- 1.1 Đường dây trên không. - 32 Chương 2 – TÍNH TÓAN XÂY DỰNG CÁC KHOẢNG CỘT GIỚI HẠN VÀ GÓC LÁI GIỚI HẠN. - 60 2.2 Tính toán khoảng cột trung gian giới hạn. - 79 Chương 3 – ÁP DỤNG KHOẢNG CỘT GIỚI HẠN TRONG CÔNG TÁC THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP TRÊN KHÔNG 84 3.1 Công tác thiết kế đường dây trung áp trên địa bàn miền Trung. - Dần dần các khoảng cột ngắn lại (khoảng cột trung bình là 95- 2 120 m)Đối với dây trần, 40-70 m đối với dây bọc), làm tăng giá thnàh công trình. - Kỹ sư xây dựng chủ yếu tính tóan kiểm tra kết cấu xây dựng như chọn cột, móng, xà trên cơ sở từng khoảng cột đó được bố trí trên mặt cắt dọc. - Tạo cho các kỹ sư thiết kế nhanh chóng xác định các khoảng cột tối ưu, góc lái tối ưu và các kết cấu xây dựng phù hợp nâng cao hiệu quả kinh tế. - Việc xây dựng các khoảng cột giới hạn phụ thuộc rất nhiều vào các thông số như: đặc điểm khí hậu của từng vùng, địa hình, địa chất và đặc thù cho lưới điện (cột, xà, móng. - 5 2/ Nghiên cứu các thành phần lực tác động lên cột, móng trong những điều kiện khí hậu cụ thể, từ đó xây dựng các khoảng cột giới hạn cho phép ứng với từng chủng loại cột tiêu chuẩn, từng chủng loại dây thông dụng. - Lựa chọn các khoảng cột hợp lý với các kết cấu phù hợp ( các cột trung gian và cột góc) khi thiết kế lưới phân phối một cách nhanh chóng và hiệu quả. - Chương 1 : Tổng quan về cơ khí đường dây và thiết kế đường dây trung áp trên không Chương 2 : Tính toán xây dựng các khoảng cột giới hạn và góc lái giới hạn. - Chương 3 : Áp dụng khoảng cột giới hạn vào thiết kế đường dây trung áp. - 7 C§ CNCNCĐ CĐ CN CN CĐ Cột vượt Khoảng cột Khoảng néo Khoảng cột Đường dây cần vượt Dây dẫn Độ võng dây dẫn Khoảng cột vượt CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CƠ KHÍ ĐƯỜNG DÂY VÀ THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TRUNG ÁP TRÊN KHÔNG. - Đường dây trên không: 1.1.1. - Dây dẫn: 1.1. - Khoảng cột tính toán ltt: Là khoảng cách dài nhất giữa hai cột kề nhau khi đường dây đi trên mặt đất phẳng thoả mãn điều kiện: 1. - Khoảng cột trọng lượng: Là chiều dài đoạn dây hai bên khoảng cột mà trọng lượng của nó tác động lên khoảng cột. - Mỗi loại cột đều được tính toán cho khoảng cột trọng lượng tiêu chuẩn lTLTC = 1,25.ltt c. - Khoảng cột gió: Là chiều dài đoạn dây dẫn hai bên cột mà áp lực gió lên đoạn dây nầy tác động lên cột. - Để chống rung người ta dùng tạ chống rung treo trên 2 đầu dây trong khoảng cột 1.1.6.Thiết bị chống quá điện áp: Để chống quá điện áp trên đường dây người ta dùng các biện pháp sau: 1. - 197-198], [Một số vấn đề về quy hoạch và thiết kế mạng điện địa phương, tr.209-211] phương trình đường cong dây dẫn được treo tự do trên 2 điểm có cùng độ cao có dạng dây xích như sau hxsinhh2Lhxcoshhy (1.7) Trong đó: ho - khoảng cách từ điểm thấp nhất của dây tới trục x L - Chiều dài dây trong khoảng cột. - y xhof y2 O A B l 15 Trong tính toán gần đúng, với những khoảng cột nhỏ ( l3th g3 , tbão , [σ]max l1th > l2th > l3th l < l2th g1 , tmin , [σ]min l1th > l2th > l3th l > l2th g3 , tbão , [σ]max l1th-ảo , l2th < l3th l < l3th g1 , ttb , [σ]tb l1th-ảo , l2th < l3th l > l3th g3 , tbão , [σ]max l3th-ảo , l1th < l2th l < l1th g1 , tmin , [σ]min l3th-ảo , l1th < l2th l > l1th g1 , ttb , [σ]tb Khi xác định được ứng suất của dây dẫn ứng với khoảng cột l trong điều kiện “n” nào đó thì tính được lực tác dụng lên cột, từ đó kiểm tra các khả năng chịu uốn và chịu xoắn của cột và kiểm tra tính ổn định và độ bền của móng cột ĐDK. - 1.2.6 Khoảng cột đại biểu: Đường dây được thiết kế với các khoảng néo, mỗi khoảng néo có nhiều khoảng cột, các khoảng cột có độ dài khác nhau. - ở điều kiện vận hành bình thường thì ứng suất ở điểm treo dây thấp nhất trong mỗi khoảng cột của một khoảng néo khi đó bằng nhau, khi tính toán khoảng néo được thay thế bằng một khoảng cột đặc trưng gọi là khoảng cột đại biểu. - 290-291], khoảng cột đại biểu được xác định như sau: 20 - Các cột có độ cao chênh lệch ít: ∑∑=n1in13idblll (1.16. - 22 1.3.2.2 Tải trọng gió lên dây : Tải trọng tiêu chuẩn của gió trong một khoảng cột l xác định theo công thức : Pd = α.Cx.q.d.l = g2.l.F [daN] (1.19) Trong đó. - d : đường kính dây dẫn + l : chiều dài khoảng cột. - 5- Tính khoảng cột tính toán và vẽ đường dây mẫu Sablon. - Nếu địa hình bằng phẳng thì dùng một độ cao của cột và khoảng cột tính toán ltt, nghĩa là cách đều nhau ltt . - nếu địa hình không bằng phẳng thì độ cao cột và khoảng cột sẽ tùy theo địa hình. - Các đặc tính quan trọng của cột Các thông số quan trọng của cột bao gồm: khoảng cột tính toán ltt. - khoảng cột áp lực gió lG và khoảng cột trọng lượng lTL. - b1.Khoảng cột tính toán (khoảng cột dài nhất) ltt (hình vẽ): 36 CBAltthlttHycHycffG Hình 1.3 : Khoảng cột tính toán Khoảng cột tính toán là khoảng cột dài nhất giữa hai cột kề nhau khi đường dây đi trên mặt phẳng, thoả mãn các điều kiện : 1) Khoảng cách an toàn tới đất trong trạng thái nóng nhất vừa bằng khoảng cách yêu cầu bởi qui phạm. - Cột điện và khoảng cột phụ thuộc vào nhau và quyết định giá thành của đường dây. - Nếu cột cao thì khoảng cột tính toán sẽ lớn, cột đắt nhưng cần ít cột. - Sẽ có độ cao cột tối ưu ứng với khoảng cột kinh tế lkt, cho giá thành đưòng dây nhỏ nhất. - Khoảng cột áp lực gió lG: là độ dài của đoạn dây điện hai bên cột điện, áp lực gió lên đoạn dây này sẽ tác động lên cột. - Cột điện tiêu chuẩn được thiết kế với khoảng cột gió tiêu chuẩn nhất định lGTC . - Khoảng cột gió thực tế khi ta chia cột phải nhỏ hơn khoảng cột tiêu chuẩn lGTC. - Khoảng cột gió thực tế của một cột được lấy bằng một nửa (1/2) độ dài của hai khoảng cột hai bên cột đó, là l1 và l2: lG = (l1 +l2)/2 ≤ lGTC (1.57) b3. - Khoảng cột trọng lượng lTL: Cột điện tiêu chuẩn được thiết kế cho khoảng cột trọng lượng tiêu chuẩn lTLTC , đó là khoảng dây hai bên cột điện có trọng lượng tác động lên cột (cho loại và tiết diện dây nhất định). - Khoảng cột trọng lượng thực tế phải nhỏ hơn khoảng cột trọng lượng này. - Khoảng cột trọng lượng thực tế được tính như sau. - Khi hai điểm treo dây bằng nhau và cột đặt trên mặt đất phẳng thì trọng lượng dây phân đều về hai phiá (hai cột kề nhau) và do đó khoảng cột trọng lượng đúng bằng khoảng cột tính toán. - Cột tiêu chuẩn được thiết kế cho lTLTC =1,25 ltt , do đó khi đi dây trên mặt phẳng có thể áp dụng khoảng cột dài nhất mà không cần kiểm tra khoảng cột trọng lượng. - 39 b) Bảo đảm khoảng cách tối thiểu giữa các dây dẫn để loại trừ khả năng dây dẫn khoảng cột đến gần nhau nguy hiểm hoặc chạm nhau. - lTL - khoảng cột trọng lượng tiêu chuẩn của cột (xem mục chọn cột (m. - 1.7.5.Tính khoảng cột tính toán ltt và vẽ đường cong treo dây mẫu SABLON 1.7.5.1. - Tính khoảng cột tính toán ltt Khoảng cột tính toán là khoảng cột dài nhất khi đường dây đi trên mặt phẳng cho loại cột cơ sở đã chọn đảm bảo điều kiện. - Với mỗi loại cột, đúng hơn là với mỗi độ cao treo dây chỉ có một khoảng cột dài nhất duy nhất, ký hiêu ltt. - So sánh l’tt với các khoảng cột tới hạn, nếu l’tt ứng với khoảng cột tới hạn nào thì ta tính lại với trạng thái xuất phát tương ứng với lK đó. - Trước hết tính đồ thị quan hệ giữa độ võng f, ứng suất trong dây σ với khoảng cột l. - b2) Tính σ(l) và f(l) cho trạng thái nóng nhất theo l: Cho l so với l1K, l2K và l3K: Bảng 1.11 Trường hợp Quan hệ Ứng suất xuất phát Khoảng cột tính toán 1 l1K < l2K < l3K σcp và σcptb l1K và l3K 2 l1K > l2K > l3K σcp l2K 3 l1K ảo. - Lập bảng tính toán: Khoảng cột l (m σ (daN/mm2) f (m) 46 Vẽ đồ thị,ví dụ trường hợp chỉ có l2K trên hình: Hình 1.5 Người ta tính và lập đồ thị cho các trạng thái đặc trưng còn lại. - 2- Đảm bảo sao cho khi thi công treo dây, ứng suất trong mọi khoảng cột của một khoảng néo bằng nhau, nếu không thì chuổi sứ sẽ bị kéo lệch về một phía. - ã [daN/mm2] ã max l2K lttfmax l[km] fã 0 47 Để thoả mãn điều kiện 1 thì dây được tính trong chế độ nóng nhất và ứng suất trong dây trong mỗi khoảng cột không được vượt quá ứng suất cho phép của trạng thái xuất phát. - Để thoả mãn điều kiện 2 ta phải treo dây trên mọi khoảng cột theo cùng một ứng suất, tức là cùng một đường cong căng dây, ứng suất nầy gọi là ứng suất đại biểu σdb hoặc nhỏ hơn. - Chỉ sau khi chia xong các khoảng cột trong một khoảng néo ta mới tính được khoảng cột đại biểu. - Theo kinh nghiệm thiết kế người ta lấy khoảng cột lsd ltt. - Ta gọi khoảng cột này là khoảng cột sử dụng. - 1.7.6 Đường cong căng dây mẫu SABLON: Đây là đường cong căng dây được tính cho ứng suất sử dụng σsd tương ứng với khoảng cột sử dụng lsd. - 49 Nếu mặt đất không bằng phẳng thì có thể xảy ra các khoảng cột khác nhau, do đó phải làm nhiều SABLON cho các khoảng cột khác nhau. - Tuy nhiên do điều kiện vị trí cột không khả thi hay cần phải cân bằng các khoảng cột trong một khoảng néo nên có thể phải dùng nhiều cột hơn. - Thể hiện của điều kiện này là đảm bảo khoảng 51 cách ở điểm giữa khoảng cột giữa dây chống sét và dây dẫn cao nhất trong thời gian quá điện áp khí quyển. - Trong trạng thái này khoảng cách giữa dây dẫn cao nhất và dây chống sét ở điểm giữa khoảng cột phải đạt giá trị cho phép. - Tính khoảng vượt Khoảng vượt là khoảng cột trong đó đường dây được thiết kế vượt qua các vật cản: đường sắt, đường dây điện lực hoặc đường dây thông tin. - Có các loại khoảng vượt sau: 1) Khoảng cột giữa hai cột néo. - 2) Khoảng cột giữa một cột đỡ và một cột néo. - 3) Khoảng cột giữa hai cột đỡ. - Các bước tính như sau: 1- Tính khoảng cột đại biểu cho tất cả các khoảng néo. - 2- Cho mỗi khoảng cột đại biểu: Chọn trạng thái xuất phát căn cứ vào tương quan giữa khoảng cột đại biểu và ba khoảng cột tới hạn. - 4- Tính độ võng thi công cho mọi khoảng cột trong từng khoảng néo. - Tuy nhiên có nhiều khoảng cột bằng nhau và do cách lấy độ võng, không cần phải tính độ võng thi công cho tất các khoảng cột, chỉ cần tính cho 2 hoặc 3 khoảng cột trong một khoảng néo. - 5- Tính độ võng thi công cho từng khoảng cột đã chọn cho từng nhiệt độ: f =g.l2/(8σđb) (1.91) hoặc là: f = fđb(1/lđb)2 (1.92) trong đó fđb là độ võng tính theo khoảng cột đại biểu. - l là độ dài khoảng cột thực. - l - chiều dài khoảng cột. - Đối với xà đỡ dây bọc: theo tiêu chuẩn kỹ thuật cấp điện áp trung thế 22kV, khoảng cách pha dây bọc không quy định, tuy nhiên đối với các khoảng cột 62 lớn, độ võng dây dẫn lớn dẫn đến dễ bị va chạm các dây pha với nhau khi gió lớn ảnh hưởng đến lớp cách điện. - Vì vậy, đối với các khoảng cột nhỏ ≤ 100 m khoảng cách pha xà a=500mm (ĐT-1B. - đối với khoảng cột lớn hơn dùng loại xà ĐT-10S. - Qua các kết quả tính toán, có thể thấy rằng khoảng cột giới hạn phụ thuộc rất nhiều yếu tố và thường bị giới hạn bởi chiều cao cột, lực đầu cột cho phép và ít ảnh hưởng bởi D. - 2.2 Tính toán khoảng cột trung gian giới hạn (TGGH): 2.2.1 Đặt vấn đề : Các cột trung gian làm nhiệm vụ là cột đỡ dây dẫn, được bố trí trong các khoảng néo, chuyển hướng tuyến đường dây. - Việc tính toán khoảng cột TGGH là khai thác tối đa các kết cấu xây dựng của loại cột này nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế nhưng vẫn đảm bảo điều kiện kỹ thuật cho phép. - Khoảng cột trung gian giới hạn phụ thuộc vào. - 64 2.2.2 Xây dựng khoảng cột TGGH theo độ võng lớn nhất : 2.2.2.1 Xác định độ võng lớn nhất theo chiều cao cột và khoảng cách an toàn: Gọi. - f1max: độ võng dây dẫn lớn nhất trong khoảng cột đó. - Khoảng cách pha-pha phụ thuộc vào điện áp vận hành và độ võng lớn nhất của dây trong khoảng cột. - Như vậy, với từng loại xà (khoảng cách a, độ chênh cao điểm treo dây ∆h), cấp điện áp vận hành có thể xác định được độ võng lớn nhất trong khoảng cột đó mà vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. - Các trạng thái này phụ thuộc vào chiều dài khoảng cột (l) và các khoảng cột tới hạn (l1th, l2th, l3th). - (2.5) Như vậy, nếu có được độ võng, ứng suất dây dẫn và tỉ tải ứng với trạng thái đó thì xác định được chiều dài khoảng cột đó. - Ở trên ta có độ võng lớn nhất fmax ứng với điều kiện nhiệt độ không khí lớn nhất tmax, áp lực gió q=0 (g=g1) nhưng chưa xác định được ứng suất (ứng với trạng thái tmax ) σt=tmax (σn), do đó cần xác định giá trị này và khoảng cột l. - Như vậy, chiều dài l tìm được chính là khoảng cột trung gian giới hạn theo điều kiện độ võng cho phép lớn nhất (Lgh1). - 2.2.3 Xây dựng khoảng cột TGGH theo lực đầu cột cho phép: Đối với cột trung gian lực tác dụng lên cột gồm 2 thành phần : áp lực gió lên cột và áp lực gió lên dây ở hai nữa khoảng cột đó (ở đây xem khoảng chia cột trung gian là bằng nhau nên chiều dài mỗi bên là 2l), các lực này gây ra mô men uốn tác động lên cột. - Như vậy, tồn tại khoảng cột lớn nhất đảm bảo lực tác dụng lên cột sẽ bằng lực đầu cột cho phép. - Như vậy khoảng cột giới hạn theo lực đầu cột cho phép là: ()212cccp2ghh2hFgHP32,1hPL. - (2.7) Từ hai khoảng cột giới hạn theo 2 điều kiện trên ta xác định được khoảng cột giới hạn cho cột trung gian là : Lgh = min(Lgh1, Lgh2). - Loại dây dẫn. - Tính toán thực tế cho thấy với trường hợp δh=0,2m và δh=0,5m khoảng cột giới hạn chỉ thay đổi đối với các loại xà có khoảng cách pha lớn, tuy nhiên sự khác nhau không lớn (chênh lệch giữa 2 trường hợp từ 5-10m). - Để đơn giản hoá và giảm tính phức tạp, xây dựng các khoảng cột giới hạn cho trường hợp δh=0,5m. - Chế độ vận hành bình thường : Dây dẫn và dây chống sét không bị đứt, ứng suất lớn nhất xuất hiện khi độ thấp nhất (tmin), tốc độ gió bằng không (khi khoảng cột l < lth. - Áp lực gió lên dây dẫn ở hai nữa khoảng cột (Pd
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt