View
219
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
Lubelskie Targi Energetyczne ENERGETICS
Lublin, 14-16 listopada 2017 r.
Poprawa bezpieczeństwa pracy linii WN
w świetle najnowszej normalizacji.
Niezawodność, pewność,
bezpieczeństwo.
Dominik Brudniak
Tomasz Musiał
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
2013r.: PN-EN 50341-1:2013-03
powyżej 1kV do 45kV
.
powyżej 45kV
. . 1998r.: PN-E-05100-1:1998
2007r.: PN-EN 50423-1:2007 w praktyce niestosowana z uwagi na
brak załącznika krajowego
2005r.: PN-EN 50341-1:2005
2010r.: załącznik krajowy
PN-EN-50341-3-22:2010
2016r.: projekt załącznika krajowego
PN-EN 50341-2-22
o napięciu:
do 1998r.: nowelizowane wersje PN-…/E-05100
NNA2010
NNA2016
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
3
Elektroenergetyczną linię napowietrzną należy zaprojektować i zbudować w taki sposób,
aby w przewidywanym okresie użytkowania:
- spełniała swoją funkcję dla określonego zbioru warunków, z akceptowalnymi poziomami
niezawodności i w ekonomiczny sposób;
- nie była narażona na katastrofę postępującą (zjawisko kaskadowe) w przypadku
wystąpienia uszkodzenia w określonym podzespole;
- nie dopuszczała do narażenia ludzi na obrażenia lub utratę życia podczas budowy
i utrzymania.
Dodatkowo bezpieczeństwo pracy linii należy zapewnić poprzez:
- odpowiednie wykonanie oraz
- podjęcie środków w celu zapewnienia jakości (zarówno na etapie projektowania
jak i realizacji).
NIEZAWODNOŚĆ
PEWNOŚĆ
BEZPIECZEŃSTWO
TRWAŁOŚĆ
ZAPEWNIENIE JAKOŚCI
Wymagania podstawowe
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych Podstawy projektowania
. . .
ogólne lub empiryczne
Podejście
obliczeniowe
NNA2016
ogólne
EN 50341-1:2005
NNA2010
EN 50341-1:2013
Elementy podejścia ogólnego
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych Podstawy projektowania
. . .
ogólne lub empiryczne
Podejście
obliczeniowe
NNA2016
ogólne
EN 50341-1:2005
NNA2010
EN 50341-1:2013
Elementy podejścia ogólnego
. . Skutki przyjęcia w NNA2016 podejścia tzw. „ogólnego”
konieczność przyjęcia określonego poziomu niezawodności
zmiana wartości współczynników częściowych
zmiana zasady stosowania współczynników częściowych
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
6
Niezawodność (konstrukcji) wg EN 50341
Prawdopodobieństwo, że system spełni daną funkcję, w danym zbiorze warunków, przez
okres odniesienia, a tym samym miara poprawności systemu w spełnianiu swojej funkcji.
Niezawodność
(wg EN 1990 „Eurokod. Podstawy projektowania konstrukcji.”)
Zdolność konstrukcji lub elementu konstrukcji do spełnienia wymagań, łącznie
z uwzględnieniem projektowanego okresu użytkowania na który została zaprojektowana.
Niezawodność wyraża się zwykle miarami probabilistycznymi.
Uwaga: Niezawodność obejmuje nośność, użytkowalność i trwałość konstrukcji.
Słupy linii napowietrznych pod względem bezpieczeństwa
należy zaliczyć do konstrukcji klasy 1 według EN 1990.
Niezawodność
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
7
Klasa konsekwencji CC1 wg EN 1990
Niezawodność
Klasa
konsekwencji Opis Przykładowo
CC1
Niskie zagrożenie życia ludzkiego
lub małe lub nieznaczne konsekwencje
społeczne, ekonomiczne i środowiskowe
budynki rolnicze, w których ludzie
zazwyczaj nie przebywają oraz szklarnie
Klasy niezawodności
wg EN 1993-3-1 „Eurokod 3. Projektowanie konstrukcji stalowych.
Część 3-1: Wieże, maszty i kominy. Wieże i maszty.”
Klasa
niezawodności Charakterystyka obiektu
1
Wieże i maszty na mało zaludnionych otwartych terenach wiejskich, wieże
i maszty, gdy straty w ludziach wskutek ewentualnego zniszczenia są mało
prawdopodobne
2 Wszystkie wieże i maszty, które nie odpowiadają klasom 1 lub 3
3
Wieże i maszty na terenach miejskich, lub w innych miejscach, gdy straty
w ludziach wskutek ewentualnego zniszczenia są bardzo prawdopodobne, znaczące
wieże i maszty telekomunikacyjne; inne ważne konstrukcje, których konsekwencje
zniszczenia mogą być bardzo poważne
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
8
Poziomy niezawodności wg EN 50341-1:2013
Poziomy niezawodności
Poziom
niezawodności
Teoretyczne okres powrotu T
oddziaływań klimatycznych [lata]
1 50
2 150
3 500
Powyższe trzy poziomy niezawodności, stosowane w kontekście ciągłości eksploatacji,
należy rozważać jako trzy podklasy klasy 1 wg EN 1990.
Od poziomów tych dopuszcza się odstępstwa stosowanie do szczególnych wymagań
rozpatrywanego projektu.
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
poziom2
. . . podejście
obliczeniowe poziom1 Linie tymczasowe
Kryterium wyboru 2 poziomu niezawodności
Zgodnie z dotychczasowym doświadczeniem projektowym i eksploatacyjnym w trakcie prac nad NNA2016 przyjęto założenie,
że powinny one zapewnić podobną niezawodność linii jak NNA2010.
Linie inne niż tymczasowe oraz specjalne
Linie specjalne zgodnie ze Specyfikacją Projektową poziom3
Wybór poziomu niezawodności
Przyjęte w NNA2016 poziomy niezawodności
NNA2016 dopuszczają zastosowanie dodatkowego współczynnika częściowego stosowanego do efektów oddziaływań.
Zaleca się jego stosowanie w przypadku linii blokowych, wielotorowych oraz nadleśnych.
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
. .
. Oddziaływanie NNA2010
NNA2016 PN-EN 1993-3-1
Poziom niezawodności
(odpowiadający okres powrotu
oddziaływań klimatycznych)
Klasa niezawodności
1 (50lat) 2 (150lat) 3 (500lat) 1 2 3
Stałe 1.1 1.0 1.0 1.1 1.2
Zmienne:
wiatr 1.3
1.0 1.2 1.4
1.2 1.4 1.6 oblodzenie
1.0 1.25 1.5
Wyjątkowe 1.0
Naciąg przewodów 1.3 nie występuje
Porównanie wartości współczynników częściowych dla oddziaływań
Wybór poziomu niezawodności
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
S2
S3
S1
S1
S2 S2
S2
S2
S2
S3
S3
Oddziaływanie oblodzenia
. .
.
NNA2010 NNA2016
Zmiana zasięgu stref obciążenia oblodzeniem
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
12
Zmiana klasyfikacji oddziaływań ze względu na ich zmienność w czasie
Zmiana klasyfikacji oddziaływań
Warunki Klasyfikacja oddziaływań
NNA2010 NNA2016
Niezrównoważone obciążenie oblodzeniem:
- zginanie poprzeczne
- zginanie wzdłużne
- zginanie ze skręcaniem
wyjątkowe zmienne
Kombinacje obciążeń od wiatru
i oblodzenia:
- ekstremalne obciążenie oblodzeniem
z bardzo prawdopodobną prędkością wiatru
- nominalne obciążenie oblodzeniem z mało
prawdopodobną prędkością wiatru
wyjątkowe zmienne
.
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
13
Pewność
Zdolność systemu do uniknięcia większych awarii (efektu kaskadowego), jeżeli w danym
podzespole zostanie zapoczątkowane uszkodzenie, które może być spowodowane przez
czynniki elektryczne lub konstrukcyjne.
Obciążenia związane z pewnością wg EN 50341-1:2013
Obciążenia wzdłużne Obciążenia skręcające
Pewność
Obciążenia i naciągi przewodów wylicza się dla normalnej referencyjnej temperatury
otoczenia bez obciążenia wiatrem lub oblodzeniem i są to ostateczne wartości obliczeniowe.
W NNA lub Specyfikacji Projektowej mogą być określone surowsze warunki klimatyczne.
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
14
Pewność – wymagania NNA2016
Opis Dotyczy Temperatura
[°C]
Poziom
niezawodności Ciężar
1 2 3 G
Oddziaływanie od zerwania przewodu
fazowego (pojedynczego lub całej wiązki)
lub odgromowego przy oblodzeniu
zredukowanym współczynnikiem 0,7,
bez obciążenia wiatrem
słupy mocne -5
A1
1,0
1,0
Oddziaływanie o wartości 75%
jednostronnego naciągu przewodów
przy równomiernym ekstremalnym oblodzeniu
we wszystkich przęsłach
słupy mocne -5
A2
1,0
1,0 1,25 1,5
Oddziaływanie całkowitego jednostronnego
naciągu przewodów w warunkach
ekstremalnego oblodzenia
słupy mocne
(patrz Uwaga) -5
A2
1,0
1,0 1,25 1,5
Uwaga: Przypadek obciążeniowy dotyczy tylko poprzeczników, wieżyczek oraz innych elementów
konstrukcji, na których zawieszone są w sposób odciągowy mniej niż trzy przewody.
Obciążenia związane z pewnością wg NNA2016
W celu ograniczenia skutków awarii kaskadowych zaleca się ograniczenie długości sekcji
odciągowej do 4,0 km oraz do 8 słupów przelotowych.
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
15
Porównanie wartości obliczeniowych naciągów
wyznaczonych wg NNA2016 i NNA2010
Pewność – wymagania NNA2016
75% · Naciąg NNA2016 / 2/3 · Naciąg NNA 2010
Strefa W1 S1 Strefa W1 S2
poziom niezawodności 2 (I=1.25)
Linie 110 kV
PO: AFL - 1,7 70 mm2 1,10 0,99
PF: AFL - 6 240 mm2 1,08 0,98
Linie 400 kV
PO: AFL - 1,7 95 mm2 1,12 0,99
PF: AFL - 8 350 mm2 1,11 1,00
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
16
Bezpieczeństwo
Zdolność systemu do nie powodowania obrażeń lub śmierci ludzi w czasie jego budowy,
pracy i utrzymania.
Obciążenia wymuszone, spowodowane naciągiem przewodów, wspinaniem się na słupy itp.,
należy określać deterministycznie z uwzględnieniem bezpieczeństwa osób pracujących na
budowie.
Bezpieczeństwo
Obciążenia związane z ciężarem montera
Dla wszystkich elementów, po których można się wspinać i które są nachylone pod kątem
mniejszym od 30° do poziomu, należy przyjąć obciążenie charakterystyczne równe 1,0 kN
działające pionowo w środku elementu, bez żadnych dodatkowych obciążeń.
Normy do projektowania nowych linii elektroenergetycznych
Słupy spełniające wymagania norm EN 50341-1:2013 oraz NNA2016
Nowe serie słupów EJ24 oraz ED24
Recommended