35kv建宁-西桥架空线路设计 电气工程及其自动化专业

1、目录1 绪论31.1此次毕业设计的主要任务31.2这次毕业设计的目的和意义42毕设说明书52.1 导地应力弧垂计算52.1.1导线应力弧垂曲线设计用气象条件52.1.1.2 设计用气象情况的组合62.1.1.3 典型气象区62.1.1.4导线的相关计算参数。72.1.1.5 相关导线的比载计算结果7表2.3 相关比载计算72.1.1.7 列表9表2.5 控制气象条件92.1.1.8计算临界档距9C 179.07 202.2310D C B A10表2.6 控制条件的各种参数102.1.1.9 导线的应力、弧垂计算112.1.2.1 作出导线的应力和弧垂曲线112.2 杆塔的型号的确定112.2

2、.1 确定的方法112.2.2 选择的型号112.3 绝缘子以及金具的选用122.3.1 绝缘子的选用122.3.1.1 地区的污秽等级122.3.1.2 最终选用的绝缘子串型号122.3.1.4 确定所选的绝缘子串联数13I 由架空输电线所能承受的最大综合荷载确定：13T 悬式绝缘子在一个小时内能承受的机电荷载；13II 通过架空导线在断相情况下计算得出：132.3.2 绝缘子和金具的选择132.3.2.1 金具的种类和作用132.3.2.2 选择的金具类型和数目14表2.8 直线杆绝缘子及金具14(2) 耐张杆绝缘子及金具表14表2.9 耐张杆绝缘子及金具15(3) 直线杆避雷线金具表15

3、表2.10 直线杆避雷线金具15(4) 耐张杆避雷线金具表15表2.11 耐张杆避雷线金具162.4 杆塔排杆定位设计162.4.1 确定架空线路的路径方向162.4.2 杆塔定位的方针172.4.3 导线最大弧垂所在的气象条件172.4.4 杆塔定位与最大弧垂的相关性172.4.6 制作最大弧垂的模板182.4.7 拿最大弧垂模板排定杆塔位置的过程182.4.8 定位结果18表2.13 杆塔确定的结果18表2.14 杆塔的档距数据192.5 塔头尺寸的校核202.5.1 直线杆杆头尺寸检验20（1）计算风偏角20(2) 做间隙圆对风偏角进行检验，经校验，符合安全要求。202.5.2 单回线路

4、两相导线水平排列线间距校验202.5.3 架空输电线路三角形排列时的等效水平间距202.6.1 荷载的形式和可能的组合结果212.6.1.1 正常运行情况212.6.1.2 断相情况212.6.2 耐张转角杆塔正常运行情况：（最大风、无冰）22（3）纵向荷载222.6.3在同一档距内断两相导线222.7 直线杆的强度校验232.8 基础的设计运算242.9 导线、避雷线的防振计算282.9.4 导线振动的最长半波长及最短半波长的确定292.10 本章小结30表3.11 导线应力计算结果39表3.12 导线弧垂值403.2 绝缘子和金具的确定413.2.1 绝缘子类型的确定（见说明书）413.2

5、.2 金具的选择（见说明书）413.2.3 绝缘子串片数的选择411)按工频电压泄漏比距412) 按污闪电压选择413.2.4 悬式绝缘子串数的数目选择41(1) 导线最大综合荷载计算41(2) 断相情况下计算413.2.5 耐张绝缘子串的数目选择413.3 室内定位423.3.1 排杆定位的要求(见说明书)423.3.2 具体排杆定位423.3.2.1 判断导线的最大弧垂出现的气象情况423.3.2.2 确定最大弧垂423.3.2.4 最大弧垂模板的制作42表3.13 弧垂模板数据433.3.2.5 杆塔定位433.4杆塔头部尺寸校验441） 绝缘子串的风荷载452） 三种情况下导线风荷载为

6、453） 导线重力荷载454） 金具重力465） 风偏角466）做间隙圆对风偏角进行校验463.4.3 上下导线等效水平线间长度检验473.4.4 上下导线垂直线间长度检验473.4.5 上下导水平距离偏移检验473.5耐张杆塔荷载计算483.5.1耐张杆件正常运行情况：48(1) 垂直方向荷载48(2) 水平方向荷载48（3）纵向荷载483.5.2 在同一档内断两相导线，避雷线未断情况；48（1）垂直荷载48（2）水平荷载49（3） 纵向荷载493.6 35kv直线杆强度校验503.7 杆塔基础的设计523.7.1 计算上拔力T和下压N523.7.2 上拔稳定性计算：523.7.3 下压时基

7、础计算533.8 导线的防振设计分析533.8.1 根据导线型号、直径选用防振锤(见说明书)543.8.2 确定防振锤的数量(见说明书)543.8.3 防振锤的安装距离s的计算544 结 论561 绪论1.1此次毕业设计的主要任务对于架空输电线路的设计而言，其整个完成计划需要我们结合已经学习掌握的专业知识加上搜集整理一些课外阅读资料，最终整合成一篇完整的毕业设计，所以经过前几周的准备后，我大致列出以下一些需要完成的步骤：（1）根据老师给出的选题去查找相关资料，比如导线的截面，直径等信息，选择好需要的设计气象条件，结合应力弧垂计算公式，计算出需要的结果，并绘制出导线的应力弧垂曲线。（2）选择避雷

8、线，与之匹配的绝缘子和金具，并完成绝缘配合的校验，确定出绝缘间隙，保证导线间以及导线和避雷线间的安全距离。根据线路的实际情况来选择杆塔的类型，结合自身所在的电压等级选择合适的直线杆和耐张杆件。根据上面求出的应力弧垂曲线，就算出K值，绘制出弧垂模板，进行初步勘测和室内定位，最终根据弧垂模板与地面相切的方法定出所有杆件的具体位置，并校验排杆定位是否在允许的误差范围之内。（5）对所选杆件的荷载进行计算，包括水平方向，垂直方向的荷载，并绘制出杆塔的荷载图。进行杆塔的强度校验，校验水泥杆的正截面承受荷载能力，以及其轴心受压时的承载能力。我们进行基础的设计，考虑到杆塔基础的上拔，下压和抗倾覆计算，并完成校

9、验。最后，我们进行导线和避雷线的防震设计，根据导线的类型选择合适的防振锤，确定防振锤的数目，计算出防振锤的安装距离和安装位置。1.2这次毕业设计的目的和意义在整个电力系统中，我们需要综合考虑经济和技术成本，因此尽量把发电厂建设在离城市负荷中心比较近的地区，可是，随着城市建设的绿化和环境要求越来越高，这样的设计已经不再符合新时期国家电网的建设要求。所以，对于中间阶段的架空输电线路的设计就显得非常重要。因为输送电能比输送燃料要经济也环保，所以如何在架空线路的设计过程中解决地理位置上的选取和最终成本的控制都非常有必要，而这次的毕业设计的意义就在于：（1）通过此次毕业设计我们能够充分了解整个架空输电线

10、路设计运行的流程，对以后在工作岗位上有所帮助。（2）通过这次设计我阅读了大量的课外专业的知识，一方面开阔了我的视野，另一方面也让我对于本专业的相关知识技能有了很大的提升，比如计算机的word功能熟练掌握，绘图的CAD技能也学会了。 （3）在整个毕业设计的过程，养成了遇事沉着冷静处理的能力，与老师的沟通交流学习过程中，学会了许多技巧，也汲取了一些正能量，教我学会在遇到挫折的时候能一直坚持下去。同时我的思维逻辑和问题分析能力也得到大幅度提升，独立思考和独立解决问题的能力也掌握了。毕业设计既是我们在大学生涯的最后一次作业，也是我们走向社会交上的第一份答卷，所以全力以赴，不负自己。 2毕设说明书2.1

11、 导地应力弧垂计算2.1.1导线应力弧垂曲线设计用气象条件架空输电线路由于要架设在户外，所以需要保证导线拥有足够的电气强度和机械强度，才不致于被腐蚀和破坏，才能足够适应自然界的气候变化。其中考虑到风，气温和覆冰是架空输电线路设计过程中主要的气象参数，为了使线路能够满足气象要求，我们在沿线地区全面勘测了气象情况，详细地搜集了相关资料，包括已有线路的运行经验和附近气象台的历史记录等等，具体的气象资料内容和用途见查阅相关资料。2.1.1.2 设计用气象情况的组合 我们已经知道作为影响输电线路安全运行最大的三个气象因数是：风、覆冰和温度，所以我们需要保证输电线路在这三个气象条件下的安全，经济和便捷。然

12、而在现实的大气情况中，我们经常看到的不是这三个单一的元素的出现，往往是他们气象参数的组合而成的气象情况。因此在运行、检修和施工的过程中要慎重分析考虑出现的气象组合。几种气象组合如下：气象组合一：最大风（无冰，对应的风速，年均温）气象组合二：最低温（无风，无冰，相应气温）气象组合三：覆冰有风（对应风速，最厚覆冰，气温零下5度）气象组合四：覆冰无风（无风，最厚覆冰厚度，气温零下5度）气象组合五：最高温（无风，无冰，最高温度）气象组合六：安装气象（无冰，最低气温月的平均温度，风速10米/秒）气象组合七：外过有风（对应风速，无冰，温度15度）气象组合八：外过无风（无风，无冰，温度15度）气象组合九：带

13、电作业（无冰，风速10米/秒，气温15度）气象组合十：操作过电压（无冰，年均温，0.5倍的最大风）2.1.1.3 典型气象区 整个输电线路的设计过程中，我们需要确定自己所在地区的气象条件，而我国幅员辽阔，气象条件非常复杂多样化，为了在设计、制造上的标准化和统一化，结合我国重要地区的实际出现的气象情况，制定出来了九个典型的气象区，从而减少了我们在设计过程中的工作量，提高了效率。我的毕业设计中典型气象区为II级气象区，详细的参数见下表。2.1.1.4导线的相关计算参数。 根据任务书的相关要求任务，我的设计线路导线采用型号为LGJ70/10钢芯铝绞线，其中的导线参数如下：2.1.1.5 相关导线的比

14、载计算结果表2.3 相关比载计算项目符号公式(10-3MPa/m)数据(10-3MPa/m)自重比载1(0,0)qg/A33.99冰重比载2(5,0)27.728 b(d+b)/A28.64垂直比载3(5,0)1(0,0)+ 2(5,0)62.63无冰风压比载（计算强度）4(0,30)fsccdW/A72.69无冰风压比载（计算风偏）4(0,30)fsccdW/A59.13无冰风压（计算安装有风）4(0,10)fsccdW/A10.77无冰风压（内过电压）4(0,15)fsccdW/A24.23覆冰风压比载（计算强度）5(5,10)fscc(d+2b)W/A20.22覆冰风压比载（计算风偏）5

15、(5,10)fscc(d+2b)W/A15.16无冰综合（最大风强度）6(0,30)12(0,0)+42(0,30)1/280.24无冰综合（最大风风偏）6(0,30)12(0,0)+42(0,30)1/268.2无冰综合（安装有风，外过电压）6(0,10)12(0,0)+42(0,10)1/235.66无冰综合（内过电压）6(0,15)12(0,0)+42(0,15)1/241.74覆冰有风综合（计算强度）7(5,10)32(5,0)+ 52(5,10) 1/265.81覆冰有风综合（计算风偏）7(5,10)32(5,0)+ 52(5,10) 1/264.44上述表格中为风速不均匀系数。c为

16、风载体型系数：d 17mm 取1.1；d的情况下， 上述式中： 土的计算上拔角；B 方形地板边长 ，单位米。基础上拔稳定按下式计算 满足公式： T上拔力； 基础自重； 土的计算容量；、 与土抗力和基础自重相关的上拔设计安全系数。2.8.5.4.2 下沉基础稳定计算地基容许承载应力R计算 抗压承载力计算公式 上述式中N基础的竖向压力设计值永久荷载分项系数 基础的自身重量地基的容许承载应力核算当基础受轴心压力时 2.9 导线、避雷线的防振计算当自然界的风霜雨雪作用在张紧的导线上的时候，导线就会出现一定程度的振动现象。而在各种形式的振动里面，微风振动是最为常见的，同时它的危害性也是最大的，持续时间最

17、长的。所以我们着重解决微风振动的防振设计。一般从三个角度来解决微风振动：减弱自身会产生振动的条件，可以通过降低导线的运行应力来解决；增强导线自身的耐振能力，可以加装护线条来解决；吸收导线振动时候产生的能量，来降低振动的强度和幅度，比如安装防振锤。最终，我们采用的是防振锤这个方法，因为普遍而简单经济。2.9.1 确定防振锤的型号查阅相关资料后，我最终选取导线防震锤型号为：FD2 2.9.2 防振锤个数的选取由于导线的直径为11.4毫米小于12毫米，所以防振锤个数选一个。2.9.3 导线防振锤的安装距离的计算在我们安装防振锤的时候，一般有两种安装方式，等距离安装和不等距离安装。不管采用何种安装方式

18、，都需要解决安装距离的计算。这里的安装距离指的是防振锤距离线夹出口地方的长度。2.9.4 导线振动的最长半波长及最短半波长的确定 振动波的最长半波长 振动波的最短半波长 .为了对最长半波长和最短半波长具有相同的防振效果，防振锤的安装距离 上面式中 防振锤距线夹出口的距离，单位米。2.10 本章小结本章大概介绍了架空输电线路设计的基本理论和一般方法，并考虑到我设计的实际情况，搜集可用的数据资料和相关公式，对架空输电线路设计的常规方法作了较为细致的说明。由于该部分是说明书，所以后续的相关计算没有涉及到，只是对本设计所用的参数数据作以归纳和总结，对所用公式和原理进行诠释和说明，主要注重的是理论性的阐

19、述。因而这部分的内容较为烦琐，处理起来很麻烦，但是，这种系统化的归纳对后面的计算是必不可少的，尤其是在计算防振和安全校验那部分数据的时候，错综复杂的公式计算比较混乱，说明书中的有条理的公式总结给后面的计算减少了很多麻烦，避免了不少的不足之处。 3 毕业设计计算书3.1 架空线的应力弧垂计算3.1.1 导线的应力弧垂计算3.1.1.1 确定所采用的计算条件(见说明书) 3.1.1.2 确定导线的计算参数(LGJ-70 /10)(见说明书）3.1.1.3 比载计算自重比载=qg/A=9.80665275.2/79.39*=33.99* 冰重比载垂直比载1(0,0)+ 2(10,0)=62.63无冰

20、风压比载最大风（计算强度）最大风（计算风偏）（3）外过电压(有风) 安装(有风)（4）内过电压覆冰风压比载计算强度计算风偏无冰有风综合比载最大风（计算强度）12(0,0)+42(0,30)1/2最大风（计算风偏）外过电压，安装有风内过电压覆冰综合比载计算强度计算风偏3.1.1.4 确定应力值(见说明书) 3.1.1.5 判断临界档距计算各种临界档距 =179.07m虚数3.1.1.6导线应力、弧垂计算由应力状态方程 求出导线应力，由公式 求出导线应力的最大弧垂。3.1.1.7 导线应力、弧垂计算结果 表3.1 最高温时应力弧垂 （=33.99MPa/m，t=40） 项目档距(m)AB(MPa)

21、f(m)50-30.39507.337.180.286100-24.4838029.2944.070.96150-14.7785565.8949.581.93179.07-7.34121944.9652.162.612001.43152117.1552.93.21202.232.45155528.2752.973.2825038.98237683.0451.315.1830085.47342263.5850.227.614350140.42465858.7649.5210.36400203.8608468.5949.0613.86450275.68770093.0548.7217.66500355.99950732.1748.4821.9 表3.2 最低温时应力 （=33.99MPa/m，t=-10） 项目档距(m)AB(MPa)50-105.759507.32106.59100-99.9238029.29103.47150-90.2285565.8998.96179.07-82.78121944.9696200-74.01152117.1591.99202.23-72.99155528.2791.55250-36.47237683.0476.78300-10.03342263.