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雨雪220kV变电站设计220kV构架及基础计算书1卷册检索号65-B1001S-T0301设计阶段:施工图阶段工程名称:雨雪220kV变电站设计计算书名称:220kV主变压器构架及基础计算书工程检索号:65-B1001S-T0301卷册号:T0301220kV主变压器构架及基础计算书批准人:审核人:校核人:计算人:西安思维电力设计公司2011年8月雨雪220kV变电站设计220kV构架及基础计算书2220kV构架及基础计算书一、设计资料1.220kV主变构架资料220kV主变构架,构架高度14.5m,构架梁跨度16m,构架梁为3相挂点,导线挂点高度为14.5m,平面外计算时偏角按0°考虑。详见图一、图二、图三所示:图一:220kV构架轴测图雨雪220kV变电站设计220kV构架及基础计算书3图二:构架梁展开图图三:挂线点位置示意图雨雪220kV变电站设计220kV构架及基础计算书42.220kV主变构架荷载资料图四:主变架两侧导线连接示意图2.1主变架两侧导线型号与长度主变架220kV侧导线:LGJ-500/45,L=31.7m,v=25m/s,最大弧垂2.0m。引下线两处,每相长度两处引下线合计为22米。导线长度合计=31.7+22=53.7米:主变架110kV侧导线:2xLGJ-500/45,L=30.0m,v=25m/s,最大弧垂1.5m。引下线两处,每相长度两处引下线合计为2x22=44米。导线长度合计=2x(30+22)=104米:2.2主变架两侧导线荷载[电气提供]2.2.1主变架220kV侧导线荷载计算结果LGJ-500/45A=531.68mm^2E=65000MPaα=.00002051/℃N=1λ1=2.55mG1=47.5Kg串X片=1X17每片受风.02m^2λ2=2.55mG2=47.5Kg串X片=1X17每片受风.02m^2L=31.7m构架允许最大张力8000N/相第一引下线长11m距一侧12.7m第二引下线长11m距一侧27.7m------------------------------------------------------------------------------雨雪220kV变电站设计220kV构架及基础计算书5各气象条件下的张力(控制条件:过牵引)条件气温风速覆冰导线荷载(N/m)K张力(N)最低气温-200016.54242.413656E+122944.828最大风1025023.959484.608003E+123986.185覆冰-510016.665432.442548E+122962.283最高气温400016.54242.413656E+122790.088安装010016.665432.442548E+122943.6822.2.2主变架110kV侧导线荷载计算结果LGJ-500/45A=531.68mm^2E=65000MPaα=.00002051/℃N=2(双分裂)λ1=2.55mG1=57.5Kg串X片=1X17每片受风.02m^2单片覆冰1Kgλ2=2.55mG2=57.5Kg串X片=1X17每片受风.02m^2单片覆冰1KgL=30m构架允许最大张力8000N/相第一引下线长11m距一侧3m第二引下线长11m距一侧27m各气象条件下的张力(控制条件:过牵引)最低气温-200016.54241.426696E+122048.54平均气温100016.54241.426696E+121987.488最大风-525019.72191.886624E+122318.705覆冰-5101027.86933.871095E+123316.716最高气温400016.54241.426696E+121931.512安装-1010016.665431.443064E+122039.0952.3主变架荷载表导线构架导线荷载(kN)备注荷载状态水平拉力H1垂直荷载R运行工况最高温度3.82.60110kV侧+220kV侧垂直荷载最大荷载(覆冰)5.23.50覆冰110kV侧+220kV侧垂直荷载最大风速4.63.12110kV侧+220kV侧垂直荷载最低温度4.12.60110kV侧+220kV侧垂直荷载安装工况施工安装4.02.63110kV侧+220kV侧垂直荷载检修工况三相上人15.53.10单相上人17.83.36雨雪220kV变电站设计220kV构架及基础计算书6安装时梁上人及工具重2.0kN梁自重按1.2kN/m计算★水平拉力H1:按照110kV侧水平拉力输入,110kV侧导线为双分裂;★垂直荷载R:按照220kV侧与110kV侧的合计值输入;3.场地条件地震抗震烈度6度,建筑场地类别Ⅰ类;地面粗糙度为B类,基本风压为0.90kN/㎡。二、主变架风荷载计算1.人字柱风荷载计算a)Z=1.2b)标高14.5-4.5/2=12.25m,按B类场地粗糙度查得风压高度变化系数Z=1.00+)00.107.1(105.121025.12=1.06c)Z0d2=1.126×0.9×0.2732=0.0760.015故体形系数S=0.6d)标高10.00m以上时:K=ZSZ0=1.2×0.6×1.06×0.9=0.69kN/㎡标高10.00m以下时:K=ZSZ0=1.2×0.6×1.00×0.9=0.65kN/㎡e)沿高度方向线荷载:标高10.00m以上:q人柱K=K×d=0.69×0.273=0.19kN/m(当为ø273钢杆)q人柱K=K×d=0.69×0.377=0.26kN/m(当为ø377钢杆)标高10.00m以下:q人柱K=K×d=0.65×0.273=0.18kN/m(当为ø273钢杆)q人柱K=K×d=0.65×0.377=0.25kN/m(当为ø377钢杆)总上所述,构架10.00m以上及以下时线荷载差别不大,为方便计算均取构架10.00m以上值:q人柱K=K×d=0.69×0.3=0.207kN/m(钢杆为ø300)雨雪220kV变电站设计220kV构架及基础计算书7三、主变架横梁计算1.设计资料计算简图及尺寸如图三所示,导线张力及竖向荷载见前页。根据电气提供的荷载值,考虑最大荷载、单相上人两种工况下梁内力计算。梁自重按1.2kN/m计算,安装时梁上人及工具重2.0kN本计算书型材截面特性均由“钢结构截面特性”软件算得,不再写详细计算过程。查《手册》1.3.2条取[]=150。2.运行工况(取最大风速工况)最大风速工况内力分析计算,按考虑主变架挂线核算水平力时,梁材料强度和考虑主变架挂线核算垂直力时梁材料强度。计算时假定各节点均为交接。1)上主材图五:梁受力示意图垂直力R产生的主变架横梁最大弯矩设计值【取110kV侧和220kV侧的大者】:2.1110kV侧垂直力R产生的主变架横梁最大弯矩设计值M1ymax=1.4×(R最大风速×16/4+R最大荷载×5.8)+1.2×(81×q自重×L2)雨雪220kV变电站设计220kV构架及基础计算书8=1.4×(3.12×16/4+3.5×5.8)+1.2×(81×1.2×162)=91.972kN.m2.2220kV侧垂直力R产生的主变架横梁最大弯矩设计值M2ymax=1.4×(R最大风速×16/4+R最大荷载×4.0)+1.2×(81×q自重×L2)=1.4×(3.12×16/4+3.5×4.0)+1.2×81×1.2×162=37.07+46.08=83.15kN.m垂直力R产生的主变架横梁最大弯矩设计值,取110kV侧和220kV侧的大者。实际取Mymax=M1ymax=91.972kN.m2.3轴力设计值N轴力设计值:N=hMymax=800.091.972=114.96kN上主材采用角钢L100x12,A=22.8cm2,L=120cm,i=1.95cm=L/i=120/1.95=62[]=150查《手册》附录表A-4得=0.878(B类)应力=AN=2280878.010114.963=57.4N/mm2f=215N/mm2满足要求2)下主材Mymax=114.96kN.m水平力产生的最大弯矩设计值:Mxmax=1.4×(H最大风荷载×16/4+H最大风荷载×5.8+1.5×16/4)=1.4×(3.12×16/4+3.12×5.8+1.5×16/4)=51.212kN.mN拉、压=hMy2maxbMxmax=8.02114.968.051.212=(压力)(拉力)83.789.199kN下主材采用角钢L100x12,A=22.8cm2,L=120cm,i=1.95cm=L/i=120/1.95=62[]=150查《手册》附录表A-4得=0.878(B类)拉应力=AN=22801089.1993=87.67N/mm2f=215N/mm2满足要求雨雪220kV变电站设计220kV构架及基础计算书9压应力=AN=2280878.01083.73=3.91N/mm2f=215N/mm2满足要求3)水平斜材设计轴力N=bLH最大风荷载234.1=80016003.12234.1=13.1kN水平斜材采用角钢L50×6,A=5.688cm2,L=120cm,i=0.98cm=L/i=120/0.98=122.5[]=150查《手册》附录表A-4得=0.707(B类)应力=AN=8.568707.01013.13=32.6N/mm2f=(0.6+0.0015)×215=131.8N/mm2满足要求3.检修工况(取单相上人工况)检修工况内力分析计算,按考虑主变架挂线核算水平力时梁材料强度挠度,按考虑主变架挂线及出线侧核算垂直力时梁材料强度挠度。1)上主材垂直力产生的最大弯矩设计值:Mymax=1.2[(R单线上人+2)×16/4+(R安装工况)×5.8+81×q自重×L2]=1.2[(3.36+2)×16/4+2.63×5.8+81×1.2×162]=90.1kNm★安装时梁上人及工具重2.0kN轴力N=hMymax=8.01.90=112.64kN上主材采用上主材采用角钢L100x12,A=22.8cm2,L=120cm,i=1.95cm=L/i=120/1.95=62[]=150查《手册》附录表A-4得=0.878(B类)应力=AN=2280878.01064.1123=56.27N/mm2f=215N/mm2满足要求2)下主材雨雪220kV变电站设计220kV构架及基础计算书10Mymax=90.1kN.m水平力产生的最大弯矩设计值:Mxmax=1.2×[(H单人+1.5)×16/4+H安装×5.8)]=1.2×[(17.8+1.5)×16/4+2.63×5.8)]=1.2×[77.2+15.25)]=110.9kNmN拉、压=hMy2maxbMxmax=8.021.908.09.110=(压力)(拉力)37.820.195kN下主材采用角钢L100x12,A=22.8cm2,L=120cm,i=1.95cm=L/i=120/1.95=62[]=150查《手册》附录表A-4得=0.878(B类)拉应力=AN=228010.1953=85.52N/mm2f=215N/mm2满足要求压应力=AN=2280878.01037.823=41.15N/mm2f=215N/mm2满足要求3)水平斜材设计轴力N=bLHH)(单人安装5.12213.1=80011315.18.1763.22213.1)(=20.83kN水平斜材采用角钢L50×6,A=5.688cm2,L=120cm,i=0.98cm=L/i=120/0.98=122.5[]=150查《手册》附录表A-4得=0.736(B类)应力=AN=8.568736.01083.203=49.8N/mm2f=
本文标题:220kV-主变构架计算
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