Сравнительный анализ строительства ВЛ 10

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРОИТЕЛЬСТВА ВЛ 10-110 кВ НА
РАЗЛИЧНЫХ ТИПАХ ОПОР НА ПРИМЕРЕ ПРОЕКТОВ «ВЫНОС
УЧАСТКА ВЛ 110 кВ ДЕМА-ТЭЦ-4» И ВЛЗ 10 кВ, В Г. МЕЛЕУЗ
М.Ф. Мухаметова (инженер 2 категории ЭТО ООО «ИНЦЭБ»),
А.В. Кукаркин (инженер 2 категории ЭТО ООО «ИНЦЭБ»).
Введение
Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов
на необходимой высоте над землей, водой или каким-либо инженерным
сооружением используются уже более 100 лет. Все эти годы конструкции опор
непрерывно совершенствовались.
Рыночная экономика, сформировавшаяся в конце прошлого века,
способствовала внедрению новых типов опор, в то же время за последние
десятилетия, электросетевики, как и все энергетики, потеряли систему единого
координирования технической политики. В результате вопрос применения новых
типов опор каждое обособленное сетевое предприятие вынуждено прорабатывать
через собственный опыт эксплуатации, и опираясь на информацию, собранную
«кусочками» по разным каналам.
Из имеющейся информационной базы по новым опорам можно отметить
типовые проекты, разработанные в последние десятилетия, стандарт ФСК
«Руководство по проектированию многогранных опор… для ВЛ 110-500 кВ» 2010
г., информация на сайтах производителей.
Информация от производителей должна анализироваться с учетом ее
ангажированности. Данные о реально выполненных и работающих объектах, как
правило, отсутствуют. Только на сайте ЭЛСИ представлен конкретный список
реализованных ЛЭП – в основном для нефтегазодобывающего сектора или
труднодоступных районов. Стандарт ФСК предназначен скорее для
производителей металлоконструкций, чем для сетевиков.
Таблица 1. Краткий анализ преимуществ, заявляемых производителями
новых опор.
№ Преимущество,
заявленное Заключение докладчика
производителем
1 Значительное уменьшение площади С
учетом
ограничений
земель, отводимых в постоянное и применения ВЛ п. 2.5.210 ПУЭ
временное пользование в связи с выигрыш
в
абсолютном
узкой базой данных опор
выражении несущественен.
2 Значительная экономия времени Компенсируется
повышенной
монтажа и сборки
стоимостью м/к по сравнению с
традиционной опорой
Продолжение таблицы 1
№ Преимущество,
заявленное
производителем
3 По сравнению с многогранной –
необходимость постоянного контроля за тем, чтобы в ствол многогранной опоры не попадала влага,
так как при разгерметизации
замкнутых
полостей
возможна
сильная
коррозия,
вызываемая
скапливающейся там водой.
4 Повышенная долговечность опор
5
Пониженная вандалоустойчивость
традиционных опор в связи с
наличием болтовых соединений.
6
Необходимость
использования
специальных
автовышек
для
подъема на многогранную опору.
Заключение докладчика
Данное преимущество заявлено
производителем не многогранных
опор (ЭЛСИ), в связи с чем
подлежит
проверке
опытом
эксплуатации
Подлежит
проверке
опытом
эксплуатации
Решается повсеместной обваркой
болтов.
В
то
же
время
тонкостенный профиль ЭЛСИ
защитить
от
вандалов
не
представляется возможным
Данное преимущество заявлено
производителем не многогранных
опор
(ЭЛСИ),
является
несущественным, в связи с
наличием решений по подъему на
многогранные
опоры
без
спецтехники
Опираясь на доступные типовые проекты по новым опорам, ниже
приведены сравнения строительства линии классов 110 кВ и 10 кВ.
Сравнение вариантов выноса ВЛ 110кВ Дема-ТЭЦ-4 на опорах решетчатого
типа, многогранных опорах и опорах ГК «ЭЛСИ».
Климатические характеристики трассы: III район по ветру, III район по
гололеду. Провод на выносимой ВЛ 110 кВ ТЭЦ-4 – Дема I, II ц. принимается
таким же как на существующей ВЛ, а именно: – АС240/32 ГОСТ 839-80, в
качестве грозозащитного троса на проектируемой ВЛ 110 кВ подвешивается
грозозащитный трос С 50 ГОСТ 3063-80. Проект выполнен ООО «ИНЦЭБ» на
базе металлических решетчатых опор и получил положительное заключение
государственной экспертизы. В качестве анкерно-угловых опор применены
опоры У110-2,У110-2+5, У110-2+9, У110-2+14 в качестве промежуточных
металлическая двухцепная опора П110-6В. В качестве фундаментов
применяются грибовидные подножники. Конструкции опор, фундаментов и
ригелей приняты по чертежам типовых проектов 3.407-115 вып.2,5,11520тм-т.1,
3.407-68/73.
Для сравнения различных вариантов строительства и использования
полученного опыта в дальнейшем проектировании проект выноса ВЛ 110 кВ
был рассчитан в том числе с применением многогранных опор и опор,
производимых ГК «ЭЛСИ». В связи с характером трассы и наличием
стесненных условий в расчетах были заменены только промежуточные опоры.
Недостатком применения опор ГК «ЭЛСИ» в случае их полного использования
в проекте для ВЛ 110 кВ является то, что опоры анкерного типа выполняются
либо на оттяжках, либо трехстоечными, либо трехстоечными на оттяжках, что
на данной линии не было возможно. Двухцепные анкерно-угловые опоры
многогранного исполнения не использовались по причине отсутствия
достаточной технической информации от производителей об опорах данного
типа, так как они в текущий момент находятся в разработке.
В качестве многогранной применена промежуточная двухцепная опора
типа ПМ110-2 общей высотой 24,7 м и высотой подвеса нижнего провода 11,4
м [3]. Фундамент из стальной трубы устанавливается в грунт с помощью
лидирующего отверстия или вибрационным методом. У решетчатой опоры
П110-6В, примененной изначально в данном проекте высота нижней траверсы
19 м, таким образом, габаритный пролет с применением промежуточных
решетчатых опор больше, чем при применении типовой многогранной опоры
ПМ110-2. Для соблюдения необходимых габаритов до дороги и пересекаемой
ВЛ было решено оставить промежуточные опоры решетчатого типа во втором
и третьем анкерном пролетах (всего три штуки). На остальных участках
промежуточные опоры полностью заменены на многогранные и добавлены 5
новых опор для соблюдения небходимых габаритов до земли, таким образом
суммарное количество промежуточных опор в проекте с многогранными
опорами увеличилось на 5 штук.
В качестве промежуточных опор, разработанных ГК «ЭЛСИ» в проекте
используются опора для двухцепных ВЛ типа 2ПС35/110ПУ-1.110.Т на
фундаменте из стальной трубы d=720 мм и повышенная опора 2ПС35/110ПУ1.110.ТП на фундаменте из 4 стальных труб d=325 мм [4]. Суммарное
количество промежуточных опор ГК «ЭЛСИ» в проекте совпадает с
количеством промежуточных опор решетчатого типа в изначальном проекте
выноса ВЛ 110 кВ. Наличие решетчатой грани опор ГК «ЭЛСИ» облегчает
подъем на опору при строительстве и обслуживании ВЛ, что делает возможным
проведение монтажных и строительных работ без применения автовышек
и делает подъем на опору более безопасным. Главным преимуществом данных
опор, а также многогранных опор, является высокая степень заводской сборки,
что существенно сокращает трудовые и временные затраты.
Численные параметры сравнения различных типов опор для проекта
выноса участка ВЛ 110 кВ «Дема-ТЭЦ-4» представлены в таблице 2
Таблица 2. Сравнение строительства промежуточных опор для выноса
участка ВЛ 110 кВ»Дема - ТЭЦ-4»:
Стальные
Решетчатые
многогранные
Опоры
Параметры
стальные опоры
опоры
ГК «ЭЛСИ»
(оцинкованные)
(оцинкованные)
Пролет габаритный, м
205
225
290
Пролет ветровой, м
200
250
330
22 опоры типа
14 опор типа
Количество
ПМ110-2
2ПС35/110ПУ1.110.Т
20 опор типа
промежуточных
3 опоры типа
6 опор типа
П110-6В
опор, шт.
П110-6В
2ПС35/110ПУ1.110.ТП
Сумммар. вес проме67,455
37,940
77,900
жут. опор в проекте, т
Итого объем сборного
Расход бетона
Расход бетона
железобетона на
14,28 м3;
95,2 м3;
промежуточные
Расход стали
Расход стали
опоры
1519,2 кг
10128 кг
Суммарный вес метал. труб фундамен19,8
23,88
______
тов промежут. опор,т
Итого масса
87,3
61,82
77,9
металла,т
Площадь отвода
земли в постоянное
313
293
525
пользование, м2
Возможность
модификации
Высокая
Средняя
Низкая
Общий объем
земляных работ
Бурение 22
скважин +
разработка котлованов (Объем
земли=960 м3)
Бурение 38 скважин
Разработка котлованов (Объем
земли=6400 м3)
Стоимость монтажа
фундаментов, тыс.
руб.
1365,7
1594,7
1434,4
Стоимость монтажа
опор, тыс. руб.*
4985,38
2802,15
5753,5
Стоимость итого,
тыс. руб.**
6351,07
4396,88
7187,93
То же в % к традиционным опорам
88 %
61 %
100 %
* В связи с отсутствием расценок по новым опорам, с учетом п. 2 Таблицы 1
условно принято, что удельные стоимости м/к и их сборки на месте по всем трем
вариантам равны.
** Не учтена стоимость арматуры и проводов.
Дополнительно необходимо отметить, что в связи со сложными условиями
строительства (рельеф, повороты, коммуникации, переустройства), стоимость
традиционных промежуточных опор (без учета проводов и арматуры) к общей
стоимости строительства составляла 9,6%. В связи с этим общая стоимость линии
при применении многогранных промежуточных опор уменьшилась бы на 1,2 %,
при применении опор ЭЛСИ – на 3,7%.
Сравнение вариантов участка ВЛЗ 10 кВ, в г. Мелеуз
Характеристика района: Ветровое давление Wa=400-800 Па; региональные
коэффициенты ɣрв=1,3 и ɣрг=1,5; нормативная толщина стенки гололеда bэ=20
мм. Общая протяженность трассы составляет 1,0 км с пересечением автодороги,
ВЛ 35 кВ и кабеля связи. Провод СИП3 сечением 95 мм².
Таблица 3. Сравнение строительства 1 километрового участка ВЛЗ-10 кВ на
опорах различного типа:
Стальные многоОпоры из гнутого
Тип опор
Железобетонные опоры
гранные опоры
профиля «ЭЛСИ»
Средняя длина пролета
80м
60м
40м
32 опоры
44 опоры
66 опор
СМ10П
ПС10ПИ-2А
ПоБ10-2
Количество опор
2 опоры
2 опоры
2 опоры
СМ10АУ
АУС10ПИ-1А
УАтБ10-21
Масса всех опор, кг
12638
15812
83040
Масса всех фундамен4946
5914
____
тов метал. труб, кг
Итого масса
17584
21726
83040
конструкции, кг
Возможность
Высокая
Средняя
Низкая
модификации
Бурение 68 скв.
Бурение 46
Общий объем
Бурение 34 скважин
+ разработка котскважин
земляных работ
лованов
(Объем земли= 2,8м3)
Сметная стоимость
строительных работ,
2953,317
3241,510
2196,661
тыс. руб
То же в % к тради134 %
147 %
100 %
ционным опорам
Выводы:
Новые опоры, как и любые инновации, на текущем этапе не имеют явных
предпосылок применения, если во главу ставить стоимость строительства, но
возможно, обладают скрытым потенциалом экономии в период эксплуатации. С
учетом информационного вакуума по эксплуатации реально работающих в РФ
объектов, изменяющихся климатических условий, необходима наработка
собственного опыта.
Для этого считаем целесообразным опытное внедрение новых опор в сетях 10110 кВ РБ по следующим направлениям:
1. По линиям 110 кВ
1.1 Выбор участка двухцепной ВЛ-110 кВ со стойками типа СК, имеющими
значительные растрескивания и коррозию траверс и замена их
промежуточными опорами типа ЭЛСИ. Для снижения рисков опытной
эксплуатации, район по гололеду должен быть не выше III, для
максимального использования преимущества по весу, район должен быть
максимально удален от ЖБЗ.
1.2 Внедрение многогранных опор на одной из вновь проектируемых ВЛ110 кВ. С учетом эстетического вида многогранных опор и их
преимуществ в части землеотвода, преимущество должно быть отдано
ЛЭП, проходящей вблизи городской черты.
2. По линиям 10 кВ
Внедрение многогранных опор и опор ЭЛСИ на некоторых из вновь
проектируемых линий. Для максимального использования преимуществ по
весу район должен быть максимально удален от ЖБЗ. Для оптимизации
затрат БашРЭС по внедрению новых опор рассмотреть вопрос привлечения
на взаимовыгодных условиях вновь подключаемых потребителей по
индивидуальному договору технологического присоединения.
Список литературы
1. Сравнение металлоемкости стоек многогранной опоры и узкобазовой решетчатой опоры с поясами из гнутого профиля /А.А. Зевин., Ю.Р. Гунгер // Доклады
III Российской научно - практической конференции в г. Новосибирск, 2008 г.
2. СТО 56947007-29.240.55.054-2010 Руководство по проектированию многогранных опор и фундаментов к ним для ВЛ напряжением 110-500 кВ. 2010.
3. Серия 22.0099 Стальные многогранные опоры 110 кВ, ОАО «РОСЭП», 2003 г.
4. Серия ЭЛ-ТП.35/110/220.02 «Стальные многогранные облегченные опоры для
воздушных линий электропередачи 35, 110 и 220 кВ» ЗАО «ВНПИ ЭЛСИ»,
Новосибирск, 2008 г.
5. Серия ЭЛ-ТП.010.06 «Стальные опоры из гнутого профиля серии С10П для ВЛ
с изолированными проводами» ЗАО «ВНПИ ЭЛСИ», Новосибирск, 2005 г.
6. Серия 3.407.2-181.09 «Стальные многогранные опоры ВЛ 6-10 кВ» выпуск 0,
ЗАО ДЗМК МЕТАКО, г. Новосибирск, 2008 г.