Статья: Использование временной быстровозводимой опоры линии электропередачи напряжением 35-110 киловольт при ликвидации чрезвычайных ситуаций

Кумертауский филиал федерального государственного образовательного учреждения высшего образования

«Оренбургский государственный университет»

Использование временной быстровозводимой опоры линии электропередачи напряжением 35-110 киловольт при ликвидации чрезвычайных ситуаций

Андросов В.И.

Полякова Л.Ю.

ООО «Башкирэнерго» оказывает услуги по передаче электрической энергии с использованием магистральных линий электропередачи напряжением 110 кВ и ниже. Выполняет работы по присоединению к электрическим сетям, по сбору и обработке технологической информации, включая данные измерений и учета.

ПО «Кумертауские электрические сети» (КЭС) является структурным подразделением ООО «Башкирэнерго», основной задачей которого является транспортировка и распределение электрической энергии потребителям. Общая протяженность воздушных линий электропередачи напряжением 0,4-110 кВ составляет 8660,35 км; кабельных линий напряжением 0,4-110 кВ - 467,86 км. В настоящее время организация обслуживает более 60 подстанций и более 2505 трансформаторных пунктов. Число присоединенных потребителей приближается к 91 тыс. абонентов. Территориально ПО «КЭС» находится на юге Республики Башкирия и оказывает услуги по передаче электрической энергии с использованием линий электропередачи напряжением 35-110 киловольт.

Современные условия развития общества и экономики связаны с необходимостью увеличения объёмов выработки и передачи электроэнергии. При этом возрастает необходимость строительства новых линий электропередачи и модернизации старых. В подобных условиях так же ужесточаются требования к надежности и бесперебойности электроснабжения объектов потребления, а предотвращение или быстрейшая ликвидация повреждений, в случае аварий, на воздушных линиях электропередачи становится приоритетной задачей.

Для решения указанных задач, может использоваться мобильная опора многоразового использования, доставляемой и монтируемой в максимально короткие сроки без применения грузоподъёмных машин.

В настоящее время для быстрого восстановления поврежденного участка ЛЭП требуются значительные трудозатраты, применение специальной техники, как для доставки изделия, так и для проведения работ с ним на месте. При этом существующие типы и технологии монтажа опор имеют ограничения на проведение работ в неблагоприятных условиях и труднодоступных местах. Использование временных быстровозводимых и демонтируемых опор позволяет разрешить сложившееся противоречие и решить следующие задачи: сократить время аварийно-восстановительных работ, снизить недоотпуск электроэнергии, малыми трудозатратами восстановить надежное и безопасное электроснабжение потребителей, позволить создавать временные воздушные линии для подключения мобильных подстанций, осуществить временное технологическое присоединение потребителей.

Ресурс временной опоры позволяет использовать ее в качестве основной на протяжении всего срока службы опоры. После ремонта и установки основной опоры, быстровозводимая опора демонтируется и возвращается на место хранения в аварийный резерв. Быстровозводимая опора многоразовая и может быть применена повторно сразу после демонтажа.

В ПО «Кумертауские электрические сети» работают профессионалы, способные оперативно решать самые сложные задачи. Это неоднократно подтверждалось в условиях осенне-зимних периодов максимальных нагрузок, летних гроз и ураганов, обледенения воздушных линий, масштабных реконструкций объектов энергетики.

ПО «Кумертауские электрические сети» включают в себя 7 районов электрических сетей:

Ермолаевские РЭС (ЕРЭС).

Зианчуринские РЭС (ЗРЭС).

Кумертауские городские РЭС (КГРЭС).

Мелеузовские РЭС (МлРЭС).

Мелеузовские городские РЭС (МлГРЭС)

Мраковские РЭС (МрРЭС).

Федоровские РЭС (ФРЭС).

Обеспечение бесперебойного электроснабжения потребителей является важнейшей, но и весьма сложной задачей эксплуатации. Структурный состав потребителей электроэнергии КЭС представлен в таблице 1.

Таблица 1. Перечень потребителей КРЭС

Электрические сети ПО «КЭС» выполнены со следующими ступенями напряжений: 110 кВ, 35 кВ, 10 кВ, 6 кВ, 0,4 кВ.

В их состав входят подстанции (ПС), распределительные пункты (РП), трансформаторные подстанции (ТП): ПС 110 кВ - 21 шт., ПС 35 кВ - 39 шт., РП 6-10 кВ - 12 шт., ТП - 2747 шт.

Состояние ВЛ 110 - 35 кВ ПО «КЭС» в целом удовлетворительное. Основными причинами отключений в работе ВЛ являются: перекрытия при утренней росе, грозовые перекрытия, пляска проводов с последующим с хлёстом вызванные погодными условиями (ветер, гололед), весенний паводок реки Белой и притоков р. Белой, Ик, Ашкадар и др.

Для ВЛ-35 кВ на срок службы свыше 25 лет приходится 82 % протяженности линий, для ВЛ-110 кВ соответственно - 51,8 %. Воздушные линии на деревянных опорах для напряжений 0,4 - 10 кВ составляют 42,5 % от общей протяженности ВЛ для данного класса напряжений. Их общая длина - 2952 км. Необходимо отметить, что вероятность повреждения деревянных опор значительно выше, чем железобетонных, а сроки службы меньше.

В последние годы ПО «КЭС» проводит активную замену деревянных опор на железобетонные стойки.

Чрезвычайные ситуации, возникающие в результате техногенных, метеорологических и гидрологических явлений, приводят к внезапным отключениям электросетей. Серьезные повреждения линий электропередачи происходят из-за падения на провода и тросы подгнивших или подмытых паводковыми водами деревьев, а также при ветровых нагрузках превышающих расчетные, грозах и ливневых осадках. Обеспечение бесперебойного электроснабжения потребителей в таких случаях является важнейшей, но и весьма сложной задачей для предприятия.

Отключения происходили в основном в летний и осенний период. Причины отключений воздушных линий объясняются влиянием климатических условий (50…74%), в кабельных линиях - старением изоляции кабельных муфт (86%). Другие причины отключений: изменение материала в процессе эксплуатации (7,9…11,5)%; посторонние воздействия (18,6…11,3)%; невыясненные причины - до 14 %; недостатки эксплуатации - до 6 %.

Отключения приводят к значительному недоотпуску электроэнергии потребителям и наносит материальный ущерб эксплуатирующей организации, а также к повреждениям элементов электрической сети с частыми разрушениями и падениями опор.

В последнее время повышается интерес специалистов к проблемам проектирования, строительства и реконструкции электросетевых объектов с применением новых научных разработок и передовых технологий, влияющих на надежность эксплуатации воздушных линий электропередачи и повышение технико-экономических показателей.

Быстровозводимая опора линии электропередачи это модель высокотехнологичных разработок отечественных производителей, которая может быть использована для сокращения сроков восстановления электроснабжения потребителей и, как следствие, повышения надежности электроснабжения, а также ускорение процесса технологического присоединения к электрическим сетям 1.

В отличие от уже известных типов опор для ВЛ эту опору (рис. 1) за счет имеющихся у нее конструктивных особенностей можно доставлять на место монтажа в компактном виде. Опора разгружается, собирается и монтируется без применения спецтехники. Кроме того, ее можно устанавливать без возведения фундамента. Новая модель является временной, промежуточной опорой для двухцепной ВЛ 35-110 кВ. Её монтируют взамен поврежденной опоры ВЛ, а в дальнейшем в подходящее для монтажа время заменяют на штатную опору для длительной эксплуатации 2.

Рисунок 1. Схема быстровозводимой опоры

Для возведения опоры достаточно бригады из пяти человек, оснащенных средствами малой механизации и инструментом. Быстровозводимая опора обладает рядом положительных характеристик. Среди них - модульность и легкость собираемых элементов (до 100 кг). Для установки опоры не надо строить лежневую дорогу, а в местности со слабыми грунтами - площадку для установки и закрепления спецтехники. Это значительно сокращает сроки монтажа 2.

Ствол опоры состоит из секций, соединяемых между собой при помощи фланцев. Ствол при помощи пространственного шарнира опирается на стальной ростверк. Ростверк состоит из главной и второстепенной пространственных ферм. Для удобства перевозки и монтажа фермы ростверка делятся на секции. Элементы ростверка и ствол опоры выполнены из труб. Ствол опоры удерживается в проектном положении оттяжками. При установке на косогорах имеется возможность регулировки длин оттяжек сцепной арматурой для обеспечения вертикальности положения ствола. При эксплуатации опоры в IV-м ветровом районе по концам главной фермы ростверка устанавливается балласт, предназначенный для обеспечения устойчивости положения опоры от опрокидывания. Балласт выполняется в виде стальных грузов. Траверсы полимерные на основе опорных изоляторов, что позволяет уменьшить количество монтажных элементов в опоре и изоляционные расстояния между проводом и стволом. Расположение проводов треугольное.

Основные параметры, область применения:

- район по ветру: IV (36 м/с);

- район по гололеду: III (20 мм);

- провод: АС 300/39;

- высота опоры: 22 м;

- высота подвески нижнего провода: 17,7 м;

- габариты ростверка в плане: 18Ч12,5 м;

- габаритный, ветровой и весовой пролеты: 330 м;

- масса опоры: 2,75 т;

- масса балласта (только для IV ветрового района): 1,25 т.

На первый взгляд, масса опоры может показаться значительной (если учесть еще и массу балласта). На увеличение массы опоры влияют несколько факторов:

- значительные ветровые нагрузки - район по ветру IV со скоростью ветра 36 м/с;

- марка провода - АС 300/39;

- опора выполнена на поверхностных фундаментах и при действующих ветровых нагрузках для обеспечения устойчивости опоры необходимо развивать базу, что повлечет увеличение металлоемкости и необходимость вводить балласт;

- высота опоры назначена исходя из условия замены одной стационарной типовой опоры 110 кВ на одну ОАР. Для обеспечения габарита от проводов до земли, высота подвески провода на ОАР должна быть равна высоте подвески на стационарной опоре.

Ликвидации чрезвычайных ситуаций в паводковый период. Работа энергетиков не останавливается ни на минуту и все для того, чтобы обеспечить потребителей качественным и надежным электроснабжением. К наступлению паводкового периода энергетические службы готовятся заранее, подготавливая план технических мероприятий. Но никогда не известно, как поведет себя река при обильном таянье снега в Уральских горах, сколько выпадет осадков в летние месяцы. События последних лет подтверждают это.

Анализ ликвидации аварийных ситуаций ПО «КЭС» показал, что для возведения упавшей опоры, устранения обрыва на ВЛ 35-110 кВ уходит много времени, в некоторых случаях восстановительные работы откладываются до момента улучшения погодных условий, снижения уровня рек. Использование быстровозводимой опоры в аварийных, чрезвычайных ситуациях позволяет сократить время ликвидации (табл. 2), при этом используются ручные инструменты: пила электрическая, гайковерт электрический, ключи, нивелир, лебедка, домкрат вибропогружатель, генератор, ломы монтажные, предохранительные пояса, кувалды и зубила монтажные.

Использование временных быстровозводимых и демонтируемых опор позволяет сократить время аварийно-восстановительных работ, снизить недоотпуск электроэнергии, малыми трудозатратами восстановить надежное и безопасное электроснабжение потребителей, позволить создавать временные ВЛ для подключения мобильных ПС, осуществить временное технологическое присоединение потребителей. Ресурс временной опоры позволяет использовать ее в качестве основной на протяжении всего срока службы опоры. После ремонта и установки основной опоры, быстровозводимая опора демонтируется и возвращается на место хранения в аварийный резерв.

Таблица 2. Отключения ВЛ 35-110 кВ в чрезвычайных ситуациях