Mạng Cao Áp Và Trạm Điện Kéo

PGS TS ðÀM QUỐC TRỤ (CHỦ BIÊN) TS LÊ MẠNH VIỆT MẠNG CAO ÁP &TRẠM ðIỆN KÉO DÙNG CHO CHUYÊN NGÀNH TRANG BỊ ðIỆN – ðIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP VÀ GIAO THÔNG VẬN TẢI NHÀ XUẤT BẢN GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI 2008 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt * Thông tin tác giả Họ tên : ðàm Quốc Trụ Năm sinh ; 1936 Cơ quan công tác : + ðại học Giao thông Vận tải (1968-1998) + Khoa Cơ-ðiện ðại học Kinh doanh Công nghệ (1998 -hiện ): Email : damquoc_tru@yahoo.com Họ tên : Lê Mạnh Việt Năm sinh ; 1949 Cơ quan cơng tác : Bộ mơn Trang bị điện.Khoa ðiện -điện tử ðại học Giao thơng Vận tải (1971-hiện ) Email : bmtbd@uct.edu.vn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt *Phạm vi đối tượng sử dụng giáo trình 1/Giáo trình dùng tham khảo cho ngành : Giao thơng điện khí hố đường dài thị Thơng tin tín hiệu ðưòng sắt cao tốc Vận tải ðường sắt ðiện khí hố Cung cấp ñiện cho giao thông cao tốc ñô thị ðường hầm Mêtro Kinh tế Vận tải ðường sắt cao tốc Cơ khí chuyên dùng vè ðầu máy toa xe ðiều khiển Vận tải ðường sắt điện khí hố Kinh tế xây dựng giao thơng đường sắt Xây dựng cơng trình Giao thơng ðường sắt 2/ /Giáo trình dùng trừơng : -ðại học giao thông Vận tải -ðại học giao thơng Thành phố Hồ chí Minh -Tất trường Cao đẳng Giao thơng Vận tải ðường sắt 3/ Yêu cầu kiến thức trước học đọc tham kháo giáo trình : - Lý thuyết Mạch ñiện - Cơ ứng dụng - Máy ñiện - Cung cấp điện • Tra cứu theo từ khố B C Biểu ñồ ñiện mạch ray 127- Các dạng giao thơng điện Câu hỏi ơn tập ,kiểm tra ñánh giá chương 13 Câu hỏi ôn tập ,kiểm tra ñánh giá chương 30 Câu hỏi ơn tập ,kiểm tra đánh giá chương 73 Câu hỏi ơn tập ,kiểm tra đánh giá chương 94 Câu hỏi ơn tập ,kiểm tra đánh giá chương 131 Câu hỏi ơn tập ,kiểm tra đánh giá chương 155 Các sơ đồ cung cấp điện phía ngồi Các phương pháp tính tốn dòng điện ngắn mạch Các sơ đồ cung cấp điện phía cho giao thơng điện dòng điện chiều Các sơ đồ mạng ñiện kéo dây Các sơ ñồ cung cấp ñiện phía cho giao thơng điện dòng điện xoay chiều 1752212224- MCA&TðK • CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt D Các sơ đồ trạm ñiện kéo Các sơ ñồ mạng ñiện kéo Các phương pháp tính tốn mạng điện kéo Cỏc mỏy biến ỏp trạm ñiện kộo dũng ñiện xoay chiều Cỏc biến ñổi trạm ñiện kộo dũng ñiện chiều Các ñại lượng ñiện ñặc trưng làm việc hệ thống cung cấp điện cho giao thơng vận tải Dòng điện phát nóng Dòng điện rò mạch đường ray Dòng điện rò tính chất: Dây dẫn tiếp xúc Dây cáp ñỡ, cáp mang Dây cáp tăng cường ðiện áp tổn thất ñiện áp ðộ tin cậy kết cấu hệ thống cung cấp ñiện 2427106 79 80 9797 125126137138138 10029 P Phân loại sơ ñồ cấu trúc TðK Phân loại TðK Phương pháp phụ tải dòng phân bố Phương pháp phân tích tổng hợp K Khái quát Khảo sát sơ ñồ cấu trúc ñoạn ñường sắt hệ thống dòng ñiện chiều, ñiện áp 3,3 kv Kết cấu nối với cột phụ kiện hệ thốn treo dây tiếp xúc Khái qt tính tốn hệ treo dây Khái niệm,phân loại hệ thống mạng dây tiếp xúc L Loại dây treo khơng M Mạng điện kéo dòng điện chiều Mạng điện kéo dòng ñiện xoay chiều , Mạng tiếp xúc ray N Những yêu cầu chung ñộ tin cậy hệ thống cung cấp ñiện Những nguyên tắc dự trữ phần tử hệ thống cung cấp ñiện Ngắn mạch hệ thống pha dòng điện xoay chiều Ngắn mạch pha hệ thống với trung tính tiếp ñất Ngắn mạch pha lưới ñiện với trung tính tiếp đất cách ly Ngắn mạch pha lưới điện với trung tính tiếp đất cách ly Ngắn mạch mạng ñiện kéo H Hệ dây treo ñơn giản Hệ dây treo phức hợp CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3131110113120 35139142 131 131121125 136 292946464951120141141- P Phân tích hệ thống dây tiếp xúc Phân tích hệ dây treo Phụ tải tính tốn đến dây dẫn cáp hệ treo dây tiếp xúc Phương trình độ võng dây dẫn S Sơ ñồ tổng thể cung cấp ñiện Sơ ñồ cấu trúc trạm ñiện kéo chiều Sơ đồ cấu trúc TðK dòng xoay chiều đường sắt chạy ñiện Sơ ñồ cung cấp ñiện xoay chiều 15 kv tần số thấp 16 2/3 Hz 27 Sơ ñồ cung cấp ñiện cho giao thông ñiện ñường sắt xoay chiều 27,5 kV Sơ ñồ cấu trúc TðK dùng cho xe ñiện ngầm(metro) Sơ ñồ cấu trúc TðK tàu ñiện bánh sắt xe ñiện bánh Sứ cách điện Sơ lược giao thơng điện T Tính tốn hệ treo mắt xích Tổng quan hệ thống cung cấp điện cho giao thơng đường sắt Tác động điện động dòng điện ngắn mạch Tác dụng nhiệt dòng điện ngắn mạch Trạm điện kộo tàu điện ngầm Tính tốn học hệ treo dây tiếp xúc Trạm ñiện kộo giao thụng thành phố Trạm ñiện kộo dũng ñiện xoay chiều Trạm ñiện kộo dũng ñiện chiều Tính ñối xứng pha sóng hài lưới điện Tổng quan chung phương pháp Tính tốn cung cấp điện keó cở sở lịch chạy tàu hệ thống mạng dây Tổng quan phần tử 137 Tính tốn đàn hồi lưới tiếp xúc Tính tốn chịu gió bão hệ thống lưới dây tiếp xúc TðK dòng chiều 3,3 kV ñường sắt, ñường chung chuyển ñiện áp 110 kV, 220 kV X Xây dựng đường cong dòng điện tiêu thụ đồn tàu lịch chạy tàu V Vật liệu sử dụng mạng ñiện kéo ñặc tính ñiện chúng 139139 139 145 16 213334384043138 7149 14636785 142 89 74 76 103106106tiếp xúc 15215431107 94- MCA&TðK • CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt LỜI NĨI ðẦU Giáo trình” Mạng cao áp Trạm ñiện kéo “ñược viết sở nội dung môn học tên dùng cho chuyên ngành “ Trang bị điện–điện tử Cơng nghiệp Giao thơng vận tải “ Khoa ðiện–ðiện tử,Trường ðại học Giao thông vận tải Hội đồng ngành thơng qua Nội dung giáo trình gồm chương bao quát hết nội dung “Hệ thống cao áp phân phối vòng ngồi “và kiến thức chung “Trạm ñiện kéo,mạng cung cấp ñiện kéo lưới dây tiếp xúc “cho giao thơng điện quốc gia thị.Giáo trình mang tính chất định tính lý thuyết,tuy kiến thức với đầy đủ cơng thức lý thuyết thực nghiệm kiểm chứng,nó cho phép áp dụng vào toán như: tập lớn,thiết kế mơn học đồ án tốt nghiệp.Hơn nữa,phạm vi ứng dụng rộng,đó nghiên cứu,thiết kế,khai thác, vận hành hệ thống cung cấp điện cho Giao thơng điện điện khí hố Các tác giả dựa kinh nghiệm thực tiễn giảng dạy đào tạo chun ngành “ðiện giao thơng thành phố “ năm 70–80 kỷ trước Trường ðại học Giao thơng ðường sắt,đường (Tên Trường ðại học Giao thông Vận tải lúc giờ), với nghiên cứu dựa tài liệu (ở nước ngoài) lĩnh vực này, ñể ñưa vào giáo trình nội dung ñại Với tinh thần hướng tới việc đào tạo ðại học theo tín chỉ,giáo trình thể với nội dung trình bày thật rõ ràng cho người ñọc ngắn gọn khúc triết cho nội dung.Nhiều bảng biểu mang tính cơng nghệ dẫn ñể mong muốn giúp cho ñộc giả dễ dàng ứng dụng toán thực tế Các số liệu tham khảo,trích dẫn sử dụng từ nhiều sách tạp chí cơng bố cơng khai thị trường mạng internet (như phần tài liệu ñã nhắc tới), chúng ñã ñược lựa chọn nghiên cứu,phân tích cho mục đích phục vụ nội dung giáo trình u cầu Với lần đầu biên soạn hồn cảnh: nước ta chưa có km đường giao thơng điện (mặc dù Hà nội trước ñây có tầu ñiện tàu ñiện bánh hơi,ở mỏ than Quảng ninh có gng chạy điện từ thời Pháp thuộc đến ngày nay)và chưa có tài liệu nội dung Việt nam,cho nên chắc giáo trình nhiều thiếu sót ni dung v hỡnh thc Giáo trình PGS-TS Đàm Quốc Trụ chủ biên viết chơng 1,2, TS Lê Mạnh Việt viết chơng 3,5,6 hiệu chỉnh, hoàn thiện toàn giáo trình Cỏc tỏc giả Hội ñồng ngành mong muốn nhận ñược góp ý bạn đọc,nhất đồng nghiệp cán kỹ thuật,chuyên gia liên quan tới lĩnh vực Mọi ý kiến xin ñược gửi về: Hội ñồng nghành ðiện–ñiện tử Khoa ðiện–ðiện tử Trường ðại học Giao thông Vận tải Hà Nội,xin chân thành cảm ơn Các tác giả CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương TỔNG QUAN VỀ CUNG CẤP ðIỆN CHO GIAO THÔNG ðIỆN 1.1 SƠ LƯỢC VỀ GIAO THÔNG ðIỆN Các lĩnh vực sử dụng giao thơng điện bao gồm: giao thơng đường sắt có đầu máy điện kéo toa xe chở hàng chở khách, đồn tàu gồm toa xe gắn mơtơ điện thường dùng chở khách đường ngoại ô thành phố lớn; giao thông thành phố có tàu điện bánh sắt, xe điện bánh hơi, tàu điện ngầm; giao thơng cơng nghiệp có đầu máy điện kéo xe goòng chở than hầm lò, ñầu máy ñiện kéo toa xe chở nguyên vật liệu cơng nhân xí nghiệp Tất loại giao thơng điện sử dụng lĩnh vực nêu có chung sở nguyên lý làm việc biểu thị khái quát trình làm việc sơ đồ khối sau đây: Hình 1.12 ðC Trên sơ ñồ: 10 Hình 1.1 Nhà máy điện Trạm biến áp ðường dây cao áp pha Trạm ñiện kéo Dây cung cấp (phía mạng tiếp xúc) Dây (nối ñất, nối ray) Hệ thống dây tiếp xúc ðầu máy ñiện Cần tiếp ñiện MCA&TðK • CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 ðường ray Tất loại giao thơng điện (trên ñường ray) sử dụng lĩnh vực nêu ñều dùng ñộng ñiện kéo Việc truyền tải lượng ñiện từ nhà máy ñiện tới ñộng ñiện kéo ñặt ñầu máy toa xe ñược thực nhờ trạm biến áp, ñường dây cao áp với cấp ñiện áp khác trạm ñiện kéo Trong trạm ñiện kéo điện biến đổi theo loại dòng ñiện ñiện áp phù hợp với loại ñộng ñiện kéo ñầu máy, sau ñó theo hệ thống dây tiếp xúc ñiện ñược cung cấp ñến ñộng ñiện kéo ðộng ñiện kéo làm việc theo hệ truyền ñộng làm chuyển ñộng bánh xe đầu máy (mạch vòng dòng điện theo ñường ray trở trạm) Tầu ñiện bánh sắt Hà Nội ñược sử dụng từ năm 1920, ñồng thời khoảng thời gian ñó ñầu máy ñiện ñược áp dụng ñể chở than từ hầm lò đến bến Cửa Ơng (Quảng Ninh) đàu máy điện chở gng khai thác than hầm lò Ngót 70 – 80 năm Việt Nam giao thơng điện mỏ than Quảng Ninh Hà Nội khai thác ðó hệ thống ñiện chiều, nguồn ñiện máy phát ñiện chiều, ñộng ñiện kéo ñộng điện chiều kíck từ nối tiếp Từ sau ngày giải phóng (1954) đến sửa chữa ñổi thay trạm phát ñiện trạm chỉnh lưu bán dẫn, riêng thành phố Hà Nội hệ thống giao thơng điện q cũ bị xố bỏ hồn tồn từ năm 1980 Áp dụng giao thơng điện ngành đường sắt, giao thơng thành phố vận tải cơng nghiệp có ưu việt sau: Giao thơng điện cho phép nâng cao cơng suất kéo đầu máy tương đối dễ dàng nhờ cơng suất lớn, tốc độ lớn nên khả chuyên chở khả thông qua nhanh Hiệu suất giao thơng điện lớn Nếu khơng tính đến tổn hao ñiện hệ thống cung cấp ñiện tổn hao nhà máy ñiện (nhiệt ñiện) hiệu suất 29,5 – 33,4%, giao thơng điêzen có trị số hiệu suất 22,8 –23,8% Như hiệu suất ñầu máy ñiện cao ñầu máy ñiêzen khoảng từ (6,7 – 9,6%) Trên đầu máy điện khơng có phận làm việc nhiệt ñộ cao chuyển ñộng tịnh tiến qua lại ñầu máy ñiêzen, sửa chữa, giảm chi phí khai thác Do đặc tính điện, đầu máy điện có gia tốc lớn đầu máy điêzen, sử dụng đầu máy ñiện ñoạn ñường nhiều chỗ ñỗ thuận lợi Vì người ta thường dùng đầu máy điện chạy khu vực ngoại thành phố để chuyên chở hành khách ðộng ñiện loại ñộng mang tính chất biến ñổi lượng thuận nghịch Vì đầu máy điện chế ñộ kéo ñộng tiêu thụ ñiện năng, chế độ hãm máy phát điện đưa ñiện trở lưới Nhờ phương pháp hãm tái sinh (thu hồi ñiện năng) xuống dốc giảm tốc ñộ, ñầu máy ñiện trả lại lượng ñiện cho hệ thống cung cấp ñiện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Sử dụng dễ dàng tạo ñiều kiện ñể cải tạo kỹ thuật, khâu khác khí hố, tự động hố, cơng tác tu bảo dưỡng đường sắt, xếp dỡ hàng hố kho bãi, điều khiển tự ñộng ñiều khiển từ xa cải thiện điều kiện lao động cho cán bộ, cơng nhân viên ngành đường giao thơng Áp dụng giao thơng ñiện ñường sắt kết hợp giải việc điện khí hố lĩnh khác kinh tế quốc dân nằm khu vực ñường sắt qua phạm vi bán kính từ 30 ñến 60km (ở hai phía ñường sắt) khoảng từ 50 đến 100km bán kính xung quanh trạm điện kéo ðầu máy điện kéo khơng có máy phát riêng ñầu máy so với ñầu máy ðiêzen nhẹ hơn, rẻ bền Cùng cơng suất đầu máy, trọng lượng đầu máy ñiêzen gấp 1,5 ñến 1,7 lần trọng lượng ñầu máy ñiện, giá thành gần gấp ñôi so với ñầu máy điện ðầu máy điện khơng nhả độc, khơng có khói bụi, thuận tiện cho việc giữ gìn vệ sinh môi trường cho hành khách, thành phố khu dân cư ñường sắt ñi qua Nhưng nhược ñiểm đầu máy điện so với đầu máy điêzen khái quát ñiểm sau ñây: Áp dụng sức kéo ñiện phải bỏ vốn ñầu tư lớn cho hệ thống cung cấp lượng ñiện ñường dây cao áp, trạm ñiện kéo, hệ thống dây tiếp xúc (cột, ñường dây ) Giá ñầu máy ñiện bình quân 2/3 giá ñầu máy ñiêzen, ñầu tư cho mạng cung cấp ñiện gồm ñường dây cao áp, trạm ñiện kéo, hệ thống dây tiếp xúc (cột, đường dây ) có giá thành 2,5 lần giá đầu máy Như phải có khối lượng vận chuyển tương đối lớn điện khí hố có khả thực được, khối lượng vận chuyển lớn cho phép hồn vốn đầu tư nhanh Tính động đầu máy điện yếu so với ñầu máy ñiêzen.Nhất xảy chiến tranh Vì ngồi đường sắt, cơng trình đường sắt thân đầu máy có hệ thống mạng lưới cung cấp ñiện Sử dụng sức kéo ñiện gây nên ảnh hưởng ñối với hệ thống khác ảnh hưởng ñiện từ trường ñối với đường dây thơng tin liên lạc, ảnh hưởng dòng điện rò, phá hoại cơng trình ngầm lòng đất Các ảnh hưởng nghiên cứu có biện pháp khắc phục, giảm thiểu 1.2 CÁC DẠNG GIAO THƠNG ðIỆN Giao thơng điện phân thành loại lấy ñiện từ mạng tiếp xúc loại tự hành Phổ biến, phát triển loại giao thơng điện tiếp xúc tức nhận điện từ dây dẫn tiếp xúc tức phải có hệ thống cung cấp ñiện kéo bao gồm: mạng ñiện tiếp xúc, trạm ñiện kéo hệ thống ñiều khiển cung cấp ñiện Giao thông ñiện tự hành: ñiện cần thiết cho việc vận chuyển ñược sản sinh máy phát ñiện ñặt ñầu máy (ñoàn tàu) ðiện sinh máy phát ñiện ñược ñưa ñến ñộng ñiện kéo MCA&TðK • CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Khảo sát đặc tính dạng giao thơng điện – giao thơng điện tiếp xúc giao thơng điện tự hành, theo sơ đồ hình 1.2 Phát triển phổ biến giao thơng điện với lưới điện tiếp xúc ðặc biệt giao thơng điện vận tải ñường sắt vận tải hành khách thành phố Trên đường sắt sức kéo dùng để dịch chuyển đồn tàu ñường ray gọi ñầu máy ðầu máy nhận lượng ñiện từ mạng dây tiếp xúc gọi ñầu máy ñiện ðầu máy ñiện chở hàng dùng ñể kéo toa xe hàng nặng có lức kéo lớn tốc độ cực đại khơng cao (nhỏ 110Km/h), đầu máy chở khách có tốc độ tương đối cao (160,180Km/h đạt 200Km/h nữa) Giao thơng điện Tiếp xúc ðường sắt – ðầu máy ñiện – ðầu tàu chạy ñiện – ðầu tàu ñiện tốc độ cao Tự hành Thành phố ðường sắt Khơng ray – Xe ñiện bánh sắt – Xe ñiện bánh – Xe ñiện ngầm – ðầu máy ðiêzen – ðầu máy chạy khí – ðồn tàu ðiêzen – Vận tải ñiện bánh – Vận chuyển hàng bánh – Vận tải đặc biệt Hình 1.2 Các dạng giao thơng điện Dựa vào loại hình sức kéo điện áp dụng, người ta phân thành ñầu máy ñiện chiều, ñầu máy ñiện xoay chiều ñầu máy ñiện hỗn hợp Phần ñầu máy bao gồm thùng xe giá ñỡ chuyển ñộng Thùng xe gồm nhóm đặt gầm xe có trục Trên ñầu thùng xe ñặt buồng lái tàu Các ñộng ñiện kéo ñặt giá ñỡ qua chuyển động bánh chuyền mơ men quay cho trục bánh xe Chuyển ñộng bánh cho phép nhận tốc ñộ quay phần ứng ñộng ñiện kéo cao so với bánh xe dẫn ñộng ñầu máy ðiều có lợi với kích thước định cơng suất động điện kéo lớn tốc độ quay lớn nhiêu Kích thước giới hạn động điện kéo phụ thuộc vào cơng suất Trên đồn tàu giới hạn đường kính bánh xe dẫn động chiều rộng đường ray Vì sử dụng ñộng ñiện kéo chuyển ñộng quay nhanh cho phép nhận lực kéo lớn Thông thường ñộng ñiện kéo làm quay cặp bánh xe dẫn động truyền động gọi truyền động điện ðơi sử dụng truyền động cụm (nhóm), động điện kéo bảo ñảm làm chuyển ñộng quay trục Khi chuyển ñộng, dao ñộng phần học, vị trí dặt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hình 6–21 Vị trí dây hệ treo nửa lưỡi liềm (a,b) lưỡi liềm(c,d,e) Dây tiếp xúc; Cáp mang; Trụ ñỡ; Dây căng; Trục ñường; Thanh ñịnh vị; l– chiều dài nhịp; A,C– trụ (cột) Hình 6–22 Sơ đồ liên kết nhịp đoạn có neo vật bù a,b Các hình chiếu theo chiều thẳng ñứng từ xuống 1,4 trụ neo; dầm chìa ; dây tiếp xúc 2,3 trục cắt ngang; nối dọc; ln chiều dài nhịp chuyển tiếp 150 • MCA&TðK CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các chế độ nhiệt độ tối thiểu băng tuyết ñược sử dụng ñể kiểm tra dây dẫn cho độ bền vững,vì chế ñộ cần ñộ căng lớn Nhờ tiêu chuẩn ñặc biệt (nhịp tới hạn, phụ tải tới hạn) sơ chọn chế độ cho ñộ bền dây dẫn dây treo Các nghiên cứu xác định chế độ gió cực ñại,ñộ căng dây dẫn thường nhỏ chế độ băng tuyết Vì chế độ gió cực đại sử dụng để tính tốn hệ treo cho ñộ bền trước gió bão xác ñịnh chiều dài nhịp 6.4 PHƯƠNG TRÌNH ðỘ VÕNG CỦA DÂY DẪN Dây ñồng mềm tuyệt ñối kẹp chặt điểm tạo độ võng khơng gian có tên dây xích Khi tính hệ treo tiếp xúc sử dụng biểu thức ñơn giản ñối với phương trình uốn võng dạng: (6.1) Y= qx2/(2H) Trong đó: y – giá trị uốn võng dây ñiểm với toạ ñộ x, m; q – phụ tải tác dụng lên dây, kN/m; H – ñộ căng dây, kN Sơ đồ hình (6.23 a) giải thích phương trình (6.1), hình vẽ dây treo tự với ñầu dây ñược kẹp chặt ñiểm A B ñặt mặt phẳng ðộ võng dây tức ñộ trùng lớn dây tương ứng ñiểm nhịp Trị số ñộ võng f,m, ñược xác ñịnh x = l/2: f = ql2/(8H) Trong đó: l – chiều dài nhịp, m Trị số f nhận ñược quan sát mặt phẳng, góc nghiêng β (hình 6.23b) phụ thuộc vào quan hệ lực thẳng đứng g0 lực nằm ngang (gió) p tạo thành tải tổng hợp g Thành phần thẳng ñứng ñộ võng: fg = f.gn/g Hình 6–23 Sơ ñồ xác ñịnh ñộ võng f dây (a), trạng thái thẳng đứng cà di chuyển dây (b) A,B– Các ñiểm kẹp ñặt dây; b– chuyển ngang dây; g0– phụ tải thẳng ñứng; q– phụ tải tổng hợp; l– chiều dài nhịp; f– ñộ võng mặt phẳng nghiêng; p– phụ tải ngang(gió); fg– thnh phn thng ủng ca ủ vừng; MCA&TĐK 151 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt D– ñiểm trung gian với toạ ñộ x y; β– góc nghiêng dây ðối với trường hợp ñiểm treo dây mức, cách tính phần phương trình đường dây xích nhận ñược biểu thức xác ñịnh ñoạn dài dây L nhịp, m: L = 2(H/q)Sh(ql/(2H)) (6.2) ðể tính tốn thường sử dụng cơng thức đơn giản tổng hai thành phần bậc phân thành chuỗi Macloren: L = l +q2l3/(24H2) (6.3) Tính tới cơng thức (6.2) dẫn phương trình (6.3) dạng L = l + (8f2/(3l)) Dây dẫn thay ñổi chiều dài phụ thuộc vào nhiệt độ phụ tải, độ căng, độ võng thay ñổi ðối với nhiệm vụ thực tế cần phải thành lập phụ thuộc phụ tải dây, nhiệt ñộ ñộ căng dây hai chế ñộ khác Sự phụ thuộc ñược thể phương trình trạng thái dây: Ta khảo sát dây dẫn ñược kẹp chặt ñiểm treo mức nhịp chiều dài l, thêm vào tl, ql, Hl, Ll – tương ứng nhiệt ñộ(K), phụ tải (kN/m), lực căng(kN), chiều dài dây(m) nhịp chế ñộ, lúc tx, qx, Hx, Lx – ñại lượng ñó chế ñộ khác; α – hệ số nhiệt ñộ tăng chiều dài (K–1) Nếu coi ñộ căng dây khơng đổi, chiều dài thay đổi chế độ tính tới thay đổi nhiệt độ, xác định: Lx = Lx0[1+(Hx–Hl)/(ES)] Trong đó: E – Mơ đun đàn hồi vật liệu chế tạo dây dẫn S – Mặt cắt ngang dây dẫn, mm2 Vì độ biến dạng nhiệt độ đàn hồi xảy đồng thời nên viết: Lx = Ll[1+α(tx–tl)][1+(Hx–Hl)/(ES)] Cuối ta có: Lx – Ll = L1α(tx–t1)+L1(Hx–Hl)/(ES) Vì chiều dài nhịp l nhỏ khác xa chiều dài dây nhịp L nên tiếp nhận biểu thức sau: Lx – Ll = lα(tx–t1)+l(Hx–Hl)/(ES) (6.4) Trên sở biểu thức (6.3) ñối với chế độ khảo sát sử dụng phương trình sau: Lx – Ll = (l+qx2l3/(24HX2)) – (l+ql2l3/(24Hl2)) (6.5) Cho cân vế phải phương trình (6.4) (6.5) ta phương trình trạng thái dây dạng: qx2l2/(24HX2) – ql2l2/(24Hl2) =α(tx–tl) + (Hx–Hl)/(ES) 152 • MCA&TðK CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt (6.6) Phương trình trạng thái gồm biến số: ðộ căng, phụ tải, nhiệt ñộ ñối với chế ñộ Nếu biế ñiều kiện chế độ (ba biến số), thì, cho hai đại lượng biến đổi chế độ khảo sát (ví dụ, tx, qx), ta xác định biến số thứ – Hx Xem xét trường hợp nhịp ngắn tức l–> Trong trường hợp vế trái phương trình (6.6) tiến đến ảnh hưởng ñịnh ñến ñộ căng nhiệt ñộ Khi nhịp ngắn dây dẫn nhịp dầm ñược kẹp chặt ñầu như, biến dạng theo nhiệt độ đóng vai trò quan trọng Khảo sát trường hợp với nhịp dài l –> ∞ Sau chia vế trái vế phải biểu thức (6.6) cho l2,giá trị vế phải phương trình trở nên khơng tồn Anh hưởng đến độ căng dây hợp lực Mơ hình dây nhịp dây dẫn dài mềm kẹp chặt hai đầu nhiệt độ khơng ảnh hưởng đến độ căng Như chuyển từ nhịp ngắn đến nhịp dài gặp trường hợp nhịp có chiều dài mà trị số lớn ñộ căng dây Hmax xuất với ñiều kiện thời tiết chế ñộ nhiệt ñộ tối thiểu Nhịp với chiều dài gọi chiều dài nhịp tới hạn Sử dụng phương trình trạng thái dây: qr2l2/(24Hmax2) – gn2l2/(24Hl2) = α(tr–tmin) (6.7) Trong đó: qr – phụ tải hợp thành chế ñộ băng tuyết, kN/m; gn– Trọng lượng dây dẫn (ở chế ñộ tmin); tr– nhiệt ñộ chế ñộ băng tuyết, tr = –50C Giải phương trình (6.7) tương ứng ñối với l nhận ñược biểu thức cho nhịp tới hạn: lkp = Hmax [24α (t r − t )] /(q r2 − g n2 ) Nếu nhịp tính lớn nhịp tới hạn l> lkp, chế độ ban đầu lấy chế độ băng tuyết; l< lkp chế ñộ xuất phát chế ñộ tmin ðể lấy làm tiêu chuẩn chọn chế độ tính tốn, sử dụng trị số phụ tải tới hạn Phụ tải tới hạn phụ tải chế độ băng tuyết mà xuất ñộ căng lớn dây tức ñộ căng chế độ nhiệt độ tối thiểu Giải phương trình (6.7) ứng với qr cân gr= gkp, nhận ñược qkp = [24αH max (t r − t )] /l + g n2 ) Nếu phụ tải tính tốn q>qkp, chế độ băng tuyết lấy làm chế độ ban đầu,nếu q