Технико-экономическое сравнение вариантов строительства ВЛ 220 кВ

Проведено технико-экономическое сравнение вариантов строительства ВЛ 220 кВ при использовании традиционных опор типа П220-3 и опор ПС220П, разработанных компанией «ЭЛСИ».

Постановка задачи

Традиционно при строительстве ВЛ 220 кВ используются стальные башенные опоры, выполненные в виде четырехгранных пространственных ферм с элементами поясов и решетки из прокатных уголков. Основное преимущество таких опор — простота в технологии их изготовления. Однако, данные опоры имеют и ряд недостатков:

— значительные трудозатраты на укрупнительную сборку опор на базах монтажных организаций и снижение эффективности загрузки транспортных средств при транспортировке секций после укрупнительной сборки;

— существенные затраты на строительство фундаментов;

— плохая устойчивость опор к пучениям, а также сложность закрепления опор в «слабых» и заболоченных грунтах, где для удержания опоры необходимо значительно увеличить вес свайных фундаментов с целью компенсации выдергивающих усилий.

В ЗАО «ВНПО ЭЛСИ» разработаны новые типы стальных опор ЛЭП для ВЛ 220 кВ, которые лишены выше отмеченных недостатков. Указанные опоры включают следующие технические идеи: узкая база и укрупненные цельносварочные секции на стадии изготовления; установка опоры на один фундамент, выполненный из стальной трубы; использование новых конструктивных форм из гнутых стальных профилей с переменным по высоте сечением; малая масса за счет рационального использования механических свойств стали в каждом сечении. Указанные новшества позволяют повысить технико-экономические показатели опор новых конструкций по отношению к традиционным стальным опорам башенного типа.

Цель технико-экономического сравнения

Цель настоящего технико-экономического сравнения эффективности строительства ВЛ 220 кВ на опорах различного конструктивного исполнения заключается в обосновании принципиальной возможности широкого внедрения в проекты электроснабжения объектов нефтяной и газовой промышленности, а также объектов энергосистем новых перспективных разработок в области технологий строительства линий электропередачи, которые позволят существенно сократить затраты на сооружение ВЛ 220 кВ и сроки строительства при сохранении требуемой надежности эксплуатации ВЛ.

Сравнение вариантов строительства линий электропередачи при использовании опор различных конструкций рассмотрено на примере сооружения 1 км ВЛ 220 кВ «Айхал-Удачный» для АК «АЛРОСО» в районе Крайнего Севера (I-II районы по ветровым и II-IV районы по гололедным нагрузкам). В качестве технико-экономического обоснования целесообразности использования опор компании «ЭЛСИ» рассматривается экономия затрат на сооружение ВЛ 220 кВ при замене опор традиционного исполнения типа П220-3 на узкобазовые быстромонтируемые опоры типа ПС220П (читайте полную версию статьи со всеми рассмотренными критериями на официальном сайте ГК «ЭЛСИ»).

Проведенное исследование показало, что опоры ПС220П «проигрывают» типовым опорам по двум из пяти рассматриваемых критериев сравнения — по заводской цене и объему перевозок по железной дороге. Однако, суммарный показатель сравнения эффективности сооружения ВЛ свидетельствует об экономической целесообразности применения опор, разработанных компанией «ЭЛСИ» — использование опор ПС220П позволяет получить на стадии проведения строительно-монтажных работ по сооружению опор и фундаментов экономию затрат около 39%, что в денежном выражении составляет около 750 тыс. руб. на 1 км строительства ВЛ 220 кВ. При этом существенно сокращаются сроки строительства ЛЭП из-за меньшего объема физических работ, необходимых для сооружения узкобазовых быстромонтируемых стальных опор ПС220П.

В настоящее время при электроснабжении объектов большое внимание уделяется аспектам ресурсосбережения и экологии, а также необходимости повышения эксплуатационной надежности ВЛ. Учет этих факторов позволяет наряду с выше отмеченным экономическим эффектом при сооружении ВЛ с использованием опор ПС220П дополнительно отметить следующие их достоинства.

Экономия ресурсов. Использование при сооружении ВЛ 220 кВ узкобазовых опор позволяет получить существенную экономию следующих ресурсов: материалы и конструкции; транспортные перевозки; время строительства ВЛ и работы транспортных и строительно-монтажных механизмов; трудозатраты.

Экологический эффект. Использование опор новых конструкций требует в несколько раз меньшего объема строительных материалов и строительно-монтажных работ, что приводит к снижению антропогенного воздействия на окружающую природную среду за счет снижения расхода не восполняемых природных ресурсов (железа, ГСМ и т. д.) и меньшего повреждения трудно восстанавливаемого почвенного покрова при сниженных объемах земляных работ и воздействия на поверхность земли транспортных машин и строительно-монтажных механизмов.

Надежность эксплуатации ВЛ. Установка опор на один фундамент из стальной трубы обеспечивает большую устойчивость опор к пучениям, т.к. при возникновении пучения грунта опора ПС220П не разрушается, как это происходит у опор башенного типа, установленных на 4 железобетонные сваи. При возникновении же пучений фундамент вместе с опорой может быть повторно погружен до рабочего заглубления с использованием вибро или термо(паро)-погружателей.

Конструкции опор обладают большой гибкостью, что позволяет им без разрушений воспринимать ударные нагрузки, возникающие при пляске проводов, сбросе гололеда и сейсмических воздействиях.

При учете ориентировки лидера канала разряда молнии меньшая высота опор новых конструкций (в 1,5 раза по отношению к опорам П220-3) повышает грозоупорность ВЛ за счет естественного экранирования линии электропередачи земной поверхностью и окружающим ландшафтом.

Выводы

1. Разработанные в ЗАО ВНПО «ЭЛСИ» новые облегченные конструкции быстромонтируемых стальных опор из гнутых профилей переменного по высоте сечения конкурентно способны и вполне могут рассматриваться в качестве альтернативного варианта по отношению к опорам башенного типа при строительстве ВЛ 220 кВ. Сравнение вариантов строительства ВЛ 220 кВ с использованием типовых стальных опор П220-3 и стальных опор ПС220П, разработанных компаний «ЭЛСИ», осуществлялось по следующим показателям: монтажный вес конструкций, заводская цена опор и фундаментов, объем земляных работ и объем перевозок конструкций автомобильным транспортом и по железной дороге.

2. В результате технико-экономического сравнения показано, что наиболее затратный вариант строительства ВЛ 220 кВ отвечает применению типовых опор П220-3. Использование при строительстве линии электропередачи опор компании «ЭЛСИ» позволяет получить экономию затрат около 750 тыс. руб. на 1 км сооружаемой ВЛ, что на 39% лучше базового варианта.

3. При строительстве ЛЭП в сложных геолого-климатических условиях применение стальных опор нового поколения наряду с экономическим эффектом существенно сокращает объем строительно-монтажных работ и время строительства ВЛ, сокращает трудозатраты при одновременном увеличении надежности эксплуатации ВЛ 220 кВ.

4. Применение в строительстве ВЛ 220 кВ быстромонтируемых узкобазовых стальных опор позволит снизить экологическое воздействие на окружающую природную среду и положительно повлиять на проблему ресурсосбережения.

Все опоры, производимые обрабатываются методом горячего цинкования для защита металла от коррозии согласно ГОСТ 9.307-89 на собственных производственных линиях ГК «ЭЛСИ».