ПРОБЛЕМЫ ВОЗВЕДЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОДСТАНЦИЯХ

АННОТАЦИЯ

Актуальность темы обуславливается возрастающей потребностью в надежном электроснабжении, что становится особенно важным в условиях стремительного развития различных отраслей экономики и увеличения потребления электроэнергии. В современном мире практически каждая сфера деятельности, будь то промышленность, строительство, или услуги, зависит от качественного и стабильного электроснабжения. В связи с этим, электрические подстанции, выполняющие роль ключевых узлов в системе распределения электроэнергии, становятся центрами, требующими особого внимания как со стороны проектировщиков, так и со стороны строителей.

Современные электрические подстанции должны обеспечивать не только высокий уровень надежности, но и эффективность работы. С учетом глобальных тенденций к росту энергоэффективности и переходу на возобновляемые источники энергии, важным является применение современных технологий в проектировании.

Ключевые слова: строительство электрических подстанций, проектирование, разработка рекомендаций, эффективности электрических подстанций, проблемы возведения при строительстве.

Проблематика:

Проблематика, связанная с проектированием и строительством электрических подстанций, остается одной из наиболее актуальных в сфере электроэнергетики. Ключевой проблемой является сложность разработки проектной документации, которая должна учитывать не только технические характеристики, но и различные согласования, требования безопасности, а также специфику местности, в которой будет возводиться подстанция. В условиях стремительного роста потребления электроэнергии, проектирование подстанций становится все более ответственным процессом. Важность данного этапа обусловлена тем, что от качества проектирования зависит не только безопасность объекта, но и надежность электроснабжения, а также минимизация рисков аварийных ситуаций.

Кроме того, проектирование современных подстанций требует интеграции множества технологий, таких как защитные системы, автоматизация процессов, системы учета и контроля, что усложняет общую архитектуру и внедрение нового оборудования. При этом необходимо учитывать актуальные требования стандартов и норм, изменяющиеся в зависимости от современного уровня технологий и экологических условий. Зачастую проектировщики сталкиваются с необходимостью адаптации старых норм под новые технологии или же создания собственных решений, что, в свою очередь, может затянуть процесс проектирования и повысить затраты на реализацию проекта [2].

Современные методы проектирования:

Современные методы проектирования электрических подстанций все более активно используют инновационные технологии и программные решения, которые значительно упрощают и ускоряют процесс проектирования, улучшая общую эффективность и надежность объектов. В последние годы отрасль электроэнергетики активно адаптирует передовые технологии, позволяющие оптимизировать процесс проектирования, увеличить точность расчетов и повысить уровень автоматизации.

Одним из самых значительных достижений в области проектирования является внедрение технологий информационного моделирования зданий (Building Information Modeling, BIM). Эта методология позволяет создавать трехмерные модели подстанций, которые содержат все необходимые данные о проектируемых объектах. BIM-технология помогает не только визуализировать проект на ранних стадиях, но и проводить глубокие аналитические исследования, включая расчеты нагрузки, выбор оборудования и взаимодействие разных систем. Использование BIM особенно удобно на этапе согласования документации, так как позволяет всем участникам проекта быстро вносить изменения и уточнения, что сокращает общее время проектирования и уменьшает количество ошибок [1].

Еще одним важным направлением является использование специализированного программного обеспечения для проектирования и анализа электрических схем. Программы, такие как AutoCAD Electrical и ETAP (Electrical Transient Analyzer Program), являются стандартом в отрасли и предоставляют инструменты для создания высококачественных электрических схем, моделирования токовых режимов и выявления потенциальных проблем. Эти решения позволяют упростить и автоматизировать процесс проектирования, предлагать рекомендации по выбору оборудования и анализу параметров работы подстанции. Также важно отметить, что подобные программы позволяют интегрировать данные из разных источников и строить более сложные системы, учитывающие влияние различных факторов на работу подстанции [3].

Возведение зданий и сооружений

В процессе возведения зданий и сооружений на электрических подстанциях особое внимание уделяется выбору строительных материалов и технологий, поскольку от этих факторов во многом зависит надежность и долговечность объектов, а также их способность справляться с нагрузками и воздействиями окружающей среды. С учетом специфики эксплуатации подстанций, где важны не только функциональные характеристики, но и безопасность, необходимо тщательно подбирать как материалы, так и методы строительства.

Одним из ключевых материалов, используемых при строительстве подстанций, является железобетон. Железобетонные конструкции отличаются высокой прочностью и долговечностью, что делает их идеальными для создания оснований и опорных конструкций подстанций. Железобетон может быть, как монолитным, так и сборным, что позволяет выбирать наиболее подходящий вариант в зависимости от условий местности и требований проекта. При этом стоит отметить, что использование высококачественного бетона, устойчивого к атмосферным воздействиям и химическим воздействиям, существенно увеличивает срок службы конструкции [2].

Также широко применяются стальные конструкции, которые используются для создания каркасов и элементов подстанций, таких как опоры и ограждения. Сталь обладает высокой прочностью на сжатие и растяжение, что позволяет создавать более легкие и тонкие конструкции, которые устойчивы к нагрузкам. К числу преимуществ стальных конструкций можно отнести их быструю установку и возможность модификации под конкретные требования проекта. Для предотвращения коррозии стальные элементы часто обрабатываются специальными защитными покрытиями или изготавливаются из нержавеющей стали, что значительно увеличивает их долговечность [1].

Технологии строительства также играют важную роль в обеспечении надежности подстанций. Например, использование модульного строительства позволяет значительно сократить сроки возведения объектов. Каждый модуль изготавливается на заводе, что позволяет исключить воздействие неблагоприятных погодных условий, а также максимально автоматизировать процесс производства. Модульные конструкции могут быть быстро смонтированы на месте, обеспечивая высокое качество выполненных работ и уменьшение влияния человеческого фактора на конечный результат.

Важной инновацией в строительных технологиях является применение 3D-печати. Эта технология может использоваться для создания отдельных элементов подстанций, что позволяет сократить затраты на материалы и время производства. 3D-печать может быть очень эффективной для создания нестандартных деталей, что поддерживает гибкость и адаптацию проекта под конкретные запросы.

Проблемы и вызовы монтажа

Монтаж оборудования на электрических подстанциях — это сложный и многоэтапный процесс, который часто сопровождается различными проблемами и вызовами. Эти трудности могут возникать как на этапе подготовки, так и в процессе установки, и от их решения зависит не только качество выполненных работ, но и безопасность эксплуатации подстанции в будущем. Перечислим основные проблемы, с которыми сталкиваются монтажники, и возможные пути их решения:

1. Одной из основных проблем в процессе монтажа является транспортировка и установка тяжелых трансформаторов, выключателей и других компонентов подстанции. Учитывая их массивность и вес, требуется специальная техника и подготовка площадки. Часто возникают ситуации, когда подъемные краны не могут получить доступ к монтажным зонам из-за ограничений на площадке. Решением может стать тщательное планирование логистики еще на этапе проектирования, а также использование модульных конструкций, которые могут быть собраны на месте из более легких компонентов [6].
2. Монтаж оборудования под станцией часто проходит в сложных погодных условиях: дождь, снег, сильный ветер могут значительно затруднить выполнение работ и привести к задержкам. Чтобы минимизировать влияние неблагоприятной погоды, монтажные работы следует планировать с учетом климатических условий региона, а также использовать временные укрытия или защитные конструкции для защиты оборудования и рабочих.
3. Часто проблема монтажа заключается в нехватке квалифицированных специалистов, способных правильно осуществить установку и наладку сложного оборудования. Это может привести к ошибкам, недостаточному соблюдению норм безопасности и повышению риска аварий. Решение данной проблемы может быть обеспечено через программы сертификации и повышения квалификации для монтажников, а также через передачу опыта от более опытных специалистов новым работникам.
4. Часто монтажники сталкиваются с вызовами, связанными с соблюдением правовых норм и стандартов безопасности, которые меняются и обновляются. Это приводит к тому, что иногда возникают недоразумения при выполнении работ или несоответствия с реальными требованиями. Для преодоления данной проблемы, важно постоянно отслеживать изменения в законодательстве и обеспечивать регулярное обучение сотрудников, чтобы все работники знали о новых нормативах.

Заключение

В ходе проведенного исследования вопросов, связанных с проблемами возведения и оснащением электрических подстанций, были получены важные результаты, которые позволяют сделать ряд обоснованных выводов о текущем состоянии и перспективах развития данной сферы. Успешное проектирование, строительство и эксплуатация подстанций имеют критическое значение для обеспечения надежного электроснабжения, а также для улучшения общей энергетической инфраструктуры.

Ключевой вывод заключается в необходимости применения современных технологий и методов проектирования на всех этапах строительства подстанций. Использование информационного моделирования (BIM) обеспечивает лучшую визуализацию проектов и позволяет выявлять возможные недостатки еще до начала реальных работ. Это значительно сокращает количество ошибок и повышает качество проектной документации, что подтверждает важность внедрения таких практик в повседневную деятельность.

Успешное возведение и оснащение электрических подстанций требует комплексного подхода, объединяющего инновационные технологии, высококвалифицированный персонал и мероприятия по обеспечению качества и безопасности. Применение вышеперечисленных принципов позволит обеспечить надежное, эффективное и безопасное электроснабжение в условиях современного мира.

Список литературы:

1. Елбек Утепов, А. Тулебекова, Алижан Казкеев. Разработка ИТ-архитектуры для беспроводного датчика мониторинга прочности железобетонных конструкций. DOI 10.55452/1998-6688-2021-18-1-168-175 // URL: https://vestnik.kbtu.edu.kz/jour/article/view/73 (дата обращения: 02.05.2025).
2. Марина Лещенко, Владимир Семко. Термические характеристики внешних стен из холодногнутых стальных стоек и полистиролбетона. DOI 10.5862/mce.60.6 // Magazine of Civil Engineering. 01.12.2015 URL: http://www.engstroy.spb.ru/eng/index_2015_08/06.html.
3. Мария И. Зайцева, Сергей Н. Кошелев, Александр Кузьменков. Об интегрированном подходе к строительству зданий с низким энергопотреблением для отопления. DOI 10.15393/j2.art.2016.3461 // Resources and Technology. 01.01.2016 URL: http://rt.petrsu.ru/files/pdf/3461.pdf.
4. Клопоцкий А.В., Паясюк И.М. Роль самостоятельной работы в профессиональной подготовке инженеров-строителей при изучении курса электротехники // [б. м.]. — [б. г.]. — [б. и.].
5. Ливинский Павел. Капитальное строительство // Московский энергетик. — 2012. — № 10 (42). — С. 1–2.
6. Сергей В. Голобоков, А. А. Тихомирова, К. А. Степанова. Перспективы развития распределенной генерации электрической и тепловой энергии в России. DOI 10.21685/2587-7704-2019-4-2-4 // Engineering and Technology. 01.01.2019
7. Петренко Л.К., Побегайлов О.А., Манжилевская С.Е. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Организация и управление в строительстве» / Л.К. Петренко, О.А. Побегайлов, С.Е. Манжилевская. — Ростов-на-Дону, 2017. — [б. с.].
8. Побегайлов О.А. Организация, планирование и управление в строительстве: лекционный курс / О.А. Побегайлов. — [б. м.]: Управление дистанционного обучения и повышения квалификации, [б. г.]. — [б. с.].
9. Потапова И.В. 9-этажный 3-секционный жилой дом в с. Засечное Пензенской области: пояснительная записка к выпускной квалификационной работе / И.В. Потапова. — Пенза, 2016. — [б. с.].