35kv格塘架空送电线路设计_毕业设计论文 77页

毕业设计说明书35kV格塘架空送电线路设计学生姓名：班级学号：院、系、部：专业：电气工程及其自动化（输配电工程）指导教师：合作指导教师：2013年06月南京 UndergraduateDesign(Thesis)THEDESIGNOF35kVGETANGOVERHEADTRANSMISSIONLINEBYSupervisedbySchoolofElectricPowerEngineeringNanjingInstituteofTechnologyJune2013摘要本设计根据格塘 线段地形，气候等各种因素来计算导线、避雷线的应力以及弧垂，由此来绘制弧垂曲线图。然后根据设计要求依次选择杆塔型式，包括确定直线杆杆型、选择绝缘子串型号规格及其金具，选择避雷线规格及其金具，确定杆塔呼称高，确定杆头尺寸，确定电杆的埋深以及确定耐张杆杆型和选择耐张绝缘子串型号规格及其金具，选择避雷线的连接金具，确定耐张杆的呼称高和杆头尺寸，确定电杆埋深等一系列步骤；其次根据计算得到的结果制作一张弧垂曲线模板，根据模板进行杆塔的室内定位并绘制成图纸；接着进行耐张杆杆头的尺寸校验和耐张杆的强度及基础的稳定性设计；最后再对线路各段进行防振设计。关键词应力弧垂，设计，架空送电线路AbstractThearcanduprightnessgraphofthisdesignisprotractedaccordingtothedesignGetanglinetopography,climateandotherfactorstocalculatewire,lightningandthestresslinessag.Thenaccordingtothedesignrequirements,choosethetowertypes,includingtheidentificationoflinearBar-Bar,ModelchoiceinsulatorstringswiththespecificationsandchooselightninglinewiththespecificationsanddeterminecalledTowerhigh,determineclubheadsize,PoledeterminethedepthofresistanceandtoidentifyBar-Barandchoice-resistantinsulatorstringmodelsandspecificationsfortheequipment,ThechoiceoflightningwiththelinktodeterminethetolerancebarcalledhighandclubheadsizeanddepthofPolesidentifiedaseriesofsteps;Second,basedonthecalculationoftheresultsproducedasagcurvetemplate,AccordingtotheTowertemplatesindoorpositioningandmappingdrawings,followedbythefirst-resistantpolesandthesizeCheck-resistantrodbasedonthestrengthandstabilityofdesign;Finally,onthelinesofthedesignforEarthquakePrevention.KeywordsGETANG,stressSag,design,overheadpowertransmissionlines 目录摘要…………………………………………………………………………...IAbstract………………………………………………………………………..I1绪论………………………………………………………………………….12说明书……………………………………………………………………….22.1线路概况……………………………………………………………….22.2导线应力弧垂计算……………………………………………………22.3杆塔型式选择………………………………………………………....62.4绝缘子的选择………………………………………………………….92.5金具的选择……………………………………………………………112.6模板曲线与室内定位………………………………………………...132.7导线防振设计………………………………………………………….152.8杆塔头部尺寸校验…………………………………………………….172.9杆塔的荷载计算……………………………………………………….212.10基础的稳定性设计…………………………………………………..263计算书……………………………………………………………………….283.1导线应力弧垂计算……………………………………………………283.2绝缘子的选择………………………………………………………….303.3金具的选择…………………………………………………………….303.4排杆定位………………………………………………………………..303.5杆头尺寸及定位校验………………………………………………….363.6导线的防振设计……………………………………………………….393.7耐张杆强度及基础稳定计算…………………………………………414本章小结…………………………………………………………………….52谢辞…………………………………………………………………………..53参考文献………………………………………………………………………..54附录1：外文资料翻译………………………………………………………..55A1.1提供农村电力供应路线的新方法(译文)……………………………..55A1.2AnovelapproachtoprovidingonroutepowersuppliestoruralandurbancommunitiesincloseproximitytotheextrahighvoltageDCtransmissionline……………………………………………………….59附录2：图纸…………………………………………………………………..65-72- A2.135kV直线杆………………………………………………………….65A2.235kV带外拉线耐张杆………………………………………………66A2.3直线及耐张杆金具…………………………………………………67A2.4导线应力弧垂曲线…………………………………………………69附录3………………………………………………………………………...70A3.1平断面图…………………………………………………………….70-72--72- 1绪论电力工业是为国民经济和社会发展提供能源的重要基础产业，也是关系国计民生的公用事业。我国电力工业已经走过121年的发展历程，与世界各国一样，电力在经济发展和社会进步中越来越成为不可缺少的物质资料和生活资料，电气化程度成为一个国家现代化程度的标志。电力系统包括发电厂、电力网和用电设备。电力网包括变电所和各不同电压等级的输电线路。输送电能的线路通称为电力线路。它主要由导线、避雷线、绝缘子、线路金具、杆塔和拉线、基础以及接地装置等部分组成。架空输电线路的任务是输送电能，并联络各发电厂、变电所使之并列运行，实现电力系统联网。电力系统联网，既提高了系统安全性、可靠性和稳定性，又可实现经济调度，使各种能源得到充分利用。高压输电线路是电力工业的大动脉，是电力系统的重要组成部分。输电线路设计是电力系统中一个非常重要的环节，正所谓兵马未动，粮草先行。为节约国家资源、安全等各方面来看，线路设计显得尤为重要。线路设计按电压等级可分为：低电压线路设计，高电压线路设计两种，本次设计主要以35KV输电线路为主。包括输电线路应力弧垂计算，杆塔形式的选择，绝缘子、金具的选择，弧垂模板的制作以及利用制作好的弧垂模板进行杆塔定位，塔头尺寸校验、杆塔荷载计算、内力计算以及杆塔基础的设计，导线防振设计。计算导线应力弧垂是进行杆塔选择和定位的依据；根据电压等级和平断面图选择杆塔，合适的杆塔型号，配合合适的绝缘子、金具能够保证线路在运行过程中的安全性和可靠性；用制作的弧垂模板定位是实际施工过程中杆塔定位的依据；尺寸校验、荷载计算、内力计算和基础设计则是杆塔在运行中能够适应各种不同的气象条件和地理条件下安全运行的保障，不发生倒塌和倾覆；加装防振锤是防止因导线、避雷线的震动造成的危险几率，需利用准确的计算来确定个数与安装距离是十分重要的。-72- 2说明书2.1线路概况(1)导线型号：根据江苏省电力公司电力系统规划设计，拟新建一条35kV格塘架空送电线路，导线型号采用LGJ-300/25。(2)线路路径：沿线路路径情况见提供的平断面图，沿线路的地质为塑性亚粘土，孔隙比0.8，塑性指数15，液性指数0.69，地下水在表面下2.5米，地区污秽2级。(3)气象条件：相当于我国典型气象区的第IV区。2.2导线应力弧垂计算2.2.1导线应力弧垂计算参数表2.1典型气象区第四区气象条件代表情况温度(℃)风速(m/s)冰厚(mm)最大风-525/最低温-20//最高温40//年平均气温1015/覆冰-5105外过电压(有风)1510/外过电压(无风)15//内过电压1015/安装(有风)-1010/-72- 表2.2导线的计算参数表名称数据计算截面()333.31外径()23.76温度线膨胀系数()20.5弹性模数()65000计算重量()1058计算拉断力(N)83410安全系数2.5表2.3导线比载参数名称符号计算公式结果(Mp/m)自重比载31.13冰重比载11.96垂直总比载43.09无冰风压比载26.0418.6814.1239.21覆冰风压比载7.60无冰有风综合比载40.5936.3047.5359.97-72- 覆冰有风综合比载43.76注表中c为风载体型系数：线径＜17㎜，取1.2；线径≥17㎜，取1.1；覆冰取1.2。表2.4不均匀系数设计风速（m/s）20以下20~3030~3535以上1.00.850.750.7又Tmax=Tb且R60.253.2~3.83.8~4.52.4.2绝缘子的选择电力系统的运行电压为35Kv，导线型号LGJ-300/25，地区污秽等级为2级，所以选择XP-70型绝缘子。表2.7XP-70型绝缘子的电气性能如下：产品型号盘经mm高度mm泄漏距离mm工频电压有效值kV50﹪闪络电压幅值kV抗张负荷(×9.8)重量kg干闪湿闪击穿例行一小时机电机电破坏XP-7025514630075451101203500520070004.62.4.3绝缘子串片数的选择1)-式中-72- λ——泄漏比距现取1.9；L0——几何的泄漏距离；Kx——绝缘子泄露距离的有效系数取1。2)根据操作过电压的要求校验所选的绝缘子的片数。得出片数3片由以上得悬垂绝缘子片数3片。3)耐张绝缘子型式为XP-70，耐张绝缘子的型号与悬垂绝缘子的相同，根据运行经验对于220kV以下线路每串耐张片数比悬垂片数多1到2片，所以耐张绝缘子片数为4片。2.4.4绝缘子串数的选择悬垂绝缘子串的串数应由以下两个条件进行计算：1)按导线的最大综合比载决定式中n——串数；T——悬式绝缘子一小时机电荷载N；G——作用在绝缘子上综合荷载N；K1——运行条件下的机械强度安全系数K1=2.0。2)按导线的断线条件计算式中Td——导线的断线张力，N；K2——断线条件下的机械强度安全系数；T——悬式绝缘子一小时机电荷载，N。根据公式计算,悬式绝缘子和耐张绝缘子串数都为1，具体计算详见计算书。2.5金具的选择-72- 将杆塔、导线、避雷线和绝缘子连接起来所用的金属零件，统称为送电线路金具。送电线路金具，按性能、用途大致分为悬垂线夹、耐张线夹、联结金具、接续金具、保护金具和拉线金具等六大类金具。线夹一般与导线相配套，联结金具与线夹及绝缘子相配套，金具主要从机械强度及电气方面进行校验。常根据下列方法作金具的选用：1)根据导线及避雷线的型号和直径来选择悬垂线夹，耐张线夹及连接金具；2)根据绝缘子的机电破坏荷载确定连接金具的型号。金具一览表如下：1、直线杆塔用绝缘子串金具表2.8导线用悬垂绝缘子串用金具：件号金具名称型号数量每个质量（kg）总共质量(kg)总质量(kg)主要尺寸H(mm)1挂板Z-710.60.618.0602U型挂环U-711.01.0603球头挂环QP-710.30.6504悬式绝缘子XP-7034.613.8146×35碗头挂板W-7B11.01.0706悬垂线夹XGU-312.02.0102连接图见附图。2、耐张绝缘子串组装金具表2.9耐张绝缘子串组装材料表件号名称型号数量每个质量kg共计质量kg总质量kg主要尺寸H(mm)1U型挂环U-721.02.022.5602挂板Z-720.61.2603绝缘子XP-7044.618.4146×44QP-710.30.350-72- 球头挂环5碗头挂板W-7B11.01.0706耐张线夹NLD-212.12.1205注：连接图见附图。2.6模板曲线与室内定位2.6.1杆塔定位原则(1)应尽量少占耕地良田。(2)便于施工，检修，杆位处应质地良好。(3)对于拉线杆塔，应考虑打拉线的位置。(4)最大限度地利用杆塔强度。(5)尽量避免出现过大或过小的档距。(6)相邻档距不要相差过于悬殊。(7)尽量避免出现孤立档。2.6.2模板曲线的制作根据弧垂计算公式可见当g,值一定时，其弧垂形状相同。因此可按不同的K值，以档距为横坐标，以弧垂为纵坐标，以档距中央为坐标原点刻出一组弧垂曲线。2.6.3弧垂模板定位排杆-72- (1)直线杆塔的定位高度H=E-d(对地安全距离)-λ(绝缘子串长度)-δ(定位裕度)－h(杆塔施工基面)(2)耐张杆塔的地位高度H=E-d-δ-h综上所述，选择如下直线杆塔HD=10.5(m)耐张杆塔HD=12.5(m)表2.10导线与地面的最小距离线路经过地区线路电压（kV）35~110154~220330500±500居民区7.07.58.51416非居民区6.06.57.511(水平排列)10.5(三角排列)12.5交通困难地区5.05.56.58.5定位裕度δ的取值为档距700m以下取1.0m，大于700m及孤立档取1.5m，大跨越取2～3m。(2)根据允许的最大弧垂，估算代表档距。最大弧垂，同时可计算档距为-72- 可近似地取代表档距对平原地区取0.9，山区取0.8。(3)根据假定的，初步排定杆位。当排出一个耐张杆位后，计算实际代表档距及其对应的值。若值与值接近或相等，其误差在之内，说明排杆合适，可派下一个耐张段。否则重新排杆。2.7导线防振设计在架空线上安装防振锤是目前广泛采用的防振措施之一，防振锤的安装设计需确定防振锤的型号，安装个数和安装位置。2.7.1选取防振锤型号表2.11防振锤与架空线的配合表防振锤型号FD—1FD—2FD—3FD—4FD—5适用导、地线型号LGJ—35~50LGJ—70~95LGJ—120~150LGJ—180~240LGJ—300~400防振锤型号FD—6FG—35FG—50FG—70FG—100适用导、地线型号LGJQ—500~630GJ—35GJ—50GJ—70GJ—100选取：导线FD－5防振锤的安装个数与档距有关，档距越大，需安装的防振锤数量越多，它们之间的对应关系见表-72- 表2.12防振锤个数选择表防振锤个档距范围防振锤架空线直径个数123d＜12≤300＞300~600＞600~90012≤d≤22≤350＞350~700＞700~100022＜d＜37.1≤450＞450~800＞800~12002.7.2安装距离防振锤的安放位置应在驻波的波腹处，以便最大限度地消耗振动能量。振动波的最大半波长为(m)振动波的最大半波长为(m)式中——稳定风速的上、下限；——最低气温时导线的最大应力；——最高气温时导线的最小应力。注具体设计内容见计算书第三章。-72- 2.8杆塔头部尺寸校核2.8.1绝缘子强度校核1）两个重要参数的计算确定（取Y2~Z1，Z1~Z2两档）水平档距垂直档式中L1、L2——分别为相邻两档的档距，m；H1、H1——分别为计算悬挂点与相邻悬挂点的高差，m；σ0——代表档距所对应的应力，N/mm2；γ3——导线的覆冰比载，MPa/m。2）绝缘子（选用XP-70）的正常情况安全系数校验由公式计算K的大小，如果K〉2，则满足要求式中P——绝缘子一小时的机电荷载，N；Tmax——绝缘子串最靠近横担的一片绝缘子所受到的最大使用荷载，N。式中Gn——导线覆冰时的综合比载；Gi——绝缘子覆冰时的综合比载，N。3）事故情况下绝缘子的安全系数由公式，计算K的大小，如果K〉1.3，则满足要求-72- ∴满足要求。本设计选取档距较大,悬挂点高差相对较大的第二档和第三档为例，进行绝缘子强度的校核，均满足条件，因选取的情况是最危险的情况，则整条线路均为安全。2.8.2绝缘子串的串数选择1）悬垂绝缘子串的串数是根据最大荷载和断线情况下来选择的1）按导线最大综合荷载计算式中K1――悬式绝缘子在运行情况下的机械强度的安全系数，K1=2.0；Gn——导线覆冰时的综合比载，Ｎ；Gi——绝缘子串覆冰时的综合比载，Ｎ；T——绝缘子一小时机电荷载，N。2）按导线断线条件计算式中K2——悬式绝缘子在断线情况下的机械强度的安全系数，K2=1.3；Td——导线断线张力，Ｎ；T——绝缘子一小时机电荷载，N。-72- 经校核悬垂串数为1串。3）对于耐张绝缘子串式中K1——悬式绝缘子在运行情况下的机械强度的安全系数，K1=2.0；Tm——导线的最大使用张力，N；T——绝缘子一小时机电荷载，N；经校核耐张串的穿数为1串。2.8.3直线杆塔头尺寸的校核1、直线杆悬垂绝缘子串的风偏角ψ计算及校验1）计算风偏角悬垂绝缘子串在横线路方向的风偏角式中Gj——悬垂绝缘子的重量，N；Pj——悬垂绝缘子的风压，；A——导线的截面积；-72- Lv——校验条件下的垂直荷载；Lh——校验条件下的水平档距；v——设计采用的10分钟平均风速；c——绝缘子串的受风面积，单盘每片取0.02m2；金属零件对单导线每片取0.03m2。表2.14绝缘子风偏角的计算结果情况γ4x103（Mpa/m）γ1x103（Mpa/m）ψ(°)运行电压57.5445.5357.45内过电压18.2845.5326.71外过电压10.8345.5316.24(1)做间隙圆对风偏角进行校验具体校核详见计算书，通过校验，对正常运行、内过电压、外国电压均满足各种条件下最小间隙：表2.15各种条件下最小间隙计算条件各种电压(KV)3560110接地110不接地154220330500运行电压0.10.20.250.40.550.551.01.15内过电压0.250.50.70.81.101.452.02.5外过电压0.450.651.01.902.63.7-72- 2、导线间水平距离的校验根据我国长期进行的试验和参照国外公式，提出了当档距小于1000m时公式为：式中D——导线间水平相间距离，m；λ——悬垂绝缘子串的长度，m；U——额定电压，kV；fm——导线的最大弧垂，m。本设计选用的典型杆塔相间距离为7m，经过校验满足条件计算详见计算书。非直线杆塔的跳线风偏角ε表2.16非直线杆塔的跳线风偏角ε情况γ4x103（Mpa/m）γ1x103（Mpa/m）ε(°)运行电压57.5445.5357.45内过电压18.2845.5326.71外过电压10.8345.5316.242.9杆塔的荷载计算2.9.1承力杆塔运行情况的荷载计算条件：-72- 1)最大风无冰,相应气温,未断线；2)覆冰，相应气温，未断线；3)最低气温，无风无冰，未断线.(用于终端杆塔和转角杆)。2.9.2承力杆塔断线情况的荷载计算条件：1)在同档内断两根导线，无风无冰.；2)断一根导线，风无冰，在断线情况下,所有导线张力取导线最大使用张力的70%；3)杆塔安装情况的荷载计算条件：4)一侧装一根导线，另一根未装好，其它任何线都未装。2.9.3各类荷载的组合系数.运行情况:1.0；断线情况(包括耐张杆及220kv以上直线杆)0.9；110kv及以上直线杆0.75；安装情况0.9；2.9.4荷载的计算公式:1、转角耐张杆塔,正常情况ⅠⅡ:1)垂直荷载G=g1×A×Lv+Gj2)水平荷载PD=g4×A×Lh+2Tsin(θ/2)+Pj3)纵向荷载一般不考虑.2、转角耐张杆塔,正常情况Ⅱ:1)垂直荷载G=g1×A×Lv+Gj2)水平荷载P=2×Tsin(θ/2)3)纵向荷载一般不考虑3、转角耐张杆塔,正常情况Ⅲ:1)垂直荷载G=g1×A×LVD+GJ2)水平荷载P=2×Tsin(θ/2)-72- 1)纵向荷载一般不考虑4、转角耐张杆塔断导线1)未断相以及断线相的未断线侧垂直荷载G=g1×A×Lv+Gj2)断线相断线侧导线垂直荷载G’d=Gjd,另加Gfd；3)未断线相以及断线相的未断线侧水平荷载Pd=0.7×Tmax×sin(θ/2);Pb=0.8×Tmax×sin(θ/2);4)断线相断线侧水平荷载为0；5)断线相纵向荷载,Td=0.7Tdmax×cos(θ/2).5、转角耐张杆塔安装情况Ⅰ：1）已装导线的垂直荷载G=g1×A×LVD+GJ；2）正装导线的垂直荷载GD’=gD×AD×IVD+0.74TD+GJD+GFD，另加Gfd；3）装导线水平荷PD=g4D×AD×L/2+1.12×TD×sin(θ/2)+PJD；4）正装导线水平荷载，P1D’=g4D×AD×L/2+0.2×TD×sin(θ/2)+PJD；5）已装导线纵向荷载ΔTd=1.12(Td1-Td2)cos(θ/2)；6）正装导线纵向荷载，ΔTd’=(1.12Td1-0.2Td2)cos(θ/2)。2.9.5横担的计算设且1）上平面主材的受力：2）下平面主材的受力：3）下平面斜材的受力：对于耐张，转角杆塔，由于两侧档距不同，作用在两个挂点A、B上的荷载可能不同，故计算中取其较大者。当考虑上平面分担纵向张力的时，应按、将纵向张力分配在上下两个平面后，计算各杆内力-72- 2.9.6杆身风荷载的计算式中——风向与杆塔面相垂直时，杆塔风荷载标准值，KN；——基准风压标准值，;——风压高度系数，本设计取=1.0；——构件的体型系数，本设计为环型截面钢筋混凝土电杆，取=0.7；——杆塔风荷载调整系数，本设计取=1.0；——构件承受风压投影面积计算值m2。对于水泥杆直线杆塔2.9.7正常情况下内力的计算1、杆身任意截面X-X处的弯距和剪力计算1）弯矩KN·m2）剪力KN式中m；——X-X截面至杆身风压合力作用点的高度，m；m——由挠度产生的附加弯矩系数取0.15。-72- 2、杆身弯矩，一般计算A点、B点和根部固定处C点，主杆分段处以及杆内抽筋处的弯矩，相应截面的剪力，用以计算钢箍或螺旋钢筋。2.9.8内力的计算1)在横向荷载作用下的计算假定两组拉线个承受1/2，则各拉线受力为2)在纵向和横向荷载联合作用下的计算。假定横向荷载由两组拉线平均分担，纵向荷载则按简支反力RA、RB分配在A、B两点，则：1)当时T4=T0+T1=2)当时T1=0——拉线对地夹角计算T2T3是可将RA换成RB。当四根拉线内力都算出来后，需检查杆塔是否回向P-72- 相反的方向倾倒如果表示杆塔将向P相反的方向倾倒，此时杆塔必须设置反向拉线。2.9.9压弯构件的强度校验拉线点以下任一截面的承载力应满足式中Mlx——作用于拉线点以上的外力在计算截面产生的弯矩；Mx——拉线点以下作用于杆段上的外力在计算截面产生的弯矩；Fx——计算截面处杆身总增大的代数和；N——计算截面处的轴向压力；Mu——构件的受弯承载力的设计值。2.10基础的稳定性设计2.10.1拉线盘埋深3.0m.规格为0.4×0.8×0.2的钢筋.混凝土拉线盘配筋5φ。混凝土等级为C30。2.10.2底盘规格:1×1×0.22.配筋3φ4。盘规格参考<<设计手册>>P598页表.。2.10.3地基压力计算1)基础地面的压力P(kN/M2)P=N+Qf+Go/A式中N——作用与基础的顶面的设计轴心下压力(KN)；Qf——基础自重力((kn)；Go——基础底板正上方土的重力；A——基础底板的计算面积(m^2)；圆形A=0.25*π*D^2；方形A=B^2。2)地基土的容许承载应力-72- R=®+Mb×γb×(B-3.0)+Mh×γt×(h-1.5)式中®——地基土的基本容许承载应力；B——基础底面宽度，矩形底面取短边圆形底面取spr(A)（A为底面积)；H——基础埋深；γt。Γt——基础底面以下土的天然容重和基础底面以上土的加权平均重；Mh.Mh——修正系数。注：设计的具体内容详见计算-72- 3计算书3.1导线应力弧垂计算各种气象条件情况下的应力弧垂计算L<97.26时，控制条件为C控，即最低气温作为控制用气象条件，最低气温时的应力g1=95.09MPa，t=-20，控制比载0.03113，/，温彭系数20.5*10-6，弹性系数65000。L97.26m时，控制条件为A控，即年均气温作为控制用气象条件，年均气温是的应力g1=59.43MPa，t=10，控制比载0.03113，温彭系数20.5*10-6，弹性系数65000。以最低气温气象条件为例，此时的气象条件为：t=-20，控制比载0.03113。导线应力弧垂数-72- 计算导线应力弧垂中的A,B值-72- 3.2绝缘子的选择=1.9×35/30×1=2.2∴取3片绝缘子。=1.1×4.0×20.207×=125.74(kV)绝缘子片数为：125.74/45=2.741片。∴取3片绝缘子。3.3金具的选择将杆塔、导线、避雷线和绝缘子连接起来所用的金属零件，统称为送电线路金具。送电线路金具，按性能、用途大致分为悬垂线夹、耐张线夹、联结金具、接续金具、保护金具和拉线金具等六大类金具。线夹一般与导线相配套，联结金具与线夹及绝缘子相配套，金具主要从机械强度及电气方面进行校验。具体选择方法请见说明书。3.4排杆定位在已经选好的线路上，进行定线、断面测绘，在纵面图上配置杆塔的位置称为定位。是设计工作中一项重要的工作，杆的位置安排的是否经济合理，直接关系到线路的造价和施工、运行的方便与安全。因此杆塔定位应引起足够的重视。3.4.1杆塔的定位原则请见说明书。3.4.2杆塔定位高度-72- 杆塔的高度主要是根据导线对地面的允许距离决定的最大弧垂曲线模版。直线杆塔HD=H－λ－[h]－Δh非直线杆塔HD=H－[h]－Δh式中HD——杆塔定位高度；H——杆塔呼称高；λ——悬垂绝缘子串长；[h]——导线在最大弧垂时，导线到地面、水面及被跨越物的安全距离；Δh——考虑各种误差而采取的定位裕度。∴杆塔的定位高度为直线杆塔HD=12.9－1.038－7－1=3.262(m)非直线杆塔HD=12.9－7－1=4.9(m)由于设计的线路段有大跨越段，所以按要求适当加高6m，则直线杆塔HD=10.5(m)。非直线杆塔HD=12.5(m)。3.4.3K值的确定与弧垂模板的制作(1)最大弧垂的确定35kV格塘线架空送电线路，最大弧垂出现在最高气温时。杆塔定位的主要要求是使导线任一点在任何情况下必须保证对地安全距离(即限距)。当直线杆塔高度和导线对地安全距离已知时，即可用下式算出最大允许的弧垂-72- 式中H——杆塔的呼称高度；去——悬垂绝缘子串长度；——导线对地安全距离(m)，由规程查得；——限距裕度，考虑到勘测设计及施工中造成的误差，定位时预留的度。∴(m)用查导线应力弧垂曲线（见附录），可查得=215(m)，此档距称为计算档距。取（0.8~0.9）倍的计算档距（平地线路取计算档距0.9倍，山地约为0.8~0.85倍），0.9=193.5(m)，用此假想的代表档距在弧垂应力曲线上查出最大弧垂时的导线应力=44.911(Mpa)。(2)最大弧垂模板的绘制直线杆塔的室内定位，是根据不同档距的最大弧垂绘制成的模板排定的。用最大弧垂绘制的模板，称为最大弧垂模板，简称最大弧垂模板。导线弧垂按抛物线方程计算，即令纵坐标y=f横坐标x=，常数，则上式为式中g——最大弧垂时的导线比载，若最高气温出现最大弧垂；若覆冰无风时最大弧垂，；——最大弧垂时的导线应力；l——档距(m)。K=0.03113/(844.911)=8.664y=9.07按平断面图相同比例尺画出该抛物线曲线，此曲线即为最大弧垂模板曲线。(3)模板的制作及用最大弧垂模板排定杆塔位置-72- 取LD=215m，K1=8.664由K1制作模板曲线y=8.664X2表3.12弧垂模板参数X50100150200250300400450500Y0.2160.86641.94943.46565.4157.797613.8617.5421.66图3.1弧垂模板参数图3.4.4排杆定位(1)第一耐张段LD=160(m)查得：=42.05(Mpa)K’==9.25|K’－K|=|9.25－8.664|=0.586该模板定位不符合要求。(2)第二耐张段LD==227.36(m)查得：=45.67(Mpa)K’==8.52|K’－K|=|8.52－8.664|=0.144该模板定位不符合要求。(3)第三耐张段LD=205.2(m)查得：=44.297(Mpa)-72- K’==8.784|K’－K|=|8.784－8.664|=0.084该模板定位符合要求。(4)第四耐张段LD==160(m)查得：=42.05(Mpa)K’==9.25|K’－K|=9.25－8.664|=0。586该模板定位不符合要求。(5)第五耐张段LD==199.96(m)查得：=43.90(Mpa)K’==8.86|K’－K|=|8.86－8.664|=0.164该模板定位符合要求。(6)第六耐张段LD==213.6(m)查得：=44.82(Mpa)K’==8.68|K’－K|=|8.68－8.664|=0.016该模板定位符合要求。(7)第七耐张段LD==233.6(m)查得：=46.05(Mpa)K’==8.448|K’－K|=|8.448－8.664|=0.216该模板定位不符合要求。-72- (8)第八耐张段LD==252.26(m)查得：=47.18(Mpa)K’==8.247|K’－K|=|8.247－8.664|=0.417该模板定位不符合要求。(9)第九耐张段LD==255(m)查得：=47.3(Mpa)K’==8.226|K’－K|=|8.226－8.664|=0.438该模板定位不符合要求。(9)第九耐张段LD==227.5(m)查得：=45.68(Mpa)K’==8.52|K’－K|=|8.52－8.664|=0.114该模板定位不符合要求。(10)第十耐张段LD==260(m)查得：=47.526(Mpa)K’==8.188|K’－K|=|8.188－8.664|=0.476该模板定位不符合要求。排杆定位图见图纸-72- 3.5杆头尺寸及定位校验3.5.1杆头尺寸校验杆塔设计应作到安全、经济、美观。杆塔头部尺寸的决定是否得当，是杆塔结构设计经济、合理的重要因素之一。如果杆塔头部设计过大，在导线出现不平衡张力(如断线、不均匀覆冰或脱冰等)时，会增加塔身的扭矩以及对横担的弯矩。避雷线支架设计的过高会增大塔身的弯矩，加大使用材料规格，浪费材料。同时使线路走廊宽度增大；电磁污染环境加大。如果杆塔头部尺寸设计的过小，又会对线路安全运行以及带电检修等带来不便等。由于以上原因，应周密考虑杆塔头部尺寸的设计，设计时主要决定以下电气方面的要求。这些要求可以从两个方面来满足，几档距中各种线间距离的验算和杆塔头部各种安全间隙的检查。直线杆以Z2为例。1、绝缘子串的风偏角ψ对采用悬式绝缘子串的直线杆塔，应保证在各种运行情况下（外过电压、内过电压、正常工作电压、带电作业），绝缘子串与杆塔构件间保证必要的空气间隙。所以应用绝缘子串的摇摆角校验是否满足要求。摇摆角公式：ψ=arctg式中ψ——四种计算情况下相应的最大允许摇摆角，（°）；PJ、GJ——绝缘子串所受风力及自重力，（N）；A——导线截面面积，mm2；——防振锤的重量，N。水平档距Lh===220（m）垂直档距LV==190（m）2、悬垂绝缘子串的风偏角1)正常工作电压（运行电压）时V=25m/s-72- ψ==55.4°1)外过电压时V=10m/sψ==12°2)内过电压时V=15m/sψ==25.7°3)带电作业时V=10m/s同内过电压ψ=15.83°3、对非直线杆塔风偏角的计算校验运行风压情况下：55.4°外过电压情况下：12°内过电压情况下：25.7°带电作业情况下：15.83°35KV带电部分不考虑带电作业时操作人员需要停留的工作部位的活动范围3.5.2杆塔外形尺寸校验1、杆塔外形尺寸校验的基本要求1)确定杆塔高度时，应满足导线对地对跨越物的距离要求。2)在内过电压、大气过电压、正常运行电压时，相导线之间及各相导线与杆塔接地部分的安全距离。3)大气过电压时导线避雷线在档距中央的接近距离不小于（0.012L+1）。-72- 1)档距中，各相导线间距离满足线间距离要求。2)导线挂线与地线挂点的位置满足要求。3)适当考虑带电作业距离要求。2、导线线间距离校验由式中——导线等效水平间距，m；——导线间水平投影距离，即水平偏移，m；——导线间垂直投影距离，m；=6.88(m)又D=0.4λ+式中D——导线的最小水平线间距离，m；λ——悬垂绝缘子串长度，m；U——线路的电压等级，kV；fmax——导线的最大弧垂，m。D=0.4λ+=0.4=1.43(m)≤符合条件3.5.3档距中央绝缘配合及最大档距的选取杆塔最大使用档距的选取又式中D——导线水平线间距离和等效水平线间距离中的最小值，m；λ——悬垂绝缘子串长度，m；-72- U——线路的电压等级，KV。3.6导线的防振设计张紧在空中的导线或避雷线，由于受到各种因数的影响，而引起的导线振动。随着实践经验的积累，理论研究的不断深入，出现了许多种防振措施：安装护线条、防振锤、阻尼线等，由于防振锤是目前送电线路上广泛采用的一种积极的防振措施，其可将振动的振幅降低到没有危险的范围内。对于减落或消除线路振动危险效果很显著。本设计考虑用防振锤。3.6.1防振锤型号的选择根据导线型号LGJ—300/25，选择防振锤型号为：FD—53.6.2防振锤个数的确定取J2~J3耐张段为例选取表3.14防振锤个数选择防振锤个数档距范围导线避雷线线径123d<12<300>300～600>600～90012350～700>700～1000d>22～37.1<400>450～800>800～1200各档防振锤选择结果如下表3.15防振锤选择结果-72- 档距245320310260195228导线111111避雷线1221113.6.3防振锤的安装距离b的确定式中d——电线直径；Tm——导线的最大张力；Tn——导线的最小张力；Vm——最大起振风速；Vn——最大起振风速。(1)导线防振锤以第二耐张段为例，lD＝227.36(m)，查导线应力图得σm＝82.34(m)σn＝45.67(m)Vm=0.087*12.9+3=4.1233＝6.05（m)＝0.4507(m)-72- ∴b＝＝＝0.4194(m)3.7耐张杆强度及基础稳定计算3.7.1耐张转角杆强度设计取耐张杆J2为例，由于本设计是35kV线路，只有进线段一两公里架设避雷线，J2的送电段有避雷线，受电段无避雷线1、各种气象条件下的荷载计算正常情况Ⅰ（最大风速，V=25m/s）1）垂直荷载耐张绝缘子串及金具重量GJD=22.5×9.8=220.5NG1D=g1DADIVD1+GJD=45.53×10-3×80.32×175.86/2+220.5=542.06NG2D=45.53×10-3×80.32×117.5+220.5=650.19N2）水平荷载绝缘子串及金具所受风荷载PJD=9.81×(0.02×4+0.03)×302/16=60.699NT1D=×A=127.9×80.32=10272.93NT2D=×A=125.3×80.32=10064.10NPD=g4D×AD×L/2+TDsin(θ/2)+PjDP1D=57.54×10-3×80.32×235/2+10272.93×sin(29.415/2)+60.699=3211.88NP2D=57.54×10-3×80.32×175.86/2+10064.10×sin(29.415/2)+60.699=3022.20N3）纵向荷载-72- ΔTD=（T1D—T2D）×cos(θ/2)=(3211.88—3022.20)×cos(29.415/2)=183.47N2、正常情况Ⅱ（覆冰有风、V=10m/s）1）垂直荷载G1D=1.1×288.12=316.932NG1D=g3D×AD×IVD1+GJD=74.18×10-3×80.32×(-73.131)+316.932=—118.79NG2D=g3D×AD×IVD2+GJD=74.18×10-3×80.32×37.52+316.932=540.48N2）水平荷载绝缘子串及金具所受风荷载PJD=9.81×1.1×0.11×102/16=7.4188NPD=g5D×AD×L/2+TDsin(θ/2)+PjDP1D=20.17×10-3×80.32×235/2+10272.93×sin(29.415/2)+7.4188=2805.91NP2D=20.17×10-3×80.32×175.86/2+10064.10×sin(29.415/2)+7.4188=2704.98N3）纵向荷载ΔTD=（T1D—T2D）×cos(θ/2)=183.47N3、常情况Ⅲ（最低气温、无冰、无风）1）垂直荷载GJD=220.5NG1D=g1D×AD×IVD1+GJD=45.53×10-3×80.32×40.296+220.5=367.86NG2D=g2D×AD×IVD2+GJD=45.53×10-3×80.32×89.975+220.5=549.54N-72- 2）水平荷载因无风，所以只有角度荷载PD=TDsin(θ/2)P1D=10272.93×sin(29.415/2)=2608.14NP2D=10064.10×sin(29.415/2)=2555.12N3）纵向荷载ΔTD=（T1D—T2D）×cos(θ/2)4、断线情况（断两相导线）荷载计算时应乘以荷载事故组合系数0.751）垂直荷载a）、正常相G1D=0.75×（g1D×AD×IVD1+GJD）=0.75×367.86=275.90NG2D=0.75×（g1D×AD×IVD2+GJD）=0.75×549.54=412.16NG1B=0.75×138.9=104.175Nb)、断线相,一般考虑导线在线夹处断线，故只有绝缘子及金具重量GD’=0.75×GJD=0.75×220.5=165.34N2)、水平荷载a）、正常相因无风故只有角度荷载TDmax=T/k=42620/2.5=17048NPD1=PD2=0.75×(0.7×TDmax×sin(θ/2))=0.75×0.7×17048×sin(29.415/2)=2272.317Nb）、断线相PD=03)、纵向荷载未断线相由于导线和避雷线张力均按最大使用张力的百分数取值，所以张力相等，而无张力差，断线相张力TD为断线张力在顺线方向，即垂直横担方向的分力。TD=0.75×0.7×TDmax×cos(θ/2)-72- =0.75×0.7×17048×cos(29.415/2)=8656.94N5、情况（安装一侧一相导线，另两相导线已装，另一侧都未装，锚塔的情况）1）垂直荷载G1D=0.9×(g1D×AD×LVD1+GJD)=0.9×(45.53×10-3×80.32×46.625+288.12)=412.76N2）水平荷载T1D=9218.521NT2D=9121.825NPJD=9.81×0.11×102/16=6.744N安装导线补偿初伸长增加的张力为12%，则水平荷载为P1D=0.9×(g4D×AD×L1/2+1.12×T1D×sin(θ/2)+PJD)=0.9×(57.54×10-3×80.32×235/2+1.12×10272.93×sin(29.415/2)+6.744)=3123.81N正在安装的导线，不仅应考虑初伸长（1.12），还应考虑过牵引（1.1）及冲击因数（1.2）的影响水平荷载为P1D’=0.9×(g4D×AD×L1/2+1.48×T1DN×sin(θ/2)+PJD)=0.9×(57.54×10-3×80.32×235/2+1.48×10272.93×sin(29.415/2)+6.744)=3968.85N3）纵向荷载a)、已装导线及避雷线的纵向荷载：TD1=0.9×1.12×T1D×cos(θ/2)=0.9×1.12×5990.7×cos(29.415/2)=5736.69Nb)、正安装导线纵向荷载TD1’=0.9×1.48×T1DN×cos(θ/2)=0.9×1.48×5826.1×cos(29.415)/2-72- =7372.35N3.7.2耐张杆强度校验杆塔外型尺寸。（见附录—3）该杆标准呼称高为9.9米，转角为29.4150。导线拉线为横担水平夹角650，对地夹角450，拉线盘埋深为2.0米。电杆混凝土强度等级为C30，钢取为A3F，其它钢亦为3号热扎钢或钢筋。3.7.3导线的拉线设计由拉线盘埋深到拉线点的高度H=12+2.0=14导线拉线与横担的夹角为45度，’＝arctg16/12=48.80导线拉线＝650sin65=0.906cos65=0.423ctg65=0.466:β=450sin45=0.707地线拉线’=650　sin65=0.906β’＝48.80cos48.8=0.6591、导线拉线1)运行情况:q=cv2d/1600=0.6×252×0.3/1600=0.0703KN/m因只有无避雷线，运行情况导线拉线只承受导线的作用力Rx=ΣMc/h=2×14298.9+14298.894×14.25/12+(101×15×15/2)/12=55345.639N==97158.976N选拉线GJ—135（37股）K=2.2-72- [N]=98863.6N>97158.976N符合要求。1)断线情况经分析比较，转角杆在事故断线情况的受力，以断中上导线和对应下导线最严重Rx=7680.728+3840.364+3840.364×14.25/12+3619.335×16/12+（101×15×15/2）/12=21854.179NＲy=6266.905+6266.905×14.25/12=13708.855NTmax=m=1.05=47259.315N选GJ—135，[N]=98863.6N>47259.315N所以导线拉线由断线情况控制，最终选GJ—135。2)电杆计算根据荷载比较可知，受力为运行情况最大风控制2、对拉线点以上杆段导线拉线点以上杆段地线张力与地线拉线平衡，上段杆短不考虑挠度影响，仍按弯构件进行计算，弯矩为Mb=1.1×（6615.7798×4+101×32/2）=29609.381N·m3、拉线点下的杆段按压弯构件进行计算垂直压力计算：电气荷重为：N1=138.9+3×390.061+596.161×3=3097.566N结构自重为：N1=1560（地线横担）+2100（导线横担）+10000(电杆高)=13660N4、拉线压力为：N3=2×97158.976×cosβ+2×17664.76×cosβ’=137382.792NΣN=3097.566+13660+137382.792=154140.358N5、电杆刚度计算1)先假定配筋14φ14：Ag=2142mm2，R0=240Mpa，Eg=2.1×105Mpa2)混凝土强度等级C30：Rw=22Mpa，Eh=3.0×104Mpa，Ah=39200mm23)电杆内径300mm-72- 3ημ=3×Ag×Eg/(Ah×Eh)=3×2142×2.1×105/(39200×3.0×104)=1.031)纵向钢筋所在圆的半径rg=(200+100)/2=125查得系数β=0.84Bd=βEgAgr2g=0.84×2.1×105×2142×1252=5.92×102Nmm22)电杆的计算高度l0=0.7×12.9=8.4m临界压力NL=1.2π2×Bd/l20=3.142×1.2×5.92×1012/(8.4×103)2=9.927×105N3)跨越绕度及跨中弯矩计算4)风压引起的跨中绕度及弯矩为f1=5ql4/（384×1.2Bd）=5×0.101×8.44×1012/（384×1.2×5.92×1012）=0.9216mmMq=ql2/8=0.101×122/8=1.818KN·m5)端弯矩M1所引起的跨中绕度及弯矩为fq=Mbl2/(16×1.2Bd)=29609.381×103×122×106/(16×1.2×5.92×1012)=37.512mmMb=29690.381KNm6)拉线偏心弯矩引起的跨中绕度为偏心距：e=200×cos65=84.6mm拉线垂直压力N3=137382.792NMe=137382.792×84.6×10-3=11622.5842N·mf3=Mel2/(16×1.2Bd)=11622.5842×103×142×106/(16×1.2×5.92×1012)=20.11mm则制造安装初绕度为f=2l/1000=2×12000/1000=24mm7)偏心矩增大系数η=1/(1—K×N/NL)=1/(1—1.7×154140.358/(4.864×105))=2.168ΣM=—1.818+29.609—11.623=16.168KN·mΣf=—0.9216+37.512—20.11±24=40.4804或（7.5196）Mj=k×ΣM+k×N×η×Σf=1.7×16.1688+1.7×154.140×2.168×0.0405=50.495KN·m-72- 选A3F，14φ14截面强度计算=（22×39200+2×240×2142）×125×0.946/3.14=71.2KN·m>50.495KN·m满足要求3.7.4导线横担计算经荷载图比较，横担受力由断线检修情况控制如图，1、主材计算1)假定主材L70×6b=608—40=568mmN1=5906.218×1.214/0.568=12623.5NN2=(2402.89+1000/2+1500/2×2/1.2=5619.83NN3=3840.364NΣN=12623.5+5619.83+3840.364=22083.7NM=PL/4=1000×2/4=500N·m2)主材L70×6的相关数据：A=815mm2Wmax=7431mm3Rx=21.5mml0=1290mmλ=1290/21.5=60查得稳定系数φ=0.86钢材抗拉应力σ=（ΣN/(ΨA)+ΣM/Wx）=(22083.7/(0.86×815)+500000/7431)=131.96Mpa<160Mpa∴满足安全2、斜材计算=0.86-72- N=7922.954×0.86/0.608=11204.7NM=PL/4=1000×0.86/4=215N·mσ=ΣN/(0.75ΨA)+ΣM/Wx=11204.7/(0.75×0.86×815)+215000/7431=50.247Mpa<160Mpa3.7.5基础设计由于耐张杆为带拉线的耐张杆，因此，在底盘设计中只考虑下压，而不考虑抗倾覆。下压力ΣN=171.169KN1、电杆基础的下压稳定计算1)地基土的容许承载应力为R的计算土的计算容重γ=16KN/m3基础宽B<3.0mh=1.5m根据已知地质条件，查表得地基的基本容许承载应力[R]=230KN/m2当基础宽小于3.0m，或埋深小于1.5m时，分别按3.0m，1.5m算R=[R]+mb×rb×(B—3.0)+mh×rt×(h—1.5)=230+1.5×16×（2—1.5）KN/m=242KN/m2)电杆对地基压力。取底盘：长=宽=1m底盘上土宽G0=(1×1×2—2×0.3×/4)×16=24.50KNF=(ΣN+G0)/A=(171.169+24.50)/12=171.120KN/mm2F<1.2×242KN/mm2∴符合要求2、电杆底盘配筋计1)底盘规则：长=1m：宽=1m：厚=0.22m如图作用于底盘上的应力-72- σ0==171.120KN/mm21)底盘截面的弯矩MⅠ=σ1/24×(b—b1)2×(2a+a1)=171.120/24×(1—0.4)2(1×1+0.4)=6.152KNmMⅡ=σ2/24(a—a1)2×(2b+b1)=171.120/24×(2—0.4)2(2×2+0.4)=6.152KNm2)底盘配筋一般按单筋截面考虑，垂直MⅠ与MⅡ和截面上部纵向受压钢筋截面积。AgⅠ=K4×MⅠ/(0.875×h0×Rg)=1.7×6.162×103/(0.875×0.9×0.22×240)=251.93mm2AgⅡ=K4×MⅡ/(0.875×ho×Rg)=1.7×6.162×103/(0.875×0.9×0.22×240)=251.93mm2按构造要求，钢筋直径不小于8mm，间距不大于200mm，可适当选用∴Ⅰ—Ⅰ截面和Ⅱ—Ⅱ截面选用8φ8Ag=401.92mm2满足强度要求3、拉线盘计算1)拉线上拔力由运行情况控制Tmax=97158.976×0.707=68691.4N选拉线盘规格0.9×1.8×0.25埋深=2m2)拉线盘上拔稳定计算石材拉线盘重力查表设计手册p598可=695×9.8=6811N查表设计手册p558得Vt=7.25m3则拉线盘垂直平分面内的拉线拉力为T=(Vtγ0/k1+/k2)/sin=(7.25×16/2.5+6.811/1.5)/sin45=72.041KN>68.691KN∴符合要求-72- 1)拉线盘配筋,如图（3-6-20）拉线盘上压应力q=68.691/(1.8×0.9)=42.402KN/mm2)截面弯矩e1=0.45+1/5×0.45=0.54e2=2/3×0.45=0.3MⅠ=Q1e1=qs1e1=42.402×(0.45×0.45+0.9/2×0.45)×0.5=8.586KNmMⅡ=Q2e2=qs2e2=42.402×(0.9/2×0.45)×0.5=4.293KNm则AgⅠ=k4/(0.875×ho×Rg)=1.7×8.586×103/(0.875×0.9×0.22×240)=351.06mm2AgⅠ=k4/(0.875×ho×Rg)=1.7×4.293×103/(0.875×0.9×0.22×240)=175.53mm2故截面配筋为Ⅰ—Ⅰ截面选9φ8A=452.16mm2>351.06mm2Ⅱ—Ⅱ截面选6φ8A=301.44mm2>175.53m-72- 4本章小结本设计到此已经基本结束，根据要求规定的大部分内容已经完成，在本段线路工程设计中电压等级为35kV按照电气性能和经济性能等多方面综合考虑导线型号选为单根钢芯铝绞线：LGJ—300/25；直线杆塔选用35kV无避雷线门型电杆，耐张杆选用35kV带拉线水泥预应力电杆，杆塔选择3片绝缘子，在经过荷载计算，符合相关要求。基础型式根据地质和地形情况，保证基础能承受一定的下压力和倾覆力；金具、绝缘子型号选择及配合均参照金具手册选用，经计算满足要求。防振设计在说明书中有具体叙述。在计算导线弧垂的时候，编写了计算机程序进行计算，从而减少了工作量，确保了数据的准确性。导线应力弧垂图，杆塔塔型图，金具联接图，杆塔荷载图均利用计算机CAD绘图制作，比手绘的图纸更加美观和准确。在设计中我感觉到我们的排杆定位工作完全靠手工完成。且不说制作的弧垂模板的质量和精确性如何，就是在排感定位中也经常出现模板没放正等问题。线路设计部分中包括排杆定位、基础设计在内的相关设计均严格有关规程进行，在基础施工方案设计部分中参照具体基础工程施工实例进行设计，所以本工程设计基本上和实际工程设计流程相符合，达到了设计目的。-72- 谢辞本次设计得到了窦书星老师的悉心指导才得以完成，老师学识渊博、工作认真负责，在设计上给予了很大的帮助。另外，四年大学生涯期间得到输配电教研室张芙蓉老师、倪良华老师、黄宵宁老师等各位老师传授的知识使我能够顺利完成此次设计，在此，对各位老师表示由衷的谢忱！最后，感谢在本次设计中给予我很多帮助的同学，谨向他们表示深深的谢意。-72- 参考文献[1]东北电力设计院.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京：水利水电出版社,1991.[2]陈祥和,田启华.输电杆塔设计[M].北京:中国三峡出版社,2000.10.[3]张芙蓉,倪良华.电气工程专业毕业设计指南输配电分册[M].北京:中国水利水电出版社2003.[4]孟遂明,李光辉.架空输电线路设计[M].南京工程学院,2005.08.[5]曾宪凡.高压架空线路设计基础[M].北京：水利水电出版社,1995.[6]周必光,谢延梅.火电厂专业英语[M].武汉:武汉大学出版社,2005.9.[7]胡定超.10~500kV架空电力线路杆塔[M].成都：四川科技科学出版社,1995.[8]周振山.高压架空送电线路机械计算[M].北京：水利电力出版社,1987.[9]上海电力公司.35kV及以上典型线路杆型装置图[M].上海:上海电力出版社,2003.[10]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京:中国电力出版社,2000.[11]J.P.DenHartog.Transmissionlinevibrationduetosleet[M].TransactionA.I.E.E.1932.12.[12]O.Nigol,D.G.Harvard.Controloftorsionallyinducedconductorgallopingwithdetuningpenduluns[M]IEEEPaperA78125-7-72- 附录1：外文资料翻译A1.1提供农村电力供应路线的新方法（中文翻译）摘要：文章用于说明新的方法，用额外的高压直流输电线路作为靠近农村和城市社区电源线路，除了国家批量传输的和国家点指向散装的传输的线路。索引目录有发电，电动传动装置，高压直流输电，VSC，水电，农村用电。I.简介在世界上的能源消费的增长，远距离能源资源越来越被需要..使用可再生资源，如水电，风电和太阳通常是不可能不使用电动传输，因为这些资源，至少新的，是通常位于较远的地方。在许多情况下，需要大容量电力传输去其他地方伴随着比较小的损耗。特别是当高压直流输电是没有很明显的供电沿导线。本文将介绍这些的大容量电源传输的状态转让和如何沿线路供应分配给那些生活用电。II.交流输电交流是迄今为止最常用的方式传输电能，非常早期就有了在电工学发展的历史上。典型的行动，以使交流更适合于传输电源使用的线路的串联补偿。这工作在上电时传输从一个点到相当良好另一个，但通常是不使用内部meshed.net。在发展中国家，交流被用来构建网格正如在其他国家，而且在一定程度上用于传输的功率从遥远的发电来源。如果任务是将权力移交给很远的地方，有设计的系统是稳定的，将生存上的故障交流线路。交流线具有相当高的功率处理能力，如果他们短。的能力取决于电压和热导体评级。更长的线路有较高的阻抗降低电力传输能力。见方程有源功率转移P=U1⋅U2⋅sin(δ)X-72- 其中，P是有功功率，U1和U2的电压在每个三角形的两个端部之间的相位角的线，结束和X的线路阻抗。该图显示了一个交流的传输能力用50％的补偿和30的传输线终端之间的度角。当导线被加载下面的SIL（波阻抗负载）会产生无功功率和电压可能会变得非常如果并联补偿不会被添加。如果该行是加载以上SIL，它会消耗无功功率和电压可能会变得过低。从可靠性的角度来看，有必要建立交流输电部分与两个串联和并联补偿以及各部分之间的互连为了保证全功率可以发送所有的时间。III。高压直流输电HVDC目前使用的用于传输的功率高达3000万千瓦每极，电压高达+/-600千伏。发育组建完成的800千伏特高压直流传输大容量电源至少6000万千瓦每极。A.系统方面由转换的交流到直流的整流器，DC传输站，在直流双极线路传输功率和在换流站交流电源转换回。从系统的角度来看，直流传输长的距离。整流器和逆变器站可以控制非常快速并且从而控制电源的电流和电压。的发送和接收之间的相位角差结束是没有意义的，如果只连接直流。还异步网络可以连接而不会引起任何问题如dc没有相位角和不依赖于的频率。干扰在发送端一代丢失和频率变动不会影响直流输电。B.配置技术难题现在的高压直流输电最高电压为600千伏。伊泰普委托项目，超过20年前，有两个bipoles+/-600千伏和传输6300MW的距离超过800公里。800千伏特高压直流要求发展以下设备：变压器，变压器套管，阀厅穿墙套管，晶闸管阀，避雷器，分压器，直流滤波电容器，支持绝缘子。发展已经持续了几年，因为在ABB和所有的设备已经暴露在800千伏设计，制造和测试。给出了一些示例，如下：1）变压器原型一个简化的变压器样机的制造，包括所有的800千伏换流变压器的绝缘细节。这种初步测试的变压器原型到目前为止，包括：•直流耐压1250千伏•AC承受900千伏-72- 2）变压器套管最高的6脉冲变压器套管的原型组已经产生。套管已通过所有类型和例行试验，包括：•直流耐压1450千伏•交流承受1050千伏3）穿墙套管此外，穿墙套管的设计是基于成熟的用于最近的装置的设计，是在500千伏。除了电气要求的长度的壁衬套，18米，图4中，一直是一个机械的挑战。然而，所有的电气和机械的类型和例行试验已成功地通过了。此外，抗震耐压一直通过计算验证。设计和制造800千伏墙套管完成，并且完成的套管被安装在800千伏的测试电路，包括：•直流耐压1250千伏•AC承受910千伏4）长期试验站作为最后一个证明一切半年工作的长期测试站所有的设备都在855千伏测试在已建成至少半年C.发展现状目前的状况是，800千伏现已全面发展，可用于商业变速器。D.站点的设计800千伏特高压直流输电功率为6000兆瓦它在设计重要的是设计的站，因此，一个单一的关键组成部分的结果的故障中的损失，只有一小部分的功率。下图显示了一个站，4个电源块。这可以通过使用配置：1.极，每个磁极由两个系列连接的组2.极分别由两个平行的布局IV直流和交流的成本与传输6000MW的成本作了比较，距离超过3500公里，交流和直流。图显示了站，线和损失的成本功能的线路损耗。由此，能够看到这线损提供了最低的总成本。可以蜜蜂800千伏特高压直流最低的整体成本和在线路的损失最低。V.提供路径电源-72- 交流和直流结合如上面所提到的主要缺点HVDC是的沿线攻电源的成本高。然而，一个特高压直流输电并联相结合的低电压交流网络可以在许多情况下是最佳的的解决方案。这可以给这两个低的成本和高的灵活性提供客户沿线。VI。高压直流输电批量传输HVDC攻一直被视为相当昂贵的。的原因是，使用攻丝站相同类型作为主变速器逆变器将成本几乎大图逆变器相同。馈入网络，而无需自己这一代人将需要同步电机。然而，使用电压源换流器的攻丝站小得多站可以建立与影响上的主变速器将是非常小的。有没有必要在网络产生VSC转换器创建自己的电压。-72- A1.2AnovelapproachtoprovidingonroutepowersuppliestoruralandurbancommunitiesincloseproximitytotheextrahighvoltageDCtransmissionline（外文资料）Abstract—ArticleonanovelapproachtoprovidingonroutepowersuppliestoruralandurbancommunitiesincloseproximitytotheextrahighvoltageDCtransmissionline;inadditiontoonroutecountrybulktransfersandcountrypointtopointbulktransfers.IndexTerms—Electricgeneration,electrictransmission,HVDC,VSC,hydropower,ruralelectricityI.INTRODUCTIONTheenergyconsumptionintheworldisgrowingandfardistanceenergyresourcesareneeded.Useofrenewableresourcessuchashydropower,windandsunisnormallynotpossiblewithouttheuseofelectrictransmissionsincetheseresources,atleastnewones,arenormallylocatedfaraway.Inmanycasesthereisaneedtotransferbulkpowerthroughareaswithcomparativelylittleconsumption.EspeciallywhenHVDCisuseditisnotobvioushowtosupplypoweralongtheroute.Thispaperwilldescribethestateoftheartofbulkpowertransferandhowsupplycanbearrangedtothoselivingalongtheline.II.ACTRANSMISSIONACisbyfarthemostusedwayoftransmittingelectricpowerandhasbeensosinceveryearlyinthedevelopmentoftheelectrotechnology.Typicalactiontomakeacmoresuitablefortransmissionofpoweristouseseriescompensationofthelines.Thisworksquitewell-72- whenthepoweristransmittedfromonepointtoanother,butisnormallynotusedinsideameshed.net.Indevelopingcountriesacisusedtobuildgridsasinothercountriesbutalsotoacertainextentfortransmissionofpowerfromdistantgenerationsources.Ifthetaskistotransferpowertofarawayplacesonehastodesignthesystemthatarestableandwillsurvivefaultsontheaclines.AClineshavequitehighpowerhandlingcapabilityiftheyareshort.Thecapabilitydependsonthevoltageandthethermalratingoftheconductors.Longerlineshavehigherimpedanceandthisreducethepowertransfercapability.Seetheequationfortransferofactivepower:P=U1⋅U2⋅sin(δ)XwherePistheactivepower,U1andU2thevoltageineachendoftheline,deltathephaseanglebetweenthetwoendsandXthelineimpedance.Thefigureshowstransmissioncapabilityofoneactransmissionlinewith50percentcompensationand30degreesanglebetweentheterminals.WhenalineisloadedbelowSIL(SurgeImpedanceloading)itwillproducereactivepowerandthevoltagemightgettoohighifshuntcompensationisnotadded.IfthelineisloadedaboveSILitwillconsumereactivepowerandthevoltagemightbecometoolow.Fromareliabilitypointofviewitisnecessarytobuildactransmissioninsectionswithbothseriesandshuntcompensationaswellasinterconnectionbetweenthesectionsinordertoassurethatthefullpowercanbetransmittedallthetime.III.HVDCTRANSMISSIONHVDCispresentlyusedfortransmissionofpowerupto3000MWperbipolewithvoltagesupto+/-600kV.Developmentisjustbeing-72- finishedof800kVHVDCfortransmissionofbulkpoweruptoatleast6000MWperbipole.A.SystemaspectsDCtransmissionismadebyconvertingactodcinarectifierstation,transmittingthepowerinadcbipolarlineandconvertingthepowerbackintoacinaninverterstation.Fromasystempointofviewdcisfortransmissionoverlongdistances.Therectifierandinverterstationscancontrolcurrentandvoltageveryfastandtherebycontrolthepower.Thephaseangledifferencebetweenthesendingandreceivingendisofnoimportanceiftheonlyconnectionisdc.Alsoasynchronousnetworkscanbeconnectedwithoutcausinganyproblemsasdchasnophaseanglesandisnotdependingonthefrequency.Disturbancesinthesendingendwheregenerationislostandthefrequencydeviateswillnotinfluencethedctransmission.B.ConfigurationsTechnicalchallengesThehighestvoltageofHVDCtodayis600kV.TheItaipuprojectwascommissionedmorethan20yearsagoandisoperatingwithtwobipolesof+/-600kVandtransmitting6300MWoveradistanceof800km.800kVHVDCrequiresdevelopmentofthefollowingequipment:TransformersTransformerbushingsValvehallwallbushingsThyristorvalvesArrestersVoltagedividersDCfiltercapacitorsSupportinsulatorsDevelopmenthasbeengoingonatABBsinceseveralyearsandallequipmentthatisexposedto800kVhasbeendesigned,manufacturedandtested.Someexamplesareshownbelow:-72- 1)TransformerprototypeAsimplifiedtransformerprototypehasbeenmanufactured,includingalltheinsulationdetailsforan800kVconvertertransformer.Theinitialtestingofthetransformerprototypesofarincludes:•DCwithstand1250kV•ACwithstand900kV2)TransformerbushingAprototypeofthetransformerbushingforthehighest6-pulsegrouphasbeenproduced,fig.3.Thebushinghaspassedalltypeandroutinetests,including:•DCwithstand1450kV•ACwithstand1050kV3)WallbushingsAlsothewallbushingdesignisbasedonthewellprovendesignthatisusedfortherecentinstallationsat500kV.Besidestheelectricalrequirements,thelengthofthewallbushing,18m,figure4,hasbeenamechanicalchallenge.However,allelectricalandmechanicaltypeandroutinetestshavepassedsuccessfully.Alsotheseismicwithstandhasbeenverifiedbycalculations.Thedesignandmanufacturingofthe800kVwallbushingiscompleted,andthecompletedbushingisinstalledinthe800kVtestcircuit,including:•DCwithstand1250kV•ACwithstand910kV4)LongtermteststationAsafinalproofthateverythingworksalongtermteststationhasbeenbuiltwhereallequipmentistestedat855kVforatleasthalfayear.C.DevelopmentstatusThepresentstatusisthat800kVisnowfullydevelopedandavailableforcommercialtransmissions.-72- D.StationdesignWhendesigning800kVHVDCwithapowerof6000MWitisimportanttodesignthestationsothatafailureofasinglecriticalcomponentresultsinalossofonlyafractionofthepower.Thefigurebelowshowsastationwithfourpowerblocks.Thiscanbemadebyusingtheconfigurations:1.Twopoleseachconsistingoftwoseriesconnectedgroups2.TwopoleseachconsistingoftwoparallelgroupsIV.COSTOFACANDDCAcostcomparisonhasbeenmadeoftransmitting6000MWoveradistanceof3500kmwithacandwithdc.Thefigureshowsthecostofstations,linesandlossesasafunctionofthelinelosses.Thismakesitpossibletoseewhichlinelossgivesthelowesttotalcost.Ascanbeeseen800kVHVDCgivesthelowestoverallcostandatthelowestlossesinthelines.V.PROVIDINGONROUTEPOWERSUPPLYCombinedacanddcAswasmentionedabovethemaindisadvantagewithHVDCisthehighcostoftappingpoweralongtheline.However,acombinationofHVDCtransmissioninparallelwithalowvoltageacnetworkcouldinmanycasesbetheoptimalsolution.Thiscangivebothlowcostandhighflexibilitytosupplycustomersalongtheroute.VI.HVDCTAPPINGTappingofbulktransmissionHVDChasbeenseenasquitecostly.Thereasonisthatusingtappingstationsofthesametypeasthemaintransmissioninverterwillcostalmostthesameasthefullsizeinverter.Feedingintonetworkswithoutowngenerationwillrequiresynchronousmachines.However,byusingVoltageSourceConvertersinthetappingstationsmuchsmallerstationscanbebuiltandtheinfluenceonthemaintransmissionwillbeverysmall.Thereisnoneedof-72- generationinthenetworkasVSCconverterscreatetheirownvoltage.-72- 附录2：图纸A2.135kV直线杆-72- A2.235kV带外拉线耐张杆-72- A2.3直线及耐张杆金具图-72- -72- A2.4导线应力弧垂曲线图-72- 附录3：平断面图见图纸-72- 韩皝：35KV格塘架空送电线路设计-1- 韩皝：35KV格塘架空送电线路设计-1-