Фундаменты под трансформаторы, анкерные устройства.
На подстанциях 330 кВ и выше при большом количестве единиц трансформаторов и реакторов и их значительной массе возникает необходимость окончательной сборки оборудования на месте, периодического осмотра его и ревизии, для чего при подстанции сооружается трансформаторная мастерская. Для перемещения трансформаторов в мастерскую от места установки на фундаменте и обратно предусматриваются специальные рельсовые пути перекатки, по которым трансформаторы перемещаются на собственных катках с помощью тягового механизма. Этот путь, как правило, одноколейный, нормальной колеи (1520 мм), прямолинейный и горизонтальный. В местах установки трансформаторов к нему примыкают короткие участки поперечных путей, соединенные с рельсами на фундаментах. Поперечные пути в зависимости от типа трансформатора состоят из двух, трех, четырех или шести ниток рельсов и пересекаются с продольным путем под углом 90°. Количество поперечных ниток рельсов определяется количеством кареток с катками, которыми оснащен трансформатор в зависимости от массы последнего. Стыковка поперечных рельсов с продольными называется глухим пересечением и обеспечивает изменение направления перемещения трансформатора под углом 90° путем разворота кареток на этот угол.
Рис. 2.6. Рельсовый путь для перекатки трансформаторов.
а — пример плана; б — поперечное сечение; 1 — продольный путь перекатки; 2 — трансформаторная мастерская; 3 — поперечные пути; 4 — фундаменты под трансформаторы; 5 — анкеры; 6 — рельсы; 7 — автодорожное покрытие; 8 — шпалы; 9 — слой балласта из щебня (гравия); 10 — слой балласта из песка; 11 — дренажная траншея со щебнем; 12 — дренажная труба.
Конструкция пути показана на рис. 2.6, она состоит из верхнего строения и балластного основания. Верхнее строение пути включает рельсы с подкладками, крепежными и стыковыми деталями, а также шпалы, брусья или плиты (см. разд. 4). Балласт состоит, как правило, из двух слоев: верхнего толщиной 300 мм — из щебня или гравия твердых пород и нижнего толщиной от 500 до 1200 мм — из среднезернистого песка переменной толщины.
Поскольку планировка территории вдоль пути и толщина балластного слоя не позволяют делать водоотводные кюветы, продольный путь предусматривает устройство сопутствующего дренажа с отводом воды, попавшей в балластное корыто, за пределы площадки. Такой дренаж выполняется при общем уровне грунтовых под ниже дна балласта и при недренирующем подбалластном основании. При общем уровне грунтовых вод выше дна балластного корыта дренаж пути делается по специальному расчету с учетом водопонижения в зоне, примыкающей к пути. При наличии в подбалластном основании хорошо дренирующих грунтов дренаж может не выполняться.
Конструктивно дно балластного корыта выполняется с поперечным уклоном 1=0,002 в сторону заглубленной траншеи, расположенной вдоль пути и имеющей продольный уклон 1=0,002; в эту траншею укладываются дренажные трубы. Поверх труб под песчаным балластом укладывается слой чистого щебня твердых пород; трубы — асбестоцементные с прорезями в верхней половине сечения при отсутствии агрессивной среды для цемента пли керамические при ее наличии. Дренирование в последнем случае осуществляется через не заделанные в верхней зоне стыки труб. Через каждые 150 м по длине дренажа предусматривается установка смотровых колодцев.
Рис. 2.7. Анкеры для крепления тросов при перемещении автотрансформаторов на усилие до 400—500 кН.
а — из железобетонных плит и металлоконструкции; б — из центрифугированных стоек; в — набивные с распоркой; 1 — рама; 2 — плиты; 3 — ригель железобетонный; 4, 5 — трубы железобетонные центрифугированные; 6 — сверленые котлованы; 7 — набивные железобетонные стойки; 8 — распорки металлические инвентарные; 9 — основание под автотрансформатор.
В местах глухих пересечений предусматривается возможность установки домкратов для подъема трансформаторов при развороте кареток с катками на 90°.
Трансформатор в собранном виде перемещается по путям с помощью тягового механизма. Роль последнего, как правило, выполняет трактор, который через полиспаст, закрепленный за анкеры, создает необходимое тяговое усилие.
В зависимости от усилия стационарные анкеры закладываются с двух сторон по осям фундаментов под трансформаторы и по концам продольного пути.
Типовые решения анкеров предусматривают Л-образную металлоконструкцию и железобетонные плиты, заглубленные в грунт. Такой анкер держит усилие около 400 кН. Для меньших усилий могут быть применены анкеры в виде набивных или забивных железобетонных свай, железобетонных труб и металлического оголовника. Для облегчения конструкции анкера при значительных горизонтальных усилиях и при наличии вблизи него фундамента под трансформатор могут быть рекомендованы анкеры (рис. 2.7), представляющие собой железобетонные набивные сваи неглубокого заложения, металлические оголовники и распорки, передающие горизонтальную силу на фундамент под трансформатор.
Глава СНиП «Тепловые электростанции» предусматривает возможность устройства продольного пути перекатки с уклоном до 2%. Такой путь целесообразно выполнять при значительных перепадах рельефа местности с целью снижения капитальных затрат и трудозатрат на планировочных работах и подземных сооружениях. Применение путей перекатки с уклоном до 2% на конкретном объекте должно быть обосновано технико-экономическим расчетом и согласовано с заводом — изготовителем автотрансформатора и монтажной организацией.
Имеющийся опыт строительства подобных путей подтверждает их экономическую эффективность. При этом увеличение усилия при перемещении трансформатора вверх по уклону не превышает возможностей такелажной оснастки и тяговых механизмов. Перемещение вниз по уклону не вызывает самопроизвольного движения трансформатора.
Рис. 2.8. Фундамент под автотрансформатор.
1 — железобетонная плита основания; 2 — рельс; 3 — стальные стяжки; 4 — контур маслоприемника; 5 — балласт из щебня; 6 — балласт из песка; 7 — гравийная засыпка маслоприемника.
Верхнее строение пути и основание рассчитывается из условия, что расстояние между шпалами равно 50 или 55 см; нормативное давление на щебеночный балласт 50 Н/см2, на песчаный балласт 30 Н/см2.
В расчетах принимаются следующие модули упругости Е0, Н/см2, оснований пути:
При деревянных шпалах с шагом 55 см .. 3400
То же с шагом 50 см .. 3700
При железобетонных плитах 4000
При железобетонных шпалах с шагом 55 см . . 10 000
То же с шагом 50 см 11 000
Таблица 2.4. Конструктивные данные рельсового пути для перекатки трансформаторов
Продолжение табл. 2.4
В табл. 2.4 сведены основные данные и результаты расчета пути перекатки для восьми типов трансформаторов и реакторов, выпускаемых промышленностью.
Действующими проектами предусматривается несколько разновидностей фундаментов под трансформаторы с использованием номенклатуры железобетонных элементов (см. разд. 4):
из сборных железобетонных плит типа НСП, укладываемых на щебеночно-песчаный балласт;
из центрифугированных железобетонных труб, устанавливаемых в сверленые котлованы с последующей обетонировкой пазух;
из унифицированных подножников под опоры ВЛ и ОРУ;
из унифицированных свай, применяемых для фундаментов опор ВЛ и ОРУ.
В верхней части фундаментов последних трех типов крепятся стальные балки для установки и закрепления рельса.
На фундаменте первого типа рельсы крепятся непосредственно •к железобетонным плитам.
Типовые решения фундаментов разработаны для приведенных в табл. 2.4 трансформаторов.
На рис. 2.8 показан пример устройства фундаментов из плит для трансформаторов АТДЦТН-200000/330 и АТДЦН-400000/330. Методика расчета фундаментов под эти трансформаторы аналогична расчету продольного рельсового пути.
