Назаренко Артем Володимирович

Вступ
Актуальність теми
Зв'язок роботи з науковими програмами
Мета роботи
Ідея роботи
Предмет роботи
Практичне значення очікуваних результатів
Зміст роботи
Висновок
Перелік посилань

Вступ

Проектні та дослідницькі роботи з метою спорудження повітряних ліній (ПЛ) електропередачі високої (ВН) і надвисокої (СВН) напруги досить часто проводяться проектними організаціями на замовлення енергосистем чи дирекцій об'єктів, які споруджуються.

 Проектування ПЛ – завдання трудомістке, до вирішення якої дуже часто задіяні відразу декілька підрозділів проектної організації. Розвідувальні роботи та планування траси лінії виконується в розвідувальному підрозділі, розрахунок проводів і тросів, розміщення опор – у лінійному підрозділі, за розрахунок фундаменту і міцність опор відповідають проектувальники – будівельники. Ось чому автоматизація проектування ПЛ повинна охоплювати весь технологічний ланцюг. Ефективна автоматизація проектування ПЛ є дуже актуальним завданням сучасності.

 Автоматизація передбачає раціональний розподіл функцій між людиною і комп'ютером: проектувальник вирішує завдання творчого характеру, а ПК – формалізовані задачі, які реалізовані у вигляді алгоритму.

 Система автоматизованого проектування ПЛ ВН і СВН (САПР) складається з технічної і документальної систем.

Актуальність теми

У зв'язку з веденням в дію на території України нової редакції ПУЕ, глава 2.5 "Повітряні лінії електропередавання напругою вище 1 кВ до 750кВ" правила встановлення електрообладнання виникла необхідність перерахунку з метою удосконалення спеціальної підсистеми розрахунку великих переходів у структурі УД САПР ПЛ високої і надвисокої напруги.

Зв'язок роботи з науковими програмами

Тема роботи є одним із напрямків наукових робіт, що проводяться на кафедрі електричних систем Донецького національного технічного університету.

Мета роботи

Метою магістерської роботи є розробка сучасних алгоритмів для створення програм САПР ВЛ ВН і СВН, які будуть відповідати всім вимогам нової редакції ПУЕ.

Ідея роботи

Основною ідеєю магістерської роботи є розробка принципово нових математичних методів розрахунку і алгоритмів для програмних модулів САПР, вдосконалення інформаційного забезпечення програмних модулів в якості створення нових баз даних.

Предмет роботи

Предметом наукової роботи є сучасне програмне забезпечення САПР ВЛ ВН і СВН. Об'єктом є система автоматичного проектування ПЛ ВН і СВН, її вдосконалення.

Практичне значення очікуваних результатів

При виконанні роботи планується перевірити, як нова редакція ПУЕ, вплинула на будівельні норми.

Зміст роботи

Важливою частиною магістерської роботи є розробка методики розрахунку проводів "Великих переходів" лінійної підсистеми САПР ПЛ.

Під назвою "Великих переходів" увазі переходи повітряної ЛЕП в умовах рівнинної місцевості через широкі водні простори (судноплавні і несудноплавні річки, затоки, морські протоки та інші водні перешкоди) і в умовах гірської місцевості через різні ущелини.

 Розрахунок великого переходу ЛЕП полягає в розрахунку проводів ПЛ, який необхідний з метою визначення габаритів лінії над водною поверхнею або відмітками гірській місцевості.

 Як відомо, так званий механічний розрахунок проводів ПЛ, в принципі, може виконуватися наближеними чи точними методами.

В основу наближеного методу розрахунку прийнято припущення, що на провід, підвішений до двох нерухомим шарнірним точкам на опорах ПЛ (так звані точки підвісу), діє тільки вертикальна рівномірно розподілена по його довжині навантаження (власна вага), під дією якої провід провисає подібно однорідної гнучкою нитки. Ідеально гнучка нитка, жорсткість якої на згин дорівнює нулю, при такому завантаженні приймає обрис ланцюгової лінії, тобто в звичайному поданні форму підвішеною тонкої ланцюга з великим числом дуже малих ланок. Крива провисання гнучкої нитки розташовується в площині дії навантаження (в даному випадку у вертикальній площині) і, отже, буде плоскої кривої. Внаслідок зазначених властивостей гнучкої нитки вона може працювати тільки на відстані. Тому зовнішнє навантаження викликає в нитки тільки осьове розтяжне зусилля, яке в будь – якій її точці направлено по дотичній до кривої провисання (або перпендикулярно радіусу кривизни).

Таким чином, механічне напруження в будь – якій точці гнучкої нитки зумовлена лише розтяганням і так само, як розтяжне зусилля, направлено по дотичній, проведеної до кривої провисання в розглянутій точці. Згинальний момент у будь – якому перетині гнучкої нитки дорівнює нулю. Теорія механічного розрахунку проводу в цьому випадку полягає в теорії розрахунку гнучкої нитки. Звичайно, дріт як металевий стрижень або як пара кручених стержнів не володіє всіма властивостями ідеально гнучкої нитки і має деяку жорсткість на вигин.

 Тому крива провисання проводу лише наближається за формою до ланцюгової лінії, і напруга в проводі може бути обумовлено не тільки розтяганням, але в деяких випадках і вигином.

 Точний метод механічного розрахунку проводу також заснований на теорії провисання гнучкої однорідної важкої нитки, крива якої, як уже зазначалося, приймає форму ланцюгової лінії. Однак використовувані для розрахунку дроти цим методом формули, пов'язані з рівнянням ланцюгової лінії, виражаються через гіперболічні функції. Точний метод дозволяє при заданих розрахункових умов визначити ступінь погрішності, яка виходить при розрахунку за наближеним формулами, що з практичного боку є цінним.

 У деяких випадках ступінь похибки можна встановить заздалегідь, при виборі розрахункових формул, але в особливих випадках доводиться виконувати паралельні розрахунки по наближеним і точним формулами. Такі порівняльні розрахунки доцільні при розрахунку дроти для переходу ПЛ через широку судноплавну річку або при визначенні прогинів дроти на лінії, що проходить в гірській місцевості, де є великі подовжні ухили.

Прикладом може послужити розрахунок довжини дроту при неоднакові висотах точок підвісу дроти. Позначимо через X0 координату Xточки нитки, в якій дотична до нитки горизонтальна. З урахуванням того, що при X=X0,Y'=0 маємо:

Інтегруючи, знаходимо:

При  X=X0,Y'=0 отримаємо:

Остаточно маємо наступне розрахункове вираз для визначення стріли провисання при неоднакових висотах точок підвісу дроти:

Тепер отримаємо вираз для розрахунку довжини дроту.

Питання про допустиму ступеня похибки вирішується при конкретному проектуванні в залежності від характеру траси лінії, на відміну від запасів в габариті над землею або спорудами, що пересікаються.

 Основною метою запропонованої методики є розвиток зручною для практичного використання теорії нитки – так званої теорії ланцюга рівного опору і розробка на її основі рішення ряду завдань, що виникають при розрахунку великих переходів.

 Незважаючи на успіхи, досягнуті в розвитку теорії нитки, отримані теоретичні рішення не мають достатньо широкого практичного застосування. Ця обставина пояснюється двома причинами: по – перше, практичного застосування багатьох теоретичних рішень перешкоджають певні математичні труднощі і, по – друге, для використання теоретичних рішень потрібні експериментальні дані.

 У зв'язку з цим в даний час паралельно з розвитком та удосконаленням строгих теорій нитка досить актуальними є розробка простих та практично прийнятних наближених методів розрахунку і подальші експериментальні дослідження.

 У зв'язку з цим в даний час паралельно з розвитком та удосконаленням строгих теорій нитка досить актуальними є розробка простих та практично прийнятних наближених методів розрахунку і подальші експериментальні дослідження.

 1) У розрахунках не враховується вага розпірок і натяжних гірлянд ізоляторів.

2) ) Стріли провисання визначаються за нормативними сполученням кліматичних умов на нормативні тимчасові і постійні навантаження, які в загальному випадку можуть бути перевищені.

3)Не враховується нагрів проводів електричним струмом, а також додатковий нагрів сонячними променями проводів, які після монтажу згодом темніють.

4) Дійсна довжина прольоту може відрізнятися від проектної, так як у реальних умовах відбувається зміна довжин прольотів під дією зовнішніх сил в точках підвісу проводу на опорах і внаслідок гнучкості самих опор.

5)Слід мати на увазі, що регулювання стріл провисання при монтажі виробляється в перехідному прольоті. При цьому провід знаходиться на монтажних роликах, а підтримують гірлянди відключені від вертикалі. У цьому положенні стріла провисання в перехідному прольоті відрізняється від тих, яка буде після перекладання проводу в глухі затискачі і приведення гірлянд у вертикальне положення.

6) Є певні труднощі при обліку залишкових деформацій проводів, величина яких залежить от стосунки стріли провисання до довжини прольоту.

7)Навантаження від власної ваги дроти приймається рівномірно розподіленим по довжині прольоту, тоді як вітрове навантаження і навантаження від снігу, льоду можуть бути несиметричними і нерівномірними.

8) Глибина закладення фундаменту вважається постійною, тоді як насправді його осідання може перевищувати розрахункові значення.

Висновок

 Всі ці обставини дають підстави вважати, що розрахунок проводів на великих переходах ЛЕП з використанням теорії ланцюгової лінії може за певних обставин призвести до недостатньо надійним результатами. Саме цей факт послужив підставою для вивчення принципової можливості використання теорії ланцюга рівного опору з метою вирішення проектної задачі уточненого розрахунку проводів великих переходів ЛЕП.

 Ланцюгом рівного опору називається ланцюг змінної товщини, в якій товщина в кожній точці пропорційна натягу, і ймовірність розриву у всіх точках цього ланцюга однакова, теорія ц.р.с. є більш суворою, ніж теорія ланцюгової лінії, а теорія параболи є окремим випадком теорії ц.л. і теорії ц.р.с.

 

Перелік посилань:

1. Правила улаштування електроустановок. Глава 2.4, глава 2.5 із зміною №1. – К.: ГРІФРЕ, 2006. – 126
2. Ильичев Н.Б. Расчет и проектирование ВЛ, ОРУ и ВОЛС в среде EnergyCS Line/ Н.Б. Ильичев//М.,2007 – С.12 –16.
3. ЛЭП 2009 – "Розрахунок навантажень на опори та фундаментів"[Электронный ресурс].-Режим доступа: http://www.bsapr.ru.
4. Матеріали Другої всеросійської науково – практичної конференції 2006г[Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.ohl.elsi.ru/2006
5. Ильичев Н.Б. Программный комплекс "EnergyCS Line" V 3.5.Руководство пользователя./ Н.Б. Ильичев//Иваново, 2007 – 79 с.
6. ГОСТ. 13109 – 97 "Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения".
7. Методические указания по контролю и анализу качества электроэнергии в системах электроснабжения общего
   назначения. Часть 1.Контроль качества электрической энергии (РД 153 – 34.0 – 15.501 – 00).

8. Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Часть 2.Анализ качества электрической энергии (РД 153 – 34.0 – 15.502 – 2002).
9. Електроний журнал[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.sapr.ru

!!! При написанні даного автореферату магістерська робота ще не завершена. Дата остаточного завершення роботи: грудень 2011 Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його наукового керівника після зазначеної дати.