Ресурсосберегающие технологии строительства воздушных линий электропередачи 35-110 кВ.


Автор: Гунгер Юрий Робертович.
Организация: ЗАО "ВНПО ЭЛСИ"


ВВЕДЕНИЕ.

В энергетике России электрические сети напряжением 35 – 110 кВ являются основными сетями, по которым осуществляется электроснабжение крупных промышленных потребителей электрической энергии. Строительство любого крупного промышленного объекта связано с необходимостью сооружения питающих воздушных линий электропередачи (ВЛ) этих классов напряжения. ВЛ 35-110 кВ являются ресурсоемкими объектами, что определяет их высокую стоимость. В связи с этим актуальна разработка новых конструкций опор ВЛ и технологий строительства, которые позволят осуществить снижение потребления ресурсов и, соответственно, стоимости при строительстве ВЛ классов напряжения 35-100 кВ.


ТИПОВОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО ВЛ 35-110 кВ.

В электросетевом строительстве при сооружении ВЛ 35-100 кВ используются стальные опоры или опоры из центрифугированного железобетона.

Использование железобетонных опор для этих классов напряжения реально только для районов с простыми условиями строительства, т.к. железобетонные опоры имеют ряд недостатков:

  • большая длина стоек – 22 м, затрудняющая их транспортировку;
  • невозможность заглубления опор ниже 3 м, что недостаточно для надежного закрепления опор в пучинистых грунтах;
  • большой вес стоек – около 5 т;
  • слабая устойчивость железобетона к повреждениям при транспортировке, погрузо-разгрузочных и строительно-монтажных работах.


Этих недостатков лишены стальные опоры. Подавляющая часть стальных опор для указанных классов напряжения представляет собой конструкции башенного типа, собранные из пространственных ферм, которые, в свою очередь, собираются на болтах из прокатных уголков. Достоинством таких опор является относительно небольшой расход стали. Недостатки: большое число деталей, трудоемкость сборки на монтаже, высокозатратные перевозки после укрупнительной сборки, большие затраты на фундаменты.

Ограниченное применение в России нашли также стальные опоры, собираемые из сварных секций в виде конических или цилиндрических труб многогранного или круглого поперечного сечения.

Подобные опоры обладают рядом достоинств:

  • сокращаются расходы на фундаменты, так как стойки опор из труб занимают небольшую площадь и могут устанавливаться на один цилиндрический фундамент;
  • резко сокращается объем и номенклатура собираемых на монтаже элементов и болтовых соединений, за счет чего снижается трудоемкость сборки;
  • эстетичность конструкций.


Наибольшее внедрение в России опоры из труб многогранного сечения получили в районах с низкими температурами, где применение железобетонных стоек не допускается, а также в труднодоступных районах, куда транспортировка тяжелых и длинномерных железобетонных стоек затруднительна.

Опоры из труб сплошного поперечного сечения по расходу стали уступают решетчатым конструкциям, так как при работе на изгиб материал, расположенный в районе нейтральной оси полностью не используется. Кроме того, замкнутое пространство внутри труб способствует коррозии. По указанным причинам опоры из труб сплошного сечения нашли ограниченное применение.

Таким образом, можно сделать вывод, что недостатки железобетонных опор вытекают из материала, используемого для изготовления опор, а недостатки наиболее распространенных стальных опор башенного типа – из их конструкции. Попытка создать стальной аналог железобетонной опоры в виде конических или цилиндрических труб не нашла широкого распространения из-за высокой стоимости таких опор.


НОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ ОПОР ДЛЯ ВЛ 35-110 кВ.

В ЗАО "ВНПО ЭЛСИ" разработаны новые конструкции опор для воздушных линий электропередачи. При этом новые конструкции опор ВЛ можно разделить на два типа: опоры с оттяжками и свободностоящие опоры.

Опоры с оттяжками получили обозначение ПО110П. Главные преимущества опор этого типа состоят в следующем:

  • малый вес опоры – 800 кг, при этом вес секций не превышает 100 кг;
  • установка опоры на поверхностном фундаменте;
  • возможность подъема опоры в рабочее положение ручной лебедкой.


Указанные преимущества делают опоры ВЛ этого типа незаменимыми при ликвидации аварий, связанных с падением опор. Ряд энергосистем России в начале 90-х готов приобрел опоры этого типа в качестве опор аварийного резерва.

Свободностоящие опоры получили обозначение ПС35П и ПС110П и выполнены на основе одной базовой стойки. Стойка опоры представляет собой доработку стойки конической многогранной опоры типа ПМО. Существо доработки сводится к тому, что стойка выполнена не в виде сплошного многогранника, а в виде 4-х несущих поясов, представляющих собой полуразогнутые швеллеры переменного по высоте опоры сечения, а поверхности стойки в области нейтральных осей сечения выполнены решетчатыми. В результате такой доработки получена конструкция стойки, обеспечивающая оптимальное использование механических свойств стали, что привело к уменьшению веса опоры без снижения ее несущей способности. Применение решетчатых граней делает объем стойки разомкнутым, что снимает проблему внутренней коррозии замкнутых полостей.


РЕСУРСОЕМКОСТЬ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ.

Показатели ресурсоемкости и стоимости строительства ВЛ 6-10 кВ определяются физическими объемами работ. При этом как ресурсоемкость, так и стоимость строительства, существенно зависят от местных условий, т.к. для различных регионов отличаются проектные фундаментные решения, стоимость материалов, транспортные схемы.

В таб. 1. представлены сравнительные характеристики физических объемов работ при строительстве 1 км одноцепной ВЛ 110 кВ на типовых стальных опорах ЛЭП башенного типа П110-5 и опорах ЗАО "ВНПО ЭЛСИ" ПС110П и ПО110П. Сравнение выполнено для простых условий строительства.


Таблица 1.

Показатель

П110-5

ПС110П

Разница

ПО110П

Разница

Количество опор, шт.

3,3

3,6

- 10 %

4,3

- 30 %

Вес опор, т

8,6

4,8

в 1,8

3,7

в 2,3

Вес фундаментов, т

32

2,2

в 14,5

9,6

в 3,3

Итого вес конструкций, т

40,6

7,0

в 5,8

13,3

в 3

Объем земляных работ, м3

13,3

3,3

в 4

9,6

в 1,4

Перевозки по ж.д., вагонов

1,0

0,6

в 1,7

0,3

в 3,3

Перевозки а/м, рейсы

10

1,2

в 8,3

0,9

в 11



Как видно из представленных в таблице 1. данных, физические объемы работ при использовании опор, разработанных ЗАО "ВНПО ЭЛСИ", существенно ниже, чем для типовых стальных опор ЛЭП - П110-5.

Разница в физических показателях объемов работ определяет значительное сокращение потребления материальных ресурсов при строительстве ВЛ 35-110 кВ. Сниженное потребление ресурсов при строительстве ВЛ приводит к сокращению объемов перевозок и строительно-монтажных работ, что в свою очередь влечет за собой снижение объемов перевозок материалов, трудоемкости, потребности в работе машин и механизмов, меньший экологический ущерб, наносимый строительными работами.

По опыту проектирования и строительства ВЛ 35-110 кВ, построенных на опорах ПС110П и ПО110П, стоимость строительства ВЛ 35 – 110 кВ в зависимости от региона строительства ниже стоимости ВЛ на типовых стальных опорах ЛЭП от 20 до 40 %.


СТЕПЕНЬ ВНЕДРЕНИЯ.

По состоянию на 31.03.2003 г. на опорах серии С10П построено более 350 км ЛЭП 35 – 110 кВ для следующих предприятий и энергетических систем:

  • Якутскэнерго, г. Якутск, Кемерово, 1992-1995 гг.;
  • Кузбассэнерго, г. Кемерово, 1994-2000 гг.;
  • Татэнерго, г. Казань, 1994-1998 гг.;
  • Варьеганэнергонефть, пос. Радужный, ХМАО, 2000 г.;
  • ООО "Ровер", пос. Березовский, Кемеровская обл., 2000 г.;
  • ООО "Восточно-Бейский разрез", пос. Кирба, республика Хакасия, 2000 г.;
  • ЗАО "Нортгаз", г. Новый Уренгой, ЯНАО, 1999 г.;
  • АК "АЛРОСО", г. Мирный, республика Саха (Якутия), 2002 г.;
  • Северная нефтегазовая компания г. Новый Уренгой, ЯНАО, 2003 г..


Особо следует отметить удобство использования опор типа ПС35П и ПС110П при строительстве воздушных линий электропередачи в условиях городской и промышленной застройки. Опоры ВЛ указанных типов занимают малую площадь, легко транспортируются и монтируются в стесненных условиях, хорошо вписываются в городскую архитектуру. Строительство ВЛ с использованием опор этого типа не требует дорогостоящего выноса инженерных коммуникаций.

С использованием опор ПС35П и ПС110П в условиях городской и промышленной застройки построены следующие двухцепные ВЛ:

  • ВЛ 35 кВ "Кемеровская ГРЭС – центр Здоровье", г. Кемерово;
  • ВЛ 6 кВ в габаритах 35 кВ на насосную 2-го подъма Западно-Сибирской ТЭЦ, г. Новокузнецк;
  • ВЛ 110 кВ "ТЭЦ-1 – Портовая", г. Казань;
  • ВЛ 110 кВ "Портовая – Кремлевская", г. Казань.


Проектирование ВЛ 35-110 кВ на опорах ЗАО "ВНПО ЭЛСИ" освоили следующие проектные институты Сибэнергосетьпроект (г. Новосибирск) и Томскеэнергосетьпроект (г. Томск). Готовность выполнять проекты ВЛ 35-110 кВ с использованием опор группы ЭЛСИ выразили проектные институты Севзапэнергосетьпроект и Севзапсельэнергопроект (г. Санкт-Петербург) и Уралэнергосетьпроект (г. Екатеринбург).


НОРМАТИВНАЯ И ПРОЕКТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ.

Опоры ПС35П, ПС110П и ПО110П в соответствии с требованиями ПУЭ прошли приемочные механические испытания. Испытания проведены фирмой ОРГРЭС.

Опоры выпускаются в соответствии с ТУ 5264-001-47512888-00 "Опоры стальные ВЛ 10 -220 кВ из гнутого профиля", зарегистрированными в органах Госстандарта.

Авторские права на опоры С10П защищены патентами РФ.

Опоры имеют сертификат соответствия Госстандарта России со сроком действия до 20.11.2003 г.. Номер сертификата РОСС RU.MX02.H00073.

Разработку опор, нормативной и проектной документации выполняет ЗАО "ВНПО ЭЛСИ". Лицензия на выполнение проектных работ НСП 009017, срок действия до 06 апреля 2003 года.


ВЫВОДЫ.

1. Разработаны новые типы опор для ВЛ 35 – 110 кВ: опоры на оттяжках ПО110П и свободностоящие ПС35П и ПС110П.

2. Использование при строительстве ВЛ 35 – 110 кВ опор ПО110П, ПС35П и ПС110П существенно сокращает потребление следующих ресурсов:

  • материальные ресурсы (опоры и фундаменты);
  • трудозатраты;
  • работа машин и механизмов;
  • капитальные вложения;
  • время строительства.

3. Использование при строительстве ВЛ 35 – 110 кВ опор ПО110П, ПС35П и ПС110П позволяет снизить стоимость строительства от 20 до 40 процентов в зависимости от местных условий строительства.

4. Разработанные опоры получили широкое промышленное внедрение. На опорах ПО110П, ПС35П и ПС110П построено более 350 км ВЛ 35 – 110 кВ в различных регионах России.

Возврат к списку