Russian (CIS)English (United Kingdom)
ГлавнаяКонференцииТретья Международная конференция МГС → Новые технологии в строительстве ЛЭП и научно-технический прогресс
Новые технологии в строительстве ЛЭП и научно-технический прогресс
Рощин А.В., заместитель председателя правления ОАО "ПРОиК",
Семенко О.В., директор ООО "Связьтехсервис",
Чумак А.В., начальник отдела обследований ООО "Связьтехсервис"

В данном докладе мы хотели бы рассмотреть применение новых решений в строительстве ЛЭП на примере реконструкции ВЛ для сталеплавильного комплекса ООО «МЗ Днепросталь»

Рабочий проект «Реконструкция воздушных линий электропередачи 150 кВ Л-33/34» выполнен на основании технического задания на проектирование, выданного ООО «МЗ Днепросталь».

Необходимость реконструкции указанных ВЛ 150 кВ обусловлена потребностью улучшения надежности электроснабжения левобережной части города и выполняется с целью освобождения коридора для трассы новой воздушной линии 330 кВ электроснабжения электросталеплавильного комплекса в г. Днепропетровске. Учитывая всю сложность проектирования и строительства новых ВЛ в условиях плотной городской застройки, принимая во внимание стоимость жилья и сложности согласования нового строительства, в частности ВЛ, было принято решение провести реконструкцию двух существующих одноцепных ВЛ 150кВ. В результате реконструкции данных одноцепных линий по одной из существующих трасс должна пройти 2-х цепная ВЛ 150кВ, а по другой 2-х цепная ВЛ 330кВ. Для того чтоб избежать всех землеотводов и различного рода земельных согласований, обязательным условием стало проектирование новых двухцепных ВЛ с расстановкой опор пикет в пикет на старые фундаменты.

Предпроектная проработка. Выбор трассы ВЛ.

Как обычно, выполнение работ традиционно началось с изысканий.

Выяснилось, что у Заказчика практически отсутствует проектно-сметная, эксплуатационная и прочая техническая документация на данную ВЛ. В связи с чем, работа над проектом началась с предварительного (грубого, оценочного) изучения технического состояния ВЛ, ситуации и составления ориентировочного ситуационного плана ВЛ.

На данном этапе были предпринято следующее:

- заказаны в Управлении земельных ресурсов г. Днепропетровска карты 1:500 участков прохождения линий;
- проведено сопоставление реальной ситуации с картографическими материалами;
- внесены корректировки и заказаны дополнительные планшеты на недостающие участки;
- выполнен визуальный осмотр и фотосъемка опор и коридора ВЛ;
- проведено определение географических координат опор ВЛ.

Для проведения этого комплекса работ был использован приемник сигналов GPS марки «Garmin 3+» любительского (бытового, непрофессионального) класса, обеспечивающий точность до 3-х метров, что недопустимо при проектировании, но вполне достаточно для предварительной проработки.

Координаты, полученные посредством использования программы «OziExplorer», позволили установить:

- ориентировочный ситуационный план трассы с расстановкой опор в масштабах до 1:10000 на картографической подоснове М 1:100000,
- таблицу длин пролетов и углов поворота оси ВЛ,
- ориентировочный профиль ВЛ.

Погрешность (отклонения) полученных таким методом данных мы оценили: до 3-х метров в плане и до 0,5 метра по высотным отметкам, что вполне нас устроило на данном этапе.

Рис.2 Для большей наглядности и удобства (без использования в коммерческих и технических целях) на этапе предварительного согласования реконструкции существующей ВЛ-150 и строительства планируемой ВЛ-330 был использован бесплатный ресурс сайта Google Maps, предоставляющий доступ к космическим снимкам. Перенеся на данную подоснову полученную ранее схему и коридор ВЛ, мы получили с грубой точностью, но наглядную и оперативную ситуацию, достаточную для стратегического планирования дальнейших работ.

А именно, Заказчик получил:

- более визуализированную актуальную информацию о возможных проблемах (в том числе возможном отселении и сносах существующих зданий и сооружений), сопровождающих реализацию данного проекта;

возможность наглядно проводить глобальные корректировки проекта, изменение генерального направления ВЛ, изменение направления оси ВЛ на отдельных участках, обходы неблагоприятных участков и пр.

После завершения данного этапа работ (на практически бесплатном материале!), а также после выбора и утверждения окончательного варианта прохождения ВЛ, на основе предварительных координат, были заказаны качественные технические космические снимки коридора ВЛ. Данные снимки благодаря достаточно высокому разрешению позволяют увидеть опоры существующих ВЛ, что существенно облегчает привязывать проектируемые объекты. Полученный материал позволил визуализировать с нормативной точностью проектные решения.



Естественно, проводились и традиционные геодезические и геологические изыскания. При этом полученные предварительные данные (ситуационный план, расстановка опор и пр.) позволили ускорить как полевые, так и камеральные работы.

Для существенного ускорения данного этапа инженерно - геодезических изысканий в настоящее время уже имеются новые технологические возможности. Одним из таких ресурсов является использование при полевых работах спаренной системы инженерных приемников GPS сигналов с последующей камеральной обработкой полученных данных программой AutoCad Civil 3D. В основе Civil 3D лежит опробованная на практике технология динамического моделирования, объединяющая процессы проектирования и создания рабочих чертежей. Благодаря этой технологии можно подбирать альтернативные варианты, выводить обновленные планы и профили на печать с минимальной необходимостью ручного редактирования. Ведь ни для кого не секрет, что в процессе работ в проекте неизбежно возникают изменения, и, как следствие, необходимость редактирования. Преимущество AutoCad Civil 3D заключается в том, что все элементы модели поддерживают связь друг с другом. При полевых работах один из приемников используется в качестве базовой станции второго приемника, что позволяет проводить полевые работы даже одному человеку. Географические и высотные отметки всех интересующих нас объектов при этом определяются с точностью ± 1см/1км.Также, данный метод позволяет проводить полевые работы в гораздо более высоком темпе, нежели используя даже электронный теодолит (тахеометр).

Последующая камеральная обработка материалов, также существенно ускоряется и упрощается.

Строительные решения.

1.1.Общая часть

Настоящим проектом, на стадии КМ, предусматривается разработка 4-ех серий опор для реконструкции существующих ВЛ150 кВ Л-33/34. на базе многогранных металлических стоек (МГС).

Серия 1. Промежуточные 2-ух цепные опоры, допускающие угол поворота трассы 0 - 7 гр.

Серия 2. Анкерно-угловые 2-ух цепные опоры, допускающие угол поворота трассы 0 - 30 гр.

Серия 3. Анкерно-угловые 2-ух цепные опоры, допускающие угол поворота трассы 30 - 60 гр.

Серия 4. Специальные ответвительные и концевые 2-ух цепные опоры.

Все опоры разработаны для климатических условий Днепропетровской области и провода АС 300/39. Ветровой и весовой пролет для опор всех серий принят соответственно 333 и 416 м. Применение опор для других условий данным проектом не предусматривалось. При повторном применении серий опор в других объектах, авторы данного проекта, ответственности не несут.

Длины траверс для всех опор определены из условия соблюдения следующих электрических габаритов:

- 5 метров наименьшее расстояние между проводами разных цепей (УкрПУЭ пункт 2.5.101) с учетом угла поворота трассы;
- между проводами по вертикали и горизонтали (УкрПУЭ, пункт 2.5.97,98);
- между проводами по вертикали и горизонтали промежуточных опор для условия частой и интенсивной пляске проводов (УкрПУЭ, таблица 2.5.23);
- 2 метра наименьшее расстояние из условия безопасного подъема на опору.
При этом для анкерно-угловых опор учитывалось отклонение оттяжной гирлянды под действием составляющей от напряжения (тяжения) провода в шлейфе;
- 1,8 метра расстояние по атмосферным перенапряжениям;
- 1,6 метра расстояние по внутренним и коммутационным перенапряжениям;
- 0,55 метра расстояние по рабочим напряжениям.

Высота тросостоек для всех опор принималась из условия соблюдениия угла грозозащиты и расстояния между проводом и тросом (УкрПУЭ, пункт 2.5.117, 2.5.119, 2.5.120).

Все стойки опор, за исключением стойки СМ 150-44О, выполнены 12-гранными.

Все стыки между секциями стоек, включая стык между нижней секцией и фундаментом, по условиям надежности, приняты фланцевые. Конструкция фланцевых соединений определялась из условия минимальной ширины фланца.

1.2. Серия 1. Промежуточные 2-ух цепные опоры

В объем серии входят:

- основная промежуточная опора – ПМД 150-2;
- пониженная промежуточная опора – ПМД 150-2-4;
- повышенная промежуточная опора – ПМД 150-2+4.

Необходимость повышенной промежуточной опоры обусловлена наличием пересечений с инженерными сооружениями по трассе ВЛ. Необходимость пониженной промежуточной опоры обусловлено условиями прохождения трассы ВЛ по застроенной, частными домами и дачными участками, территории г. Днепропетровска, а также расстановкой опор по принципу "ОПОРА В ОПОРУ". При этом площадь отчуждения под каждую опору уменьшается более чем в два раза.

Учитывая, что существующие промежуточные опоры, как правило, имеют углы поворота до 7 гр. (выходят из створа) при разработке опор, учитывалась возможность угла поворота, исходя как из условий прочности, так и из условия соблюдения габаритов по безопасному подъему, при атмосферных и рабочих перенапряжениях.

В комплектах КМ приведены примеры расчета габаритов для серийной опоры.

После расстановки, для каждой опоры должны быть проверены электрические габариты и, в случае необходимости, определен вес балласта для компенсации поперечной составляющей от тяжения проводов каждой фазы.

Кроме этого каждая опора должна быть проверена по прочности с учетом подвешиваемых балластов и реальных значений ветрового и весового пролета.




На всех траверсах опор предусмотрена возможность двойного крепления проводов с раздельным креплением цепей гирлянды изоляторов.

Для возможности уменьшения ширины ВЛ, а так же для временного вертикального крепления проводов на стыке с существующими анкерно - угловыми опорами на средней траверсе всех промежуточных опор, на расстоянии 2,7 метра, предусмотрены узлы крепления для поддерживающей гирлянды изоляторов. При этом, в соответствии с УкрПУЭ пункт 2.5.98 максимальная стрела провеса провода не должна превышать 5,5 метра.

1.3. Серия 2. Анкерно-угловые 2-ух цепные опоры с углом поворота до 30 гр.

В объем серии входят:

- основная анкерно-угловая опора – УМД 150-2.30;
- повышенная анкерно-угловая опора – УМД 150-2.30+5;
. - пониженная анкерно-угловая опора – УМД 150-2.30П.

Необходимость повышенной анкерно-угловой опоры обусловлена наличием пересечений с инженерными сооружениями по трассе ВЛ.

При реальной расстановке анкерно-угловых опор, приведенный пролет слева и справа от опоры ОТЛИЧАЕТСЯ. В результате, помимо составляющей от угла поворота, возникает составляющая от разности напряжений в проводах и тросах слева и справа от опоры. В связи с этим в области применения опор, помимо угла поворота имеется и допустимая разность напряжений (тяжений) в процентах.

Для опоры УМД 150-2.30 допустимый угол поворота 33 гр., разность напряжений до 40%. Для опоры УМД 150-2.30+5 допустимый угол поворота 30 гр., разность напряжений до 30%. Для опоры УМД 150-2.30П допустимый угол поворота 36 гр., разность напряжений до 45%.

В комплектах КМ приведены примеры расчета габаритов и схемы крепления проводов для опор на максимальные углы поворота. При конкретном проектировании следует проверить габариты с учетом комплектации гирлянд изоляторов и реальных углов поворота трассы. При необходимости следует устанавливать оттяжные гирлянды изоляторов или выполнять мероприятия по утяжелению шлейфов.




Пониженная анкерно-угловая опора разработана для возможности пересечения с ВЛ 150 кВ выше. Пересечение предусмотрено под действующей или проектируемой ВЛ в 3-ех вариантах:

- установка двух подсечных опор с треугольным расположением проводов каждой цепи вершиной вниз. Тросы в пролете пересечения не монтируются;
- установка двух подсечных опор с треугольным расположением проводов каждой цепи вершиной вниз. Тросы в пролете пересечения монтируются на левой и правой траверсе верхнего яруса;
- установка двух подсечных опор с треугольным расположением проводов каждой цепи вершиной вниз. Трос в пролете пересечения монтируется к стволу на уровне нижнего яруса.

Следует отметить, что для достижения минимальной высоты подвес проводов в пролете пересечения, расстояние между нижним и средним ярусом принято 4-е метра, а стрела провеса в пролете пересечения ограничена 5-ю метрами.

В комплектах КМ приведены схемы крепления проводов по всем 3-ем вариантам. Выбор варианта и окончательная проверка габаритов на подсечных опорах осуществляется при конкретном проектировании на стадии расстановки опор.

1.4. Серия 3. Анкерно-угловые 2-ух цепные опоры с углом поворота до 60 гр.

В объем серии входят:

- основная анкерно-угловая опора – УМГ 150-2.60;
- повышенная анкерно-угловая опора – УМГ 150-2.60+5;
- повышенная анкерно-угловая опора – УМГ 150-2.60+11.

Необходимость повышенных анкерно-угловых опор обусловлена наличием пересечений с инженерными сооружениями по трассе ВЛ. Для опоры УМД 150-2.60 допустимый угол поворота 69 гр., разность напряжений до 40%.

Для опоры УМД 150-2.60+5 допустимый угол поворота 60 гр., разность напряжений до 40%. Для опоры УМД 150-2.60+11 допустимый угол поворота 60 гр., разность напряжений до 30%.

В комплектах КМ приведены примеры расчета габаритов и схемы крепления проводов для опор на максимальные углы поворота. При конкретном проектировании следует проверить габариты с учетом комплектации гирлянд изоляторов и реальных углов поворота трассы. При необходимости следует устанавливать оттяжные гирлянды изоляторов или выполнять мероприятия по утяжелению шлейфов.

Для возможности уменьшения ширины ВЛ, а так же для возможности использования опор в качестве концевых или перед концевых (по типу унифицированной опоры У 110-2В) на средних траверсах всех опор этой серии, на расстоянии 4.4 метра, предусмотрены узлы крепления для натяжных гирлянды изоляторов. При этом, в соответствии с УкрПУЭ пункт 2.5.98 максимальная стрела провеса провода в смежных пролетах не должна превышать 5,5 метра.

Для основной анкерно-угловой опоры принята стойка СМ 150-33U, высотой 33 метра, из 3-ех секций толщиной 14, 12 и 10 мм. Для повышенной анкерно-угловой опоры на 5-ть метров принята стойка СМ 150-38U, высотой 38 метров, из 4-ех секций толщиной 16, 14, 12 и 10 мм. В отличие от стойки СМ 150-33U у стойки СМ 150-38U добавлена секция высотой 5 метров. Для повышенной анкерно-угловой опоры на 11-ть метров принята стойка СМ 150-44U, высотой 44 метра, из 5-ти секций толщиной 16, 16, 14, 12 и 10 мм. В отличие от стойки СМ 150-33U у стойки СМ 150-44U добавлено 2-е секции высотой 5 и 6 метров. Наличие 2-ух нижних секции (вместо 1-ой) обусловлено возможностями производственного оборудования завода-изготовителя.



1.5. Серия 4. Специальные ответвительные и концевые 2-ух цепные опоры.

В объем серии входят:

- ответвительная анкерно-угловая опора – УСМД 150-8;
- концевая кабельная опора – КМД 150-2к;
- концевая анкерно-угловая опора – КМД 150-2.

Необходимость разработки ответвительной анкерно-угловой опоры обусловлена наличием отпайки ВЛ150 кВ Л-33/34 на Новомосковск. Ответвительная опора выполнена по 6-ти ярусной схеме, аналогично унифицированной опоре УС 110-8, но имеет ряд отличий:

- опора комплектуется 12-тью траверсами (6-ть траверс для анкерно-угловой подвески проводов по основной ВЛ и 6-ть траверс для концевой подвески в сторону ответвления). Траверсы по ВЛ и ответвления развернуты под 90 градусов и расположены в 6-ти ярусах;
- опора рассчитана на монтаж проводов и тросов, как по ВЛ, так и в сторону ответвления с нормальным напряжением, что позволяет устанавливать опоры, смежные с ответвительной промежуточного типа.

В комплектах КМ приведены примеры расчета габаритов и схемы крепления проводов для ответвительной опоры с углом поворота по ВЛ 20 гр. в сторону ответвления и разность напряжений 30%. При конкретном проектировании будут даны рекомендации по монтажу проводов верхней цепи, а фазы в месте пересечения, при необходимости, быть защищены ремонтными зажимами.

Для ответвительной анкерно-угловой опоры принята стойка СМ 150-44О высотой 44 метра, из 5-ти секций толщиной 16, 16, 14, 12 и 10 мм. В отличие от стойки СМ150-44U, имеющей такие же геометрический размеры в стойке СМ 150-44О принято 16 граней.

Необходимость разработки концевой кабельной опоры обусловлена наличием пересечений с проектируемой ВЛ 330 кВ. Концевая опора выполнена в 2-ух ярусах с треугольным расположением проводов каждой цепи, вершиной вверх. Для перехода с провода на кабель на опоре предусматриваются специальные траверсы.

В комплектах КМ приведен пример расчета габаритов и схемы крепления проводов для концевой кабельной опоры, развернутой траверсами под 90 гр. к оси в сторону ВЛ. Угол поворота в сторону кабеля не нормируется.


1.6. В рабочем проекте разработаны и применены следующие типы опор (см. в табл. 3.1).

№ п/пНаименование и тип опорВсего по проекту, шт
Реконструкция ВЛ 150 кВ Л-33/34
1Промежуточные на стойках МГСПМД 150-215
2ПМД 150-2-411
3ПМД 150-2+46
4Анкерно-угловые на стойках МГСУМД 150-2.303
5УМД 150-2.30+512
6УМД 150-2.30П7
7УМД 150-2.604
8УМД 150-2.60+113
9УМД 150-2.60+52
10УМД 150-2.30П+52
11Специальные опорыУСМД 150-82
12КМД 150-2к3
Итого: 70
Таблица 3.1

1.7. Фундаменты

В соответствии с заданием расстановка новых опор по методу пикет – в – пикет выполнялась с максимальным использованием несущей способности существующих фундаментов Л 33 при минимальных дополнительных постоянных отводах.

Существующие фундаменты на трассе Л 33 выполнялись в период с 1959 по 1962 годы и представлены разными типами:

- монолитные 2,6х2,6х2,6 м (под промежуточные опоры типа «Рюмка»);
- раздельные сборные типа Ф-2, Ф-2У, Ф-4У (под свободностоящие анкерно-угловые опоры типа У6, У6М), Ф-3А, Ф-5А (под свободностоящие У110-2+5, У110-2+9);
- раздельно-спаренные сборные типа ПФ-1 – ПФ-3 + КФ-3 – КФ-6 (под угловые опоры 60° тип «Портальный» повышенный). Опоры и фундаменты выпуска до 1962 года приложены к данному комплекту.

В настоящем проекте крепление всех опор МГС к фундаментам принято на металлических фланцах. Металлические фланцы в свою очередь крепятся либо к существующим фундаментам (монолитные фундаменты под существующими опорами типа «Рюмка»), либо к трубобетонным конструкциям в составе фундаментов на пикетах с раздельными существующими подножниками, на пикетах с раздельно-спаренными подножниками, либо на пикетах с новыми трубобетонными конструкциями фундаментов.

Заказ фланцевых конструкций фундаментов должен выполняться на заводе-изготовителе стоек опор МГС. Поставка фланцевых конструкций фундаментов промежуточных и анкерно-угловых опор должна осуществляться опережающими темпами.

Технологические перерывы (от 72 часов до 7 дней), связанные с креплением анкерных элементов фланцевых конструкций к существующим фундаментам (в проекте предусмотрено крепление на эпоксидном клее), последующая подливка фланцевых конструкций бетонной смесью (после выверки по горизонтальной плоскости и высоте) – данные операции предусмотрены на существующих монолитных фундаментах.

Фланцевые конструкции фундаментов в составе трубобетонных элементов так же должны будут принять внешние нагрузки не ранее истечения промежутка времени, достаточного для набора прочности монолитного бетона не менее 75 %.

В проекте подбор закрепления опор МГС (максимальные нагрузки для каждой опоры см. прилагаемые документы) в грунте проводился согласно разделу 11 «Пособия к СНиП 2.02.01-83». Расчеты находятся в проектной организации разработчика и прилагаются в данном комплекте (в арх. экз. заказчика).

Инженерно-геологические условия принятые в проекте: по черт. 137-10/07-МИЗ и разделены на 5 типов грунтовых условий; рельеф местности равнинный; грунтовые воды на просадочных участках отсутствуют.

Материал стальных конструкций принят: сталь С 245, С 275, С 375-3 по ГОСТ 27772-88.

Изготовление, упаковку и монтаж конструкций опор принято в соответствии с требованиями ТУ-34-12.10037-89, 97; СНиП 3.05.06-85; СНиП 3.03.01-87; СП53-101-98 «Изготовление и контроль качества стальных строительных конструкций» (касается опор на стойках МГС, изготавливаемых в России); СНиП III-4-80* (изд. 2004 г.), а также в соответствии Проекта производства работ.

Все работы, связанные с устройством фундаментов (закрепления) (рытье котлованов, установка фундаментов, обратная засыпка и т.д.) необходимо выполнять в строгом соответствии СНиП 3.05.06-85 и технологичными картами согласно ППР. Выполнение работ в охранной зоне ВЛ 35-150 кВ вести в соответствии с: Правилами техники безопасности при строительных и монтажных работах на действующих и вблизи действующих линий электропередачи.

После установки и выверки фундаментов производится устройство ж/б пломбы с тщательным уплотнением.

Для закрепления используются как уже существующие фундаменты так и вариант отдельного закрепления, при этом объем трудоемких земляных работ сведен к минимуму . Закрепление по условиям расчета должно производиться обязательно в грунте ненарушенной структуры

Подъем опор на фундаменты предусматривается методом наращивания. Стыки секций опор МГС предусматриваются на фланцах (соприкасающиеся поверхности фланцев покрываются герметиком). Болты опорных фланцев должны комплектоваться шайбой и двумя гайками.

Монтаж унифицированных стальных свободностоящих опор ВЛ 35-150 кВ, расположенных в условиях плотной городской и промышленной застройки, необходимо выполнять с учетом «Технологических правил по монтажу стальных опор ВЛ методом вертикального наращивания» (тема 5535-3), Одесский филиал Оргэнергостроя.

«До начала выполнения строительно-монтажных работ (в том числе, подготовительных) на объекте заказчик должен получить разрешение на выполнение строительно-монтажных работ в органах государственного архитектурно-строительного контроля».

Таким образом, в результате проведения работ с учетом новых подходов к проектированию и последующему строительству ЛЭП две одноцепных ВЛ 150 кВ будут преобразованы в две гораздо более мощных и производительных ЛЭП со значительной экономией временных и материальных ресурсов.

 



Фото
Печи
Фото
Фото-11
Печи
Фото-11


Сейчас 114 гостей онлайн
Применение полимерных стоек, как опор ВЛ, в ближайшие 10 лет:
 
Locations of visitors to this page