Застосування прогресивних технологічних рішень в практиці проектування ЛЕП 6-110 КВ проектним інститутом Укрзахіденергопроект

Останнім часом все частіше постає питання недостатньої пропускної здатності розподільчих мереж, все частіше ми зіштовхуємось з проблемою, коли економічний розвиток окремих районів штучно гальмується через недостатню розвиненість мереж електропостачання. Характерним прикладом в цьому випадку є зупинка інвесторами будівництва гірськолижного комплексу у Верховинському районі Івано-Франківської області. При необхідній для будівництва та подальшої експлуатації комплекса потужності в 40 МВт, існуючі мережі не могли забезпечити навіть початкової величини в 2-3 МВт з необхідним рівнем надійності. Проведені інститутом в 2007 році передпроектні роботи показали необхідність інвестицій від 150 до 170 млн.грн. в зовнішнє електропостачання комплексу (ЛЕП 110 кВ від ПС 330 кВ Богородчани та ПС 110\35\10 кВ безпосередньо на території комплекса), що для інвесторів виявилось неприйнятним. Водночас, і це є характерним для гірської частини всієї, наприклад, Івано-Франківської області, йде практично стрибкоподібний зріст навантажень, що не підкріпляється будівництвом нових ділянок розподільчих мереж. Додаткові проблеми у цьому виникають через практично завершену приватизацію земель та необхідність виконання великої кількості погоджень з власниками земельних ділянок. Шляхом розв'язання проблеми, принаймні частково, могло б стати застосування прогресивних технологічних рішень, зокрема застосування сучасних проводів та вузькобазових опор.

Вимоги, що ставляться на сьогоднішній день до сучасних проводів:

• максимально висока електропровідність;
• максимально висока механічна міцність;
• невелика погонна маса;
• стійкість до високих температур;
• малі температурні видовження;
• стікість до старіння та вітрових навантажень;

Усім відомі виробники таких проводів і вони вже присутні в Україні.

Зокрема ми маємо приклад застосування проводів AERO-Z виробництва Nexans в Крименерго. Поверхня верхнього повиву провода AERO-Z практично гладка за винятком незначних гвинтових канавок і через це конструкція його є більш компактна в порівнянні з проводом АС і при однакових діаметрах має більший переріз алюмінію, а відсутність стального сердечника призводить до загального зменшення ваги.

При співставимих розривних зусиллях (в залежності від марки) маса проводу AERO-Z приблизно на 10-20 % менша. Це дає можливість підвіски проводу наступного перерізу на існуючих опорах без зміни конструктивних елементів, при умові дотримання габаритів. Недоліком проводів згаданої марки є їх порівняно висока вартість(орієнтовно в 6 разів вища за вартість проводів АС аналогічного перерізу). Тому хотілось би  зупинитись на проводах іншого виробника - Lumpi-Berndorf, Австрия,застосування яких виглядає з економічної точки зору більш привабливо. Нами розглядалась можливість застосування проводів TACSR\ACS 150\25 для збільшення пропускної здатності ПЛ 110 кВ Богородчани Надвірна та Івано-Франківськ ,які виконані проводом АС 150\24, у зв'язку із можливим збільшенням навантаження ГТК «Буковель». Аналіз показав, що при співставимій чи навіть дещо меншій вазі проводів TACSR\ACS 150\25 в порівнянні з існуючим АС 150\24 максимальна допустима величина струму вища в 1,63 рази(450-735 А), а величина питомого опору є меншою на 7 %. В Російській Федерації впровадженням цих проводів займається ЗАТ "Енергосєтьстройпроект", який повністю перейшов в проектуванні нових ПЛ на проводи Lumpi-Berndorf і не проектують нових ПЛ з проводами АС.

Що ж являє собою провід TACSR\ACS? Це термостійкий провід із сплава алюмінію з цирконієм із стальним сердечником плакованим алюмінієм. Його додаткові переваги - це можливість застосування стандартної арматури такої ж як і для проводів АС та використання традиційних технологій монтажу. Крім цього важливим є те, що він практично, за рахунок більш високої температури поверхні (допустима тривала робоча температура до 150ºС), не несе ожеледних відкладень. Практично в енергосистемі кожної з областей Західної України є необхідність підвищення пропускної здатності окремих перерізів (наприклад ПЛ-110 кВ, які зв'язують між собою ПС 220-330 кВ і дають додаткові можливості для резервування в післяаварійних режимах), водночас така заміна проводів не вимагає великих капіталовкладень - його вартість у порівнянні з проводом АС вища приблизно в 3,5 рази. Очевидним є вигідність застосування таких проводів при реконструкції існуючих ПЛ взамін будівництва додаткових ПЛ по нових трасах - це суттєво скоротить як час виконання робіт, так і обсяги необхідних капіталовкладень.

Ще одна тема, якої хотілось би торкнутись - це використання стальних конічних опор (див.фото). Інститут завершує роботу над проектуванням ПЛ -110 кВ Яворів-Ільці Івано-Франківської області довжиною приблизно 32 кМ. Значна частина згаданої ПЛ, це приблизно 5 кМ, проходить в гірських умовах на висотах від 1100 до 1400 метрів над рівнем моря. В зв'язку з обмеженістю можливостей доставки залізобетонних опор на пікети основна частина опор є металевими. Вибір площадок під опори є часто надзвичайно обмеженим, тому застосування опор звичайних для нас серій є неможливим через відсутність монтажних площадок необхідного розміру. Необхідність забезпечення габаритів, особливо на великих переходах через урвища, викликає необхідність застосування опор вищих класів напруг, що в умовах обмеження місця для монтажу опор знову таки є неприпустимим. Тому для виходу із ситуації нами були обрані стальні конічні опори польського виробництва (постачальник ТФ- Кабель м.Київ), що дало нам можливістть застосування стальних конічних опор в цих умовах?

По-перше невелика вага секцій опор створює менше проблем при доставці їх на пікети, невелика, в порівнянні з стандартними опорами вага, дає можливість використання легших вантажопідйомних механізмів, менші розміри монтажних площадок не вимагають великих обсягів земляних робіт. Тому навіть порівняно висока вартість опор є з нашої точки зору виправданою і єдино можливою для застосування в таких умовах. Проблемним було також вирішення питання влаштування фундаментів під стальні конічні опори оскільки на глибині від 1,0 до 1,3 м в результаті проведених геологічних вишукувань був виявлений так званий карпатський фліш - тому було прийняте рішення для влаштування закріплення монолітних фундаментів застосувати буроін'єкційні палі по технології фірми Ischebeck Titan Group. Якими є їх особливості і що вони собою являють? Це труба із високоякісної нержавіючої сталі INOX з повздовжньою різьбою з різьбовими ребрами, як у арматурної сталі, та забезпеченням можливості прикручуваності додаткових штанг по всій довжині та з одноразовими буровими коронками на кінці (див.фото 2 титан).

Через трубу подається під тиском 6-10 бар буровий розчин на основі портландцемента ПЦ 35 та води, який створює навколо анкера ущільнене цементне тіло, яке проникає в структуру існуючого грунта, покращує його, створюючи тим самим можливість для закріплення та зв'язування поверхневих монолітних фундаментів (фото 1 та 3 титан). Особливістю цієї технології є застосування досить негабаритних механізмів-наприклад для забурювання застосованих нами паль TITAN 40\16 достатньо звичайного бурильного пневматичного молотка (фото 4 титан), для більших паль – навісного обладнання, що монтується на невеликому екскаваторі (фото 5 та 6 титан).

Технологія дозволяє виконувати закріплення опор не порушуючи існуючу структуру грунту та не створюючи умов для проникнення води в його нижні шари та запобігає можливості розвитку зсувних процесів. Технологія виконання цих паль є освоєною в Україні для потреб транспортного будівництва, є підрядники, що мають необхідний набір техніки та знань. Ще одним напрямком роботи інституту, на якому б хотілось зупинитись, є проект пов'язаний з темою нашої конференції - це використання в практиці проектних робіт захищених проводів 10 кВ та способи їх грозозахисту. Нами виконано проект ЛЕП 10 кВ в с.Годилів Сторожинецького району Чернівецької області. Необхідність застосування захищених проводів була викликана обмеженнями ,які накладає на проходження ПЛ-10 кВ в умовах обмеженої забудови нова редакція п.2.5.175 ПУЕ (дозволяється приймати відстань по горизонталі до найближчих виступаючих частин будівель не менше 2 м за умови застосування ПЛЗ). В якості провода застосовано AAsXSn 70 виробництва ТФ-Кабель, лінійна арматура Sicame. Для виключення можливості перекриття ізоляції на ПЛЗ та впливу індукованих грозових перенапруг і безпосередньому (прямому) удару блискавки передбачено встановлення довго-іскрових розрядників на опорах ПЛЗ. Це забезпечує відсутність грозових вимкнень ПЛЗ, руйнування ізоляторів, перегорання проводів, економію ресурсу та захист підстанційного обладнання. Зокрема, для захисту підходів до підстанції та кабельних вставок передбачено встановлення за рекомендаціями виробника обладнання, НВО «Стример», довго-іскрових розрядників модульного типу марки РДИМ-10-1,5-ΙV (фото РДИМ) у кожній фазі на кожній опорі захисної ділянки ПЛЗ на відстані 200-300 м підходу. Ці розрядники захищають від прямих ударів блискавки та індукованих грозових перенапруг.

На решті опор ПЛЗ 10 кВ передбачено встановлення розрядників петлевих марки РДИП-10-ΙV з чергуванням фаз, причому на двоколових опорах розрядники встановлюються на обидва кола для захисту одноіменних фаз на опорі з метою захисту від індукованих грозових перенапруг( фото РДИП 3 та 8 двухцеп ). При схемі встановлення розрядників з послідовним чергуванням фаз токи промислової частоти, що є супутніми для багатофазних замикань, зумовлених грозовими перенапругами, протікають по контурам, що включають в себе опори заземлення опор. Принцип дії довгоіскрових розрядників полягає в запобіганні перехода іскрового перекриття в силову дугу промислової частоти. Їх головною перевагою є те, що струми протікають поза апаратами по повітрі, вздовж їх поверхні, що запобігає їх пошкодженню. Крім коротко розглянутих тем хотів би звернути увагу присутніх на проблему естетики в електромережевому будівництві. Ми всі чудово розуміємо, що лінії електропередач побудовані на звичних для нас конструкціях не прикрашають собою краєвид. Пропоную Вашому розгляду підбірку архітектурних вирішень застосованих або запропонованих до застосування кращими архітектурними бюро світу. Вважаємо за можливе пропонувати представникам енергокомпаній задуматись над можливостями, які могли б нам надати застосування таких чудових опор, які могли б стати окрасою будь-якої забудови та спростити часом, навіть і процедуру погоджень трас ЛЕП.