konferencja naukowo techniczna. elektroenergetyczne linie ... · 11 - 15 0 pn-e-05100-1 416 166,58...

Stanisław Ciupak PGE Dystrybucja SA, Oddział Zamość

Wisła, 18 - 19.10.2017

Konferencja Naukowo – Techniczna. Elektroenergetyczne linie napowietrzne i kablowe

wysokich i najwyższych napięć

„Linie WN na słupach kratowych vs linie WN na słupach

rurowych”

2

Plan prezentacji: 1) Cechy charakterystyczne linii na słupach kratowych

a) budowa

b) eksploatacja

2) Cechy charakterystyczne linii na słupach rurowych

a) projektowanie i budowa

b) eksploatacja

3) Kryteria wyboru technologii wykonania linii na słupach kratowych i rurowych

w obszarach:

a) technicznym

c) ekonomicznym

GENEZA PROBLEMU Co prawda dystrybucyjna sieć WN jest odpowiedzialna tylko za kilkanaście procent wskaźnika SAIDI („sprawcą” ok. 80% jest napowietrzna sieć SN), to jednak dla OSD niezawodność sieci WN ma pierwszorzędne znaczenie. Brak zasilania z sieci WN skutkuje bowiem głębokimi ograniczeniami w dostawie energii elektrycznej na dużych obszarach. Wzrastające wymagania co do pewności zasilania odbiorców mobilizują operatorów do szukania nowych, bardziej odpornych na czynniki zewnętrzne rozwiązań. Do tego dochodzi wzrastająca ekspozycja ekstremalnych zjawisk pogodowych. Wprowadzenie do stosowania nowych wymagań normatywnych wynikających z wprowadzenia normy PN-EN 50341 było również jednym z impulsów zarówno dla OSD i OSP jak i producentów. Do takich rozwiązań możemy zaliczyć słupy pełnościenne (rurowe), budowę w terenach zadrzewionych linii w wykonaniu nadleśnym.

4

Linie WN w wykonaniu klasycznym – słupy kratowe.

Jest to najdłużej stosowane i obecnie dominujące rozwiązanie w budowie linii napowietrznych WN. W Polsce pierwsze tego typu linie napowietrzne powstały w okresie międzywojennym. Choć ówczesne słupy miały nieco inny kształt, to ich zaprojektowanie i budowa charakteryzowały się dużą starannością i współczynnikami bezpieczeństwa. Pewne fragmenty sieci (np. wybudowane w ramach COP) pracują do dnia dzisiejszego. Zdecydowana większość naszych linii WN wybudowana została wg. PN-58/E-05100 i nowelizacji w roku 1962, 1975, 1998. Podstawowymi elementami składowymi słupa kratowego są kątowniki różnych gabarytów łączone za pomocą śrub. Jako fundamenty najczęściej stosowane są prefabrykaty w kształcie odwróconego „grzyba”, co umożliwia szybkie ustawienie słupa.

5

TROCHĘ HISTORII…

PRZYKŁADOWE ROZWIĄZANIA.

Słupy serii S12

PRZYKŁADY SZCZEGÓLNYCH ROZWIĄZAŃ MODERNIZACYJNYCH

Operacja podwyższenia słupa (dodanie segmentu w części dolnej) połączona z wymianą fundamentów, bez demontażu przewodów.

Przebudowa słupa z odczepem na „ „odłącznikowy”

PROBLEMY EKSPLOATACYJNE – USZKODZENIA KONSTRUKCJI

Słup przelotowy Odłącznik przedstacyjny

Uszkodzenie - zwichrowanie górnej części słupa Sc 185 na skutek upadku drzewa na przewód

Uszkodzenie - złamanie górnej części słupa Sc 185 na skutek upadku drzewa na przewód

PROBLEMY EKSPLOATACYJNE - KRADZIEŻE KĄTOWNIKÓW

Słup przelotowy Odłącznik przedtacyjn Układ rożkowy

Kolejnym problemem eksploatacyjnym, charakterystycznym dla konstrukcji kratowych są kradzieże kątowników. Zjawisko to w niektórych przypadkach bywało brzemienne w skutkach, kończyło się w skrajnych przypadkach złamaniem słupa. Natężenie jego występowania bywało bardzo różne, uzależnione od sytuacji na rynku materiałów stalowych, miejsca lokalizacji, zamożności społeczeństwa. Walka z nim polega głównie na uzupełnianiu skradzionych kątowników. Wykrywalność przez organy ścigania wykazuje znikomą skuteczność. Największa skala tego zjawiska miała miejsce w drugiej połowie lat osiemdziesiątych. Obecnie skala zjawiska jest znacznie mniejsza, nie stanowi większego zagrożenia dla bezpieczeństwa konstrukcji.

PROBLEMY EKSPLOATACYJNE KRADZIEŻE KĄTOWNIKÓW.


Otwory po odkręconych kątownikach

Wyłamanie kątownika – śruba była zabezpieczona przed odkręcaniem.

PROBLEMY EKSPLOATACYJNE KRADZIEŻE KĄTOWNIKÓW C. D.

Słup przelotowy Odłącznik przedtacyjn Układ rożkowy Kradzieże kątowników

Otwory po odkręconych kątownikach

słup nr 118 linii 110 kV Xxx - Yyy

brakujące kątowniki na ścianie prostopadłej do linii

brakujące kątowniki na ścianie równoległej do linii

brakujące kątowniki w zakratowaniu poziomym

PROBLEMY EKSPLOATACYJNE - SADŹ


Ptak na wysięgniku - stwierdzony po SPZ na linii. Walka ze skutkami sadzi - obijanie przewodów z lodu

Praca linii w warunkach sadzi katastrofalnej

PROBLEMY EKSPLOATACYJNE - KOROZJA.


W miarę upływu czasu daje się we znaki zjawisko korozji. Szczególnie jest to

dotkliwe w przypadku wykonania słupów z tzw. stali „CORTEN”

W krańcowych przypadkach dochodzi nawet do zerwań śrub mocujących.

Środkiem zapobiegawczym jest malowanie poprzedzone czyszczeniem.

Zabieg ten jest bardzo kosztowny i trudny do wykonania nie tylko ze względu na

samą technologię wykonania (mnóstwo różnej wielkości kątowników) ale

również uzależnienia od warunków atmosferycznych i możliwości uzyskania

wyłączeń.

PROBLEMY EKSPLOATACYJNE KOROZJA.


Ptak na wysięgniku - stwierdzony po SPZ na linii.

Stal CORTEN 20 lat po malowaniu Stal CORTEN po malowaniu 2016 rok

PROBLEMY EKSPLOATACYJNE KOROZJA.



Stal CORTEN po malowaniu 2016 rok Korozja części przyziemnej, na styku z fundamentem

Słup po naprawie

Słup serii Ac po naprawie

ROZWIĄZANIA ALTERNATYWNE – SŁUPY RUROWE



Stal CORTEN po malowaniu 2016 rok Słup po naprawie

Słup po naprawie

Fragment linii na słupach rurowych (pełnościennych), widoczne przęsła w wykonaniu nadleśnym . Wysokość słupów nadleśnych zawiera się w granicach 49 - 56 m. Zagrożenie upadkiem drzewa lub konara przestaje istnieć, problem wycinki również.


Odłącznik przedtacyjn Układ rożkowy Stal CORTEN po malowaniu 2016 rok Słup po naprawie

Słup po naprawie

Dwutorowa linia 110 kV z odcinkiem wykonanym na słupach nadleśnych.


Słup przelotowy Odłącznik przedtacyjn Układ rożkowy Stal CORTEN po malowaniu 2016 rok Słup po naprawie

Słup po naprawie


Linia 110 kV na słupach rurowych (pełnościennych) na etapie budowy.

FUNDAMENTY SŁUPÓW RUROWYCH


Słup po naprawie


Linia 110 kV na słupach rurowych (pełnościennych) na etapie budowy.

Przygotowany do betonowania fundament (widoczne kręgi ze zbrojeniem i głowicą)

Fundament tuż po zabetonowaniu. Głębokość zawiera się w granicach 8 – 16 m, średnica to 1,5 – 2,5 m, w zależności od rodzaju słupa.

ELEMENTY SŁUPÓW RUROWYCH PRED MONTAŻEM.


Słup po naprawie


Linia 110 kV na słupach rurowych (pełnościennych) na etapie budowy. Segment słupa linii jednotorowej

Słup linii dwutorowej przygotowany do montażu

UROKI BUDOWY…


Słup po naprawie



Słup linii dwutorowej przygotowany do montażu

Budowa linii na słupach rurowych wymaga użycia ciężkiego sprzętu, dowiezienia betonu itp. Warunki terenowe wymagają czasem wzajemnego holowania się przez wiele pojazdów….

…tylko stary, powojskowy KRAZ był niezawodny.

SYSTEMY ASEKURACJI.


Słup po naprawie



Słup linii dwutorowej przygotowany do montażu System asekuracji oparty o szynodrabinę,

współpracującą z urządzeniem chroniącym przed upadkiem

Słup innej linii dwutorowej z systemem asekuracji opartym na drabinie z szyną o profilu w kształcie litery „T” współpra- cującym z urządzeniem chroniącym przed upadkiem

KOSZTY BUDOWY 1 KM LINII 1-TOR NA SŁUPACH KRATOWYCH

Słup przelotowy Układ mieszany , rożkowo – iskiernikowy

Dł. Linii w przedziale

[km]

Słupy nadl. [szt.]

Zaproj. Wg. normy

Cena za 1 km [zł/km]

Informacje dodatkowe

21 - 25 9 PN-EN 50341-1:2005,

PN-EN 50341-3-22:2010 348 821,00 Modernizacja - demontaż i budowa

16 - 20 2 PN-EN 50341-1:2005,


31 - 35 0 PN-EN 50341-3 PN-E-

05100-1 438 697,00

Połowa linii - dostosowanie istniejącego odcinka do większej obciążalności; druga połowa linii wymiana wszystkich elementów.

11 - 15 3 PN-EN 50341-1:2005,


11 - 15 0 PN-EN 50341-3 475 476,80 Budowa po istniejącej trasie

21 - 25 0 PN-EN 50341-3 475 626,40 Budowa po istniejącej trasie

16 - 20 0 PN-EN 50341-3 522 353,00 Budowa nowej linii

6 - 10 0 PN-EN 50341-3 610 588,00 przebudowa linii z jednotorowej na jednotorową

1 - 5 0 PN-E-05100-1 716 295,50 Kolizja z drogą

1 - 5 0 PN-E-05100-1 960 462,25 Kolizja z drogą

1 - 5 5 PN-E-05100-1 1 300 000,00 Linia wybudowana na terenie zalewowym. Zakończona słupami kablowymi. Słupy posadowione na fundamentach izbicowych.

KOSZTY BUDOWY 1KM LINII 1-TOR NA SŁUPACH RUROWYCH


Długość linii zawarta

w przedziale [km]

Słupy nadl. [szt]

Zaproj. Wg. normy



11 - 15 0 PN-E-05100-1 416 166,58 Budowa po istniejącej trasie

16 - 20 0 PN-EN 50341-3

532 644,20 Budowa po istniejącej trasie

11 - 15 4 PN-E-05100-1 626 333,00 nowa linia

21 - 25 0 PN-EN 50341-3

626 800,00

Linia napowietrzno-kablowa (w tym dwa odcinki kablowa o łącznej długości 1150m).

KOSZTY BUDOWY 1 KM LINII 2-TOR NA SŁUPACH KRATOWYCH



w przedziale [km]

Słupy nadl. [szt]

Zaproj. Wg. normy



1 - 5 0 PN-E-05100-1 619 556,00

Przebudowa jednotorowej na dwutorową)

KOSZTY BUDOWY 1KM LINII 2-TOR NA SŁUPACH RUROWYCH



w przedziale [km]

Słupy nadl. [szt.]

Zaproj. Wg. normy



11 - 15 11 PN-EN 50341-3

961 788,00 nowobudowana

1 - 5 0 PN-E-05100-1

1 100 000,00 nowobudowana

1 - 5 0 PN-EN 50341-3 1 240 000,00 Wejście/wyjście do/ze stacji

Dane pochodzą od OSD z terenu Polski. Dotyczą projektów realizowanych na przestrzeni ostatnich kilku lat. Łączna długość linii poddana analizie wynosi 269 km.

UZYSKANE ŚREDNIE CENY BUDOWY 1 KM ORAZ RÓŻNICA PROCENTOWA POMIĘDZY LINIĄ NA SŁUPACH KRATOWYCH A SŁUPACH RUROWYCH Rodzaj linii zł/km Różnica procentowa

Linia jednotorowa na słupach kratowych 447 526,10 zł 25% Linia jednotorowa na słupach rurowych 565 306,66 zł Linia dwutorowa na słupach kratowych 619 556,00 zł

64% Linia dwutorowa na słupach rurowych 1 017 188,78 zł

W przypadku linii dwutorowych porównanie jest mało reprezentatywne ze względu małą próbę (jedna linia z przedziału 1 – 5 km) linii dwutorowej na słupach kratowych.

MOCNE STRONY NA ROZWIĄZAŃ NA SŁUPACH RUROWYCH.

Słup przelotowy Odłącznik pzedayn Układ mieszany , rożkowo – iskiernikowy

1. Zbliżony do koła kształt przekroju poprzecznego profilu pozwala uzyskać znacznie większą wytrzymałość przy działaniu sił skręcających i zginających. 2. Znacznie mniejsza w stosunku do kratowych zajmowana powierzchnia – słup mocny np. ON90 + 10 w wykonaniu kratowym może zajmować nawet do 0,5 ara gruntu. 2. Znika problem kradzieży kątowników. 3. Bardzo utrudnione wejście osób postronnych. 4. Nie występuje potrzeba oczyszczania z roślinności „wnętrza” słupa. 5. Ewentualne malowanie jest znacznie łatwiejsze niż słupa kratowego – mamy do czynienia z prawie jednorodną powierzchnią. 6. Zastosujemy w miejscach zadrzewionych wykonania nadleśnego, niweluje problem wycinki. 7. Nie ma problemu licencji tak jak w przypadku słupów kratowych . Jest również możliwość stosowania słupów innego producenta niż zaprojektowane bez konieczności zmiany pozwolenia na budowę.

JAKIE ROZWIĄZANIE WYBRAĆ?

Jak pokazują przedstawione na poprzednich slajdach wyliczenia, różnica w cenie pomiędzy linią na słupach rurowych i kratowych nie jest aż tak wielka (ok. 25%) biorąc pod uwagę zalety linii na słupach rurowych. Błędem jednak byłoby stwierdzenie, że rozwiązanie na słupach rurowych można zastosować w każdym przypadku. Przeciwskazaniem do zastosowania słupów rurowych są: 1. Niestabilny grunt w głębszych warstwach (poniżej 4 m) – konieczność budowy

bardzo rozbudowanych i kosztownych fundamentów, co czyni taki projekt ekonomicznie nieopłacalnym.

2. W przypadku przebudowy istniejącej linii, gdy słupy są zlokalizowane w miejscu dotychczas istniejących i nie ma możliwości uzyskanie trwałych wyłączeń, czasem nawet na kilka miesięcy (czas wiązania betonu to ok. 28 dni).

LINIE TYMCZASOWE – ZŁAGODZENIE PROBLEMU WYŁĄCZEŃ

Zastosowanie linii tymczasowych umożliwia zminimalizowanie czasu wyłączeń, lecz w ograniczonym do jednego lub kilku stanowisk zakresie.

Operacja podwyższenia słupa (dodanie segmentu w części dolnej) połączona z wymianą fundamentów, bez demontażu przewodów.

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ

konferencja naukowo techniczna. elektroenergetyczne linie ... · 11 - 15 0 pn-e-05100-1 416 166,58...

Documents