ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ПОДСТАНЦИЙ, ТЭС И АЭС

Электрические подстанции позволяют как повышать (повышающие подстанции), так и понижать (понижающие подстанции) напряжение в сети переменного тока. Подстанция, в которой используются повышающие трансформаторы, повышает электрическое напряжение при соответствующем снижении значения силы тока, понижающая, соответственно - уменьшает выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока.

В энергетическом строительстве электрические подстанции применяются при проведении воздушных высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) с целью повышения напряжения, вырабатываемого генераторами, необходимого для передачи электроэнергии по этим линиям. Целью повышения передаваемого напряжения в проводах ЛЭП является уменьшение потерь энергии на активном сопротивлении за счет уменьшения силы проходящего тока. Благодаря этому, по воздушным ЛЭП становится возможным передавать электроэнергию большой мощности и на значительное расстояние. Это является целесообразным решением для передачи электроэнергии по всей территории страны в частности и для развития энергетики в целом.

По месту их размещения подстанции делятся на открытые, устройство которых происходит на открытом воздухе (ОТП - открытая трансформаторная подстанция, ОРУ - открытые распределительные устройства), и закрытые - это подстанции, оборудование которых расположено в здании (ЗТП - закрытая трансформаторная подстанция).
Электроподстанции могут располагаться на открытых площадках, в закрытых помещениях, под землёй и на опорах (МТП - мачтовая трансформаторная подстанция), в специальных помещениях зданий-потребителей. Встроенные подстанции часто предусматриваются в проектировании больших зданий и небоскребов.

Для устройства и последующей эксплуатации электрических подстанций напряжением и открытых распределительных устройств напряжением 35 - 500 кВ применяются специальные конструкции - унифицированные сборные элементы подстанций, в число которых входят лотки, каналы, плиты, стойки, шпалы, фундаменты, сваи. Количество тех или иных используемых элементов для каждой подстанции прямо пропорционально мощности проходящего через трансформатор тока, способу присоединения подстанции к электрической сети, а также месту ее установки.

Унифицированные железобетонные элементы подстанций изготавливаются по серии 3.407.1-157 и ТУ 5863-003-00113371-2004.

Согласно проектной документации серии 3.407.1-157 унифицированные элементы подстанций делятся на группы в зависимости от назначения и способа изготовления:

• 1я группа включает в себя центрифугированные изделия. В группу входят 5 типоразмеров предварительно напряженных цилиндрических труб, которые используются для стоек порталов ошиновки открытых распределительных устройств (ОРУ) 220, 330 и 500 кВ, трансформаторных групп, прожекторных мачт и отдельностоящих молниеотводов, а также 2 типоразмера цилиндрических фундаментов, используемых для установки стоек стальных порталов ОРУ 35 - 220 кВ и трансформаторов;
• 2я группа - вибрированные предварительно напряженные изделия порталов. В эту группу входят 3 типоразмера конических стоек прямоугольного сечения и 2 типоразмера траверс трапециевидного сечения, постоянного по всей длине;
• 3я группа - изделия опор под оборудование. В состав группы входят предварительно напряженные сваи (3 типоразмера) и стойки (5 типоразмеров) квадратного сечения 21х21 см, применяемые в качестве опор для установки электротехнического оборудования. Для заделки стоек в слабых и пучинистых грунтах применен ненапряженный подножник стаканного типа квадратного сечения по подошве с размерами 80х80 см;
• 4я группа включает в себя изделия кабельных лотков и каналов. В группу входят 2 лотка, 2 бруска, 2 плиты перекрытия лотков и каналов и один дырчатый блок для прохода кабелей через дороги;
• 5я группа состоит из плит и шпал. В эту группу входят 4 типоразмера плит, одна шпала и одна полушпала, предназначенные для фундаментов под трансформаторы глухих пересечений, а также для железнодорожных путей, по которым осуществляется перекатка трансформаторов;
• 6я группа – сюда входят фундаменты и плиты для установки оборудования комплектных трансформаторных подстанций (КТП) и комплектных распределительных устройств наружной установки (КРУН). В состав этой группы входят 5 типоразмеров лежней и 2 типоразмера плит;
• 7я группа включает в себя изделия ограды. В группу входят 2 типоразмера изделий для устройства незаглубленной ограды;
• 8я группа - в группу входят 2 типоразмера грибовидных подножников узкобазых металлических порталов и фундаментов под трансформаторы.

Для всех видов электрических подстанций требуются свои унифицированные железобетонные элементы подстанций. 

Унифицированные элементы подстанций изготавливаются из железобетона - высокопрочного материала, состоящего из тяжелого бетона с применением армирования из стальных каркасов и стержней. Применяемый класс бетона зависит от назначения и особенностей эксплуатации изделий:

• 1я группа: стойки порталов изготавливаются из бетона класса В40, цилиндрические фундаменты - из бетона класса В15;
• 2я группа - все изделия изготавливаются из бетона класса В30;
• 3я группа: стойки и сваи - из бетона класса В30, подножники - класса В15;
• 4я группа - класс бетона всех изделий - В15;
• 5я группа - класс В25;
• 6я группа - лежни – из бетона класса В15, плиты - В22,5;
• 7я группа - класс В15;
• 8я группа - класс В30.

Марка бетона по морозостойкости для изделий 1й и 2й групп, кроме подножников, в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха в районе строительства, следует принимать: до -20°С - F100, при температуре от -21°С до -40°С – не ниже F150, ниже -40°С – от F200. Для остальных изделий марка бетона по морозостойкости должна быть не менее F100. Для  жби элементов, подвергающихся в грунте воздействию агрессивной среды, марка бетона по водонепроницаемости должна быть не менее W6.

В качестве армирования для бетона конструкций элементов подстанций используется:
- стержневая горячекатаная гладкая сталь класса А-I по ГОСТ 5781-82;
- стержневая горячекатаная сталь периодического профиля класса А-III и A-V по ГОСТ 5781-82;
- стержневая термически упрочненная сталь периодического профиля класса Ат-VI по ГОСТ 10884-81;
- обыкновенная арматурная проволока гладкая класса В-1 по ГОСТ 6727-80.

Монтажные петли должны изготавливаться из горячекатаной гладкой арматурной стали класса А-I, марок ВСт3 сп2 и ВСт3 пс2. Сталь марки ВСт3 пс2 в случае монтажа элементов подстанций при расчетной зимней температуре ниже -40°С применять не допускается.

Маркировка железобетонных сборных элементов подстанций состоит из буквенно-цифровых значений, разбитых на три группы:
первая группа буквенно-цифрового значения содержит литеры условного наименования изделий и основные габаритные размеры, в дециметрах, где:
СЦП - стойка цилиндрическая полая,
ФТ, ФЦТ - фундамент цилиндрический
ВС, ВСЛ - стойка порталов коническая прямоугольного сечения,
ТЖ - траверса,
СН, УСВ - свая энергетическая (свая квадратного сечения),
СОН - стойка энергетическая квадратного сечения,
Ф, ПФ - фундамент грибовидный,
БДЛ - универсальный дырчатый блок,
Л - лоток кабельных каналов,
УБК - универсальный кабельный лоток,
П, УП - плита перекрытия лотков и каналов,
ПФ, ФП - плита фундамента под трансформаторы,
НСП - плита под оборудование ОРУ,
АП - плита анкерная,
ШТ, ЖБ - шпала,
ЛЖ - лежень,
ПН -плита для маслосборника и огнезащитной стенки,
Б - балка для незаглубленной ограды,

БУ - укороченная балка,

УБ - подножник,
УСО - унифицированная стойка опоры,
Б, БК - брусок для кабельных каналов,
К, ТК - колонна квадратного сечения,
ФЖ - фундамент стаканного типа под колонны.

вторая группа, через дефис, обозначает несущую способность в кН/м;
третья группа, также через дефис, обозначает конструктивные особенности изделия (вариант армирования, наличие дополнительных закладных деталей).