330دکل خط انتقال برق کیلو ولت

دسته بندی ها

برق برج خط انتقال

برچسب ها

برج های انتقال شبکه خود پشتیبانی

مهندسی ستون فقرات شبکه: برج خط انتقال برق 330 کیلوولت

وقتی به آناتومی ساختاری a فکر می کنیم 330کیلو ولت برق برج خط انتقال, ما در حال حرکت فراتر از مهندسی عمران ساده به قلمروی فیزیک جوی پرمخاطره و علم مواد پیشرفته هستیم.. این سازه ها صرفاً قاب های فولادی ساکن نیستند; آنها مجراهای پرظرفیت تمدن مدرن هستند, طراحی شده برای مقاومت در برابر فعل و انفعالات خشونت آمیز بین گرادیان های الکتریکی شدید و نیروهای غیرقابل پیش بینی هواشناسی. در سطح 330 کیلوولت, ما در حال فعالیت در ولتاژ فوق العاده بالا (EHV) دامنه, جایی که حاشیه خطا در فاصله عایق, ارتعاش ساختاری, و خستگی متالورژیکی تقریباً وجود ندارد. برای درک این محصول، درک تعادل پیچیده بین مکانیک نیوتنی از یک کنسول عمودی عظیم و الکترودینامیک ماکسول نوسانات برق با فرکانس بالا.

فیزیک یکپارچگی سازه و انتخاب مواد

چالش اصلی در طراحی دکل های 330 کیلوولت مدیریت برج است لحظه واژگون کننده. ایستادن اغلب بین 30 و 55 متر, این برج ها به عنوان اهرم های عظیم در برابر باد عمل می کنند. فرآیند مهندسی ما با انتخاب درجه بالا آغاز می شود, فولادهای ساختاری کم آلیاژ, معمولا Q355B یا Q420. ما فقط به استحکام کششی نگاه نمی کنیم; ما به نسبت تسلیم به کشش تا اطمینان حاصل شود که در شرایط افراطی “حالت حد” بارگیری - مانند طوفان یخ فاجعه بار یا انفجار ناگهانی - برج به جای شکست شکننده رفتار انعطاف پذیر نشان می دهد.. هندسه شبکه با استفاده از بهینه سازی شده است تحلیل المان محدود (FEA) برای اطمینان از اینکه نسبت باریکی هر عضو مهاربندی مورب از کمانش اویلر جلوگیری می کند.. ما به دقت محاسبه می کنیم ضریب کشیدن ( $C_{d}$ ) از فولاد زاویه, اطمینان از اینکه شبکه “نفس می کشد” با باد به جای مبارزه با آن, که فشار وارده بر پایه های پایه را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

پارامتر فنی	مشخصات & استاندارد
ولتاژ اسمی سیستم	330کیلو ولت
حداکثر ولتاژ سیستم	362کیلو ولت
استانداردهای مواد	ASTM A36, A572, یا GB/T 1591 (Q235/Q355/Q420)
ضد خوردگی	گالوانیزه گرم (ISO 1461 / ASTM A123)
طراحی سرعت باد	تا 45 خانم (قابل تنظیم بر اساس توپوگرافی منطقه ای)
طراحی ضخامت یخ	0میلی متر – 20میلی متر (تخصص منطقه یخ سنگین موجود است)
پیکربندی مقره	I-string, رشته V, یا مجامع تنش

هماهنگی الکترومکانیکی و کاهش کرونا

در محدوده 330 کیلو ولت, محیط الکتریکی شدید است. گرادیان ولتاژ سطح روی هادی ها به اندازه ای زیاد است که هوای اطراف را یونیزه کند, منجر به ترشحات کرونا. طرح‌های برج بازوی متقاطع ما به طور خاص برای نگهداری کالیبره شده‌اند “پاکسازی ویندوز” که شرایط استاتیک و دینامیکی را به حساب می آورند. ما باید پیش بینی کنیم زاویه نوسان رشته های عایق تحت بادهای شدید متقابل; همانطور که هادی ها به سمت بدنه برج حرکت می کنند, شکاف هوا کاهش می یابد. تجزیه و تحلیل فنی ما تضمین می کند که حتی در حداکثر نوسان, the “حداقل فاصله” برای جلوگیری از فلاش فرکانس برق کافی است. علاوه بر این, فاصله عمودی بین فازها برای جلوگیری محاسبه می شود گالوپینگ وسط دهانه- پدیده ای که در آن سیم های پوشیده از یخ مانند ایرفویل عمل می کنند و به شدت نوسان می کنند, به طور بالقوه باعث اتصال کوتاه فاز به فاز می شود.

سیستم محافظ نیز به همان اندازه حیاتی است. The “اوج” برج به عنوان نقطه نصب عمل می کند OPGW (سیم زمین نوری) یا سیم های محافظ فولادی گالوانیزه. ما از مدل الکترو هندسی (EGM) برای تعیین زاویه محافظ بهینه (معمولا بین 15 تا 20 درجه است) تا اطمینان حاصل شود که هادی های برق از برخورد مستقیم صاعقه محافظت می شوند. وقتی ضربه ای روی سیم محافظ اتفاق می افتد, برج باید به عنوان یک الکترود زمینی عظیم عمل کند. ما به شدت بر روی مقاومت پایه برج; با استفاده از ارت شعاعی یا میله های زمینی عمیق, ما اطمینان حاصل می کنیم که امپدانس افزایش به اندازه کافی برای جلوگیری از آن کم است “فلاش اوور برگشتی,” جایی که جریان رعد و برق از برج زمین‌دار دوباره به هادی برق می‌پرد زیرا مسیر زمین بیش از حد مقاومتی بود..

ساخت پیشرفته و طول عمر

دوام ویژگی بارز دکل های 330 کیلوولت ما است. هر قطعه فولادی تحت یک گالوانیزه گرم فرآیندی که یک سری لایه های آلیاژ روی-آهن را ایجاد می کند, ارائه چندین دهه حفاظت فداکارانه در برابر خوردگی جوی. این امر به ویژه در محیط های صنعتی یا ساحلی که دی اکسید گوگرد یا اسپری نمک می تواند فولاد محافظت نشده را در چند سال از بین ببرد بسیار حیاتی است.. ما نظارت می کنیم اثر ساندلین در طول فرآیند گالوانیزه, اطمینان حاصل شود که محتوای سیلیکون در فولاد ما منجر به یکنواختی می شود, یکنواخت, و پوشش غیر شکننده. در سمت مونتاژ, پانچ و حفاری کنترل شده با CNC ما تضمین می کند که پیش تنیدگی تعداد اعضا در حین نصب به حداقل می رسد. برجی که هست “کشیده شده است” در تراز در حین ساخت، برجی است که فشارهای داخلی را تحمل می کند که برای آن طراحی نشده است; دقت ما تضمین می کند a “خنثی” تناسبی که ظرفیت طراحی کامل سازه را حفظ می کند.

هندسه قابل تنظیم: این که آیا زمین شما نیاز دارد “تعلیق,” “تنش/زاویه,” یا “بن بست” برج, طرح های ما برای طول های دهانه خاص و انحرافات خط تطبیق داده شده اند.
انعطاف پذیری خاص آب و هوا: ما فولاد تخصصی با دمای پایین را برای شرایط قطب شمال و تقویت ساختاری پیشرفته برای مناطق مستعد طوفان ارائه می دهیم..
سهولت نصب: اندازه های استاندارد پیچ و سیستم های علامت گذاری واضح خطاهای میدان را کاهش داده و سرعت را افزایش می دهد “رشته زدن” فرآیند, به طور قابل توجهی هزینه کل مالکیت را کاهش می دهد (TCO).

دکل های 330 کیلوولت ما نشان دهنده اوج قابلیت اطمینان برای اتصالات شبکه منطقه ای است. آنها برای عمر مفید 50 ساله مهندسی شده اند, ایجاد ثبات مورد نیاز برای بازارهای انرژی مدرن و ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر.

وقتی می نشینیم تا یکپارچگی ساختاری و عملکرد الکترومکانیکی یک برق 330 کیلو ولت را مفهوم سازی کنیم. خط انتقال برج, ما صرفاً به آرایش اسکلتی از فولاد گالوانیزه نگاه نمی کنیم; بلکه, ما با یک راه حل معماری پرمخاطب برای مشکل شکست دی الکتریک اتمسفر و کشش بی امان بارهای گرانشی و محیطی درگیر هستیم.. آستانه 330 کیلوولت یک نقطه میانی جذاب در ولتاژ فوق العاده بالا است. (EHV) طیف, اغلب به عنوان ستون فقرات برای اتصالات منطقه ای عمل می کند که در آن 500 کیلوولت ممکن است بیش از حد مصرف شود، اما 220 کیلو ولت فاقد چگالی توان لازم برای غلبه بر $I^{2}R$ تلفات ذاتی در انتقال توان فله در مسافت های طولانی. برای تجزیه و تحلیل واقعی این محصول, ابتدا باید در مورد هندسه شبکه و چگونگی انتخاب فولاد با استحکام بالا Q355B یا Q420 نسبت باریکی اعضای ساق را تعیین کرد.. ما با نگاه کردن به برج به عنوان یک تیر عمودی عمودی شروع می کنیم, تحت یک مجموعه پیچیده از نیروها از جمله وزن ساکن ACSR قرار می گیرد (فولاد هادی آلومینیومی تقویت شده) بسته نرم افزاری, نوسانات دینامیکی ناشی از ریزش گرداب کارمان, و نیروهای کشش طولی عظیمی که در سناریوی سیم شکسته رخ می دهد.

فلسفه ساختاری: بهینه سازی شبکه و بارگذاری باد

طراحی یک دکل 330 کیلوولت با انتخاب اساسی شروع می شود “کمر” و “قفس” ابعاد. در یک پیکربندی شبکه خود نگهدار معمولی, عرض پایه برج از نظر ریاضی به لحظه واژگونی گره خورده است. اگر برای صرفه جویی در ردپای یا هزینه های تملک زمین بسیار محدود شویم, تنش های فشاری و کششی روی پایه های پایه را افزایش می دهیم, نیاز به پایه های بتنی عظیم که ممکن است صرفه جویی در فولاد را جبران کند. ما باید ضریب درگ را در نظر بگیریم ( $C_{d}$ ) از تک تک اعضای زاویه. در 330 کیلو ولت, ارتفاع برج اغلب از 30 به 50 متر, قرار دادن بازوهای متقاطع بالا به طور مستقیم در مسیر بادهای آرام با سرعت بالاتر. ما از قانون توان یا قانون لگاریتمی برای برون یابی سرعت باد از ارتفاع مرجع استاندارد 10 متری به ارتفاع واقعی اتصالات هادی استفاده می کنیم.. شدت تلاطم در این ارتفاعات یک چرخه خستگی ایجاد می کند که اکثر طراحان آن را دست کم می گیرند.; هر وزش باعث انحراف میکروسکوپی در اتصالات شبکه می شود, انتخاب پیچ‌های M16 تا M24 با استحکام بالا و مشخصات گشتاور بعدی آن‌ها به‌جای مونتاژ ساده، موضوع بقای ساختاری بلندمدت است..

حرکت عمیق تر به علف های هرز فنی, ما باید به آن بپردازیم “افکت باندل.” در 330 کیلو ولت, ما تقریبا همیشه یک پیکربندی هادی دو دسته را می بینیم. این فقط در مورد ظرفیت حمل فعلی نیست; این در مورد مدیریت گرادیان ولتاژ سطح است. اگر شدت میدان الکتریکی در سطح رسانا از “ولتاژ شروع” از هوای اطراف, ما تخلیه کرونا را دریافت می کنیم - آن صدای وزوز مشخصه ای که نشان دهنده درآمد از دست رفته و تداخل الکترومغناطیسی است. بازوی متقاطع برج باید با یک طراحی شود “پنجره” به اندازه کافی بزرگ برای حفظ حداقل شکاف هوا (ترخیص کالا از گمرک) حتی زمانی که رشته عایق نوسان می کند 45 درجه یا بیشتر به دلیل بادهای متقابل. اینجاست که جلوه P-Delta وارد عمل می شود; همانطور که برج کمی تحت فشار باد خم می شود, وزن عمودی هادی ها یک گشتاور غیرعادی اضافی ایجاد می کند که نرم افزار تحلیل سازه باید آن را تا زمان همگرایی تکرار کند.. ما اساساً در حال طراحی ساختاری هستیم که باید تحت طوفان های دوره بازگشت 50 ساله الاستیک باقی بماند و در عین حال غیرکشسانی را پیش بینی کنیم. “کمانش” رفتار مهاربندی مورب اگر a “طوفان” یا “میکرو انفجار” رویداد بیش از حد طراحی است.

پاکسازی های الکتریکی و دینامیک عایق ها

قلب الکتریکی دکل 330 کیلوولت نمودار ترخیص کالا می باشد. ما باید سه شرط متمایز را در نظر بگیریم: ولتاژ فرکانس برق (عملکرد استاندارد), افزایش سوئیچینگ (گذراهای داخلی), و ضربه رعد و برق (گذراهای خارجی). برای سیستم 330 کیلوولت, the “حداقل فاصله” معمولا در همسایگی است 2.2 به 2.8 متر بسته به ارتفاع. با این حال, ما همچنین باید در مورد آن فکر کنیم “تند تند” هادی ها - آنهایی که فرکانس پایین دارند, نوسانات با دامنه بالا ناشی از تجمع نامتقارن یخ روی سیم ها. اگر برج با فاصله عمودی کافی بین فازها طراحی نشده باشد (the “فاز به فاز” ترخیص کالا از گمرک), وزش باد می‌تواند باعث برق گرفتگی در وسط دهانه شود, ترک کل خط. خود عایق ها, خواه شیشه سخت شده یا لاستیک سیلیکونی کامپوزیت, به عنوان رابط مکانیکی بین سیم برق و فولاد زمین شده عمل می کند. پیکربندی رشته V یا I-string انتخاب شده برای برج بر روی آن تأثیر می گذارد “زاویه نوسان.” یک رشته V رسانا را محکم تر نگه می دارد, امکان دسترسی باریکتر و پنجره های برج کوچکتر, اما هزینه عایق را دو برابر می کند و بار عمودی روی نوک بازوهای متقاطع را افزایش می دهد.

سیستم زمین (جرندنج) قهرمان گمنام برج 330 کیلوولت است. برج یک صاعقه گیر غول پیکر است. هنگامی که صاعقه به سیم محافظ بالای سر برخورد می کند (OPGW یا رشته فولادی), جریان به سمت بدنه برج سرازیر می شود. اگر “مقاومت پایه برج” خیلی بالاست - بگو, بر فراز 10 به 15 اهم - ولتاژ بالای برج به قدری بالا می رود که ولتاژ بالا می رود “فلاش برگشتی” به هادی. این یک است “فلاش اوور برگشتی.” برای جلوگیری از این, ما از یک آرایه زمین شعاعی پیچیده یا الکترودهای عمیق رانده استفاده می کنیم, حصول اطمینان از اینکه امپدانس موج برج به اندازه کافی کم می ماند تا بتواند کیلو آمپر جریان را به داخل زمین بدون از بین بردن رشته های عایق منتقل کند.. ما نیز باید در نظر بگیریم “زاویه محافظ.” قرارگیری سیم های ارت در اوج برج با استفاده از مدل الکترو هندسی محاسبه می شود. (EGM) برای اطمینان از اینکه هادی ها در داخل قرار می گیرند “سایه” از سیم های محافظ, محافظت از آنها در برابر صاعقه مستقیم.

علم مواد و مقاومت محیطی

از دیدگاه متالورژی, برج 330 کیلو ولت یک کلاس اصلی در مقاومت در برابر خوردگی اتمسفر است. زیرا انتظار می رود که این برج ها پابرجا باشند 50 سال‌ها در محیط‌هایی از دشت‌های مرطوب ساحلی تا بیابان‌های خشک با ارتفاع بالا, فرآیند گالوانیزه گرم بسیار مهم است. ما فقط فولاد را رنگ نمی کنیم; ما در حال ایجاد یک پیوند متالورژیکی هستیم که در آن لایه های آلیاژ روی-آهن محافظت فداکارانه ای را ارائه می دهند. ضخامت این پوشش, اغلب در میکرون اندازه گیری می شود (معمولاً 85 میکرومتر تا 100 میکرومتر برای این ولتاژها), توسط محتوای سیلیکون در فولاد دیکته می شود, که کنترل می کند “اثر ساندلین.” اگر محتوای سیلیکون در “اشتباه” محدوده, پوشش روی شکننده و خاکستری می شود, پوسته پوسته شدن و آسیب پذیری فولاد ساختاری در برابر زنگ زدگی. ما همچنین باید در نظر بگیریم “شکستگی شکننده” فولاد در دماهای زیر صفر. در مناطق سرد, ما مشخص می کنیم “ضربه تست شده” فولاد (به عنوان مثال،, Q355D یا E) برای اطمینان از اینکه شبکه در اثر وزش ناگهانی باد در یک شب -40 درجه سانتیگراد مانند شیشه خرد نمی شود..

دقت ساخت مورد نیاز برای این برج ها بسیار زیاد است. هر سوراخ برای پیچ و مهره ها با دقت CNC پانچ یا سوراخ می شود زیرا, در یک ساختار شبکه ای با هزاران عضو, یک خطای 2 میلی متری در یک صفحه ضخیم در پایه، به 200 میلی متر لجن در اوج تقویت می شود.. این “پیش بارگذاری” یا “نقص اولیه” می تواند قدرت کمانش پایه های اصلی را به شدت کاهش دهد. وقتی ما آن را شبیه سازی می کنیم “موارد بارگذاری,” ما فقط نگاه نمی کنیم “آب و هوای عادی” شبیه سازی می کنیم “یخ سنگین,” “سیم شکسته در فاز A,” “بارگذاری پیچشی از یخ ناهموار,” و حتی “بارگذاری ساخت و ساز” که در آن وزن یک خط بان و تجهیزات کششی فشارهای موضعی ایجاد می کند که برج هرگز در حالت نهایی خود قرار نبود آن را تحمل کند..