《架空输电线路设计》课程设计题目：110KV架空输电线路设计姓名：刘志宏专业：农业电气化与自动化班级：农业电气化与自动化2012级本科班学号：2012556114所在学院：电气工程学院指导教师：朱瑞金完成日期：2015.7.8前言架空输电线路设计的主要内容包括架空输电线路基本知识、设计用气象条件、架空线的机械物理特性和比载、均布荷载下架空线的计算、气象条件变化时架空线的计算、均布荷载下架空线计算的进一步研究、非均布荷载下架空线的计算、连续档架空线的应力和弧垂、架空线的断线张力和不平衡张力、架空线的振动和防振、路径选择和杆塔定位、计算机在线路设计中的应用。

在本学期中，重点学习了架空线的在各种气象条件下及状态下的比载、应力及弧垂计算，要求了解架空线的振动危害及防震措施。

要求力求通过学习架空输电线路设计，基本掌握架空输电线路的基本理论知识，培养技能素养。

而此次架空输电线路的课程设计，是在学习完成架空输电线路的专业课程后，进一步培养我们综合运用所学理论知识与技能，解决实际问题的重要能力。

此次课程设计时110KV架空输电线路的设计，包含了气象条件的选取、比载、临界档距、应力及弧垂的计算，把整本书的重点及难点全部包含。

通过此次课程设计，使我们将次数的重难点知识进行了系统整理，并学会将理论联系实际，系统综合的运用所学知识，培养我们分析实际问题的能力和独立工作的能力。

此次课程设计的时间短、任务重，因此在进行应力及弧垂计算时，采取的是选取特殊气象进行计算，并绘制其曲线，在大家的一致努力下克服了计算难关，因采用的是笔算及试值法，其计算结果可能稍有偏差。

总体说来，此次课程设计为我们对于架空输电线路的实际设计有了进一步的深入了解，为以后从事电力行业培养了一个良好的设计、思考习惯。

目录1、整理该气象区的计算所用气象条件 (1)2、计算许用应力及年均应力 (1)3、计算各种气象条件下的比载 (2)3.1自重比载 (3)3.2冰重比载 (3)3.3垂直总比载 (3)3.4风压比载 (3)3.5无冰综合比载 (4)3.6覆冰综合比载 (4)4、计算临界档距、判断控制气象条件 (5)4.1可能控制条件的有关参数 (5)4.2按等高悬点考虑，计算各临界档距 (5)5、最大弧垂的判定 (6)6、计算各气象条件的应力和弧垂，并绘制其曲线 (7)6.1档距控制范围下的已知条件及参数 (7)6.2气象条件为待求条件及已知参数 (8)6.3利用状态方程式求解应力 (8)6.4求解最高气温、覆冰无风与外过无风时弧垂 (10)7、计算并绘制安装曲线 (11)7.1计算-10℃~40℃安装曲线 (11)7.2绘制安装曲线 (14)8、结束语 (14)附录：主接线图 (15)图1：导线应力曲线 (15)图2：导线弧垂曲线 (15)图3：导线安装曲线 (15)1、整理该气象区的计算所用气象条件查表2-9及各种气象条件得：最高气温为40℃，无冰无风；最低气温：最低气温为-10℃，无冰无风；最大风速：最大设计风速为30m/s，无冰，月平均气温10℃；最厚覆冰：气温-5℃，风速10m/s，覆冰厚度10mm；内过电压：年均气温15℃，无冰，0.5位最大风速15m/s；外过无风：温度15℃，无风无冰；外过有风：温度15，风速V区取10m/s，无冰；安装有风：风速10m/s，无冰，最低气温月的平均气温-5℃；事故气象：V气象区覆冰厚度为10mm<20mm，则为一般地区，因此气像条件为无风无冰，最低平均气温-10℃；年均气温:15℃。

将所有已知气象参数整理于表1中。

2、计算许用应力及年均应力LGJ-150/25型导线的有关参数，记录于表2中：表2:LGJ-150/25导线参数记录表查附表A-1可得截面积、导线直径、单位长度质量，由于LGJ-150/25的铝钢线根数比为26/7，则查表3-1可得综合弹性系数、温膨系数及安全系数：绞线拉断力的计算式为：S a a j A A a T %1σσ+=。

由于铝直径为d=2.70mm ，2.50<d<3.00，查表3—3得，MPa a 170=σ； 由于钢丝直径为d=2.10mm ，1.24<d<2.25，又在110kv 线路下，位于Ⅴ区，为保证线路的正常运行，选择高强度的镀锌钢丝，则MPa 1310%1=σ；铝绞线股数为26股，则铝线的强度损失系数为a=0.95； 则绞线的拉断力为：39.55808131025.2486.14817095.0%1=⨯+⨯⨯=+=S a a j A A a T σσ架空线的抗拉强度为：MPa AT p p 2675.30611.17339.5580895.0=⨯==σ架空线的许用应力为：MPa Kpa 507.1225.22675.306===σσ年均应力为：MPa p cp 5669.762675.30625.025.0=⨯==σσ3、计算各种气象条件下比载各种气象条件下的计算比载值记于表3中：表3：各气象条件下比载的计算值其详细计算步骤如下：3.1自重比载自重比载是架空线自身质量引起的比载，其大小认为不受气象条件变化的影响。

其值为：)/(1005.341011.17380665.960110)0,0(3331m MPa A qg r ---⨯=⨯⨯=⨯=3.2冰重比载冰重比载是架空线的覆冰重量引起的比载，与覆冰厚度相关。

其值为： )/(1041.431011.173)101.17(10728.27)()0,10(332m MPa A b d b A vg r --⨯=⨯+⨯⨯=+==ρπρ3.3垂直总比载垂直总比载为自重比载与冰重比载之和，即为：)/(1046.77)0,10()0,0()0,10(3213m MPa r r r -⨯=+=3.4风压比载包括无冰风压比载和覆冰风压比载，方向作用在水平面内。

假设风向垂直于线路风向，即︒=90θ，1sin =θ，因d=17.10mm>17mm ，取1.1=sc μ；110kv 线路，0.1=c β。

无冰时风压比载计算式为：3232410625.010sin ),0(--⨯=⨯=Av d A W d v r sc f v sc f c μαθμαβ（1）外过电压、安装有风：v=10m/s ，1.1,0.1==sc f μα所以：)/(1079.61011.173101.171.10.1625.0)10,0(3324m MPa r --⨯=⨯⨯⨯⨯⨯= （2）内过电压：1.1,75.0,/15===sc f s m v μα所以：)/(1046.111011.173151.171.175.0625.0)15,0(3324m MPa r --⨯=⨯⨯⨯⨯⨯= （3）最大风速：v=30m/s 计算强度时：1.1,75.0==sc f μα所以：)/(1084.451011.173301.171.175.0625.0)30,0(3324m MPa r --⨯=⨯⨯⨯⨯⨯= 计算风偏时（校验电气间隙）：1.1,61.0==sc f μα)/(1028.371011.173301.171.161.0625.0)30,0(3324m MPa r --⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=（4）覆冰风压比载：v=10m/s ，由于计算强度与风偏时，取值相同，均为1.1,61.0==sc f μα所以：)/(1073.141011.17310)1021.17(1.10.1625.0)10,10(3325m MPa r --⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=3.5无冰综合比载无冰综合比载是无冰有风时的的综合比载，等于架空线的自重比载和无冰风雅比在的矢量和，即：（1）外过电压、安装有风：)/(1072.341079.605.34)10,0()0,0()10,0(332224216m MPa r r r --⨯=⨯+=+=（2）内过电压：)/(1093.351046.1105.34)15,0()0,0()15,0(332224216m MPa r r r --⨯=⨯+=+=（3）最大风速： 计算强度时：)/(1010.571084.4505.34)30,0()0,0()30,0(332224216m MPa r r r --⨯=⨯+=+=计算风偏时：)/(1049.501028.3705.34)30,0()0,0()30,0(332224216m MPa r r r --⨯=⨯+=+=3.6覆冰综合比载覆冰综合比载是架空线的垂直总比载和覆冰风压比载的矢量和。

由于在此计算时，计算风偏与强度时，选取的参数一样，则计算结果也是一样的。

即覆冰综合比载为：()()())/(1085.781073.1446.7715,100,1010,10332225237m MPa --⨯=⨯+=+=γγγ4、计算临界档距、判断控制气象条件4.1可能控制条件的有关参数将可能的应力控制条件记于表4中：4.2按等高悬点考虑，计算各临界档距由于a 、c 、d 两两的控制条件下的许用应力相等即[][][]000σσσ==j i ，则可以采用公式：[]()22024ij i j ij t t l γγασ--=由于b 与a 、c 、d 控制条件下的许用应力不等，则只能采用公式：[][]()[][][]⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=20200024i i j ji j i j ij E t t E l σγσγασσ利用上式计算得各临界档距为：[][]()[][][]⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=2000024a a b b a b a b ab E t t E l σγσγασσ=虚数[]()m t t l ac a c ac 565.25424220=--=γγασ[]()m t t l ad a d ad 034.8224220=--=γγασ [][]()[][][]518.79224202000=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=b bc c b c b c bc E t t E l σγσγασσ[][]()[][][]m E t t E l b b d d b d b d bd 39.27824202000=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-=σγσγασσ []()虚数=--=22024cd c d cd t t l γγασ将各临界档距填入有效临界档距判别表如表5所示：表5：有效临界档距判别表判断有效临界档距，确定控制气象条件:因为在某条件栏中，存在临界档距为虚数或者0的情况，则该栏的条件不起控制作用，应当舍去。

容易看出m l bd 39.278=为有效临界档距，则可能的控制条件a 、c 不起控制作用。