projektowanie linii napowietrznych w oparciu o normę pn-en...
TRANSCRIPT
Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć
Projektowanie linii napowietrznych w oparciu o normę PN-EN 50341-2-22
Wisła, 16-17 października 2019 r.
Normy stosowane do projektowania linii napowietrznych
Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Projektowanie linii napowietrznych w oparciu o normę PN-EN 50341-2-22
PN-E-05100-1:1998 – Elektroenergetyczne linie napowietrzne. Projektowanie i budowa
PN-EN 50341-1:2005 – Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 45 kV – Część 1: Wymagania ogólne -- Specyfikacje wspólne
PN-EN 50341-3-22:2010 – Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 45 kV – Część 3: Zbiór normatywnych warunków krajowych
PN-EN 50341-1:2013-03 – Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 1 kV -- Część 1: Wymagania ogólne – Specyfikacje wspólne
PN-EN 50341-2-22:2016-04 – Elektroenergetyczne linie napowietrzne prądu przemiennego powyżej 1 kV – Część 2-22: Krajowe Warunki Normatywne (NNA) dla Polski
Podstawowe różnice pomiędzy normami
Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Projektowanie linii napowietrznych w oparciu o normę PN-EN 50341-2-22
PN-E-05100-1:1998
•Strefy wiatrowe WI i WII
•Strefy sadziowe SI, SIa, SII, SIIa
•Przypadki obciążeniowe - oddziaływanie wiatru - oddziaływanie sadzi
PN-EN 50341-3-22:2010
•Strefy obciążenia wiatrem I, II i III
•Strefy obciążenia oblodzeniem S1, S2, S3
•Przypadki obciążeniowe - oddziaływanie wiatru - oddziaływanie oblodzenia - oddziaływanie wiatru i oblodzenia
•Stosowanie współczynników częściowych
PN-EN 50341-2-22:2016-04
•Strefy obciążenia wiatrem W1, W2 i W3
•Strefy obciążenia oblodzeniem S1, S2, S3
•Przypadki obciążeniowe - oddziaływanie wiatru - oddziaływanie oblodzenia - oddziaływanie wiatru i oblodzenia
•Stosowanie współczynników częściowych
•Określenie poziomu niezawodności (1, 2, lub 3)
Oddziaływanie wiatru
Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Projektowanie linii napowietrznych w oparciu o normę PN-EN 50341-2-22
PN-E-05100-1:1998 PN-EN 50341-3-22:2010 PN-EN 50341-2-22:2016
Kategoria terenu - 0, I, II, III, IV, V 0, I, II, III, IV
Prędkość wiatru dla strefy
v
Średnia prędkość wiatru Vmean Bazowa prędkość wiatru Vb,0
Prędkość wiatru na wysokości
zależy od:
- kategorii terenu - wysokości odniesienia elementu nad terenem
- kategorii terenu - wysokości odniesienia elementu nad terenem - współczynnika kierunkowego wiatru cdir - współczynnika orografii c0
Ciśnienie wiatru 0,613 v2
Średnie qh(h) – zależne od prędkości wiatru na wysokości odniesienia h i gęstości powietrza
Szczytowe qp(h) na wysokości odniesienia h nad terenem zależne od intensywności turbulencji Iv(h) q
p(h) = [1+7·Iv(h)] · qh(h)
Oddziaływanie wiatru na dowolny
podzespół
QWx = 0,613 v2 C
C – współczynnik nierównomierności parcia wiatru
QWx = qh(h) · Gq · Gx · Cx · Ax Gq – współczynnik działania porywów wiatru Gx – współczynnik odpowiedzi na działanie porywów wiatru Cx – współczynnik oporu aerodynamicznego Ax - powierzchnia nawietrzna elementu
QWx = qp(h)· Gx · Cx · Ax Gx – współczynnik konstrukcyjny Cx – współczynnik oporu aerodynamicznego Ax - powierzchnia nawietrzna elementu
Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Projektowanie linii napowietrznych w oparciu o normę PN-EN 50341-2-22
Strefy obciążenia wiatrem
Strefa obciążenia wiatrem
Vb,0 (m/s)
W1 22·cALT
W2 26
W3 22·cALT
cALT – współczynnik należy przyjmować jako: cALT = 1,0 gdy H 300 m cALT = 1 + 0,0006 (H – 300) gdy H > 300 m H – wysokość terenu nad poziomem morza (m)
Oddziaływanie oblodzenia
Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Projektowanie linii napowietrznych w oparciu o normę PN-EN 50341-2-22
Strefa sadziowa
PN-E-05100-1:1998 PN-EN 50341-3-22:2010 PN-EN 50341-2-22:2016
Ciężar zadzi [N/m] Czarakterystyczne obciążenie oblodzeniem IK [N/m] normalnej katastrofalnej
Sn Sk IK IK
SI 2,75+0,275·d 5,49+0,549·d
- Sia i SII 4,12+0,412·d 8,24+0,824·d
SIIa 8,24+0,412·d 16,5+0,824·d
S1
-
4,1+0,41·d 5,5+0,55·d
S2 8,2+0,82·d 8,2+0,82·d
S3 16,4+0,82·d 16,4+0,82·d
Sspec.
wyłącznie według danych meteorologicznych dla obszaru, przez który przebiega linia lub zgodnie ze Specyfikacją Projektową
d – średnica przewodu [mm]
Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Projektowanie linii napowietrznych w oparciu o normę PN-EN 50341-2-22
Strefy obciążenia oblodzeniem
S2
S3
S1
S1
S2 S2
S2
S2
S2
S3
S3
PN-EN 50341-3-22:2010 PN-EN 50341-2-22:2016
Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Projektowanie linii napowietrznych w oparciu o normę PN-EN 50341-2-22
Oddziaływanie oblodzenia PN-B-02013:1987
„obciążenie budowli. Obciążenie zmienne środowiskowe. Obciążenie oblodzeniem”
PN-EN 50341-2-22:2016
Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Projektowanie linii napowietrznych w oparciu o normę PN-EN 50341-2-22
Stosowanie współczynników częściowych dla oddziaływań
PN-EN 50341-3-22:2010 PN-EN 50341-2-22:2016
Współczynniki częściowe stosuje się do wartości efektów oddziaływań
charakterystycznych dla wszystkich przypadków układu obciążeń za wyjątkiem kombinacji obciążeń od wiatru i oblodzenia.
Współczynniki częściowe stosuje się do wartości oddziaływań
charakterystycznych.
oddziaływanie charakterystyczne − odziaływanie ciśnienia wiatru qp(h) lub ciężaru oblodzenia IK
efekt oddziaływań charakterystycznych − naciąg przewodu wywołany oddziaływaniem charakterystycznym
Nd = c ·N(G · G, W, IK ) Nd = N(G · G, W · W, I · IK )
Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Projektowanie linii napowietrznych w oparciu o normę PN-EN 50341-2-22
Porównanie wartości współczynników częściowych dla oddziaływań
Oddziaływanie PN-EN 50341-3-22:2010
PN-EN 50341-2-22:2016
Poziom niezawodności (odpowiadający okres powrotu
oddziaływań klimatycznych)
1 (50 lat) 2 (150 lat) 3 (500 lat)
Stałe 1,1 1,0
Zmienne: wiatr
1,3
1,0 1,2 1,4
Zmienne: oblodzenie
1,0 1,25 1,5
Poziom 1 – linie tymczasowe
Poziom 2 - typowe linie (inne niż tymczasowe)
Poziom 3 - linie specjalne zgodnie ze Specyfikacją Projektową
Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Projektowanie linii napowietrznych w oparciu o normę PN-EN 50341-2-22
Kombinacje obciążeń wiatrem i lodem
PN-EN 50341-3-22:2010 PN-EN 50341-2-22:2016
Kombinacja 1
duże obciążenie oblodzeniem równe I · QIK
w kombinacji z umiarkowanym obciążeniem wiatrem W · QWK
ekstremalne obciążenie oblodzeniem IT w kombinacji z bardzo prawdopodobną
prędkością wiatru VIH
Kombinacja 2
umiarkowane obciążenie oblodzeniem równe I · QIK
w kombinacji z dużym obciążeniem wiatrem W · QWK
nominalne obciążenie oblodzeniem I3 w kombinacji z mało prawdopodobną
prędkością wiatru VIL
Zapis Ed = Ed (G· QGK, I·QIK , W ·QWK )
Kombinacja 1:
G.GK "+" I.IK "+"W.Qwx
Kombinacja 2:
G·GK "+" I·IK"+" W ·BI2.Qwx
Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Projektowanie linii napowietrznych w oparciu o normę PN-EN 50341-2-22
Przykład obliczeniowy naciągu przewodu
Przypadek obliczeniowy PN-E-05100-1:1998 PN-EN 50341-3-22:2010 PN-EN 50341-2-22:2016
S1 W1
P0 {MPa] 100 - -
N+10°C [kN] 16,60 18,00 17,00
Sadź Sn / lód IK [kN] 27,77 45,96 42,88
Wiatr prostopadły [kN] 24,87 37,27 32,83
Kombinacja 1 [kN] - 40,84 47,85
Kombinacja 2 [kN] - 37,03 40,46
S2 W1
P0 {MPa] 100,00 - -
N+10°C [kN] 12,72 13,00 11,50
Sadż Sn / lód IK [kN] 27,85 52,65 42,96
Wiatr prostopadły [kN] 20,26 30,04 25,31
Kombinacja 1 [kN] - 46,50 47,79
Kombinacja 2 [kN] - 37,31 36,17
Założenia: • przewód – AFL-6 240 mm2
• Przęsło wiatrowe – 320 m
Dziękuję za uwagę
Krzysztof Ściobłowski ENERGOPROJEKT-KRAKÓW SA Departament Projektowania i Realizacji tel. 12 2997 327 tel. kom. 609 489 293 e-mail: [email protected]
Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe wysokich i najwyższych napięć Projektowanie linii napowietrznych w oparciu o normę PN-EN 50341-2-22