Испытание опор 500 кВ

Испытание опор 500кВ
Зджанский Роман Николаевич
инженер-проектировщик ОАО «ПРОМиК»
Опора ПТ500-1
Предмет испытаний - трубчатая опора, напряженностью 500 кВ, двухстоечная
портального типа с двумя ярусами оттяжек с горизонтальным расположением проводов.
Задача, решаемая для ООО ЭСК «Энергомост» - оценить возможность облегчения опоры,
с учётом применения профилей, прокатываемых в России.
Рис. 1. Монтажная схема опоры ПТ500-1 (20031тм-т.2)
На основании проекта 20031тм-т.2 «Одноцепная промежуточная опора ВЛ 500 кВ
портального типа на оттяжках. Опора ПТ500-1», разработанного ОАО «СевЗап НТЦ», была
выполнена работа «Проверка несущей способности трубчатой опоры ПТ 500-1, выдача
технических решений по возможному изменению схемы опоры», в которой проведен
поверочный расчет металлоконструкций.
Расчет выполнен методом конечных элементов ПК «Лира», в соответствии с
требованиями норм проектирования.
Сочетания нагрузок приняты по расчетным данным приведенным в проекте 20031тм-т2.
В результате полученных расчетов напряжения для некоторых элементов превысили
расчетные сопротивления принятых сталей. В частности, в гололедном режиме, при ветре под
углом 90о и проводе АС500/64 усилия в стойках превысили допустимые на 18%.
Рис. 2. Анализ усилий опоры ПТ500-3.441 (1510-10-КМ.2441-Р)
Для соответствия несущей способности принятым расчетным данным было предложено
изменение заданных сечений элементов в соответствии с «Расчетным листом, с решениями по
изменению». В результате была получена линейка из 6-ти опор: для двух типов проводов
(3хАС400/51 и 3хАС500/64) в трех гололедных районах (II-IV):
По результатам расчета составлена таблица № 1 применимости технических решений по
возможному изменению опоры.
Наименование
Шифр расчета
ПТ 500-1(t=6*)
Таблица 1
Район по ветру ІV(800 Па)
Район по гололеду
ІІ
ІІІ
ІV
ІІ
ІІІ
ІV
(bэ=15) (bэ=20) (bэ=25) (bэ=15) (bэ=20) (bэ=25)
Примечание
мм.
мм.
мм.
мм.
мм.
мм.
Марка провода
3хАС 400/51
3хАС 500/64
Марка троса 11-М3-В-ОЖ-Н-Р
1.241
1.341
1.441
2.241
2.341
2.441
Результаты поверочного расчета
Этап 1
+
+
Результаты применимости технических решений
Этап 2
ПТ 500-1(t=7*)
+
8.8 т.**
ПТ 500-3(t=8*)
+
+
+
9.2 т.**
* толщина сечения стоек опоры (С1, С2, С3);
** предварительная масса опоры.
«+» - удовлетворяет заданным требованиям; «-» - не удовлетворяет заданным требованиям.
Окончательное заключение по применимости технических решений по возможному
изменению схемы опоры было решено принять на основании результатов проведения натурных
испытаний.
Рис. 3, 4. Общий вид одноцепной промежуточная опоры портального типа на оттяжках
ПТ500-1, установленной на стенде в г.Хотьково
Испытания проводились на полигоне ОАО «Фирмы ОРГРЭС» в г.Хотьково, по
инициативе Заказчика, при непосредственном участии разработчиков проекта - ОАО «СевЗап
НТЦ». Представители нашей организации присутствовали в качестве наблюдателей.
Опора подверглась нагрузкам, которые, согласно нашим расчетам, должны были ее
разрушить. Что, собственно и произошло.
Рис. 5, 6. Деформация опоры ПТ500-1
Согласно Протоколу испытаний опоры ПТ500-1, нагрузки по Расчетной схеме II –
Максимальный гололед, ветер под углом 90о, провод АС500/64 - соответствуют нашему
Режиму 3 опоры ПТ500-3.441 (шифр расчета 2.441). При этом режиме усилия в стойках, по
нашим расчетам, превышают допустимые на 18%. Разрушение конструкцию опоры произошло
при достижении 85% процентов нагрузки.
Опора ПМГ500-3.222ц-10
Одноцепная двухстоечная промежуточная многогранная опора ПМГ500-3.222ц-10,
производства ЗАО ДЗМК «Метако», разработанная ООО «Связьтехсервис» подлежала
испытанию на полигоне для применения на объекте «ВЛ500 кВ Костромская ГРЭС – Нижний
Новгород».
Рис. 7. Схема одноцепной двухстоечной промежуточной стальной многогранной
опоры ПМГ500-3.222ц-10
Промежуточная опора разработана свободностоящей конструкцией и состоит из двух
металлических многогранных стоек постоянного сечения, траверс, двух гибких перекрестных
внутренних связей, повышающих боковую устойчивость опоры.
Стойки опор в поперечном сечении имеют форму правильного двенадцатигранника.
Стальная стойка опоры ПМГ 500-3.222ц-10
длиной 33 м состоит из 3 секций, крепление
которых между собой – фланцевое. Диаметр вписанной окружности стойки 513мм.
Траверсы КН6 (консольные) длиной 5500 мм и КН5 (средняя) длиной 11000 мм
выполнены из уголкового проката, удерживаются в проектном положении гибкими тягами.
Траверсы крепятся к стойкам опоры шарнирно на одной отметке с помощью шпилек.
Крепление опоры к фундаменту – фланцевое с помощью 12 болтов М36 х140.
Для подъема на опору на стойках предусмотрены стационарные лестницы.
Общая высота опоры – 33000 мм, высота до траверсы – 27000 мм, расстояние между
стойками опоры – 11000 мм.
Вес опоры с цинковым покрытием и метизами – 9862 кг.
Конструкция опоры ПМГ500-3.222ц-10 разработана для условий:
- Максимальный напор ветра
-
Q= 500 Па;
- Напор ветра при гололеде
-
Qс= 200 Па;
- Толщина стенки гололеда
-
bЭ = 15 мм;
- Расчетная температура воздуха:
при гололеде
–
минимальная
– - 47 0C;
максимальная
–
- 5 0C;
400C
Опора рассчитана на подвеску трех сталеалюминиевых проводов АС400/51 в фазе и двух
тросов МЗ-11-В-ОЖ-Н-Р.
Опора испытывалась с целью проверки:
- качества изготовления деталей опоры и возможности их монтажа:
- прочности - в течение одной минуты опора должна выдержать предельные нагрузки,
равные 102,5 % (СНиП II-23-81*, табл. 2) от расчетных, во всех режимах без видимых
деформаций и разрушений элементов или составляющих частей;
- деформативности опоры - предельное отклонение верха стоек опоры при нормативных
нагрузках нормальных режимов не должно превышать 1/50 от высоты стойки, остаточные
горизонтальные перемещения верха ствола опоры f0 после разгрузки в нормальных режимах не
должны превышать 0.2*fупр (упругие деформации).
- эксплуатационной пригодности – оценивается по результатам испытаний.
Испытания проводились на не смещаемом универсальном фундаменте. Крепление опоры
к фундаменту осуществлялось через переходные плиты.
Перед испытанием опоры производилось её освидетельствование:
- проверка соответствия фактических размеров элементов конструкции проектным;
- оценка технического состояния конструкций опоры, качества ее изготовления и монтажа.
Сборка опоры выполнялась в горизонтальном положении краном. Подъем опоры
осуществлялся методом опрокидывания с помощью шарниров, стационарной подъемной
схемой. Стойки опоры устанавливались на фланцы переходных плит, закрепленных на
универсальном фундаменте стенда.
Рис. 8. Шарнир для подъема опоры ПМГ500-3.222ц-10
Рис. 9. Подъем опоры ПМГ500-3.222ц-10
Рис. 10. Общий вид одноцепной многогранной промежуточной опоры ПМГ500-3.222ц-10,
установленной на стенде в г.Хотьково
Опора ПМГ500-3.222ц-10 рассчитана в 12-и режимах и испытывалась в 5-и наиболее
нагруженных расчетных режимах - нормальных (максимальный ветер и гололед при ветре) и
аварийных (оборван трос, оборвана крайняя фаза, оборвана средняя фаза)
При приемке опоры ПМГ500-3.222ц-10 на стенде установлено, что качество изготовления
опоры в целом удовлетворительное:
- изготовлена в соответствии с конструкторскими чертежами – основные геометрические
размеры соответствуют размерам, указанным в чертежах 133446.05.00.000 МС;
- сварные швы имеют гладкую поверхность, без наплывов, прожогов, сужений.
По результатам испытай получено заключение, о том что опора ПМГ500-3.222ц-10,
предназначенная для ВЛ 500 кВ «Костромская ГРЭС - Нижний Новгород» выдержала
предельные нагрузки в 5 расчетных режимах с (для Lветр.=380м и Lвес.=475м) и соответствует
предъявленным требованиям.
Рис.11. Испытание опоры ПМГ500-3.222ц-10 в аварийных и нормальном режимах
Кроме того, по просьбе ООО «Связьтехсервис» было принято решение испытать данную
опору на нагрузки от Lветр.=420м и Lвес.=525м, с дополнительными усиливающими обоймами
(полухомутами), расположенными у каждого фланца секций.
Рис.12. Схема локального усиления опоры ПМГ500-3.222ц-10
Данное решение, в результате испытаний, также получило положительное заключение:
для установки опоры ПМГ500-3.222ц-10 с пролетами Lветр.=420м и Lвес.=525м может быть
применено усиление стоек в виде установки обойм с высотой 1000мм, толщиной листа не менее
4 мм для всех секций.