скачать МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ (ИЭЭ) ___________________________________________________________________________________________________________ Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника Программа подготовки: Электроэнергетические системы и сети, их режимы, устойчивость, надежность и качество электрической энергии Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "КОНСТРУКЦИя ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ"
Москва - 2011 ^ Целью дисциплины является изучение конструктивной части воздушных линий и методов механического расчета проводов, грозозащитных тросов, линейных изоляторов. По завершению освоения данной дисциплины студент должен быть способен и готов:
Задачами дисциплины являются:
^ Дисциплина относится к дисциплинам по выбору вариативной части профессионального цикла М.2 основной образовательной программы подготовки магистров по программе «Электроэнергетические системы и сети, их режимы, устойчивость, надежность и качество электроэнергии» направления 140400 – Электроэнергетика и электротехника. Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Электроэнергетические системы и сети", "Техническая механика", "Высшая математика", "Технология конструкционных материалов". Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы. ^ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования: Знать:
Уметь:
Владеть:
^ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.
^ 4.2.1. Лекции 1 семестр 1.Воздушная линия электропередачи и её конструктивные элементы Общая характеристика воздушных линий. Воздушные линии с неизолированными, изолированными и защищенными проводами. Области их применения и классификация по числу трёхфазных цепей. Основные и дополнительные конструктивные элементы воздушных линий. Промежуточные и анкерные группы опор и опоры специального типа (угловые, ответвительные, транспозиционные и пр.). Классификация опор по конструктивному исполнению и материалу изготовления. Основные достоинства и недостатки деревянных, железобетонных, металлических опор. Методы их изготовления, монтажа и области применения. Современные многогранные опоры. Выбор марок проводов и грозозащитных тросов для воздушных линий. Требования, предъявляемые к материалу их изготовления. Классификация проводов по конструктивному исполнению, материалу изготовления и стойкости к коррозии. Области применения проводов и тросов различных марок. Технические ограничения на минимально допустимые сечения и диаметры проводов. Провода повышенной пропускной способности. Достоинства и недостатки современных компактных и высокотемпературных проводов. Обоснование их рационального применения. Основные группы изоляторов: подвесные и штыревые. Классификация изоляторов по конструктивному исполнению и изоляционному материалу. Их достоинства и недостатки, области применения и маркировка. Современные полимерные и длинностержневые фарфоровые изоляторы. Линейная арматура и ее классификация по назначению: поддерживающие и натяжные зажимы; сцепная, соединительная и защитная арматура. Современная арматура спирального типа. Способы закрепления опор в грунте различной структуры. Основные типы фундаментов и конструкции закреплений в грунте металлических, железобетонных и деревянных опор. 2. Внешние атмосферные воздействия на воздушную линию. Нормативные сочетания климатических условий Анализ внешних атмосферных воздействий на воздушную линию. Условия образования различных видов гололедно-изморозевых отложений на проводах и грозозащитных тросах и степень их влияния на механическую прочность. Наблюдение за интенсивностью гололедообразования и вероятностно-статистический учет данных на метеостанциях. Районирование территории России по нормативной толщине стенки гололеда. Факторы, влияющие на интенсивность обледенения проводов и грозозащитных тросов. Ветровые воздействия на конструктивные элементы воздушной линии. Наблюдение за интенсивностью ветрового воздействия на метеостанциях. Районирование территории России по нормативному ветровому давлению. Факторы, влияющие на интенсивность ветровых нагрузок. Динамические ветровые воздействия. Наиболее распространенные виды колебаний проводов (тросов), вызываемые действием ветра: эолова вибрация; субколебания; пляска. Механизмы развития этих колебаний и их характеристика. Основные средства защиты от ветровых колебаний и пассивные меры борьбы. Конструкции современных отечественных и зарубежных гасителей вибрации, распорок-гасителей, междуфазных изолирующих распорок и гасителей пляски. Электрическая плавка гололеда. Влияние изменений температуры воздуха на работу проводов (тросов). Обработка зарегистрированных на метеостанциях данных и определение характерных значений температуры. Нормативные сочетания климатических условий для механического расчета проводов и тросов в нормальном и аварийном режимах работы воздушной линии. 3. Механический расчет проводов (тросов) по методу допускаемых напряжений. Удельные механические нагрузки. Эквивалентные расчетные параметры сталеалюминиевых проводов Основные положения механического расчета проводов и тросов воздушных линий. Нормируемые значения допустимых механических напряжений. Требования, предъявляемые к наименьшим расстояниям по вертикали от проводов до поверхности земли, пересекаемых объектов и грозозащитных тросов, важные для обеспечения надежной работы воздушной линии. Удельные механические нагрузки на провода (тросы) от их собственной массы, массы гололеда и давления ветра, соответствующие нормативным сочетаниям климатических условий. Определение наибольшей механической нагрузки. Физико-механические характеристики проволок и проводов, получаемые при испытаниях образцов на растяжение. Текучесть и ползучесть металлов. Взаимодействие разнородных металлов в конструкции провода при температурах, отличных от температуры изготовления. Эквивалентные расчетные параметры сталеалюминиевых проводов. 4. Уравнения кривой провисания и физико-механического состояния провода (троса). Метод критических пролетов Математическая модель кривой провисания провода (троса) при одинаковой высоте его подвески на соседних опорах. Уравнения цепной линии и параболы. Области их применения. Формулы для расчета стрелы провеса и длины провода. Уравнение физико-механического состояния провода (троса) в форме записи относительно напряжений. Решение нелинейного уравнения состояния методом Ньютона и его графическая интерпретация. Метод критических пролетов. Выбор определяющего по прочности провода (троса) нормативного сочетания климатических условий. 5. Условия наибольшего провисания провода и габаритный пролет воздушной линии. Расстановка промежуточных опор по трассе линии Условная критическая температура воздуха (провода). Выявление нормативного сочетания климатических условий, соответствующего наибольшему провисанию проводов. Габаритный пролет воздушной линии. Метод расчета габаритного пролета. Продольный профиль трассы воздушной линии. Перечень данных, наносимых на чертежи продольного профиля. Шаблон для расстановки промежуточных опор по трассе линии. 6. Механический расчет проводов и тросов в анкерованном участке. Расчет провода в аварийном режиме работы. Монтаж проводов Механический расчет проводов (тросов) в анкерованном участке с промежуточными пролетами неравной длины. Понятие приведенного пролета анкерованного участка и его использование для приближенного определения напряжений в проводах. Строгий подход к расчету напряжений в проводах и тросах в пределах анкерованного участка. Разновысокая подвеска проводов (тросов) на соседних опорах. Математическая модель кривой провисания провода при разной высоте его подвески на соседних опорах. Понятие стрел провеса и их расчетные формулы. Уравнения состояния провода в форме записи относительно напряжений и стрел провеса. Методы их аналитического и графического решения. Проектирование пересечений воздушной линии с инженерными сооружениями и естественными препятствиями. Требования, предъявляемые к углу пересечения, типу и конструкции опор, расстояниям от элементов воздушной линии до определенных частей пересекаемого объекта при различных видах пересечений. Расчет провода в аварийном режиме работы. Определение наименьшего редуцированного напряжения в проводе и проверка соблюдения нормируемых (по условию аварийного режима) наименьших расстояний по вертикали от проводов до поверхности земли в населенной местности, а также до некоторых пересекаемых объектов (рельсов железных дорог, проводов линий связи, трамвайных и троллейбусных линий). Определение натяжения грозозащитного троса по условию защиты воздушной линии от грозовых перенапряжений и проверка его механической прочности. Технология выполнения монтажа проводов. Монтажные таблицы и монтажные графики. 7. Выбор типа и количества изоляторов для поддерживающих и натяжных гирлянд Механический расчет изоляторов по методу разрушающих нагрузок. Определение типа и количества изоляторов для поддерживающих и натяжных гирлянд по условиям механической прочности и степени загрязнения атмосферы. ^ 1 семестр Расчет удельных механических нагрузок на провода и тросы воздушной линии. Расчет критических пролетов. Выбор определяющего по прочности провода нормативного сочетания климатических условий. Определение критической температуры воздуха (провода). Выявление нормативного сочетания климатических условий, соответствующего наибольшему провисанию проводов. Вычисление габаритного пролета воздушной линии. Построение шаблона для расстановки промежуточных опор по трассе линии. Расчет натяжения грозозащитного троса по условию защиты воздушной линии от грозовых перенапряжений и проверка его механической прочности. Проектирование пересечений воздушной линии с инженерными сооружениями и естественными препятствиями. Вычисление максимально возможного пролета пересечения с учетом всех предъявляемых требований для заданного объекта пересечения. Расчет редуцированного напряжения и стрелы провеса провода в первом от анкерной опоры пролете при обрыве провода в смежном пролете. Проверка соблюдения нормируемого по условию аварийного режима вертикального расстояния от проводов до поверхности земли в населенной местности. Выбор типа и количества изоляторов для комплектования поддерживающих и натяжных гирлянд. ^ учебным планом не предусмотрены. 4.4. Расчетные задания учебным планом не предусмотрены. 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы учебным планом не предусмотрены. ^ Лекционные занятия проводятся как в традиционной форме, так и в форме лекций с использованием презентаций и видеороликов. Презентации лекций содержат большое количество фотоматериалов и рисунков. ^ проводятся в традиционной форме. Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, работу над рефератом и его оформлением, подготовку к зачету. ^ Для текущего контроля успеваемости используются тесты, презентация реферата, контрольные работы и устный опрос. Аттестация по дисциплине – зачет. Оценка за освоение дисциплины рассчитывается из условия: 0,3(среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты) + 0,3оценка за реферат + 0,4оценка на зачете. В приложение к диплому вносится оценка за 1 семестр. ^ 7.1. Литература: а) основная литература: 1. Правила устройства электроустановок. Раздел 2. Передача электроэнергии. Гл 2.4., 2.5 : утв. М-вом энергетики Рос. Федерации 20.05.03 : ввод. в действие с 01.10.03 / М-во энерг. Рос. Федерации . - 7-е изд. - М. : ЭНАС, 2004 . - 160 с. 2. Электротехнический справочник: В 4 т. Т.3. Производство, передача и распределение электрической энергии / Ред. В. Г. Герасимов, и др., Гл. ред. А. И. Попов . - 9-е изд., стер. - М. : Изд-во МЭИ, 2004 . - 964 с. 3. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения / Ред. И. А. Баумштейн, Ред. С. А. Бажанов . - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Энергоатомиздат, 1989 . - 768 с. 4. Электрические системы и сети в примерах и иллюстрациях : Учебное пособие для вузов по направлению "Электроэнергетика" и специальностям "Электроэнергетические системы и сети" и "Электроснабжение(по отраслям)" / В. В. Ежков , и др., Ред. В. А. Строев . - М. : Высшая школа, 1999 . - 352 с. б) дополнительная литература: 5. Электрические системы. Электрические сети : Учебник для вузов по направлению "Энергетика и энергомашиностроение" / В. А. Веников, А. А. Глазунов, Л. А. Жуков, и др., Ред. В. А. Строев . - 2-е изд.,перераб.и доп. - М. : Высшая школа, 1998 . - 511 с. 6. Гологорский Е. Г. Справочник по строительству и реконструкции линий электропередачи напряжением 0,4-500 кВ / Е. Г. Гологорский, А. Н. Кравцов, Б. М. Узелков. - М. : ЭНАС, 2003 . - 344 с. 7. Макаров Е. Ф. Справочник по электрическим сетям 0,4-35 кВ и 110-1150 кВ: В 6 т. Т.II / Ред. И. Т. Горюнов, Ред. А. А.Любимов. - М. : Папирус Про, 2003 . - 640 с. ^ а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: Расчетное задание может быть выполнено и оформлено с использованием программных продуктов Microsoft: Word, Excel, MathCAD и др. Возможен расчет стрел провеса и тяжения проводов с использованием программы PLS-CADD. б) другие: Набор слайдов и видеороликов по воздушным линиям электропередачи. ^ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140400 – Электроэнергетика и электротехника. ПРОГРАММУ СОСТАВИЛА: к.т.н., ассистент Платонова И.А. "УТВЕРЖДАЮ": Зав. кафедрой ЭЭС к.т.н., доцент Шаров Ю.В.
|