Типовыми проектами фундаментов под трансформаторы

Фундамент для комплектных трансформаторных подстанций (КТП)

Одними из наиболее популярных силовых установок, применяемых в организации электроснабжения, являются комплектные трансформаторные подстанции (КТП). Сборка такого оборудования осуществляется на базе одного преобразователя энергии, который подбирается с учетом нагрузки в точке потребления и необходимым уровнем защиты от перепадов напряжения. В числе обязательных требований, обеспечивающих штатный режим работы установок – строительство фундамента для КТП. Формирование надежного основания обеспечивает необходимую устойчивость конструкции, в том числе во время катаклизмов и компенсирует вибрационные эффекты, возникающие в ходе эксплуатации оборудования.

Базовые факторы выбора технологии обустройства станций

Неотъемлемым этапом монтажа трансформаторных подстанций является формирование фундамента. Технология возведения основания определяется характеристиками оборудования (габаритными размерами, весом и назначением), а также свойствами грунта в месте размещения.

В числе требований, которые определяют подход к строительству оснований, — тип сборки. Согласно основной классификации комплектных трансформаторных подстанций, определяется фундамент КТП. Это тяжелые основания для воздушных линий, более легкие для кабельных. Существуют и специфические запросы для фундамента, такие как организация технологического углубления для сбора масла или количество свайных элементов.

Типы КТП заводской сборки:

• Станции киоскового типа. Устанавливаются вне зданий и сооружений, оснащаются одним или двумя трансформаторами необходимой потребителям мощности. Могут иметь несколько назначений: это прием и преобразование электрической энергии, транзит на дальние расстояния или организация снабжения в точке ввода к потребителям. В зависимости от решаемых задач могут иметь несколько исполнений, например, с воздушным или кабельным вводами/выводами. Обычно фундамент под КТП киоскового типа обустраивается на основе свай, — наиболее надежное основание. При таком площадка для размещения подстанции может характеризоваться нестабильным грунтом;
• Сборки контейнерного типа. Наиболее удобный формат обустройства станции снабжения, при котором обеспечивается удобное обслуживание модернизация или перебазирование промышленных мощностей. Подстанции контейнерного типа наиболее популярны для эксплуатации в удаленных районах — месторождениях полезных ископаемых или населенных пунктах, находящихся в районах крайнего севера;
• Мачтовые подстанции. Имеют ограничения по мощности, поэтому предназначены для организации снабжения небольших объектов. При монтаже таких КТП конструктивная нагрузка перераспределяется, поэтому для монтажа достаточно будет подготовить облегченный фундамент под КТП. К этой же категории следует отнести столбовые конструкции как одну из облегченных разновидностей мачтовых сборок. Мощность таких подстанций не превышает 100 кВА.

Общие требования к обустройству фундаментальных конструкций

Вне зависимости от выбранной технологии строительства основания под КТП, следует учитывать стандартные нормативы возведения. В числе технических запросов соблюдение уклона для самой КТП, который предупредит скопление влаги и масла на поверхности площадки, в том числе во время аварийного сброса. Стандартно высоковольтное оборудование должно размещаться на удалении от жилых и производственных объектов не меньше чем на 10 метров.

Требования к фундаментальной части:

• Высота основания над уровнем грунта — от 0,2 метра. Зависит от типа установки;
• Строго горизонтальный профиль поверхности;
• Наличие маслосборного заглубления;
• Схема размещения опор должна включать как минимум четыре столба (сваи). Расстояние между опорными элементами не должно превышать 2 метров.

Типы фундаментов для комплектных трансформаторных подстанций (КТП)

В практике современного строительства оснований для наружного размещения технологического оборудования используется несколько технологий. До сих пор применяется фундамент под КТП, формируемый из металлических лежней. Форма металлической арматуры Т-образная. Верхняя полка размещается на заглублении, а для приема конструкции будет задействована вертикальная часть. При таком подходе существенно экономится время на обустройство фундамента, при этом необходима предварительная подготовка грунта. Количество элементов арматуры (лежней) и схема размещения определяются размерами комплектной подстанции.

Более современный и долговечный тип фундамента — монолитный. Технология используется для массивных сборок подстанций, имеющих несколько трансформаторов. При проведении монтажных работ КТП на фундамент из блоков ФБС дополнительно экономится время за счет отсутствия необходимости проведения подготовительных грунтовых работ. Обустройство осуществляется следующим способом: заблаговременно подготовленная схема столбов заливается бетонным раствором, после застывания площадка готова к размещению оборудования.

Фундамент КТП ФБС имеет существенное отличие от монолита, поскольку собирается непосредственно на месте эксплуатации из одинаковых элементов. После укладки железобетонных изделий формируется армированный пояс. Его основная задача будет заключаться в равномерном распределении нагрузки по всему периметру основания. На практике укладка блоков осуществляется при помощи крана, остальные элементы закладываются вручную согласно выбранной технологии. Под КТП используется классический ленточный контур фундамента или сплошная укладка. Из особенностей обустройства следует отметить необходимость проведения подготовительных работ, утепления и гидроизоляции блоков.

Современный свайно-винтовой фундамент для КТП

В числе новых технологий, применяемых для монтажа трансформаторных подстанций, — метод свайной закладки. Вместе с принимаемым решением купить КТП киоскового типа, заказчики уже ориентирован на этот способ закладки фундамента. Использование технологии снимает ограничения на качество грунта, экономит время и средства, значительно продлевает общий срок эксплуатации подстанции. Этап монтажа сводится к забуриванию сваи в месте размещения подстанции. Площадка обычно готова в течение рабочих суток.

Особенности фундамента КТП киоскового типа

По условиям эксплуатации комплектная высоковольтная подстанция эксплуатируется снаружи зданий и сооружений, испытывает на себе климатические факторы местности. На практике для размещения КТП киоскового типа достаточно точечной укладки 4 ФБС под каждый угол конструкции (или из расчета на одну единицу высоковольтного оборудования). Если планируется размещение двухтрансформаторной подстанции, принимающая способность фундамента должна быть увеличена. Можно сформировать основание из 8 блоков ФБС или обустроить монолитную подушку. Для массивных сборок дополнительно используется заблаговременная подготовка котлована в вид укладки слоя песка, щебня. В любом случае необходимо будет удачно совместить технические запросы и не допустить удорожание проекта.

Источник

Фундаменты комплектных трансформаторных подстанций (КТП) из винтовых свай

Статья расскажет о конструкциях и видах комплектных трансформаторных подстанций, особенностях устройства фундаментов КТП, в том числе с использованием винтовых свай.

Содержание статьи:

Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) предназначены для снижения напряжения при подаче тока от высоковольтных ЛЭП в потребительские сети. КТП размещают в населенных пунктах, на промышленных предприятиях.

1. Конструкция КТП

В состав комплектной трансформаторной подстанции входят:

• распределительное устройство низкого напряжения;
• силовой трансформатор;
• устройство ввода напряжения (высокого);
• соединительные механизмы;
• устройства управления и защиты;
• прочее вспомогательное оборудование.

В отдельных случаях в конструкцию КТП могут входить воздушные, кабельные высоковольтные линии ввода либо вывода, блоки автоматического освещения.

2. Виды комплектных трансформаторных подстанций

Однотрансформаторные мачтовые подстанции (КТПМ) либо подстанции столбового типа (КТПС) для обслуживания частных/небольших промышленных объектов. В регионах с умеренным климатом их устанавливают на улицах.

Промышленные комплектные трансформаторные подстанции. Располагают в цехах предприятий.

Киосковые комплектные трансформаторные подстанции. Обслуживают сельскохозяйственные, небольшие промышленные объекты, населенные пункты.

Комплектная трансформаторная подстанция городской сети. Используется в одно- либо двулучевой схеме городского электроснабжения, сельскохозяйственных, промышленных объектов.

3. Фундаменты КТП

К площадке для размещения высоковольтного оборудования предъявляются повышенные требования. Она должна иметь уклон для отвода поверхностных вод или масла (при сбросе во время работы в аварийном режиме).

По требованиям пожарной безопасности расстояние до ближайших строений или оборудования должно быть не менее 10 м.

Высота надземной части фундамента зависит от вида КТП и составляет от 0,2 до 1,8 м.

Кроме того, должны выполняться следующие требования к основанию:

• фундамент должен иметь строго горизонтальную поверхность;
• должны быть предусмотрены кабельные каналы для прокладки, подключения кабелей (при наличии кабельного ввода);
• при установке КТП с масляным трансформатором, на площадке фундамента должна быть устроена маслосборная яма;
• корпус КТП должен опираться на фундамент минимум в четырех крайних точках основания, длина безопорного расстояния не должна превышать 2000 мм.

Для установки комплектных трансформаторных подстанций используют разные виды фундаментов, но в основном – лежни. Они имеют форму перевернутой буквы «Т» и укладываются так, что горизонтальная часть помещается в грунт, а к вертикальной части крепятся силовые устройства КТП.

Сейчас все чаще при устройстве фундаментов комплектных трансформаторных подстанций используют винтовые сваи.

4. Требования к назначению винтовых свай для фундаментов КТП

Способность к восприятию нагрузок свайно-винтовым основанием всегда в первую очередь определяется несущей способностью грунтов и нагрузками от строения, а уже потом – конструктивными и геометрическими параметрами конкретной сваи, которые также назначаются, в том числе на основании данных о грунтовых условиях.

Поэтому на предполагаемой площадке строительства прежде всего должны быть проведены исследования грунта, которые позволят подобрать параметры винтовых свай, оптимальные именно для данного объекта (подробнее «Геотехнические и геолого-литологические исследования и измерения коррозионной агрессивности грунтов»).

Диаметр ствола винтовой сваи подбирается на основании требований к жесткости, прочности и устойчивости (несущей способности), данных о коррозионной агрессивности грунтов (КАГ). Толщина стенки ствола – на основании данных о КАГ, а также в соответствии с требованиями к жесткости и прочности (подробнее «Расчет стенки ствола»).

Решение о выборе марки стали принимается исходя из требований к жесткости, прочности, а также исходя из грунтовых условий (в том числе данных о коррозионной агрессивности) и условий эксплуатации (подробнее «На что влияет марка стали?»).

Диаметр лопастей назначается на основании данных о несущей способности грунтов и о нагрузках от строения (в соответствии с требованиями устойчивости), толщина – на основании данных о КАГ, требований к жесткости и прочности, конфигурация – на основании данных о физических характеристиках грунтов (пористость, степень насыщения водой, консистенция, гранулометрический состав). Подробнее в статье – «Подбор параметров лопастей».

В зависимости от грунтовых условий участка строительства подбирается и ширина лопасти. Так, диаметр лопасти может превосходить диаметр ствола менее чем в 1,5 раза (узколопастные модификации) или же в полтора и более раза (широколопастные модификации). Каждая из этих конструкций может быть установлена и максимально эффективно эксплуатироваться в определенных грунтах (подробнее – «Что лучше: многовитковые или лопастные винтовые сваи?»).

Количество лопастей также назначается в соответствии с грунтовыми условиями и данными о нагрузках от строения. А межлопастное расстояние, шаг и угол наклона лопастей многолопастных модификаций, назначенные в соответствии с информацией о грунтах, позволяют обеспечить совместную работу сваи и околосвайного грунта, обеспечивая лучшее восприятие нагрузок (подробнее «Особенности расчета многолопастных винтовых свай»).

Длина подбирается исходя из показателей нормативной глубины промерзания и несущей способности грунтов (подробнее «Как подобрать длину винтовых свай для фундамента?»).

Больше информации о различных видах свай в статье «Как выбрать винтовые сваи для фундамента?». Наиболее часто используемые параметры конструкций с диаметром ствола от 133 до 168 мм – в статье «Конструктивные и геометрические параметры (типоразмеры) винтовых свай».

Источник