Russian (CIS)English (United Kingdom)
ГлавнаяКонференцииПервая часть 1-й Международной конференции МГС → Особенности проектирования ВЛ 35кВ и выше на базе МГС
Особенности проектирования ВЛ 35кВ и выше на базе МГС
Автор: Белоцерковский Лев Яковлевич
Главный технолог ОАО "ПРОМиК"

 

 1. Опыт проектирования.

 

Поскольку на Украине ОАО «ПРОМиК» не выполнял разработку опор ВЛ на базе МГС особенности проектирования будут рассмотрены на основе проектов, разработанных для России.

С 2002 года не территории России, нашли применение опоры ВЛ 35 кВ и выше на базе многогранных стоек из гнутой листовой стали (МГС). На первом этапе опоры применялись в проектах, выполненных на железобетонных опорах (ЖБ) с заменой ЖБ на МГС пикет в пикет. Эти опоры разрабатывались ОАО «РОСЭП» по заказу ОАО «Опытный завод «Гидромонтаж». Строительство ВЛ 35-110 кВ с использованием МГС успешно освоено ОАО «Уралэлектросетьстрой» г. Екатеринбург.

С 2006 года ОАО «ПРОМиК» выполнил разработку серии свободностоящих одностоечных 4-х цепных опор с вертикальным расположением цепей (ПМГ110-4УР, ПМГ110-4УР+4 и УМГ110-4УР) для ВЛ 110 кВ Московской области, в частности для захода ВЛ 110 кВ на ПC 110 кВ «Солнечногорск».

Ниже приведены эскизы этих опор:

 

 ПМГ110-4УР ПМГ110-4УР+4 УМГ110-4УР

alt alt alt

Эти опоры разработаны для условий прохождения трассы по территории интенсивной городской застройки, в частности по территории гаражного кооператива. Опоры рассчитаны только на конкретные условия ВЛ 110 кВ «Поварово – Солнечногорск».

 

Кроме этого, для прохождения 4-х цепных ВЛ 110 кВ по территории ценных лесных массивов ОАО «ПРОМиК» выполнил разработку серии свободностоящих одностоечных 4-х цепных опор с горизонтальнымрасположением цепей (ПМГ110-4, ПМГ110-4+4 и УМГ110-4).

 

ПМГ110-4 ПМГ110-4+4 УМГ110-4
Ниже приведены эскизы опор этого варианта:

alt alt alt

При таком расположении цепей, для повышения надежности, предусматривалась увеличенная изоляция фаз верхних цепей на 40% по сравнению с фазами нижних цепей.

Для ВЛ 220 кВ «ТЭЦ-27 – Уча» в Московской области ОАО «ПРОМиК» выполнил разработку:

1.Серии свободностоящих одностоечных 2-ух цепных опор для ВЛ 220 кВ с 6-ти ярусным расположением проводов (ПМ220-2В и УМ220-2В)

 Ниже приведены эскизы этих опор:

 ПМ220-2В УМ220-2В
alt alt

Применение этих опор обосновано необходимостью прохождения ВЛ 220 кВ по территории дачных участков для минимизации затрат, связанных со сносом жилых строений. При этом нормируемый габарит до земли по требованию эксплуатации увеличен до 12 м.

 

 2. Серии свободностоящих одностоечных 3-х цепных опор для ВЛ 220/110 кВ с двумя грозозащитными тросами и 4-х ярусным расположением проводов (ПМ220/110-3 и УМ220/110-3)

Ниже приведены эскизы этих опор:

ПМ220/110-3 УМ220/110-3

alt alt

Эта серия опор предназначена для захода 2-ух цепей ВЛ 220 кВ и 1-ой цепи ВЛ 110 кВ на ПС 220/110/10 кВ «Уча». Так как трасса захода проходит по территории частных владений и предназначена для жилой застройки, при разработке опор учтено требование минимизации ширины ВЛ. Для фаз 220 кВ это достигается отсутствием горизонтального смещения среднего яруса, а для фаз 110 кВ путем зигзагообразного расположения средней фазы.

 

Следует отметить, что при разработке этих опор на конкретные условия вышеперечисленных ВЛ 110 - 220 кВ многовариантная оптимизация высоты, количества граней, размеров верха и низа МГС (конусность), количества секций и толщины каждой секции не производилась. Применение этих опор на другие условия при разработке не рассматривалась.

 

 2. Конструктивные особенности МГС.

 

К основным преимуществам опор на базе стоек МГС, следует отнести, возможность изменения прочностных свойств стойки за счет регулирования толщины стенки секций без изменения КМД и объема технологических операций при изготовлении. При этом, для конкретной ВЛ, путем изменения толщины можно достичь максимального экономического эффекта.

Так же следует отметить узкобазовость опор, где размер базы ограничивается возможностями завода изготовителя и ограничениями ширины грани, как стенки элемента коробчатого сечения. В настоящее время максимальная база не превышает 3-х метров. При этом момент для закрепления стоек может доходить до 1200 тм, что требует разработку специальных фундаментов.

 

 2. Особенности разработки типовых опор на базе стоек МГС.

 

Особенности разработки типовых опор рассмотрим на примере выполняемых ОАО «ПРОМиК» проектов 2-х цепных типовых опор для ВЛ 110 кВ по заказу ОАО «ФСК ЕЭС».

 

 2.1. Многовариантная оптимизация для основных типов опор.

 

Основными типами опор являются: промежуточная опора ПМ 110-2 и анкерно-угловая опора УМ 110-2. Основные опоры проектируются как типовые и подлежат испытаниям и сертификации. Для основных опор выполняется вариантная оптимизация конструкции, заключающаяся в технико-экономическом сравнении вариантов.

Количество вариантов для оптимизации определяется перебором следующих параметров:

 - стрела провеса провода – 6, 8, 10, 12, 16 и 20 метров для промежуточных опор;

 - высота подвеса нижнего провода – 10,5 м для анкерно-угловых опор;

 - количества граней в секциях стойки – 8, 10, 12 для промежуточных опор и 10, 12, 16 для анкерно-угловых опор;

 - размер комля и верха стойки (конусность) - 500 – 200 мм, 600 – 200 мм, 700 – 200 мм для промежуточных опор и - 800 – 400 мм, 1000 – 400 мм, 1200 – 400 мм, 1600 – 400 мм, 1800 – 400 мм, 2000 – 400 мм для анкерно-угловых опор.

Компоновка промежуточных опор по высоте осуществляется следующим образом:

- для стрелы 6 и 8 метров предусматривается установка стойки в сверленый котлован глубиной 4 м,

- для стрел 10 м и выше стойка заканчивается фланцем и устанавливается на фундамент.

            Крепление троса выполняется на отдельной верхней секции высотой 3 м (без перехлеста). Максимальная высота секции в стойке – 11,45 м. Перехлест секций стойки для стыка 1 м, 1,5 м в местах крепления траверс высотой 1 м, и 2 м в местах крепления траверс высотой траверсы 2 м. Габарит до земли – 6 м. Длина поддерживающей гирлянды для определения высоты до нижнего яруса промежуточных опор 1,3 м

            При расстоянии по вертикали для стрелы 6 м – 3,5 м, для стрелы 8 м -4,5 м, для стрелы 10 и 12 м – 6,5 м применяется треугольное расположение проводов (по прямоугольнику) без горизонтального смещение верхней и нижней фазы. В остальных случаях применяется традиционное трехъярусное расположением проводов с горизонтальным смещением проводов среднего яруса.

            Для каждого из вариантов выполняется полный силовой расчет по 1-му и 2-му предельному состоянию и определяется минимально необходимая толщина стали в каждой секции стоек, в каждом сечении через 0,1 м в диапазоне 4 – 14 мм с шагом 1 мм из соблюдения следующих условий:

 - по прочности [Ry] ;

 - по касательным напряжениям [Rs];

 - по суммарному напряжению [R];

 - по максимальной устойчивости ширины грани, как стенки элемента коробчатого сечения [амакс];

 - по критическому напряжению, как элемента цилиндрической оболочки [Rcr].

При необходимости определяется конструкция фланцевых соединений c расчетом

 - ширины фланцевого соединения;

 - количества рисок;

 - диаметра и количества болтов;

 - толщины фланца;

 - размера катета сварочного шва.

 При определении укрупненной стоимости 1 км ВЛ для каждого варианта необходимо учитывать следующие затраты:

 - металл для изготовления МГС с учетом раскроя;

 - металл для изготовления траверс;

 - металл для изготовления фланцев;

 - метизы для стыковки секций и крепления траверс и фланцев;

 - металл и бетон для закрепления опор в грунте;

 - заводские затраты на изготовление МГС в зависимости от количества граней;

 - затраты на постоянный отвод земли под опоры;

 - затраты на вырубку просеки;

 - затраты на установку опор и фундаментов;

 - затраты на арматуру и изоляторы.

 

 Основныеопоры при оптимизации рассчитываются на подвеску проводов АС 240/32 и трос для оптоволоконной связи типа ОКГТ марки ACS66-6.3 или др.

            Анкерно-угловые опоры при оптимизации должны быть рассчитаны на угол поворота трассы не менее 60º.

 

 2.2. Область применения для основных типов опор.

 

            После проведения оптимизации основных опор и определения их конструкции, выполняется определение области применения опор для других марок проводов: AC 70/11, AC 95/16, AC 120/19, AC 150/24, AC185/29 и АС 300/39 (c определением толщины каждой секции) и определение подтипа стойки для каждого провода.

            Для основной анкерно-угловой опоры область ее применения (c определением толщины каждой секции) и подтип стойки должныі быть определены для различных углов поворота трассы: от 0 до 20º, от 20 до 40º, от 40 до 60º, от 60 до 75º, от 75 до 90º.

            Конструкция траверс – из уголкового проката, должна удовлетворять подвеске всех вышеперечисленных проводов, и рассчитываться на обрыв провода АС 300/39. Для всех траверс выполняется оптимизация по сортаменту уголкового проката.

            Разрабатываемыеосновные опоры и область их применения рассчитываются на наиболее типичные (часто встречающиеся) климатические условия:

 - район по гололеду II (C = 15 мм)*;

 - район по ветру II (Q = 500 Па)**;

 - ветер при гололеде Qг = 120 Па**;

 - ветер при атмосферных перенапряжениях Qa = 50 Па**,

 - ветер при монтаже Qм = 50 Па**,

 - район по пляске проводов – I (с умеренной пляской);

 - региональный коэффициент по ветру – 1.1***;

 - региональный коэффициент по гололеду – 1.1***;

 - максимальная температура воздуха +40ºC;

 - минимальная температура воздуха - 40ºC;

 - среднегодовая температура воздуха 0ºC;

 - температура воздуха при гололеде - 5ºC;

 - температура воздуха при максимальном ветре - 5ºC;

 - температура воздуха при атмосферных перенапряжениях +15ºC;

 - температура воздуха при монтаже -15ºC;

 - районзагрязнения атмосферы – I (L = 1.6 см/кВ).

 *- значения при приведенном центре тяжести до 25 м не пересчитываются.

 **- значения при приведенном центре тяжести до 15 м не пересчитываются.

***-из условия приближения к нормам ПУЭ-6.

 

 Марка стали:

 - для изготовления МГС – С345 (09Г2С)

 - для изготовления поясов траверс – С345 сечением не менее L 80х6

 - для изготовления решетки траверс – С245 сечением не менее L 50х5

 - для изготовления фланцев – С345

 Класс болтов:

 - для изготовления траверс 5.6 диаметром не менее 16 мм

 - для изготовления фланцев при диаметре болтов до 48 мм -5.6

 при диаметре болтов 56 - 90 мм – сталь Вст3кп2 или 09Г2С

 при диаметре болтов выше 100 мм – сталь Вст3кп2

 

 

 2.3. Расширение области применения основных типов опор.

 

После определения конструкции основной опоры и проведения испытаний выполняется расширение области применения 2-х цепных опор ВЛ 110 кВ на базе стоек МГС. Указанная работа заключается в расчете стенок секций стоек, корректировке высоты секций в стойках и набора комплекта траверс.

Количество вариантов для расширения области применения определяется перебором сочетаний следующих региональных коэффициентов:

Jrw = 1.15                    Jrg = 1.25

Jrw = 1.2                      Jrg = 1.2

Jrw = 1.3                      Jrg = 1.3; Jrg = 1.4; и Jrg = 1.5

Для каждого варианта сочетания региональных коэффициентов перебираются следующие варианты климатических условий:

            С = 10 мм,      Q = 400 Па и Q = 500 Па

            С = 15 мм,      Q = 650 Па и Q = 800 Па

            С = 20 мм,      Q = 650 Па и Q = 800 Па

            С = 25 мм,      Q = 800 Па и Q = 1000 Па

            С = 30 мм,      Q = 800 Па и Q = 1000 Па

 

 2.4. Состав проектной документации и требования к расчетам на стадии КМ

 

 2.4.1. Технологическая часть

 

            Для каждой марки провода в области применения основной опоры необходимы:

 2.4.1.1. Результаты расчета погонных нагрузок на провода и тросы для расчета проводов, по 1 и 2-ому предельному состоянию.

 2.4.1.2. Результаты расчета удельных приведенных нагрузок на провода и тросы.

 2.4.1.3. Результаты механического расчета проводов и тросов для приведенного пролета равного габаритному пролету, равному Lгаб, и для приведенного пролета равного 0,5хLгаб;

 2.4.1.4. Описание режимов для расчета промежуточной и анкерно-угловой опоры. Поскольку часть траверс попадает в зону стыка секций стойки в аварийных и монтажных режимах требуется рассмотреть обрыв и монтаж каждой фазы.

            Все нагрузки на анкерно-угловые опоры должны быть разделены слева (l) и справа от опоры (p) и приложены в разные узлы траверсы, что соответствует реальному креплению натяжных гирлянд.

 

            Кроме этого, дополнительно для нагрузок на анкерно-угловую опору учесть следующие режимы:

 - слева от опоры весовой пролет равен Lвес, а справа – Lвес (усилие вверх). Этот режим учитывает крутящий момент на траверсу, возникающий при установке анкерно-угловых опор на пересеченной местности.

 - слева от опоры приведенный пролет равен Lгаб, а справа 0,5хLгаб (Режим разности тяжения). При этом необходимо учесть нагрузки в минусовом, нормальном и аварийном режимах. Все анкерно-угловые и промежуточные опоры должны быть рассчитаны на длительную подвеску одной цепи на левых или правых траверсах.

            Для каждой марки провода области применения основной опоры и каждого диапазона углов поворота анкерно-угловой опоры необходимы:

 2.4.1.5. Результаты расчета технологических нагрузок. Нагрузки должны иметь достаточную информацию для их построчной проверки. Кроме этого следует учесть, что весовой пролет равный 1,25хLгаб является максимальным для режима гололеда с ветром и должен быть пересчитан для остальных режимов (ветровой, монтажный, минусовой и т.д.)

 2.4.1.6. Электрические габариты промежуточной и анкерно-угловой опоры. Габариты должны быть проверены в режиме деформированной схемы (по второму предельному состоянию).

 2.4.1.7.Рекомендации по применению опор в условиях загрязненной атмосферы и в районах с частой и интенсивной пляской проводов.

 

 4.2. Строительная часть

 

            При оптимизации для каждого варианта должны быть представлены:

2.4.2.1. Протокол расчета (в сертифицированной программе с указанием номера лицензии) по первому и второму предельному состоянию. Кроме этого заказчику для возможности построчной проверки должны быть переданы исходные данные и результаты силовых расчетов на CD-R.

2.4.2.2. Результаты расчета весовых нагрузок с учетом веса гололеда на траверсы опоры.

2.4.2.3. Результаты расчета ветровой нагрузки на металлические секции опор.

2.4.2.4. Расчетный лист на траверсы опоры с поэлементным выбором болтов и проверкой прочности и гибкости. К расчетному листу должна быть приложена схема с указанием типов стержней.

2.4.2.5. Расчетный лист для сечений МГС в местах заделки стыков и креплений траверс, который состоит из 3-х частей:

- геометрические характеристики сечений стойки;

-проверки прочности сечений многогранной стойки;

- проверки устойчивости как элементов коробчатого сечения, так и замкнутой цилиндрической оболочки.

2.4.2.6. Расчетный лист на фланцевые соединения.

2.4.2.7. Монтажная схема с эскизами фланцев, технологическими требованиями к конструкции, спецификацией на металл, метизы и ориентировочным весом элементов опоры.

© Копирование материалов размещенных на сайте, допускаеться только по согласию с авторами материалов. Ответственность за достоверность и точность информации несут авторы статей. Все права защищены. Использование материалов сайта без согласия ОАО "ПРОМиК", не допускаеться.

© ОАО "ПРОМиК",2006
© ООО "Связьтехсервис",2006

 

 

 



Фото-2
Монтаж
Фото-2
Фото-5
Монтаж
Фото-5
Фото
Разное
Фото


Сейчас 161 гостей онлайн
Применение полимерных стоек, как опор ВЛ, в ближайшие 10 лет:
 
Locations of visitors to this page