Bài giảng cơ khí đường dây

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT HƢNG YÊN BÀI GIẢNG CƠ KHÍ ĐƢỜNG DÂY HƢNG YÊN – 2016 MỤC LỤC MỤC LỤC CHƢƠNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐƢỜNG DÂY TRÊN KHÔNG 1.1 Đƣờng dây không 1.1.1 Cấu tạo chung 1.1.2 Dây dẫn 1.1.3 Cột 10 1.1.4 Sứ cách điện phụ kiện 14 1.1.5 Thiết bị chống rung 18 1.1.6 Thiết bị chống điện áp 18 1.1.7 Thông số đặc trƣng đƣờng dây không 19 1.2 Các trạng thái làm việc đƣờng dây không 20 1.2.1 Trạng thái bình thƣờng 20 1.2.2 Trạng thái cố 22 1.3 Các yêu cầu kinh tế - kỹ thuật thiết kế đƣờng dây không 23 1.3.1 Yêu cầu kỹ thuật 23 1.3.2 Yêu cầu kỹ thuật 24 1.4 Các tiêu chuẩn thiết kế cho đƣờng dây không (ĐDK) 1kV (dƣới 1kV xem QPTBĐ) 24 1.4.1 Khoảng cách an toàn ĐDK với đất công trình lân cận 25 1.4.2 Khoảng cách an toàn nhỏ dây pha với với dây chống sét 28 1.4.4 Khoảng cách nhỏ pha cột 30 1.4.5 Tiết diện dây tối thiểu (mm2) cho đƣờng dây (bảng 1.11) 30 1.4.6 Ứng suất cho phép 31 1.5 Tải trọng học đƣờng dây không 32 1.5.1 Tải trọng học trọng lƣợng dây 32 1.5.2 Tải trọng gió 32 1.5.3 Tỷ tải tổng hợp gT góc i tải trọng tổng hợp mặt thẳng đứng 35 CHƢƠNG TÍNH TOÁN ĐƢỜNG DÂY TRÊN KHÔNG 37 2.1 Phƣơng trình dây dẫn treo hai điểm có độ cao 37 2.2 Tính toán độ dài, độ võng, độ cao, ứng suất lực căng dây dẫn 42 2.2.1 Tính theo hàm dây xích 42 2.2.2 Tính theo hàm parabol 45 2.3 Phƣơng trình căng dây trƣờng hợp hai điểm treo dây không độ cao 46 2.3.1 Khoảng cột tƣơng đƣơng 46 2.3.2 Khoảng cách tới đất điểm khoảng cột 50 2.3.3 Lực căng điểm treo dây 52 CHƢƠNG PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI VÀ KHOẢNG CỘT TỚI HẠN 55 3.1 Phƣơng trình trạng thái dây dẫn 55 3.2 Khoảng cột tới hạn dây dẫn 59 3.2.1 Khái niệm chung 59 3.2.2 Khoảng cột tới hạn l2K 60 3.2.3 Khoảng cột tới hạn l1K l3K 64 3.2.4 Tính toán dây AC 69 CHƢƠNG ĐƢỜNG DÂY TRÊN KHÔNG TRONG VẬN HÀNH 76 4.1 Chế độ làm việc bình thƣờng 76 4.1.1 Sự lệch chuỗi sứ đỡ - Khoảng cột đại biểu 76 4.1.2 Sự lệch dây dẫn chuỗi sứ đỡ gió 79 4.1.3 Độ lệch chuỗi sứ cột đỡ góc 81 4.1.4 Ảnh hƣởng chuỗi sứ đến độ võng dây dẫn 84 4.2 Chế độ cố 85 4.2.1 Quan hệ lực kéo dây chuyển dịch ngang 85 4.2.3 Trƣờng hợp đứt dây khoảng cột thứ ba 88 4.3 Quan hệ điện áp đƣờng dây 90 4.3.1 Điện áp cảm ứng mạch đƣờng dây hai mạch đƣờng dây 90 4.3.2 Ảnh hƣởng đƣờng dây điện lực đến đƣờng dây thông tin 99 CHƢƠNG TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐƢỜNG DÂY 104 PHỤ LỤC 105 1.10b Khoảng cách nhỏ pha cột 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 MỞ ĐẦU Cơ khí đƣờng dây môn học quan trọng sinh viên chuyên ngành hệ thống cung cấp điện, tài liệu quan trọng cho cán kỹ thuật thi công công trình điện Nhằm mục đích cung cấp cho bạn đọc kiến thức tình toán, vận hành thi công đƣờng dây tải điện, ý đến tỉ mỉ, dễ đọc, dễ hiểu dễ vận dụng Giáo trình đƣợc chia làm chƣơng: Chƣơng 1: Khái niệm chung đƣờng dây không Chƣơng 2: Tính toán đƣờng dây không Chƣơng 3: Phƣơng trình trạng thái khoảng cột tới hạn Chƣơng 4: Đƣờng dây không vận hành Chƣơng 5: Trình tự thiết kế đƣờng dây Trong giáo trình trình bày lý thuyết lý đƣờng dây không, phƣơng pháp thiết kế đƣờng dây Các thông số tiêu chuẩn thiết kế tài liệu đủ để bạn đọc làm tập tính toán thiết kế đƣờng dây, phục vụ sản xuất Đồng thời bạn đọc phải áp dụng quy phạm tiêu chuẩn quốc gia tiêu chuẩn ngành điện hành Tuy nhiên tránh khỏi sai sót, kính mong bạn đọc đóng góp ý kiến để giao trình ngày hoàn thiện CHƢƠNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐƢỜNG DÂY TRÊN KHÔNG 1.1 Đƣờng dây không 1.1.1 Cấu tạo chung Trên hình 1.1 sơ đồ đƣờng dây không Đƣờng dây không bao gồm dãy cột điện, có xà dây dẫn đƣợc treo vào xà qua sứ cách điện Cột điện đƣợc chôn xuống đất móng vững chắc, làm nhiệm vụ đỡ dây cao so với mặt đất, gọi đƣờng dây không Trên cột treo dây chống sét để sét không đánh trực tiếp vào dây dẫn Hình 1.1 Cấu tạo đƣờng dây không Trên cột đơn đƣờng dây 6kV trở lên có treo dây pha, cột kép treo dây pha cho lộ song song Trên hình 1.1 vẽ dây pha dây thứ nằm mặt phẳng với dây dƣới Cũng có loại cột treo pha, đƣờng dây cần có cột loại này, cột néo góc đƣờng dây 500kV Đƣờng dây hạ áp treo hay dây cho pha, trung tính dây pha cho chiếu sáng Đƣờng dây trung áp có dây trung tính treo dây cột, dây pha dây trung tính Trên cột có treo đƣờng dây điện áp khác nhƣ trung áp hạ áp Ngƣời ta quan tâm đến dây pha dƣới Dây pha dƣới hay dây thấp dùng để xác định khoảng cách an toàn dây dẫn với đất Dây pha để xác định khoảng cách an toàn đến dây chống sét Trên đƣờng dây điện áp 110kV trở lên phải treo dây chống sét toàn tuyến Trên đƣờng dây trung áp 22-35kV cần treo 1-2km tính từ trạm biến áp Khoảng cách điểm treo dây cột kề gọi khoảng cột, khoảng cột có độ dài ký hiệu l(m), gọi tắt khoảng cột Nếu cột kề cột néo gọi khoảng cột néo Khoảng cột néo gồm nhiều cột đỡ liên tiếp gọi khoảng néo, khoảng néo bao gồm nhiều khoảng cột thƣờng Khi đƣờng dây vƣợt qua chƣớng ngại nhƣ đƣờng dây điện, đƣờng dây thông tin ta có khoảng vƣợt, khoảng vƣợt có nhiều khoảng cột Các cột có thiết bị nối đất chống sét ống 1.1.2 Dây dẫn a Vật liệu dây dẫn điện đƣợc làm bằng: - đồng - M - nhôm - A - Nhôm có lõi thép - AC - thép - ПC, TK Các ký hiệu ký hiệu Nga quen dùng VN, ký hiệu số liệu nƣớc khác tra catalog tài liệu [17] Dây chống sét làm thép hay nhôm lõi thép b Cấu tạo Có loại dây sau (hình 1.2): - Dây đơn có sợi (hình 1.2a): thƣờng dây thép có đƣờng kính 4mm dùng cho đƣờng dây hạ áp Nếu dây dẫn vào nhà cho phép đƣờng kính 3mm Đƣờng kính nhỏ không đủ độ bền, lớn dễ bị uốn gãy Còn có dây lƣỡng kim tiết diện 10mm2 Dây có lõi thép phủ đồng lƣợng đồng chiếm 45 đến 50 % khối lƣợng dây - Dây vặn xoắn đồng nhất: nhiều sợi nhỏ vặn xoắn lại với (hình 1.2b), dây vặn xoắn dây đồng nhôm hay thép - Dây vặn xoằn nhôm lõi thép (hình1.2c), để tăng độ bền ngƣời ta làm thêm lõi thép giữa, sợi nhôm bên - Dây vặn xoắn nhôm lõi thép có thêm sợi phụ chất cách điện đê tăng bán kính dùng cho điện áp 220kV trở lên (hình1.2d) - Dây rỗng dùng trạm biến áp 220kV trở lên (hình 1.2e) Hình 1.2 Các loại dây dẫn Hình 1.3 Cấu tạo loại dây dẫn Trên hình 1.3 cấu tạo dây vặn xoắn, sơ đồ a dây kim loại: thép – ПC nhôm A Sơ đồ b dây AC, sơ đồ c dây ACO, sơ đồ d dây ACY c Dây thép vặn xoắn ПC, TK: dùng khoảng vƣợt lớn nhƣ sông rộng hay thung lũng rộng làm dây chống sét (bảng 1.1): Bảng 1.1 Dây thép F định mức (mm2) Tiết diện thực Đƣờng kính Trọng lƣợng Ứng suất phá hoại σgh tế (mm2) (mm) riêng (kg/km) (DaN/mm2) 25 24,6 5,6 194,3 62 35 37,2 7,8 295,7 62 50 49,8 9,7 396,0 62 70 78,9 11,5 631,6 62 95 94 12,6 754,8 62 Dây ПC Dây thép TK ПC Lực kéo đứt, DaN 34TK 33,82 7,6 0,291 4255 39TK 38,46 8,1 0,330 4840 43TK 43,30 8,6 0,373 5465 50TK 48,64 9,1 0,418 6120 60TK 60,01 10,0 0,515 7560 70TK 72,56 11,0 0,623 7830 Tiết diện định mức Tiết diện thực Đƣờng kính Trọng lƣợng Ứng suất phá hoại σgh Fđm(mm2) tế F (mm2) d (mm) riêng (kg/km) (DaN/mm2) A16 15,9 5,1 0,043 17,2 A25 24,9 6,4 0,068 16,5 A35 34,3 7,5 0,094 16,4 A50 49,5 9,0 0,135 15,7 A70 69,2 10,7 0,189 14,6 A95 92,3 12,3 0,252 14,1 A120 117,0 14,0 0,321 16,8 Bảng 1.2 Dây nhôm Còn có loại dây nhôm hợp kim cho độ bền cao nhiều nhƣng dẫn điện hơn: - Nga: Dây AH AҖ - Tây Âu: Dây AAAC (All Aluminium Aloy Conductor) - AMELEC e Dây lõi thép loại AC, ACO ACY (bảng 1.3) Bảng 1.3 Dây nhôm lõi thép Tiết diện định Tỷ lệ Tiết Tiết Đƣờng Đƣờng Trọng Ứng suất mm2 FA/FC diện diện kính kính lói lƣợng phá hoại phần phần dây,mm thép, riêng σgh nhôm nhôm mm (kg/km) (DaN/mm2) FA mm2 FC mm2 mức, (nhôm/thép) AC10/1,8 5,98 10,6 1,77 4,5 1,5 0,043 33 AC16/2,7 5,99 16,1 2,69 5,6 1,9 0,065 33,1 AC25/4,2 6,0 24,9 4,15 6,9 2,3 0,100 32 AC35/6,2 6,0 36,9 6,16 8,4 2,8 0,148 31,4 AC50/8 6,0 48,2 8,04 9,6 3,2 0,195 29,6 AC70/11 6,0 68,0 11,3 11,4 3,8 0,276 29,6 AC95/16 6,0 95,4 15,9 13,5 4,5 0,385 29,1 AC120/19 6,28 118,0 18,8 15,2 5,5 0,471 30,1 AC150/24 6,16 149,0 24,2 17,1 6,3 0,559 30,2 AC185/29 6,24 181,0 29,0 18,8 6,9 0,728 28,4 AC240/39 6,11 236,0 38,6 21,6 8,0 0,952 28,6 AC300/48 6,17 295,0 47,8 24,1 8,9 1,186 28,5 AC400/64 6,14 390,0 63,5 27,7 10,2 1,572 27,6 AC70/72 0,972 - - 15,4 - 0,755 34,7 AC300/39 7,81 301 38,6 - - 1,132 26,3 ACY300/66 3,39 288 65,8 - - 1,313 34,5 ACY300/204 1,46 298 204 - - 2,428 54,6 Còn có loại dây khác nhƣ sau: ACK: Dây nhôm lõi thép chống ăn mòn,lõi thép đƣợc bọc hai lớp màng nhựa polyetylen ACKC: Dây nhôm lõi thép chống ăn mòn, phủ mỡ trung tính chịu nhiệt phần thép AKII: Dây nhôm chống ăn mòn, phủ mỡ phần nhôm thép ACKII: Dây nhôm lõi thép chống ăn mòn,dùng thay dây đồng Trên đƣờng dây 220 ÷ 500 KV hay dùng loại: ACKII 300/39, 330/43, 400/51, 500/64; ACY: Dây nhôm lõi thép tăng cƣờng phần thép FA/FC =1,46 ÷ 4,39; ACO: Dây nhôm lõi thép tăng cƣờng phần nhôm FA/FC =7,71 ÷8,04; ACSR: Dây nhôm lõi thép Tây Âu: 330/53, 612/104; 410/53, 450/40, 490/65, 520/67, AACSR: Dây nhôm lõi thép Tây Âu, dây hợp kim nhôm có khả chịu kéo cao gấp hai lần dây nhôm Dây chống sét dùng loại: - Dây thép vặn xoắn TK; - Dây nhôm lõi thép ACKII 70/72, 95/146; - Dây nhôm lõi thép Tây Âu ACSR 80/47 1.1.3 Cột Cột điện làm gỗ, bê tông cốt thép hay thép Cột điện gồm có: - Cột néo néo góc: Cột néo để giữ đầu dây nối vào cột qua chuỗi sứ néo;cột néo góc dùng đƣờng dây đổi hƣớng; - Cột đỡ đỡ góc: Làm nhiệm vụ đỡ dây dẫn nối vào cột qua chuỗi sứ đỡ Cột đỡ chia cột đỡ thẳng cột đỡ góc Khi đƣờng dây đổi hƣớng, góc đổi hƣớng từ 10 đến 20º dùng cột đỡ góc, góc lớn dùng cột néo góc Nếu dùng cột đỡ góc thƣờng treo thêm tạ cân để chuỗi sứ không bị lệch - Cột cuối đầu cuối đƣờng dây - Cột vƣợt: Là cột cao cao sử dụng đƣờng dây qua chƣớng ngại cao rộng nhƣ: Đƣờng dây điện, đƣờng dây thông tin, sông rộng Cột vƣợt cột néo hay đỡ -Còn có cột dùng để chuyển vị trí dây pha(cột đảo pha) cột để nối nhánh rẽ (cột rẽ) Cũng có cột đặc biệt đặt dao cách ly, tụ bù Trên hình 1.4 cho cách bố trí dây cột Trên hình 1.5 trình bày cấu tạo chung cột thép Cột có phần: -thân cột;2 - xà; -chóp - móng Có loại cột dùng dây néo để tăng cƣờng sức chịu đựng giảm giá thành cột 10 UĐT =   4740 10  e 1.15 j 0,  1890 e  j 52 V 3,84  j Góc lệch pha so với Eo Khi ngắn mạch trong, đầu đƣờng dây trạm không nối đất tính theo (4.37) UĐT = 3560 e-j45 V Khi nối đất trạm, điện áp tăng thêm tính theo (4.36) UĐT = 210 e-j138 V Tổng điện áp là: 3560 e-j45 + 210 e-j138 = 3560 e-j48 Một số kết luận sở thí nghiệm tính toán - Trong chế độ vận hành bình thƣờng, điện áp mạch cắt đƣờng dây hai mạch không 400  600V nhƣng đủ nguy hiểm cho ngƣời - Khi ngắn mạch ngoài, nối đất hai đầu đoạn đƣờng dây điện áp cảm ứng không đáng kể, không vƣợt qua ngƣỡng an toàn Nếu không nối đất điện áp tăng cao nguy hiểm (cỡ 1000  4000 V) - Khi ngắn mạch (trên đoạn đƣờng dây vận hành song song với đoạn đƣờng dây sửa) Nếu không nối đất hai đầu: điện áp nhỏ so với nối đất hai đầu: điện áp nhỏ so với nối đất hai đầu (có thể đến 8kV) Nếu dây chống sét điện áp cảm ứng nêu giảm đến lần Tuy nhiên có nguy hiểm cho ngƣời vận hành điện cảm ứng ngắn mạch truyền vào cột Về mặt an toàn, hai đƣờng dây 35 đến 500kV song song cách 100 đến 200m không khác đƣờng dây hai mạch Theo sơ đồ tren hình 43, khoảng cách phải 1000m điện kháng hỗ cảm giảm đến mức chấp nhận đƣợc Khi dòng ngắn mạch cỡ 8000A, tăng khoảng cách hai đƣờng dây 100 lần (từ m lên 500m) điện áp cảm ứng giảm 10 lần Cần đặc biệt ý đến đƣờng dây song song vào trạm, điện áp cảm ứng sang chúng lớn Khi làm việc khu vực phải áp dụng triệt để biện pháp an toàn, đặc biệt phải nối đất dây dẫn, không tiếp xúc với dây dẫn chƣa nối 4.3.2 Ảnh hƣởng đƣờng dây điện lực đến đƣờng dây thông tin Khi đƣờng dây thông tin loại song song gần đƣờng dây điện lực bị ảnh hƣởng theohai cách: - Nhiễu - Ảnh hƣởng nguy hiểm a Nhiễu 99 Nếu đƣờng dây điện trung tính cách đất, đối xứng ảnh hƣởng đến đƣờng dây thông tin không đáng kể Ảnh hƣởng cóthể xảy đƣờng dây thông tin khoảng cách dây thông tin đến đƣờng dây điện không đều, dây gần Điều khắc phục cách hoán vị dây đƣờng dây Nếu đƣờng dây điện nối đất trung tính tình hình xấu Các sóng hài bậc điện áp dòng điện khép mạch qua đất điện dung đƣờng dây, điện dung lớn lên với tần số sóng hài Mạch điện giống nhƣ mạch điện tần số cao khép mạch qua đất gây nhiễu đƣờng dây thông tin Để hạn chế ảnh hƣởng ngƣời ta tìm cách hạn chế sóng hài bậc cao điện áp đƣờng dây điện cách làm hiệu thêm cuộn tam giác vào máy biến áp điện lực, cuộn tam giác triệt tiêu sóng hài bậc cao b Điện áp cảm ứng nguy hiểm Trong chế độ bình thƣờng, đƣờng dây thông tin cách đƣờng dây điện 110kV cỡ 50m, điện áp cảm ứng tĩnh điện đạt đến 200 – 300 V, cảm ứng điện từ khoảng 30 – 40V Điện áp không gây nguy hiểm cho đƣờng dây thông tin Khi thiết kế đƣờng dây điện lực song song hay cắt đƣờng dây thông tin, phải thực biện pháp để đảm bảo không gây nhiễu dùng van điện áp, có điện áp cao đƣờng dây thông tin điện áp đƣợc tháo xuống đất Hiện cáp quang đƣợc dùng để truyền thông tin, ảnh hƣởng đƣờng dây điện lực không vấn đề Hình 4.15 Ví dụ tính điện áp dây thông tin ảnh hƣởng đƣờng dây điện: Xét đƣờng dây hình 4.15 Cho biết U = 110 kV; ax = 40m; I = 150A; Khi ngắn mạch hai pha chạm đất IN = 2000A; d12 = d23 = 400cm; d31 = 800cm; m1 = 12m; r1 = 0,7cm 100 (120 mm2), hai đƣờng dây song song H = 20km Đƣờng dây thông tin có: d45 = 30cm; mII = 9m; rII = 0,2cm Tính: d  d12 d 23d13  504 cm r '  rI d  56 cm m  m I m II  1039 m a14 = 440 cm; a24 = 4000cm; a34 = 3600 cm; a14  a14 a24 a34  3986 cm a15 = 4430 cm; a25 = 4030cm; a35 = 3630 cm; a15  a14 a24 a34  4018 cm a Trạng thái vận hành bình thƣờng - Ảnh hƣởng tĩnh điện từ đƣờng dây ba pha sang đƣờng dây thông tin (theo công thức (4 25a)) Hệ số ảnh hƣởng tĩnh điện đến dây (khoảng cách, a14 a14 tính m): K 14  4m 504 4.108   0,004110 2 d 4m  a14 504 4.108  1590 a14 ln 3986 ln r1 0,7 d Hệ số ảnh hƣởng tĩnh điện đến dây K 15 4m 504 4.108    0,004028 d 4m  a15 504 4.108  1615 a15 ln 4018 ln r1 0,7 d ảnh hƣởng chung: KI-II = K14 – K15 = 0,000082 Giả thiết độ dài đƣờng dây thông tin trùng với độ dài hai đƣờng dây chạy song song điện cảm ứng dây, U vận hành 120kV UTĐ4 = UTĐ5 = U U K 14  120000 K 15  120000 3 0,004100  285 V 0,004028  279,3 V Giữa hai dây: UTĐ4-5 = 285 -179,3 = 5,7 V (giá trị tính theo KI - II) - Ảnh hƣởng điện từ: M 14  2.10 4 ln a14 ln a a14 a  ln a 24 ln 24  ln a34 ln 34  4,145 10 5 H/km a 21 a31 a14 101 M 15  2.10 4 ln a14 ln a15 a a  ln a 24 ln 25  ln a34 ln 35  3,472.10 5 H/km a 25 a35 a15 Hỗ cảm chung: MI-II = M14 – M15 = 0,673 10-5 = 39,05 V Điện cảm ứng điện từ là: UĐT4 =  I H MI4 = 314 150 20 4,145 10-5 = 39,05V UĐT5 =  I H MI5 = 314 150 20 3,472 10-5 = 32,71V Giữa hai dây thông tin: UĐT4 -5 = 39,05 - 32,71 = 6,34V(giá trị tính theo MI - II) b Trạng thái ngắn mạch - Ảnh hƣởng tĩnh điện: Theo (4.34b) đến dây 4: KI4  2m   2078   ln   ln     a14   3986     0,03340 2m 2078 ln ln r' 56,2 Cũng theo (4.34b) đến day KI5  2m  2078    ln   ln     a15   4018     0,03286 2m 2078 ln ln r' 56,2 U’TĐ4 = (120/ )KI4 = 2317,5 kV U’TĐ5 = (120/ )KI5 = 2280 kV Điện hai dây thông tin: U’4 -5 = 37,5 V - Ảnh hƣởng điện từ: Ta tính hỗ cảm theo đồ thị hình 4.14: Biết aI4 = 39,86, tra đƣờng cong đƣợc: 0,206  tính M = 0,206/314 = 6,56 10-4 H/km Biết aI4 = 40,18, tra đƣờng cong đƣợc: 0,202  tính M = 0,202/314 = 6,43 10-4 H/km U’ĐT4 = .I.H.MI4 = 314.150.20.6,56.10-4 = 8239V U’ĐT5 = .I.H.MI5 = 314.150.20.6,43.10-4 = 8076V hiệu điện hai dây: U’ĐT4 -5 = 8239 – 8076 = 163 V 102 Ta nhận thấy ngắn mạch chạm đất, điện cảm ứng dây thông tin đạt đến giá trị nguy hiểm Còn trạng thái bình thƣờng điện áp cảm ứng chƣa đạt giá trị nguy hiểm (nếu lấy giới hạn nguy hiểm 300V) 103 CHƢƠNG TRÌNH TỰ THIẾT KẾ ĐƢỜNG DÂY Trình tự thiết kế đƣờng dây không gồm bƣớc: - Chuẩn bị mặt mặt cắt tuyến đƣờng dây - Lựa chọn sứ cách điện – Lựa chọn cột – Tính tải trọng lên đƣờng dây trạng thái – Tính khoảng cột tính toán Itt vẽ đƣờng căng dây mẫu Sablon – Chia cột: Căn vào địa hình cho mặt mặt cắt tuyến đƣờng, xác định vị trí cột, loại cột, móng độ cao chúng, cho bảo đảm khoảng cách yêu cầu tối thiểu đất công trình dƣới đƣờng dây điều kiện an toàn khác Sử dụng đƣờng cong mẫu lập mục để tính Tính kiểm tra lại ứng suất, độ võng, độ lệch ngang dây chuỗi sứ, khoảng cách an toàn dây điều kiện bão, nhiệt độ thấp nhất, điện áp cố Nếu địa hình phẳng dùng độ cao cột khoảng cột tính toán ltt, nghĩa cột cách ltt; địa hình không phẳng độ cao cột khoảng cột tuỳ theo địa hình – Chọn giải pháp chống sét tính toán dây chống sét; – Tính toán khoản vƣợt – Kiểm tra độ lệch chuỗi sứ 10 – Tính tạ chống rung 11 – Tính độ võng thi công Tính độ võng trạng thái thời tiết thi công để thi công 12 – Tính kiểm tra cột; Tính lực tác động lên cột trạng thái bình thƣờng cố 104 PHỤ LỤC Bảng 1.1 Dây thép F định mức (mm ) Dây ПC 25 35 50 70 95 Dây thép TK ПC 34TK 39TK 43TK 50TK 60TK 70TK Tiết diện thực tế (mm2) Đƣờng kính (mm) Trọng lƣợng riêng (kg/km) Ứng suất phá hoại σgh (DaN/mm2) 24,6 37,2 49,8 78,9 94 5,6 7,8 9,7 11,5 12,6 194,3 295,7 396,0 631,6 754,8 62 62 62 62 62 0,291 0,330 0,373 0,418 0,515 0,623 Lực kéo đứt, DaN 4255 4840 5465 6120 7560 7830 33,82 38,46 43,30 48,64 60,01 72,56 7,6 8,1 8,6 9,1 10,0 11,0 Bảng 1.2 Dây nhôm Tiết diện định mức Fđm(mm2) Tiết diện thực tế F (mm2) Đƣờng kính d (mm) Trọng lƣợng riêng (kg/km) Ứng suất phá hoại σgh (DaN/mm2) A16 A25 A35 A50 A70 15,9 24,9 34,3 49,5 69,2 5,1 6,4 7,5 9,0 10,7 0,043 0,068 0,094 0,135 0,189 17,2 16,5 16,4 15,7 14,6 A95 A120 92,3 117,0 12,3 14,0 0,252 0,321 14,1 16,8 Bảng 1.3 Dây nhôm lõi thép Tiết diện định mức, mm2 (nhôm/thép) Tỷ lệ FA/FC Tiết diện phần nhôm FA Tiết diện phần nhôm FC mm2 105 Đƣờng kính dây,m m Đƣờng kính lói thép, mm Trọng lƣợng riêng (kg/km ) Ứng suất phá hoại σgh (DaN/mm2) mm2 AC10/1,8 5,98 10,6 1,77 4,5 1,5 0,043 33 AC16/2,7 AC25/4,2 AC35/6,2 AC50/8 AC70/11 AC95/16 AC120/19 AC150/24 AC185/29 AC240/39 AC300/48 AC400/64 AC70/72 AC300/39 ACY300/66 ACY300/204 5,99 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,28 6,16 6,24 6,11 6,17 6,14 0,972 7,81 3,39 1,46 16,1 24,9 36,9 48,2 68,0 95,4 118,0 149,0 181,0 236,0 295,0 390,0 301 288 298 2,69 4,15 6,16 8,04 11,3 15,9 18,8 24,2 29,0 38,6 47,8 63,5 38,6 65,8 204 5,6 6,9 8,4 9,6 11,4 13,5 15,2 17,1 18,8 21,6 24,1 27,7 15,4 - 1,9 2,3 2,8 3,2 3,8 4,5 5,5 6,3 6,9 8,0 8,9 10,2 - 0,065 0,100 0,148 0,195 0,276 0,385 0,471 0,559 0,728 0,952 1,186 1,572 0,755 1,132 1,313 2,428 33,1 32 31,4 29,6 29,6 29,1 30,1 30,2 28,4 28,6 28,5 27,6 34,7 26,3 34,5 54,6 Bảng 1.4 Sứ treo Kích thƣớc, mm Lực kéo phá hoại daN.103 Hiều dài đƣờng dò điện, cm Trọng lƣợng, kG Cao Đƣờng kính Đƣờng kính ty sứ C-120A 146 260 16 12 34 5,41 C-120Б 146 255 16 12 32 4,43 CБ-120A 146 300 16 12 41 7,02 C-70Д 127-146 255 16 30,3 3,49-3,56 CГ-70A 127 270 16 41 5,2(CP) C-120 Б 170 280 20 16 36,8 7,8 C-120B 140-170 280 20 16 37,0 6,58-6,43 CГ-16 166 345 20 16 49,5 11 127-146 255 16 32,0 3,5 U70N-146/Z(F) 146 255 16,9 32 3,7 U80N-146/Z(F) 146 280 16,9 44,5 5,3 U120BL 170 255 16,9 12 33 - Loại sứ U70BS(t.â) t.â: Tây Âu, F: Pháp, lại Nga Bảng Một số loại sứ đứng Nga 106 Kích thƣớc, mm Loại sứ Trọng lƣợng, kG Cao Đƣờng kính Lực kéo phá hoại, daN Ш-6A 94 126 1400 0,97 Ш-6Б 122 225 1400 3,20 ШжБ-10 122 225 1400 3,20 ШCC-10 110 150 1400 1,35 Ш-35Б 285 310 1500 11,0 ШжБ-35 285 310 1500 11,0 ШжБ Bảng 1.6 Quan hệ điện áp, chiều dài khoảng vƣợt loại cột Khoảng cột (m) Điện áp (kV) Cột Khoảng cột (m) Bê tông cốt thép 80 ÷ 150 220 Bê tông Thép 220 ÷ 300 350 ÷ 450 35 Bê tông Thép 200 ÷ 260 220 ÷ 270 500 Bê tông Thép 250 ÷ 300 300 ÷ 450 110 Bê tông Thép 220 ÷ 270 250 ÷ 350 Điện áp (kV) Cột 6(10) Bảng 1.7 Điều kiện tính toán Nhiệt độ (0C) Áp lực gió (daN) Tốc độ gió (m/s) Nhiệt độ không khí thấp 0 Trạng thái bão 25 qvmax vmax Nhiệt độ không khí trung bình 25 0 Nhiệt độ không khí cao 40 Trạng thái điện áp khí 20 Trạng thái 0,1qvmax nhƣng ≥ v  0,3 vmax 6,25daN/mm2 Khoảng cách dọc an toàn nhỏ dây dẫn với mặt đất: Khoảng cách, m U – kV Khu vực đông dân cƣ Khu vực dân cƣ Khu vực khó qua lại Khu vực ngƣời khó đến ≤ 110 220 107 500 14 10 Khoảng cách dọc an toàn nhỏ dây dẫn với mặt nƣớc: Cấp kỹ thuật đƣờng thuỷ U, kV I II III IV V VI ≤ 35 9,5 9,5 9,5 10,5 12,5 13,5 66 ÷ 110 10 10 10 11 13 14 220 11 11 11 12 14 15 500 12 12 12 13 15 16 Bảng 1.8 Chiều dài khoảng cột,m Khoảng cách nhỏ từ chỗ giao chéo đến cột gần đƣờng dây không (ĐDK),m 30 50 70 100 150 200 ĐDK 500kV giao chéo giao chéo với đƣờng dây điện áp thấp 200 300 450 5 5 5,5 5,5 5,5 6,5 7,5 ĐDK 220kV giao chéo với giao chéo đƣờng dây điện áp thấp đến 200 4 4 - - 300 450 4 4 4,5 5,5 5,5 ĐDK 110-22kV giao chéo với giao chéo đƣờng dây điện áp thấp đến 200 300 3 3 4 4,5 - ĐDK 6-10kV giao chéo với giao chéo đƣờng dây điện áp thấp đến 100 150 2 2,5 2,5 - - - Bảng 1.9 Chế độ tính toán Khoảng cách (m) theo điện áp ĐDK (kV) 10 22 35 66 110 220 500 Chế độ bình thƣờng 3 3 Khi đứt dây khoảng cột kề ĐDK dùng cách điện treo 1 1 3,5 Bảng 1.10 Các trƣờng hợp giao chéo hay gần Khoảng cách nhỏ theo điện áp 108 (kV) ≤ 22 35 ÷ 110 220 7 5,5 1-Khoảng cách thẳng đứng đến mặt đƣờng a-Trong trạng thái bình thƣờng b-Khi đứt dây dẫn khoảng cột kế (đối với dây nhỏ 185mm2) 2-Khoảng cách ngang: a-Từ chân cột đến lề đƣờng b- Nhƣ nhƣng đoạn tuyến hẹp từ phận đến lề đƣờng: + Khi giao chéo đƣờng ô tô cấp I, II chiều cao cột + Khi giao chéo đƣờng ô tô cấp khác + Khi song song với đƣờng ô tô khoảng cách lấy từ dây đề lề đƣờng lúc dây bị gió làm lệch nhiều 5 1,5 2,5 2,5 1.10a Khoảng cách nhỏ không khí từ dây dẫn đến phận cột (cm) Điều kiện tính toán chọn cách điện Khoảng cách nhỏ cột theo điện áp, kV Đến 10 22 35 110 220 500 15 20 10 25 35 15 35 40 30 10 100 80 25 180 160 55 320 300 115 a- Quá điện áp khí + Cách điện đứng + Cách điện treo b- Quá điện áp nội c- Khi có U làm việc lớn 1.10b Khoảng cách nhỏ pha cột Điều kiện tính toán a- Quá điện áp khí b- Quá điện áp nội c- Khi có U làm việc lớn Khoảng cách nhỏ cột theo điện áp, kV Đến 10 22 35 110 220 500 20 22 - 45 33 15 50 44 20 135 100 145 250 200 955 400 420 200 Bảng 1.11 Tiết diện (mm2) Dây dẫn Nhôm Nhôm lõi thép, hợp kim nhôm Thép Đồng 35 25 25 16 1- Khoảng cột thông thƣờng 109 2- Vƣợt sông, kênh có thuyền bè qua lại 70 35 95 25 3- Vƣợt công trình: - Dây thông tin - Ống dẫn nổi, cáp vận chuyển - Đƣờng sắt 70 70 70 35 35 35 25 Không cho phép 25 25 25 Bảng 1.12 Thông số dây, ứng suất cho phép - theo QPTBĐ Mô đun kéo daN/mm2 (kG/mm2) Hệ số dãn nở Dây dẫn nhiệt  10 / C + A16 A35 + A50, A70 + A95 + ≥ A120 23 Hệ số an toàn at =  CP /  GH Khi bão Đàn hồi E 6300 Không đàn hồi C 4900 Giới hạn D 0,35 0,40 0,40 0,45 19,2 8250 7180 5640 Dây hợp kim nhôm + 16 – 25 + ≥ 120 Dây thép loại, C, 12,0 20000 - Nhiệt độ trung bình năm 0,30 0,30 0,30 0,30 + AC16, AC25 + AC35- AC95 AC120 – A/C = 6,11-6,25 + AC120 – A/C = 6,11-6,25 AC150 trở lên nhiệt độ thấp - 0,35 0,25 0,40 0,25 0,45 0,25 0,40 45 0,30 0,30 0,5 0,30 TK Bảng 1.14 Áp suất gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995 Vùng áp lực gió Q0 (daN/m ) I II III IV V 56 95 125 155 185 Bảng 1.15 Trị số k theo loại địa hình Địa hình Độ cao (m) A B 110 C 10 15 1,18 1,24 1,08 0,66 0,74 20 30 40 50 60 80 100 150 200 250 300 350 ≥400 1,29 1,37 1,43 1,47 1,51 1,57 1,62 1,72 1,79 1,84 1,84 1,84 1,84 1,13 1,22 1,28 1,34 1,38 1,45 1,51 1,63 1,71 1,78 1,84 1,84 1,84 0,80 0,89 0,97 1,03 1,08 1,18 1,25 1,40 1,52 1,62 1,70 1,78 1,84 Bảng 1.16 Áp lực gió qv (daN/m2) cho hệ thống điện Điện áp định mức (kV) Vùng gió đến ÷ 330 500 I 27 (21) 40(25) 55(30) II III IV V VI VII 35(24) 45(27) 55(30) 70(33) 85(37) 100(40) 40(25) 50(29) 65(32) 80(36) 100(40) 125(45) 55(30) 55(30) 80(36) 80(36) 100(40) 125(45) Bảng 1.17 Ký hiệu Trạng thái Nhiệt độ C Tỷ tải trọng lƣợng daN/m mm2 Ứng Ứng suất cho Tỷ tải gió daN/m mm2 Tỷ tải tổng hợp daN/m mm2 daN/m mm2 phép daN/m mm2 suất  1-Nhiệt độ thấp min G - Gmin = g min CP 2- Bão B G gvB gB B CP tb CPtb = g  gvB 3-Nhiệt độ trung tb G 111 gtb = g bình năm 4- Nóng max G - gmax = g max - 5-Quá điện áp khí q G gvq gq q - = g  g vq2 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Bách, Lưới điện hệ thống điện tập 1,2,3, NXB Đại học Bách khoa Hà Nội, 2007 [2] Ngô Hồng Quang, 101 tập lưới điện-cung cấp điện – khí đường dây, NXB Khoa học kỹ thuật, 2001 [3] Nguyễn Lân Tráng, Quy hoạch phát triển hệ thống điện, NXB Khoa học kỹ thuật, 2007 [4] Nguyễn Lân Tráng- Đỗ Anh Tuấn, Giáo trình quy hoạch phát triển HTĐ, NXB Khoa học kỹ thuật, 2013 113 ... Đƣờng dây hạ áp treo hay dây cho pha, trung tính dây pha cho chiếu sáng Đƣờng dây trung áp có dây trung tính treo dây cột, dây pha dây trung tính Trên cột có treo đƣờng dây điện áp khác nhƣ trung... kép treo dây pha cho lộ song song Trên hình 1.1 vẽ dây pha dây thứ nằm mặt phẳng với dây dƣới Cũng có loại cột treo pha, đƣờng dây cần có cột loại này, cột néo góc đƣờng dây 500kV Đƣờng dây hạ... đỡ dây cao so với mặt đất, gọi đƣờng dây không Trên cột treo dây chống sét để sét không đánh trực tiếp vào dây dẫn Hình 1.1 Cấu tạo đƣờng dây không Trên cột đơn đƣờng dây 6kV trở lên có treo dây