Широкое распространение стальных многогранных опор (СМО) в строительстве ЛЭП было бы невозможно без существования объективных причин. Есть несколько явных преимуществ СМО перед решетчатыми, железобетонными и деревянными опорами. Ниже эти преимущества перечислены в порядке, который чаще всего встречается в работах западных специалистов. Подробно остановимся на двух из них — сроки и стоимость строительства, именно зти факторы определяют успешность реализации программ по модернизации распределительных сетей и сетей высокого напряжения.
Адаптивность.
В развитых странах уже давно отказались от массового применения типовых проектов. Каждая линия должна строиться с учетом всех особенностей рельефа, климата, технических требований и т.п.
Адаптивность СМО заложена как в конструкции опор, так и технологии их производства. Проектирование конструкций опоры автоматизировано. Полный расчет базового варианта конструкции опоры занимает 2-3 недели. Этот вариант опоры изготавливается и испытывается. Расчет его модификаций по толщине листа, высоте и т.д. занимает от нескольких часов до 2-3 дней. Производство СМО также полностью автоматизировано. Процесс корректировки программ занимает от нескольких минут до нескольких часов. То же относится и к изменениям в марках стали, количеству граней опоры, диаметру, конусности. Таким образом, имея базовую (испытанную и сертифицированную) опору, завод-изготовитель может в течение нескольких дней организовать производство опор такой модификации, которая является оптимальной с точки зрения проектировщика конкретной линии электропередачи.
Надежность является комплексным свойством и в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость (или часть этих показателей). Нетрудно заметить, что надежность линии электропередачи характеризуется всем комплексом этих показателей.
Безотказность.
По данным американских специалистов, повреждения ЛЭП, связанные с полным или частичным выходом из строя СМО, наблюдаются значительно реже, чем у традиционных опор. Более того, отмечается, что на линиях, построенных с использованием СМО, отсутствуют катастрофические разрушения, которые типичны для железобетонных (эффект домино) и металлических решетчатых (скручивание) опор.
Долговечность.
Средняя долговечность деревянных опор долгое время принималась за 20 лет. В последние годы этот срок вырос до 30 лет. Срок службы бетонных опор по данным ОРГРЭС составляет около 30 лет. Металлические решетчатые опоры (МРО) в оцинкованном исполнении служат 40 лет, неоцинкованные — значительно меньше. Срок службы СМО во всем мире принимается не менее 50 лет. Ремонтопригодность.
Ремонтопригодность деревянных и железобетонных опор ограничена. У решетчатых опор она выше, но требует значительных затрат. СМО практически не нуждаются в ремонте. Если же такая потребность возникает, то ремонт осуществляется в кратчайшие сроки. Кроме того, следует отметить вандалоустойчивость СМО, что является уязвимым местом у МРО.
Сохраняемость.
Это свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, способности объекта выполнять требуемые функции в течение и после хранения, транспортирования и погрузочно-разгрузочных работ. По этому показателю есть явный аутсайдер — бетонные опоры. Остальные можно считать одинаковыми. Таким образом, по комплексному показателю надежности все опоры можно ранжировать в следующем порядке (по возрастанию): бетонные, деревянные, металлические решетчатые и многогранные.
Транспортабельность.
По удобству и стоимости транспортировки СМО существенно выигрывают по сравнению с бетонными и решетчатыми опорами. Бетонные опоры требуют применения специального и дорогостоящего транспорта — опоровозы и сцепы платформ. При этом нормы загрузки очень малы. На один опоровоз грузится 2-3 опоры, на один сцеп из двух опор — не более 16 опор. Транспорт металлических конструкций решетчатых опор достаточно прост и экономичен. Однако если сборка решетчатых опор будет производиться непосредственно на пикете, это приведет к потерям времени и средств на этапе монтажа опор.
Если же предполагается предварительная укрупнительная сборка и транспортировка на пикет укрупненных секций, то затраты резко возрастают, так как загрузка автотранспорта в этом случае резко падает. Но главные транспортные затраты у решетчатых опор связаны со строительством фундаментов. Транспортировка грибовидных подножников, опорных плит, песчано-гравийной смеси может составлять до 20 % от стоимости готовой опоры. Многогранные опоры отличает низкая стоимость транспортировки. Длина секций, как правило, не превышает 12 м. Это позволяет использовать для автомобильных перевозок стандартные трейлеры, а для железнодорожных — полувагоны.
Первый же опыт строительства подтвердил эти положения. При строительстве ВЛ110 кВ в Костромской области расстояние от завода-изготовителя до места строительства составляло около 700 км. Доставка, в основном, осуществлялась автотранспортом. Для транспортировки 10 комплектных опор (с фундаментом) необходимо было использовать 3 автомашины общего назначения. Срок доставки — 1 день. Стоимость — 7,5 тыс. руб. за одну опору, что составило 4% стоимости опор и менее 2% в общей стоимости строительства. Опыт дальних поставок СМО (Тында) показал, что затраты на железнодорожный транспорт составляют около 8% от стоимости опор и 4% от стоимости строительства.
Таким образом, можно утверждать, что затраты на транспорт не оказывают существенного влияния на стоимость строительства ЛЭП на многогранных опорах и кратно ниже транспортных затрат при строительстве ВЛ на железобетонных или решетчатых опорах: транспортировка решетчатых опор дороже в 1,5-2 раза, а железобетонных — в 3-4 раза. Чем сложнее транспортная схема, тем эффективнее многогранные опоры.
Скорость монтажа.
По этому показателю СМО значительно превосходят все типы опор. Для того, чтобы определить факторы, за счет которых происходит основная экономия времени строительства, было проведено сравнение трудозатрат основных этапов строительства в соответствии с нормами ГЭСН 33-01-2001. Для сравнения были выбраны три промежуточные опоры, используемые в строительстве одноцепных ВЛ 110 кВ: железобетонная ПБ 110-15, решетчатая П 110-3 и многогранная ПМ 1101ф. Сравнение показало, что трудозатраты на установку (без подвески провода и троса) многогранной и железобетонной опор приблизительно одинаковы. Решетчатые опоры проигрывают первым двум в шесть раз. С учетом подвески это отставание «сокращается» до четырехкратного. Сравнение трудозатрат на установку единичных опор показывает существенный проигрыш решетчатых опор, который хорошо известен. Однако такое сравнение не дает объективных характеристик по железобетонным опорам. Во-первых, пролетные расстояния у многогранных и решетчатых опор приблизительно одинаковы и для одноцепных линий составляют 250-300 м. Для железобетонных оно в 1,5-2 раза меньше.
Соответственно увеличивается количество опор и снижается производительность труда в расчете на 1 км ЛЭП. Во-вторых, в многогранных линиях в качестве анкерных опор используются одно-, двух или трех стоечные многогранные опоры. Время на их установку не многим больше, чем на установку промежуточных многогранных опор. В линиях на базе железобетонных опор в качестве анкеров используются металлические решетчатые опоры, на сооружение которых требуется в несколько раз больше времени. Это значительно ухудшает суммарные показатели производительности и скорости монтажа по железобетонным вариантам строительства ЛЭП.
Реальную сравнительную картину по скорости монтажа можно получить только при сопоставлении полных трудозатрат по трем вариантам строительства (на бетонных, решетчатых и многогранных опорах) и желательно по реальной трассе. Такие сравнения уже имеются. Ниже приведены расчеты трудоемкости по альтернативным вариантам строительства двухцепной ВЛ 110 кВ в Комиэнерго.
Технические и районно-климатические условия строительства линии следующие:
район по ветру — III (650 Па);
район по гололеду — III (20 мм);
провод — АС 120/19;
трос — ТК-9.1;
изоляторы — полимерные;
протяженность трассы — 10,3 км;
количество анкерных опор — 6.
Для этих условий были разработаны три альтернативных варианта строительства ВЛ: «железобетонный» вариант предполагает установку 6 анкерно-угловых опор У110-2 и 76 промежуточных опор ПБ 110-8; «решетчатый» вариант — 6 опор У 110-2 и 38 решетчатых промежуточных опор П 110-6; «многогранный» вариант — 6 многогранных анкерных опор УАМ 110-2ф (трехстоечных) и 38 многогранных промежуточных опор ПМ 110-2ф. Результаты расчетов приведены в табл. 1. Для «железобетонного» варианта трудозатраты на установку промежуточных опор в 1,8 больше, чем по «многогранному» варианту. Это результат небольших пролетных расстояний.
Затраты на сооружение анкерных опор в 6 раз выше. Вместе с трудозатратами на подвеску провода и троса итоговый результат выглядит следующим образом: «многогранный» вариант — 100 %, «бетонный» — 230% и «решетчатый» — 370 %. Многократные сравнения по ЛЭП с разным количеством цепей и разными напряжениями показывают строгую тенденцию — чем сложнее линия, темвыгоднее многогранные опоры. Так, например, трудозатраты на монтаж и установку одноцепной решетчатой опоры ВЛ 330 составляют более 400 чел.•час, а для многогранной — 20 чел.•час. Таким образом, по одному из главных факторов — скорости строительства — многогранные опоры имеют двухчетырехкратное преимущество.
Стоимость строительства.
В настоящее время величина капитальных затрат на строительство ЛЭП является главным критерием выбора варианта строительства. Поэтому, согласны мы с этим критерием или нет, необходимо было провести масштабное исследование капиталоемкости строительства линий на базе многогранных опор. На эффективность применения того или иного типа опор в каждом конкретном случае влияет множество факторов: технические задания на строительство объекта; районно-климатические условия; транспортная доступность; близость производства того или иного типа опор и др. Наивно полагать, что при таком многообразии условий строительства один из типов опор окажется лучшим во всех случаях.
Поэтому очень важно уже на первом этапе внедрения многогранных опор хотя бы приблизительно очертить область их наиболее эффективного применения. Это позволит избежать необоснованных затрат на исследования и ускорит получение эффекта от реализации конкретных проектов. К настоящему времени выполнено более 20 сравнений стоимости строительства конкретных ЛЭП на бетонных, решетчатых и многогранных опорах. Результаты сравнительных расчетов показывают, что максимальный эффект использование СМО приносит при сооружении линий напряжением 35-220 кВ, реже — 330 кВ.
Характерно, что для различных районно-климатических условий, различных напряжений, цепности и т.д. величина экономии составляла достаточно устойчивую величину: 8-12% по сравнению с бетонными вариантами и 35-45% по сравнению с решетчатыми. Подробнее результаты этого анализа изложены в [2], где приведены результаты последнего сравнения по рассмотренной выше 10-километровой ВЛ 110-2. Затраты по «многогранному» варианту — 21,7 млн руб., по «железобетонному» — 23,0 млн руб. и по «решетчатому» — 30,0 млн руб. В сумму прямых затрат включались затраты только по трем статьям: приобретение оборудования и материалов; строительномонтажные работы; внешний транспорт материалов. Ясно, что по мере совершенствования конструкций многогранных опор зона их эффективного применения будет расширяться. Однако уже сейчас можно разбить все опоры, разрабатываемые в рамках целевой программы, на два класса (хотя и достаточно условно).
1. Опоры для ВЛ 35-220 кВ.
Для сетей этого класса преимущества многогранных опор проявляются в наибольшей степени. По сравнению с ЛЭП на центрифугированных бетонных опорах линии на СМО дешевле на 8-12 %. Основным фактором, обеспечивающим преимущество многогранных опор, является увеличение пролетных расстояний в 1,5-2 раза. В результате, несмотря на то, что бетонные опоры значительно дешевле многогранных, общие затраты на приобретение опор, изоляторов и т.д. оказываются всего на 20-25 % ниже.
Одновременно, при использовании бетонных опор затраты на строительно-монтажные работы выше на 40-70%, затраты на транспорт — в 2,5-3 раза. Заметим, что преимущества СМО возрастают при строительстве ЛЭП в северных и отдаленных районах. Сравнение стоимости строительства ЛЭП на многогранных и решетчатых опорах показало, что практически по всем составляющим затрат СМО значительно выгоднее. В результате, стоимость 1 км линий данного класса на решетчатых опорах оказывается на 35-40% выше. Особо следует отметить, что при использовании СМО кратно сокращается время строительства.
2. Опоры для ВЛ 330-500 кВ.
Для сетей этого класса характерно то, что резко падает эффективность бетонных опор. Для линий 500 кВ их использование вообще не рекомендуется. Это связано с тем, что с введением ПУЭ 7-ого издания пролетные расстояния сократились до 50-60 м. Сравнение СМО и МРО показало, что для ВЛ 330 кВ оба типа опор равноэффективны, а для ВЛ 500 кВ решетчатые опоры чуть лучше. Возможно, эти соотношения несколько изменятся с появлением более рациональных конструкций многогранных опор, но принципиальный вывод о равноэффективности скорее всего сохранится, что подтверждается и мировым опытом. Для сетей этого класса сохраняется преимущество СМО в скорости строительства. По мнению авторов, многогранные опоры будут предпочтительнее в городских условиях, где существуют серьезные ограничения по землеотводам, а также в горных и северных районах.
Таковы основные выводы по эффективности СМО при использовании критерия «минимум капитальных вложений». Если же использовать более правильные критерии, то преимущества многогранных опор возрастают [2]. При выборе вариантов инвестиций в электроэнергетику отраслевыми положениями [4] рекомендуется использовать критерий чистого дисконтированного дохода, который, помимо затрат на строительство, учитывает результаты от строительства объекта, фактор времени, срок службы, текущие затраты, норму дохода на капитал. При равенстве результатов критерий максимизации чистого дисконтированного дохода модифицируется в критерий минимума интегральных дисконтированных затрат.
Сравнения по этому критерию проводились по заданию ФСК рабочей группой специалистов ведущих отраслевых институтов. Результаты расчетов (табл. 2) показывают, что при использовании более совершенного критерия преимущества ЛЭП на многогранных опорах становятся еще более ощутимыми. Это обусловлено более низкими затратами на эксплуатацию, более длительным сроком службы (многогранные опоры — 50 лет, железобетонные — около 30 лет и решетчатые — около 40 лет), низкими затратами на ликвидацию и утилизацию. Все эти статьи расходов не учтены в критерии «минимум инвестиций».
Понятно, что целевая программа не может охватить все проблемы сетевого строительства в России. На двух «неохваченных» проблемах, имеющих большое значение на современном этапе, необходимо остановиться. Первая из них — проблема строительства и реконструкции сетей в городах. В связи с резким увеличением потребления крупными городами электроэнергии и наращиванием в связи с этим мощностей генерации на первый план остро встали вопросы увеличения пропускной способности электрических сетей. Наиболее простым способом увеличения пропускной способности сетей электропередачи является строительство новых ВЛ и подстанций. Но это сопряжено с огромными трудностями. Так СНиП 2.07.01-89* «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений» прямо говорит, что при реконструкции городов следует выносить за пределы селитебной территории существующие воздушные линии электропередачи напряжением 35 -110 кВ или выше и заменять их на кабельные, а в крупнейших городах также заменять существующие открытые понизительные подстанции глубокого ввода закрытыми.
Поэтому единственной возможностью увеличения пропускной способности существующих электрических сетей является увеличение пропускной способности существующих воздушных линий электропередачи с модернизацией действующих подстанций. Увеличение пропускной способности ВЛ возможно разными способами.
1. Повышение эксплуатационной температуры провода. За рубежом существуют воздушные линии электропередачи с рабочей температурой провода +130 и даже +150 оС, но это линии, специально рассчитанные на такую рабочую температуру провода, поэтому все вышеуказанные вопросы учтены еще при проектировании ВЛ. То есть простое увеличение нагрузки системы невозможно. Требуется проведение специальных мероприятий по реконструкции оборудования ПС и полный перерасчет ВЛ с увеличением высоты подвеса провода (высоты опор) или уменьшением длины пролетов (перерасстановкой опор), что требует полного перепроектирования ВЛ и серьезной ее реконструкции. Практически строительства новой ВЛ взамен существующей.
2. Расщепление фазы и/или увеличение количества проводов в фазе. Варьирование количества проводов в фазе обеспечивает возможность создания воздушных линий необходимой пропускной способности без использования каких-либо источников реактивной мощности (синхронных компенсаторов, статических тиристорных компенсаторов, продольной емкостной компенсации индуктивного сопротивления линии и т.п.). Для компенсации избыточной зарядной мощности таких линий необходимо использование управляемых шунтирующих реакторов трансформаторного типа. То есть расщепление фазы (для ВЛ 110-220 кВ) или простое увеличение количества проводов в фазе (для ВЛ 330 кВ и выше) невозможно. Требуется проведение специальных мероприятий по реконструкции оборудования ПС и полный перерасчет ВЛ с корректировкой длин пролетов (перерасстановкой опор) и полной заменой спецификации изоляции и линейной арматуры, что требует полного перепроектирования ВЛ и серьезной ее реконструкции. Практически строительства новой ВЛ взамен существующей.
3. Увеличение класса напряжения. Увеличение класса напряжения существующих ВЛ, на первый взгляд, никаких особых проблем не вызывает. Для этого нужно демонтировать существующую ВЛ и на ее месте (в существующем коридоре) построить новую более высокого класса напряжения. Но здесь следует отметить, что энергосистемы различных регионов бывшего СССР проектировались и строились в разное время, на разном оборудовании и с разной планируемой текущей и перспективной нагрузкой. Поэтому сегодня региональные энергоснабжающие организации сталкиваются с большими, порой «неподъемными» проблемами. Если МОЭСК, например, имеет в своем распоряжении все классы напряжения, то МРСК Северо-Запада имеет распределительные сети 10 и 110 кВ при магистральных 330 кВ. Потребность в обеспечении увеличивающегося энергопотребления региона диктует простое, казалось бы, решение — перевести часть линий распределительной сети в повышенный класс напряжения с 10 и 110 кВ на 20 и 220 кВ, соответственно. Но поскольку оборудование 20 и 220 кВ на ПС сети Северо-Запада отсутствует в принципе, то это решение приведет к таким объемам реконструкции всей сети Северо-Запада, что даже при наличии значительных средств вряд ли это под силу компании в ближайшей обозримой перспективе.
4. Увеличение количества цепей. Это, наверное, один из самых доступных способов увеличения пропускной способности сети. Состоит он в том, что на одних и тех же опорах прокладываются несколько ВЛ одновременно, иногда нескольких классов напряжения. Этот способ дает возможность также строительства новых ВЛ путем увеличения цепности существующих, не выходя при этом, что очень важно, за границы уже существующих коридоров. Задействование дополнительных ячеек у генерации и расширение РУ на ПС, как правило, больших технических проблем не вызывает. Основная техническая сложность состоит в конструкции многоцепных опор и методах их закрепления. Чем тяжелее опора и меньше ее база, тем большая нагрузкапередается на фундамент. Соответственно усложняется конструкция фундамента. Таким образом, говоря о многоцепной опоре, практически следует говорить о связке «опора-фундамент» как о едином целостном элементе ВЛ. Если двухцепные ВЛ одного класса напряжения стали уже в России более-менее привычными, то многоцепные ВЛ, тем более с цепями разного класса напряжений, сегодня еще экзотика и их строительство тормозится не столько из-за технических или экологических проблем, сколько из-за боязни чиновников, в том числе и руководителей энергосистем и энергоснабжающих организаций.
Таким образом, анализируя вышесказанное, можно заметить, что о каком из видов реконструкции не шла бы речь, практически речь идет о строительстве новой ВЛ взамен старой в зоне отчуждения ВЛ. Коридор ВЛ практически является зоной отчуждения, но в реальной жизни он, как правило, плотно застроен гаражами, складскими и производственными помещениями, а сегодня зачастую и жилыми домами. Поэтому нормативные документы вынуждены допускать прохождение ВЛ над постройками, как попытка нормирования хотя бы каких-то технологических габаритов. На одном из участков большого коридора ВЛ в Бескудниково (Москва), над плотной застройкой гаражноскладских помещений, проходит сразу три ВЛ 500 кВ и две ВЛ 220 кВ, одна из которых, причем внутренняя, реконструировалась в двухцепную (рис. 1). Требование одновременного соблюдения минимального габарита до крыш строений, технологического расстояния до соседних ВЛ (при увеличении цепности!), невозможность подстановки дополнительных опор сделали бы эту работу невыполнимой, если бы не СМО. Три основных достоинства СМО: адаптивность, компактность и эстетичность раскрылись здесь в полной мере. Абсолютное лидерство в проектах реконструкции ВЛ на проблемных участках безусловно принадлежит именно многогранным опорам. Для примера приведем несколько проектов, выполненных за последний год.
• Для проекта реконструкции ВЛ 220 кВ «ТЭЦ-27 – Уча» (Москва, РФ), участок заходов на ПС 220 кВ «Уча», разработана серия трехцепных анкерно-угловых и промежуточных опор на МГС УМ220/110-3*, ПМ220/110-3* (рис. 2), позволившая, за счет добавления цепи 110 кВ, почти вдвое сократить ширину существующего коридора.
• Для участков ВЛ 220 кВ «ТЭЦ-27 – Бескудниково» (Москва, РФ) разработана специальная серия анкерно-угловых и промежуточных двухцепных одностоечных опор на МГС УММ220-2т*, ПММ220-2т* (рис. 3) для параллельной подвески цепей с разным сечением провода (АС400 и АС500).
• Для ВЛ 220 кВ «Очаково Красногорская» (Москва, РФ) разработана специальная серия анкерно-угловых и промежуточных двухцепных шестиярусных опор на МГС УМ220-2тВ.*, ПМ220-2тВ.* с вертикальным односторонним и двухсторонним расположением фаз.
• Для участков ВЛ 220 кВ «Очаково Западная» (Москва, РФ) разработана специальная серия анкерно-угловых и промежуточных трехи четырехцепных двухстоечных опор на многогранных стойках УМ220-4.2*, ПМ220-4.2* и УМ2203.2*, ПМ220-3.2* с вертикальным расположением фаз.
• В проекте внешнего электроснабжения ЭСПК в Днепропетровской области (Украина) производится све-освободившейся части коридора прокладывается двухцепная ВЛ 330 кВ «ПДТЭС – Печная». В зоне плотной жилой застройки ВЛ проектируется в четырехцепном варианте.
• Особого внимания заслуживает конструктивное решение перехода ВЛ 330 кВ через р. Самара (Днепропетровская область). Переход выполняется по схеме КА-А-К. Двухцепные анкерные переходные опоры имеют высоту 102 м и выполнены на 24-гранных стойках. При этом нижний диаметр опоры составляет всего 6 м, а нагрузки на фундамент — 6000 т•м. Во всех приведенных примерах речь идет о специализированных опорах, разработанных для индивидуальных условий конкретных участков ВЛ.
Важно отметить два момента. Во-первых, во всех случаях не удавалось найти приемлемого решения с использованием традиционных опор. Во-вторых, использование многогранных опор позволило в кратчайшие сроки сконструировать и произвести опоры с требуемыми характеристики. Вторая проблема, не рассматриваемая в целевой программе, — реконструкция сетей 6 -10 кВ. Протяженность распределительных сетей (0,4 -110 кВ) в России превышает 3 млн км, в том числе напряжением 6 -10 кВ — около 1,2 млн км. И это только линии, находящиеся в системе РАО ЕЭС. Эти сети не только самые протяженные, но и самые аварийные. Аварии в сетях 6 -10 кВ составляют 70 % от всех нарушений электроснабжения потребителей. По данным ОРГРЭС, основными причинами аварий являются: повреждение опор — 40 %; повреждение изоляторов — 35 %; повреждение проводов — 25 %. По оценкам специалистов РОСЭП — ведущего российского проектного института, специализирующегося в данном классе напряжений, это привело к тому, что при сохранении существующих тенденций надежное электроснабжение потребителей возможно лишь на протяжении 10 лет. Институтом РОСЭП определены направления развития распределительных сетей на новой технической основе. Сети нового поколения должны обеспечивать необходимый уровень надежности электроснабжения, нормированное качество электроэнергии, адаптивность к растущим нагрузкам, экономическую эффективность и экологическую безопасность.
Для достижения этих целей необходимо:
– строительство сетей на основе магистрального принципа;
– ускоренное развитие сетей 35 -110 кВ по сравнению с сетями 6 -10 кВ;
– строительство новых линий на срок эксплуатации не менее 40 лет;
– выполнение магистралей на опорах с подвесной изоляцией;
– оптимизация соотношения механической прочности стоек и сечения проводов.
На взгляд авторов, использование многогранных опор при строительстве сетей 6 -10 кВ будет способствовать решению перечисленных задач. Это следует из некоторых особенностей СМО.
Во-первых, механические свойства СМО позволяют строить ВЛ с пролетами 100 -120 м. Это означает, что количество устанавливаемых опор сокращается вдвое с соответствующим сокращением сроков выполнения работ.
Во-вторых, срок службы СМО составляет около 50 лет и соответствует техническим требованиям к сетям нового поколения.
В-третьих, высота односекционных СМО (вместе с фундаментной частью) составляет 12,5—18 м, что позволяет использовать подвесную изоляцию.
В-четвертых, на линиях, построенных с использованием СМО, исключены каскадные аварии, что ускоряет процесс восстановления энергоснабжения и снижает величину потерь у потребителей. Длительное время основными районами применения металлических опор в сетях 6 -10 кВ были отдаленные и северные районы. Из-за меньшей массы (250-300 кг) и требуемого количества (пролеты в 1,5 раза больше) в этих районах при использовании СМО резко снижаются затраты на транспорт и монтаж. В результате, металлические опоры становятся на 30 % эффективней бетонных.
Долгое время главным аргументом против использования многогранных опор в районах средней полосы была высокая стоимость строительства. Однако за последние годы положение изменилось.
Во-первых, существенное подорожание бетонных опор и ужесточение технических и экологических требований привело к повышению стоимости 1 км ВЛ на бетонных опорах.
Во-вторых, были разработаны многогранные опоры с пролетом 100 -120 м, позволившие снизить стоимость 1км ВЛ на многогранных стойках. На сегодняшний день положение таково. Для ВЛ 6 -10 кВ в районах 2-3 по ветру и гололеду с проводом АС 95-АС120 и подвесной изоляцией затраты на строительство 1 км линии на бетонных и многогранных опорах равны.
В этих условиях на первый план выходят показатели надежности, долговечности, сроков строительства. По всем этим параметрам многогранные опоры превосходят бетонные. Сроки строительства примерно в два раза меньше, сроки службы в два раза больше. Что касается надежности, то достаточно сослаться на исследования украинских специалистов. В ноябре 2000 г. на Украине по причине экстремальных метеоусловий было уничтожено 307 тыс. железобетонных опор [5]. Наибольшему разрушению подверглись низковольтные сети 0,4 -10 кВ на базе трапециидальных стоек из вибрированного бетона.
Крупные аварии происходили и в другие годы: 1988 г. — 37000 опор, 1975 г. — 30000 опор и т.д. Вывод, который сделали украинские специалисты, — необходимо широкое применение многогранных опор, на которых такие аварии в принципе исключены. Очевидно, что и в России, в таких районах, как Северный Кавказ, Черноземье, Южный Урал, Приморье и др., необходимо тщательным образом оценить целесообразность применения СМО с учетом потерь от аварий, сроков службы и эксплуатационных затрат.
И здесь переходим к еще одной проблеме. Ликвидировать отставание надо не только в конструкциях опор, но и в методах оценки вариантов строительства линий электропередачи. Речь идет о многокритериальном сравнении вариантов строительства ВЛ. Еще 50 лет назад американские специалисты принимали решение,руководствуясь несколькими критериями. Преимущество отдавалось СМО, несмотря на то, что первоначальная стоимость строительства была в 1,7 (!) раза выше. Отдавая должное таким важным критериям отбора вариантов, как инвестиции в строительство ЛЭП или дисконтированные затраты, мы все же остаемся сторонниками оценки предпочтительности вариантов по нескольким критериям. Эти критерии могут быть неравнозначны. Более того, в различных условиях на первый план могут выходить различные критерии.
Если рассматривается чрезвычайная ситуация, то главным становится простота транспортировки и скорость монтажа. Если объект требует бесперебойного электроснабжения, то особое внимание уделяется надежности. Строительство объектов в городской черте требует повышенного внимания к эстетичности опор и величине землеотвода под ЛЭП и т.д. Ясно, что опора (проект) не может быть лучше всех других по всем критериям и в любых условиях. В нормальной экономике, например, опора, превосходящая другие по всем техническим параметрам, просто должна быть дороже. Это продиктует рынок, соотношение спроса и предложения. Однако лицо, принимающее решение о выборе опор для строительства ЛЭП, должно принимать однозначное решение в пользу того или иного их вида.
Для этого желательно иметь не десяток оценок по различным критериям, а одну комплексную, агрегированную. В таких ситуациях лучше всего работают методы экспертных оценок. Ниже приводится комплексное сравнение ЖБО, МРО и СМО, проведенное по самой простой методике.
В качестве критериев, по которым оценивалась предпочтительность опор различных типов, были выбраны: надежность (как это понимается в ГОСТ); стоимость строительства (прямые капитальные затраты на сооружение объекта); сроки строительства объекта; долговечность (выделен из группы показателей надежности в силу своей важности); расходы по эксплуатации; величина землеотвода (временного и постоянного и его стоимость); транспортабельность; адаптивность; качество (близость технических параметров конкретных опор к заявленным нормативным величинам); вандалоустойчивость; эстетичность; экологическая безопасность (размер ущерба, наносимого при строительстве, реконструкции или/и ликвидации объекта).
Каждому из критериев был присвоен свой уровень значимости — количественная оценка в интервале от 0 до 1, которая характеризует важность данного показателя по отношению к другим. Далее экспертная группа выставила оценки по пятибалльной шкале каждому типу опор по каждому показателю. После обработки индивидуальных оценок были получены следующие результаты (табл. 3). Как видно из таблицы, сопоставление по нескольким критериям резко меняет результаты по сравнению с однокритериальной оценкой.
Во-первых, предпочтительность строительства ВЛ на многогранных опорах значительно увеличивается. Если при сравнении по одному критерию варианты на ЖБО и СМО различаются на несколько процентов, то при многокритериальной оценке это различие возрастает до полутора раз.
Во-вторых, по критерию стоимости строительства вариант на МРО значительно хуже варианта на ЖБО, а при многокритериальной оценке они практически равнозначны.
В-третьих, изменение в количестве критериев (при достаточном их числе) и точность отдельных экспертных оценок мало влияет на ранжирование вариантов по предпочтительности. Это указывает на надежность агрегированных оценок и, следовательно, на высокую эффективность принимаемых на их основе решений. Кроме того, такая устойчивость облегчает работу экспертов, так как снижает значимость «неправильных» индивидуальных оценок.
Видео о замене опоры:
{source}
<iframe width=”640″ height=”360″ src=”//www.youtube.com/embed/z8CU8U8t5_o” frameborder=”0″ allowfullscreen></iframe>
{/source}
