Russian (CIS)English (United Kingdom)
ГлавнаяКонференцииВторая Международная конференция МГС → Разработка конструкций унифицированных и специальных многогранных опор для ВЛ напряжением 330 кВ
Разработка конструкций унифицированных и специальных многогранных опор для ВЛ напряжением 330 кВ

Разработка конструкций унифицированных и специальных многогранных опор для ВЛ напряжением 330 кВ

 

УДК 62-112.5

 

Качановская Л.И., к.т.н. начальник лаборатории, Константинова Е.Д., ГИП,

Ивашевская О.А., начальник сектора

Научно-исследовательская лаборатория конструкций электросетевого строительства (НИЛКЭС) ОАО «СевЗап НТЦ»

 

На сегодняшний день при проектировании и строительстве ВЛ различных классов напряжений применяются типовые проекты и технические решения конструкций опор, разработанные в 60-70-е гг. прошлого века. Проектные работы ведутся в соответствии с седьмой редакцией «Правил устройства электроустановок» (ПУЭ). В ПУЭ-7, в которых относительно положений ранее выпущенных редакций, изменено районирование территории России по ветровым и гололедным нагрузкам; принципиально изменилась методика определения ветровых и гололедных нагрузок на провода, грозозащитные тросы и конструкции опор; изменился также ряд других положений, влияющих на нагрузки и минимальные вылеты траверс. Ужесточение требований ПУЭ-7 делает применение унифицированных опор ограниченным: приводит к увеличению количества промежуточных опор на трассе, необоснованному сокращению длины пролетов, достижению пределов по высоте и прочности конструкции. В ряде случаев применение конструкций опор действующей унификации экономически нерационально, так как приводит к перерасходу материала и удорожанию строительства. В настоящее время экономические приоритеты нашей страны существенно изменились. К критериям минимизации веса металла в конструкциях добавились требования сокращения затрат на всех этапах существования ВЛ (проектирования, изготовления, транспортировки, строительства и эксплуатации).

При несомненном обеспечении требований надежности и долговечности ВЛ на первый план выступают задачи:

Уменьшения площади отвода земли под опору и под ВЛ в целом;

Сокращения сроков строительства ВЛ,

Уменьшения затрат на эксплуатацию,

Обеспечения возможности проведения ремонтных работ на ВЛ под напряжением для ВЛ 330-500 кВ;

Разработки вандалоустойчивых конструкций,

Удовлетворения современным эстетическим требованиям.

Решить эти задачи позволяют конструкции опор из элементов многогранного профиля, которые дают возможность по-новому рассматривать проектирование новых и реконструкцию имеющихся ВЛ. Сегодня считается целесообразным вести разработку оптимальных конструкций опор с учетом особенностей конкретных ВЛ.

В настоящее время работает Целевая программа по внедрению в производство технологии стальных опор нового поколения на основе стальных многогранных стоек для ВЛ 110-500 кВ в ОАО «ФСК ЕЭС» и компаниях распределительно-сетевого комплекса. Целью реализации данной программы является создание воздушных линий нового поколения, отвечающих современному техническому уровню, а также экономическим и экологическим требованиям.

В рамках данной программы НИЛКЭС, ОАО «СевЗап НТЦ» филиал «Севзапэнергосетьпроект», разработаны конструкции промежуточных и анкерно-угловых одноцепных и двухцепных опор для ВЛ 330 кВ.

Для каждого типа опор выполнена серия расчетов вариантов конструкций, произведена оптимизация, после чего выбраны рациональные схемы стальных многогранных опор.

Промежуточные стальные многогранные опоры. Промежуточные стальные многогранные опоры МП330-1 (рис. 1) и МП330-2 (рис. 2) предназначены соответственно для одноцепных и двухцепных ВЛ 330 кВ.

Конструкции опор разработаны в соответствии с действующими нормами проектирования опор ВЛ: ПУЭ-7, СНиП - II-23 -81*.

Высота до нижней траверсы для опоры МП330-1 составляет 20.4 м, для опоры МП330-2 – 17.0 м. Вертикальные и горизонтальные расстояния между проводами выбраны для работы проводов в районах с умеренной пляской проводов.

Стволы и траверсы опор выполнены на базе гнутого стального многогранного профиля. Количество граней секций ствола опоры – 16, траверс – 8. Уменьшение числа граней ведет при заданных толщинах к потере устойчивости стенки многогранника, увеличение – к необоснованному завышению стоимости опоры за счет увеличения трудоемкости изготовления на заводе.

Траверсы к стволам опор и нижние секции к фундаментам крепятся с помощью фланцевых соединений.

Рис. 1 Одноцепная промежуточная опора МП330-1

Рис. 2 Двухцепная промежуточная опора МП330-2

Секции ствола между собой соединяются телескопическими стыками. Для стыковки секций предусмотрены стяжные устройства (фасонки, приваренные к многогранным секциям с проушинами для скобы СК-30-1) (см. рис. 3). Размеры нахлеста секций в стыках приняты на основании обзора международного опыта 1.7÷ 1.8 D, где D – диаметр ствола стойки. Уменьшение этой величины может быть в дальнейшем обосновано результатами испытаний конструкций с различными размерами нахлеста секций.

Рис.3 Стяжное устройство

Для унифицированных стальных опор с решетчатыми траверсами существуют типовые узлы крепления для поддерживающих гирлянд изоляторов при креплении их в горизонтальной плоскости. В траверсах из многогранного профиля крепление поддерживающих гирлянд рационально выполнять в вертикальной плоскости.

В декабре 2006 года и в марте 2007 года промежуточные опоры успешно прошли механические испытания на стенде испытательного центра филиала ОАО «Инженерный центр ЕЭС» - «Фирма ОРГРЭС», в июне 2007 года данные опоры, МП330-1 и МП330-2, прошли аттестацию в ОАО «ФСК ЕЭС».

Анкерно-угловые стальные многогранные опоры. С разработкой многогранных анкерно-угловых опор сооружение линий электропередачи 330 кВ на опорах новой конструкции станет возможным по единой технологии с точки зрения изготовления и монтажа.

В этом году в НИЛКЭС в рамках Целевой программы ОАО «ФСК ЕЭС» разработаны серии типовых одностоечных одноцепных и двухцепных анкерно-угловых стальных многогранных опор для ВЛ 330 кВ для разных углов поворота: одноцепные – МУ330-1 (0 – 150С), МУ330-3 (0 – 300С), МУ330-5 (0 – 600С), двухцепные – МУ330-2 (0 – 200С), МУ330-4 (0 – 400С), МУ330-6 (0 – 600С) (рис. 4 и 5).

Количество типов опор определилось из анализа и сопоставления нагрузок от проводов и тросов и приоритетных расчетных схем при разных углах поворота ВЛ.

Во всех многогранных анкерно-угловых опорах высота до нижней траверсы принята 10.7 м, такая же как в унифицированных стальных решетчатых опорах для ВЛ 330 кВ.

При оптимизации опоры варьировались размеры нижнего и верхнего диаметров стойки и траверс, толщины стоек многогранников. Число граней ствола принято – 16, число граней многогранника траверс – 8.

При выборе геометрических размеров и толщин металлопроката учитывалось требование ПУЭ-7 – анкерные опоры должны быть жесткими.

Отклонение верха (без учета поворота фундамента) при воздействии расчетных нагрузок по второй группе предельных состояний не должно превышать 1/100 высоты опоры.

Все конструкции анкерно-угловых стальных многогранных опор допускают ремонт под напряжением. Для подъема на опоры предусмотрены лестницы.

По результатам вариантного проектирования для одноцепных анкерно-угловых опор приняты конструкции с треугольным расположением фаз проводов и креплением троса на специальной тросовой консоли. Данные опоры предназначены для устанавки во II и III районах по гололеду, в ветровых районах до III включительно, рассчитаны на подвеску проводов следующих марок: 2хАС300/39, 2хАС400/51. В качестве грозозащитного троса используется стальной канат С70.

Опоры рассчитывались при подвеске проводов АС2х400/51 при углах поворота ВЛ: МУ330-1 от 00 до 150; МУ330-3 от 00 до 300; МУ330-5 от 00 до 600.

Рис. 4 Одноцепные анкерно-угловые опоры

Рис. 5 Двухцепные анкерно-угловые опоры

При подвеске проводов 2хАС300/39 опору МУ330-1 допускается применять до угла поворота ВЛ 200, включительно. При угле поворота ВЛ свыше 200 и до 300 следует применять опору МУ330-3. Опору МУ330-5 можно применять в качестве концевой при подвеске проводов 2хАС300/39 и 2хАС400/51 при угле входа ВЛ от от 00 до 300.

Крепления проводов и тросов осуществляется с помощью натяжных гирлянд. На траверсах предусмотрено раздельное крепление проводов. Узел крепления гирлянды изоляторов разработан для КГН-21-5.

Одностоечные двухцепные анкерно-угловые многогранные опоры МУ330-2, МУ330-4, МУ330-6 выполнены с вертикальным расположением фаз проводов каждой цепи.

Опоры рассчитывались при подвеске проводов 2хАС400/51 при углах поворота ВЛ: МУ330-2 от 00 до 200; МУ330-4 от 00 до 400; МУ330-6 от 00 до 600.

При подвеске проводов 2хАС300/39 опору МУ330-2 допускается применять до угла поворота ВЛ 300, включительно. При угле поворота ВЛ свыше 300 и до 400 следует применять опору МУ330-4.

Опору МУ330-6 можно применять в качестве концевой при подвеске проводов 2хАС300/39 и 2хАС400/51 при угле входа ВЛ от от 00 до 300.

Специальная двухцепная промежуточная опора. Для реконструкции «ВЛ 220 кВ Восточная – Волхов - Северная» и перевода ее на напряжение 330 кВ разработана специальная двухцепная промежуточная опора МПГ 330-2т (рис. 6), предназначенная для прохождения ВЛ по населенной местности (Северо-Восточные районы г. Санкт-Петербурга).

Высота до нижней траверсы увеличена до 24.0 метра. Вертикальное расстояние по вертикали между траверсами дает возможность проведения технического обслуживания и ремонтных работ под напряжением.

Рис. 6 Двухцепная промежуточная опора МПГ330-2

При заданных условиях горизонтального смещения проводов не требуется. Вылеты траверс трех ярусов одинаковы, определились они наименьшими изоляционными расстояниями по воздуху до заземленных частей опоры.

Ствол опоры и траверсы выполняются из гнутого многогранного профиля. Ствол опоры состоит из 5 секций. Количество граней секций ствола опоры – 16.

Для подъема на опору по всей высоте конструкции, начиная с 3 метров от уровня земли, предусмотрена стационарная лестница.

На сегодняшний день НИЛКЭС продолжает работать в этом направлении: согласовываются программы испытаний опор и узлов многогранных анкерно-угловых опор. Путем испытаний мы предполагаем подтверждение, уточнение и последующую корректировку наших численных методик. Новые многогранные опоры будут качественными не только в плане прочности и устойчивости, но и дадут возможность обеспечения технического обслуживания и проведения ремонтных работ под напряжением, что на сегодняшний день требует ПУЭ.

 

 



Фото-11
Печи
Фото-11
Фото-17
Монтаж
Фото-17


Сейчас 163 гостей онлайн
Применение полимерных стоек, как опор ВЛ, в ближайшие 10 лет:
 
Locations of visitors to this page