - 3 (рис.11)

Условия равновесия:



Рис.12


сечение 4 - 4 (рис.15)


Рис.13


Условия равновесия:




Рис.14


рис.15



Сечение 5-5 (рис.18)



Рис.16


Условия равновесия:




Рис.17


Рис.18


Сечение 6-6 (рис. 20)

Условия равновесия:


Рис. 19


Рис. 20


Рис.21


сечение 7-7 (рис.24)


Рис.22


Рис.23


Условия равновесия:



По найденным значениям строим эпюры внутренних усилий в стержнях фермы (рис.25).


Рис.24


рис.25


2.4 Подбор безопасных размеров поперечного сечения стержней фермы


Наибольшее сжимающее усилие в поясе даН.


Случайные файлы

Файл
176184.rtf
34594.rtf
19812-1.rtf
91941.rtf
168973.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.