kV输电线路工程设计开题报告.docx

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kV输电线路工程设计开题报告

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kV输电线路工程设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告

学生姓名：

张子良学号：

1003580237

专业：

土木工程（输电工程方向）

设计（论文）题目：

330KV输电线路工程设计

（内蒙古——吉林）

指导教师：

侯景鹏

2014年3月5日

开题报告填写要求

1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；

3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）；

4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。

如“2013年12月2日”或“2013-12-02”。

一、课题的来源、目的意义（包括应用前景）、国内外现状及水平

1、课题来源：

毕业设计是教学计划的最后一个教学环节，也是最重要的教学环节之一，是学生获得学士学位的必要条件。

本课题来源于某地区110kV线路工程。

2、设计目的：

本次设计的目的在于我们在指导教师的指导下，通过毕业设计受到一次综合运用所学理论和技能的训练，进一步提高分析问题和解决问题的能力；学会阅读参考文献，收集、运用原始资料的方法以及如何使用规范、手册、产品目录，选用标准图的技能，从而提高设计计算及绘图的能力。

毕业设计前，我们必须认真阅读毕业设计任务书，复习教材的有关章节，熟悉所用规范、手册、标准图等有关文献资料。

设计应符合国家的方针政策、满足设计原则的要求、力求方案最优、论证合理、计算正确、图面整洁、文理通顺、简明扼要、插图插表得当；并在规定的时间内保质保量地完成所规定的设计任务。

每人一份，16开纸按目录装订成册。

3、应用前景[1]：

（1）目前110kV电压等级造价比330kV小得多，但是输送容量却远不如330kV[2]，随着我国经济的发展以及工业发展的需要，在今后330kV线路将是我们国家电力线路中最重要的部分。

（2）330kV线路的施工难度及其技术要求比较高，很多电力建设单位都很难参与建设，因此在今后将会需要越来越多的高要求施工单位。

国内外现状[3]：

（1）330kV是我国区域电力网的主要电压等级之一，输送距离在50~300km的电力网[4]。

它可以将较大范围内的发电厂联系起来，通过较长的高压输电线路向较大范围内的各种类型的用户输送电能。

目前我国国家,省主杆电网是采用330kV的电力网。

（2）330kV的线路电压等级较高，杆塔荷载较大。

目前一般采用双杆门型电杆、带叉梁门型电杆带、叉梁V型拉线门型电杆、V型拉线撇腿门型电杆以及铁塔。

（3）为了提高330kV输电线路的耐雷水平，实际工程中常常采用一根避雷线，防雷保护角为25°[5]左右这样防止雷击线路及杆塔造成停电事故；自动重合闸是减少雷击跳闸而造成供电中断的有效措施；增加绝缘子的片数也可以提高耐雷水平。

但是随着绝缘子片数的增加杆塔所受的荷载增加，要求杆塔强度提高，不能满足经济要求所以实际工程中一般采用13片绝缘子[6]。

目前国内架空线路设计领域尚未成熟，特高压输电及其大跨越输电还在探索中前进。

同时，也仅有为数不多的几所高校开设了输电线路工程学科，其中三峡大学和华北电力大学的输电线路工程走在国内前列。

在一些发达国家，如美国和加拿大拥有较为成熟的线路设计流程和技术，特别是在特高压和大跨越上，值得我们新一代输电线路人去学习、探索。

二、课题研究的主要内容、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施

1、课题主要研究内容：

课题主要研究架空线路设计用气象条件和架空线机械物理特性、安全系数的选择、比载的计算；架空线的悬链线方程式计算；架空线控制气象条件、临界档距的判定；了解架空线的水平档距、垂直档距、极大档距、允许档距、极限档距等基本概念；代表档距的计算；断线不平衡张力的计算；架空线的防振、防雷等。

2、工程技术方案：

[7]

路径选择是本次课题的重点。

现场选线时，要兼顾杆塔位的经济合理性，对特殊点应该反复比较，做到“以线为主，线中有位”。

在整个线路的走向中，最好是两变电站之间以近乎直线的方式连接。

（1）转角电杆选择[8]

转角选择不宜选在高山顶或深沟、河岸、堤坝、悬崖边缘以及易被洪水冲刷、淹没和低洼积水之处。

转角点应选在公路、铁路用地之处。

转角点还应该照顾到前后相邻档的塔位，避免出现过大或过小档距。

（2）跨河点选择[9]

跨河点必须力求选择在河道最窄、河床平直、河岸稳定、两岸地形较高、不被冲刷、地质较好的地段，线路与河流尽量垂直。

跨河方案一般可采取耐张杆塔—直线杆塔—直线杆塔—耐张杆塔的方式，金具采用独立挂点的双悬垂串。

（3）覆冰区路径选择[10]

避免从重冰区通过。

如必须通过时应该选择有力地形，尽量避免大档距，并要注意交通情况，尽量创造抢修条件。

（4）山区路径选择[11]

山区线路，应避免通过陡坡、悬崖峭壁、滑坡、崩塌区、泥石流等不良地质带，与山脊交叉时，应该避免从平缓处通过。

山区间歇性河流多，流速大，冲击力大，应该避免从干河沟通过，必要时，该在最高洪水位以上。

山区交通运输困难，应从技术经济与施工运行条件上做好方案比较，既保证线路安全可靠的运行，又降低线路投资。

杆塔是线路投资的主要影响因素，杆塔的选用直接影响线路设计的经济性。

杆塔选择尽可能使用经济的杆塔型式和杆塔高度，充分发挥杆塔的使用条件，注意尽可能避免使用特殊杆塔和特殊设计的杆塔；耐张杆塔应尽可能地使用呼称高度低的，但在山区要特别注意跳线对地的距离，尤其是边线的跳线；导线布置方式不同的杆塔、不同结构的杆塔（有无拉线、铁塔和钢筋混凝土杆）应结合运输、塔位条件使用。

在人口密集区和重要交叉跨越处不采用拉线塔。

输电线路由于分布面积广，易受雷击，是引起线路跳闸的主要起因[12]。

同时，雷击以后雷电波将沿输电线路侵入变电所，给电力设备带来危害，因此对输电线路的防雷保护是线路设计的主要内容之一。

输电线路的防雷设计应从四个方面考虑[13]：

（1）防止雷直击导线。

可以沿线架设避雷线，有时还可以装避雷针与其配合。

在某些情况下可改用电缆线路，使输电线路避免受直接雷击；

（2）防止雷击杆塔或避雷线后引起绝缘闪络。

输电线路的闪络是指雷击杆塔或避雷线时，使塔顶电位升高。

为此，降低杆塔的接地电阻，增大耦合系数，适当加强线路绝缘，在个别杆塔上采用线路型避雷线等，是提高线路耐雷水平，减少绝缘闪络的有效措施；（3）防止雷击闪络后转化为稳定的工频电弧。

当绝缘子串发生闪络后，应尽量使它不转化为稳定的工频电弧。

不建立这一电弧，则线路就不会跳闸。

适当增加绝缘子片数，减少绝缘子串上工频电场强度，330kV中采用直接接地或经消弧线圈接地方式，防止建立稳定的工频电弧；（4）防止线路中断供电。

可采用自动重合闸，或双回路、环网供电等措施，即使线路跳闸，也能不中断供电。

降低接地装置的接地电阻是提高线路耐雷水平，防止反击，防止雷击闪络的有效措施[14]。

因此，接地装置的设计是线路设计的重要工作之一。

接地装置由接地体和接地引下线组成。

在位于土壤电阻率ρ≤100Ω?

m的居民地、潮湿淤泥地和水田土的接地体[15]，可采用围绕杆塔基础底层敷设闭合环形深埋接地体的方式；在土壤电阻率100＜ρ≤500Ω?

m的黏性地区的接地体[16]，可围绕杆塔基础底层敷设闭合环形深埋接地体，并在基础四角打入垂直体（钢管或圆钢）。

在500＜ρ≤1000Ω?

m的山岳地区，可围绕杆塔基础底层敷设闭合环形深埋式接地体，并在基础四方敷设水平放射形接地体[17]，其深埋深度为0.6m；在1000＜ρ≤2000Ω?

m的山丘地带，宜在杆塔基础外围敷设水平环形及4到6跟水平放射组合的浅埋接地体[18]，埋设深度为0.5m到0.6m；在ρ＞2000Ω?

m地带时，宜在杆塔基础外围敷设水平放射线浅埋接地体，埋设深埋为0.5m[19]。

3、准备采取的措施：

本课题研究主要采取计算和CAD绘图的方式进行。

（1）计算主要包括：

导线比载的计算、临界档距的计算、抗倾覆基础的计算等。

（2）CAD绘图主要包括绘制导线的应力弧垂曲线图和安装曲线图。

如果有条件，可以尝试绘制线路的平断面图。

三、现有基础和具备的条件:

具备的条件：

已系统的学习了《架空输电线路设计》、《输电杆塔及基础设计》、《输配电线路施工技术》、《工程力学》、《工程测量》、《高电压》[20]、《CAD》等专业课，已经经历了架空线路课程设计、杆塔基础课程设计、输电线路施工课程设计、生产一线的实习等技能的学习，以及拥有侯景鹏教授的指导。

现有参考资料：

[1]孟遂民，李光辉编着，架空输电线路设计，中国三峡出版社，2000.10.

[2]邵天晓，架空送电线路的电线力学计算，水利电力出版社，1987.

[3周振山，高压架空送电线路机械计算，水利电力出版社，1987.

[4东北电力设计院，电力工程高压送电线路设计手册，水利电力出版社，1991.

[5孟遂民，孔伟编着.架空输电线路设计.北京：

中国电力出版社，2007年8月.

[6董洁谔编.电力金具（第二版）.北京：

中国电力出版社，2001年6月.

[7陈祥和、刘在国、主编.输电杆塔及基础设计.北京：

中国电力出版社，2008年5月.

[8]刘鸿文主编.材料力学.北京：

高等教育出版社，2004年1月

[9]陈希哲.土力学地基基础.北京：

清华大学出版社，2004.

[10]黄宵宁.输配电线路施工技术.北京：

中国电力出版社，2007.

[11]李博之.500kV输电线路施工技术.北京：

中国电力出版社，2002.

[12]钢结构设计规范.GBJ17_1988.北京：

中国计划出版社，1990.

[13]陈祥和编着.输电杆塔设计，中国三峡出版社，2000.7.

[14]西南电力设计院.架空送电线路杆塔结构设计技术规定（DL/T5154-2002）,1999.

[15]张殿生.电力工程高压送电线路设计手册.北京：

中国电力出版社，2002.

[16]孟遂民.架空输电线路设计.北京：

中国电力出版社，2007.

[17]陈祥和.输电杆塔及基础设计.北京：

中国电力出版社，2008.

[18]陈慈萱.电气工程基础.北京：

中国电力出版社，2003.

[19]王明邦.架空配电线路防雷设计与应用.北京：

中国电力出版社，2012.

[20]文远芳.高电压技术.武汉:

华中科技大学出版社，2001.

四、总的工作任务，进度安排以及预期结果

工作任务：

完成330KV线路设计，包括线路电气计算、基础计算、防雷计算等

进度安排：

1、2014年2月23日—2014年3月5日，完成开题报告及设计任务书

2、2014年3月16日—3月28日，全面收集和整理有关毕业设计的资料。

3、2014年3月29日—4月15日，完成架空导线的选择和线路路径的选择以及杆塔的定位。

4、2014年4月16日—4月30日，完成杆塔形式的选择和导线的应力弧垂计算。

5、2014年5月1日—5月6日，完成杆塔荷载的计算与杆塔基础的设计。

6、2014年5月7日—5月13日，完成导线和避雷线的防震设计。

7、2014年5月14日—5月25日，撰写论文，完成毕业论文的初稿。

8、2014年5月26日—6月10日，修改论文，完成论文的撰写并送教研室评审。

9、2014年6月11日—6月16日，准备论文答辩。

预期结果：

（1）设计说明书1份，

（2）设计计算书1份，

（3）送电线路路径经过图、大跨越设计的平、断面图、全线杆塔平断面图、全线基础一览图各一份

（4）熟悉高压架空线路的国家电网设计规程，能独立完成线路设计。

（5）已完成的330KV线路设计成果只需稍加修改能够直接应用于相应气象区、相应电压等级、相应地形的工程中。

五、指导教师审查意见

指导教师（签名）

年月日

六、教研室审查意见

教研室主任（签名）

年月日

七、系审查意见

系主任（签名）

年月日

备注