До последнего времени ОРУ на напряжения 220 кВ и выше применялись стальные конструкции для ошиновки, для молниеотводов и для установки разъединителей и лишь изредка на напряжения до 110 кВ применялись деревянные и железобетонные конструкции. Фундаменты под оборудование выполнялись бетонными монолитными,
В настоящее время широкое распространение получают сборные железобетонные конструкции фундаментов под оборудование и сборные железобетонные конструкции для ошиновки.
Заслуживает широкого внедрения применение сборных железобетонных и свайных фундаментов для порталов и для оборудования ОРУ.
Силовые трансформаторы прежде устанавливались на бетонных фундаментах с рельсами для выкатки трансформаторов. По новым типовым проектам фундаменты сооружаются из блоков и колонн, соединяемых железобетонными балками.
За рубежом во многих случаях фундаменты для силовых трансформаторов вообще не сооружаются и они устанавливаются на отрезках железнодорожных путей. Вокруг фундаментов трансформаторов выполняются маслосточные ямы с решетками, засыпаемыми гравием. Из маслосточных ям укладывают маслосто ки. При открытой установке трансформаторов должны соблюдаться указания, изложенные в табл. 4-1. Вдоль фундаментов мощных силовых трансформаторов укладывается железнодорожный путь широкой колеи, соединяемый с подъездными путями. В месте пересечения железнодорожного 'пути, уложенного вдоль фундаментов трансформаторов, с путями на фундаментах трансформаторов укладываются железнодорожные крестовины (рис. 4-5).
Таблица 4-1
Указания для установки трансформаторов
У крестовин выполняются бетонные фундаменты для опирания домкратов при развороте катков тележек трансформаторов. Трансформаторы крепятся к рельсам фундаментов захватами.
Ширина поверху нормального однопутного полотна железных дорог к ОРУ на прямых участках и типы верхнего строения подъездных путей нормальной колеи определяются данными Правил технической эксплуатации железных дорог. Крестовины стрелочных переводов нормальной колеи при пропуске грузовых составов принимаются не круче 1/9, при пропуске маневровых составов не круче 1/7 и в специальных случаях не круче 1/9.
Расстояние между осями смежных железнодорожных путей на территориях ОРУ принимается не менее 3,6 м. Габарит приближения строений к железнодорожным путям принимается № 2, однако разрешается в необходимых случаях устанавливать и специальные габариты.
Приближение железнодорожных путей к сооружениям допускается в соответствии с данными ПТЭ железных дорог. Уклоны соединительных путей принимают не выше 20% в особо трудных условиях не более 40%о. Руководящий уклон на подъездных путях при наличии паровой тяги должен быть не более 30%.
Радиусы кривых на подъездных путях должны соответствовать данным таблиц СНиП.
В случаях, когда грузы будут перевозиться спецтранспортерами, кривые должны быть проверены на пропуск спецтранспортеров.
Круговые кривые сопрягают с примыкающими прямыми путем применения переходных кривых.
Подземные трубопроводы на территории подстанций следует укладывать на расстоянии не менее 4 м от оси железнодорожных путей, но на расстоянии, не меньшем, чем глубина траншеи. При наличии автомобильных дорог подземные коммуникации прокладывают на расстоянии не ближе чем 1,5 м от бордюрного камня либо 1 м от бровки кювета или же от подошвы насыпи.
Масляные выключатели МКП-274 устанавливают на фундаментах с маслосточными ямами. Отдельные небольшие фундаменты сооружают для шкафов (вторичных цепей редукторов воздушной сети и пр.).
Теплоэлектропроектом проделана большая работа по унификации сборных железобетонных конструкций для ошиновки ОРУ, причем для опорных конструкции приняты конические в цилиндрические центрифугированные трубы, а для траверс опор на напряжение 35 и 110 кВ железобетонные тавровые балки. На рис. 4-6—4-9 показаны унифицированные конструкции ОРУ 35, 110, 220 и 500 кВ.
На рис. 4-10 изображена схема генплана подстанции 500 кВ. В ОРУ на напряжения 220 кВ и выше к применению намечены напряженно-армированные трубы, а также трубы без предварительного напряжения арматуры.
Облегчение конструкции опор достигается применением оттяжек из троса либо из круглой стали. Строительные конструкции опор рассчитаны на применение в грунтах с расчетным сопротивлением 2 кГ/см2. Опоры рассчитаны на гололедные нагрузки, соответствующие II району гололедности, и на скорости ветра 30 м/сек.
Рис. 4-6. Расстановка железобетонных конструкций РУ 35 кВ.
Опорные конструкции РУ по унифицированным проектам показаны на рис. 4-11 и 4-12. Ячейковые порталы выполняются либо многопролетного, либо однопролетного типа, а шинные порталы во всех случаях однопролетными. Стойки опор приняты коническими диаметром внизу 560 мм, длиной 9, 11 и 14 м.
Тавровые траверсы имеют длину 4, 6 и 9 м.
Всего для сооружения ОРУ на напряжения 35 и 110 кВ применяются восемь элементов (в их число входят фундаменты), которые изготавливаются в четырех формах.
Ячейковые порталы ОРУ 220 и 330 кВ сооружаются с применением труб длиной 19,5 м, а шинные длиной 14,0 м. Траверсы для конструкций изготавливаются из цилиндрических труб длиной 16 м, диаметром 560 мм. Ячейковые порталы сооружаются с растяжками, выполняемыми в плоскости тяжения.
Всего при сооружении ОРУ 220 и 330 кВ предусматривается применение двух типоразмеров стоек и одного типоразмера траверс.
Кроме стоек и траверс, при строительстве РУ применяются сборные фундаменты, анкерные плиты для оттяжек и муфты. Общее количество типов стройдеталей при этом равно восьми.
Рис. 4-7а. Конструкция ОРУ 220 кВ с двумя рабочими и обходной системой шин.
Стойки и траверсы изготавливаются в двух формах.
На ОРУ 500 кВ предусматривается выполнение ячейковых порталов из напряженно-армированных труб. Их длина выбирается равной 22 м, а диаметр 560 мм. При одном из предложенных вариантов проекта опоры работают по шарнирной схеме (рис. 4-13) и раскрепляются растяжками.
Шаг ячейки при этом равен 38 м, что на 10 м более величины, принятой в случае применения стальных конструкций.
Шинные порталы ОРУ 500 кВ имеют траверсы длиной 22 м. При наличии четырех шинных порталов в одном ряду средние порталы рассматриваются в качестве промежуточных, не несущих нагрузки от проводов. Внешние концевые порталы воспринимают нагрузки от тяжения и крепятся оттяжками.
Рис. 4-8. Конструкция ОРУ 110 кВ.
Рис. 4-9. Конструкция ОРУ 500 кВ.
Принимаемая конструкция шинной опоры предусматривает применение двух подвесных гирлянд изоляторов, с помощью которых осуществляется оттяжка петель проводов от стоек опоры.
При сооружении гидроэлектростанции в горных условиях вблизи от станционного узла часто не представляется возможным разместить на одной отметке с подстанционным узлом ОРУ «среднего» типа. В подобных случаях возможно сооружение ОРУ «высокого» типа с установкой разъединителей на повышенных конструкциях. В некоторых случаях возможно расположение ОРУ ступенчатым образом на террасах. Возможно также сооружение ОРУ «наклонного» типа на косогорах. Иногда осуществляется сочетание перечисленных типов: «высокого», «ступенчатого» и «наклонного».
На рис. 4-14 приведены пять вариантов сооружения в горных условиях ОРУ 110 кВ ГЭС.
При «ступенчатых» вариантах для подъема на верхние террасы сооружение дорог в ряде случаев бывает затруднено и прибегают к строительству грузовых бремсбергов.
Опорные конструкции для соединительных проводов, для шинных мостов и для ошиновки трансформаторов также выполняются из унифицированных сборных железобетонных элементов.
При разработке унифицированных конструкций для аппаратуры и оборудования принят принцип раздельного выполнения подземной и надземной частей.
Рис. 4-12. Схема конструкций порталов 500 кВ. а — ячейковый портал; б — шинный портал.
Рис. 4-13. Схема портала с оттяжками.
Для надземной части приняты в качестве стандартных элементов стойки квадратного сечения размером 250X250 мм, длиной 900; 2 000; 2 500 и 3200 мм, всего четыре типа стоек. Конденсаторы связи и приводы разъединителей предусматривается крепить с помощью накидных хомутов на шпильках. В некоторых случаях во избежание увеличения типоразмеров стоек намечается наращивать их стальными конструкциями.
При наличии суглинков и глинистых грунтов намечено применять железобетонные сваи. В грунтах, в которых забивка свай затруднена, в качестве фундаментов предусматривается применение грибовидных подножников. Всего предложены к применению два типа грибовидных подножников и один тип свай.
Разрядники на открытых подстанциях 220 кВ монтируются на четырех отдельных фундаментах.
Основные данные сборных железобетонных элементов открытой части подстанции приведены в табл. 4-2 и 4-2а.
На территории открытой подстанции выполняют туннели и каналы для кабелей и сжатого воздуха. В соответствии с «Правилами технической эксплуатации» каналы выполняют из материалов, не подверженных гниению. Все каналы и туннели должны дренироваться.
Подвод сжатого воздуха от компрессоров производится по укладываемым в каналах воздухопроводам, для устройства которых применяют красно-медные или стальные трубы. Обычно на подстанциях выполняется замкнутое питающее кольцо, от которого через редукторы сжатый воздух поступает в распределительную сеть. При колебании давления воздуха в сети компрессорные установки включаются и отключаются автоматически.
В случае прохождения по территории подстанции теплофикационных туннелей их вентиляционные отверстия не должны располагаться под ошиновкой.
Для обслуживания подстанции выполняется сеть дорог и тротуаров. Продольный наибольший уклон внутренних дорог, кроме мест стоянки транспорта, в особо сложных условиях принимается равным 111%о. Приближение автомобильных дорог принимается в соответствии с данными табл. 4-3. Под мостами и эстакадами габарит автомобильных дорог принимают по ширине не менее ширины проезжей части плюс 0,5 м, а по высоте не менее 4,5 м.
Тротуары могут строиться вплотную в линии застройки в случаях внутреннего или наружного отвода воды с кровли с помощью водосточных труб.
Для осмотра и ремонта выемной части трансформаторов на ОРУ иногда предусматриваются стальные порталы. Грузоподъемность подобных порталов выбирается из расчета веса выемной части наибольшего по мощности силового трансформатора, который может быть установлен на подстанции. При наличии железнодорожных путей вдоль фронта трансформаторов портал устанавливается в конце его.
Рис. 4-14 Варианты расположения ОРУ на гидроэлектростанциях.
Таблица 4-2
Основные сборные железобетонные элементы открытой части подстанций
Продолжение табл. 4-2
Таблица 4-2а
Сборные железобетонные опоры под оборудование
Так как в настоящее время признано нецелесообразным вскрытие трансформаторов при монтаже, а сроки между капитальными ремонтами значительно удлинены, на подстанциях мощностью 5 600—10000 кВА нет необходимости в устройстве стационарных ремонтных порталов и признано целесообразным применение перевозимых разборных ремонтных порталов.
Таблица 4-3
Приближение автомобильных дорог
Типовое решение, как отмечалось выше, предусматривает на подстанциях 35—500 кВ при наличии трансформаторов большей мощности строительство ремонтных порталов.
Грузоподъемность ремонтных порталов равна 40, 60 и 100 Т.
Для освещения ОРУ 35—500 кВ обычно применяют прожекторы, устанавливаемые на опорах молниеотводов и на крышах вблизи расположенных зданий, а также светильники, установленные на конструкциях, несущих ошиновку.
Ширину полос зеленых насаждений вдоль проездов принимают не ниже 2 м. Данные о допускаемом приближении зеленых насаждений приведены в табл. 4-4.
Территорию подстанции планируют, засевают травами и ограждают решетчатой или проволочной отрадой.
Приближение зеленых насаждений
Для обеспечения отвода поверхностных вод отдельные участки территории планируют с уклонами не менее 0,003.
При длине ската поверхности более 100 м в случае уклонов 0,03 и более территорию рекомендуется планировать террасами.
В ряде случаев на территории ОРУ оказывается необходимым устройство дренажной системы, которая в большинстве случаев выполняется путем закладки на небольшой глубине керамиковых или бетонных труб с разрывами на стыках и с устройством обратных фильтров из чередующихся слоев гравия или щебня различных фракций.
Для ОРУ, а также столбовых подстанций могут быть применены деревянные опоры. «Правила устройства электроустановок» рекомендуют для изготовления деревянных опор сосну, однако допускается также применение других пород леса с соответствующим изменением расчетных допускаемых напряжений Конусность бревна от комля к верхнему отрубу или так называемый сбег бревна должен быть не более 8 мм на 1 пог. м длины бревна. Опоры следует изготавливать из пропитанных антисептиком бревен, причем лес должен быть не ниже 3-го сорта.
Стойки, подкосы, пасынки, траверсы и другие расчетные элементы опор должны выполняться из бревен, диаметр которых в верхнем отрубе должен быть не менее 15 см.
«Правила устройства электроустановок» разрешают применять ель и пихту лишь в отдельных случаях, причем для пасынков и траверс ель и пихту применять вовсе не разрешается.
На чертежах опор должны указываться опасные сечения для всех деталей. Сопряжения опор следует осуществлять по возможности без врубок. Разрешается для элементов конструкций применять не только круглый, но и пиленый лес. В районах Сибири разрешается временно до строительства пропиточных заводов пользоваться непропитанной лиственницей зимней рубки. Торцы и верхнюю часть траверс, а также пасынки на 1 м ниже и выше грунта следует при этом защищать суперобмазкой. В связи с дефицитностью троса не рекомендуется применение деревянных опор с оттяжками. У пасынков непропитанных опор обмазывают антисептиками торцы и врубки опор и устанавливают антисептические бандажи.
Сучки размером от 25 до 60 мм могут быть допущены лишь в количествах не свыше 4 на 1 пог. м длины бревен. Сквозные трещины разрешаются на длину не более одного диаметра торцов. Зарубы, затесы и скосы разрешаются на глубину не выше 1/10 толщины бревна. Допускается кривизна бревен не свыше 1 см на 1 пог. м.
Бревна должны быть перед изготовлением опор очищены от сучьев и коры.
