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1、摘 要 本设计拟从马坝变电站新建一条 220kV 的送电线路向大良变电站供电。由已 知的气象条件、地理情况、材料参数等对线路进行设计，设计书包括说明书、计 算书、杆塔与金具示意图三部分，主要内容有导线的应力、弧垂计算、杆塔型式 和金具的选择、选线和定位、直线杆塔荷载的计算、基础设计、各种受力的校验、 导线的防震设计等，说明书中简要说明了设计理论和计算公式，列出了详细的设 计内容及要求。 关键词 送电线路，应力弧垂，杆塔定位，基础设计 Abstract A new transmission line will be built to transmit electricity from MABA
2、substation to DALIANG ，its voltage is 220kV. We made the design book on the base of the known condition that are meteorological situation the geography condition of line electrical material and its parameter and so on.The design book included three parts , they are the direction book, the counting b
3、ook , the picture of pole and the fittings of pole. The main context of the transmission line design included these aspects: the counting of stress and sag height of conductor, The selection of support and fittings, Selecting electric line and fixed position of pole, The poles load calculation and t
4、he foundation design, The vibration design of wires. The synopsis explained the design theories and the calculation formulas in the manual, listing the detailed design contents and requesting, regulation. Key Words Power transmission line， Stress camber，position fixing of pole, foundation design 目 录
5、 摘要. I Abstract.I 1 绪论.1 1.1 设计课题的意义、目的. .1 1.2 毕业设计内容及要求.1 2 毕业设计说明书.2 2.1 线路工程概况.2 2.2 导线避雷应力弧垂计算.2 2.3 杆塔型式的选择.8 2.4 绝缘子及金具的选择.8 2.5 室内排杆定位.13 2.6 线路的防振设计15 2.7 杆塔头部尺寸校核.16 2.8 杆塔荷载计算.22 2.9 耐张塔内力计算.25 2.10 基础的稳定性设计.27 2.11 本章小结.33 3 毕业设计计算书.33 3.1 导线和避雷线应力和弧垂计算.33 3.2 金具和绝缘子的选择. .36 3.3 室内排杆定位.3
6、6 3.4 线路的防振设计.39 3.5 塔头尺寸校验.40 3.6 杆塔荷载计算.45 3.7 铁塔内力计算.48 3.8 铁塔规格及构件计算.51 3.9 铁塔基础校验.53 3.10 本章小结.55 - 4 结论.56 谢辞.57 参考文献.57 附录 1 外文资料翻 译.58 A1.1 中压电网中性点接地方式分析与探讨 .58 A1.2 Medium-voltage power grid neutral grounding Analysis and Discussion.60 附录 2 耐张杆组装图.63 A2.1 直线及耐张干金具图.63 附录 3 杆塔型式一览 图.66 A3.1
7、直线杆塔型图.66 A3.2 耐张杆塔型图.67 附录 4 导地线应力弧垂曲线图.68 A4.1 导线应力弧垂曲线.68 A4.2 地线应力弧垂曲线.69 附录 5 室内定位 图.70 - 1 - 1 绪论 1.1 设计的意义、目的 毕业设计是高等教育人才培养计划中的一个十分重要的综合性教学环节，它 是大学生完成学业的标志性作业，是对学习成果一次综合性总结和检阅，又是一 次锻炼，是大学生从事科学研究的最初尝试，是在教师指导下所取得的科研成果 的文字记录，也是检验学生掌握知识的程度、分析问题和解决问题基本能力的一 份综合答卷。理论应该与实践相结合。通过撰写毕业论文，我可以了解科学研究 的过程，掌
8、握如何收集、整理和利用材料；如何观察、如何调查、作样本分析； 如何利用图书馆，检索文献资料；如何操作仪器仪表等方法以及理论联系实际和 严谨求实的工作作风。总的来说，毕业设计既可使我们对本专业在国内外的发展 现状、技术水平有所了解，又可以使我们具有了一定的工程实践意识，为今后的 工作奠定了基础。 1.2 本设计的主要内容 编写计算导线的应力和弧垂通用程序，绘出导线的机械特性曲线和安装曲线。 避雷线的安全系数取 3.5，编写计算避雷线的应力和弧垂通用程序，绘出避 雷线的机械特性曲线和安装曲线。 确定直线杆杆型，选择绝缘子串型号规格及其金具，选择避雷线的规格及其 金具，确定杆塔呼称高，头部尺寸和电杆
9、埋深。 确定耐张杆杆型，选择绝缘子串型号规格及其金具，选择避雷线的规格及其 金具，确定杆塔呼称高，头部尺寸和电杆埋深。 制作弧垂曲线模板，进行杆塔室内定位并对杆塔进行编号。校验线间距离， 线到接地体的安全距离，耐张绝缘子串倒挂，悬垂角等。 耐张杆杆头尺寸校验，耐张杆强度及其基础稳定性设计。 导线，避雷线防震设计。确定防震措施，绘制防震锤安装图。 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 2 - 2 说明书 2.1 线路工程概况 本设计是根据电力系统规划设计，拟马坝变电站建一条 220kV 向大良变电 站的送电线路，导线采用 LGJ-400/65。线路路径：沿线路路径情况见提供的平断 面图，
10、沿线路土质为粘土，孔隙比 0.6，液性指数 0.75，地下水在表面下 3 米， 地区污秽等级 4 级。气象条件：相当于我国典型气象区的第区。 2.2 导线、避雷线的应力、弧垂计算 2.2.1 导线应力、弧垂计算 (1) 确定所采用的计算气象条件（级气象区） 表 2.1 气象区参数 代表情况 温度( ) 风速(m/s) 冰厚(mm) 最高气温 40 0 0 最低气温 -20 0 0 最大风速 -5 25 0 覆冰 -5 10 5 安装 -10 10 0 年平均气温 10 0 0 外过电压（有风） 15 10 0 内过电压 10 15 0 (2) 确定导线的计算参数（LGJ-400/65） 表 2
11、.2 导线的计算参数 - 3 - 名称 数据 导线总面积 A(mm2) 464 续表 2.2 名称 数据 导线外径 d (mm) 28 导线温度膨胀系数 (1/) 18.910-6 最终弹性系数 E (N/mm2) 76000 导线单位长度质量 q(kg/km) 1611 导线瞬时破坏应力 p(N/mm2) 135.2 导线安全系数 2.5 (3) 比载计算 表 2.3 导线的各种比载 名称 符号 公式(10 -3MPa/m) 结果(10 - 3MPa/m) 自重比载 1(0,0) q.g/A 34.05 冰重比载 2(5,0) 27.728b(d+b)/A 22.71 垂直比载 3(5,0)
12、 1(0,0)+ 2(5,0) 56.76 4(0,25) cfsc dv2 sin2/(1.6A) 22.04 4(0,10) cfsc dv2 sin2/(1.6A) 4.15无冰风压比载 4(0,15) cfsc dv2 sin2/(1.6A) 9.33 覆冰风压比载 5(5,10) cfsc (d+2b) v2 sin2/(1.6A) 7.76 6(0,25) 12(0,0)+42(0,30)1/2 40.56 6(0,10) 12(0,0)+42(0,10) 1/2 34.3无冰有风 综合比载 6(0,15) 12(0,0)+42(0,15) 1/2 35.31 覆冰有风综合比载 7
13、(5,10) 32(10,0)+ 52(10,10) 1/2 57.23 上表中 sc 为风载体型系数：线径 2 （2.17）maxT 则满足要求。 式中 P 绝缘子一小时机电荷载； 绝缘子片最大使用荷载。maxT (3) 事故情况时绝缘子的安全系数 如果 K= P / 1.3 （2.18）maxT 则满足要求。 式中 P 绝缘子一小时机电荷载； 绝缘子片受到的最大使用荷载。maxT 2.7.2 绝缘子串的串数选择 (1) 悬垂绝缘子串的串数选择 按导线最大垂直荷载计算 1 N K1 ( + ) / T （2.19）nGi 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 20 - 式中 n 悬式
14、绝缘子串数； K1 悬式绝缘子在运行情况下的机械强度的安全系数，K 1 = 2.0； 导线覆冰时的综合比载，N/m；nG 绝缘子串覆冰时的综合比载， N/m；i T 绝缘子一小时机电荷载，N。 按导线断线条件计算 2 N K2 / T （2.20）D 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。 (2) 耐张绝缘子串的串数选择 N K1 / T （2.21）m 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； 导线的最大使用张力， N；mT T 绝缘子一小时机电荷载，N。 2
15、.7.3 直线塔塔头尺寸校验 (1) 绝缘子串的风偏角 计算风偏角 1 = arctg （2.22）VJhLAgGP142/ 表 2.17 风偏角 计算结果 情况 g410 -3（Mpa / m） g110 -3（Mpa / m） () - 21 - 运行电压 28.09 35.03 39.98 内过电压 11.90 35.03 19.29 外过电压 5.29 35.03 8.94 带电作业 5.29 35.03 8.94 做间隙圆对风偏角进行校验 2 杆塔的经校验，满足安全要求。 (2) 非直线跳线风偏角 = arctg ( / ) （2.23）4g1 表 2.18 跳线风偏角 计算结果 情
16、况 运行电压 内过电压 外过电压 带电作业 （） 38.73 18.76 8.59 8.59 (3) 档距中导线的水平线间距离的校验 当 5 （2.26） 避雷线与导线在档距中央的距离配合。 3 S 0.012 L + 1 （2.27） 避雷线的最大使用应力（外过电压，15，无风） 。 4 = = / K B4D2.810B ghmaxp （2.28） (5) 杆塔呼称高的调整。 已知选定的典型杆塔的呼称高为 h，实际条件确定的呼称高为 ，则应 h1h ，其中1h = 1hmaxf （2.29） 2.8 铁塔荷载计算 2.8.1 直线塔荷载计算 (1) 各类荷载的组合系数 - 23 - 运行情
17、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) 荷载的具体计算情况 直线塔正常情况（最大风、无风、未断线） 。 1 垂直荷载 G = A + （2.30）1gvLj 水平荷载 = A +Pj （2.31）DP3h 纵向荷载一般不考虑。 直线塔正常情况（覆冰、相应风速及温度、未断线） 。 2 垂直荷载 G = A + 3gvLjG （2.32） 水平荷载 （2.33）D5hjPgAL+P 纵向荷载一般不考虑。 直线塔断导线(断一根导线，避雷线未断，无风，无冰)。 3 垂直荷载未短线相 南京工程学院电力工程学院毕业
18、设计（论文） - 24 - G = A + （2.34）1gvLj 垂直荷载短线相 （2.35）1/2VjgAL 水平荷载 =0 （2.36）DP 纵向荷载 （2.37）50%2.PDT 2.8.2 耐张塔荷载计算 (1) 耐张转角杆塔正常情况(最大风、无风、未断线) 垂直荷载计算。 1 G = A +2 （2.38）1gvLj 水平荷载计算。 2 = A + 2Tsin(/2)+2Pj （2.39）DP4ghL 纵向荷载一般不考虑。 3 (2) 耐张转角杆塔正常情况(最低气温，无风，无冰，未断线) 垂直荷载计算。 1 G= A +2 （2.40）1gvLjG - 25 - 水平荷载计算。 2
19、 P=2T sin(/2) （2.41） 纵向荷载一般不考虑。 3 (3) 耐张转角杆塔断导线 未断导线、避雷线垂直荷载。 1 G= A +2 （2.42）1gvLjG 断线相导线垂直荷载。 2 = A /2+2 + （2.43）DG1gvLjdFD 未断导线、避雷线水平荷载。 3 =20.7 sin(/2) （2.44）DP =20.8 sin(/2) （2.45）BmaxT 断导线相水平荷载。 4 =0.7 sin(/2) （2.46）DPmaxT 断线相纵向荷载。 5 =0.7 cos(/2) （2.47）BT 2.9 耐张塔内力计算 铁塔内力计算主要是对塔材内力进行计算，并进行铁塔的选
20、材和螺栓数目 南京工程学院电力工程学院毕业设计（论文） - 26 - 的确定，下面将详细介绍。 2.9.1 塔身风压计算 塔身风压计算公式： （2.48）0szsWA （2.49） 201.6V 式中 风压高度变化系数；z 构件体型系数；s 风荷载调整系数；z 构件承受风压投影面积计算值。sA 2.9.2 铁塔自重假定 本铁塔假定总重为 100kN,则铁塔每米高度重量为 G/H=4kN/m。假定铁塔头 部重量为 =20kN。0G 2.9.3 铁塔内力计算 (1) 塔身部分 塔身构件内力，一般按最大风情况和断线情况计算，并取其内力较大者选择 构件。在最大风情况下，塔身主材及斜材的计算，与平面桁架受水平方向荷载作 用相同。在断线情况下，作用在塔身侧面有两个力，即由断线张力产生的轴力 T 和扭力 。详细计算过程见计算书。AT