Usporedba prefabriciranih 500 kV podstanica s konvencionalnim podstanicama

Područje sekundarnog opreme u konvencionalnim transformatornim postajama koristi armirani beton ili prefabrične čelikane konstrukcije, suočavajući se s problemima kao što su dugi vremenski periodi građevinskih radova, nerasuđena raspodjela funkcionalnih zona, stroge ekološke procjene, prljavljenje, buka i smetnje. Primarna i sekundarna oprema može biti instalirana tek nakon završetka građevinskih radova i dekoracije, što smanjuje učinkovitost izgradnje.

Prefabrične kabinetske transformatorne postaje integriraju modularnost, inteligenciju i ekonomičnost, osiguravajući zelene, energo-efikasne i učinkovite prednosti. One rješavaju probleme konvencionalnih transformatornih postaja poput visokih troškova, dugačkih vremenskih okvira, težine održavanja, preopterećenosti posla i loše kvalitete.

Oklop 500 kV prefabrične kabinetske transformatorne postaje koristi nove vakuumne termoizolacijske ploče i materijale za skladiste energije promjene faze. Ovi materijali osiguravaju pouzdan rad opreme uz smanjenje potrošnje energije. Ova studija proučava raspored, vodootpornost, sustave HVAC-a i požarne zaštite prefabrične kabine, uspoređujući ih s funkcionalnim zonama konvencionalnih transformatornih postaja kako bi pružila parametre za buduće strategije održavanja i operacije.

1 Opći raspored
1.1 Raspored u ravnini

U 500 kV transformatornoj postaji, zaštitni uređaji linije od 220 kV, diferencijalna zaštita maticnog voda, zaštita za punjenje međuvodiča i paneli za mjerenje i kontrolu su integrirani i raspoređeni unutar sekundarne prefabrične kabine (za specifičan raspored panela, vidjeti Sliku 1). Ova sekundarna prefabrična kabineta je raspoređena u blizini područja opreme GIS-a od 220 kV.

U usporedbi s konvencionalnom sekundarnom sobom za reljefnu zaštitu, sekundarna prefabrična kabineta omogućuje istovremenost izgradnje, komisije i završetka panela za zaštitu i kontrolu te sustava osvjetljenja i HVAC-a (Heating, Ventilation and Air-Conditioning), što znatno skraćuje vremenski period izgradnje.

1.2 Struktura prefabrične kabine

Spoljnja strana prefabrične kabine koristi cementne vlakna (FC) ploče. Štafaste zidove sa stupcima H-oblika od čelika razmaknutim na 3 metra podržavaju C-oblični korozivni čelični ili kanalni čelični profil. Slojevi zida, od spoljašnjeg do unutrašnjeg, su: 12-mm FC ploče, polietilenske sigurnosne zategne, 2-mm hladnopreoblikovane čelične ploče, skeleti ispuniti kameno vatrom, i 4-mm aluminijum-plastične ploče. Krov od nerđajućeg čelika u obliku šahovnice savaren je na okvir, s dvostranim odvodnjavanjem integriranim u krov. Ispod krova nalazi se strop izoliran kameno vatrom.

Oklop koristi vakuumne termoizolacijske ploče i materijale za skladiste energije promjene faze (PCM). Vakuumne ploče smanjuju potrošnju energije za hlađenje tijekom ljeta za 25%, a tijekom zime za 50%. Fazne promjene PCM-a ravnoteže temperature, apsorbirajući toplinu tijekom dana i ispuštajući je tijekom noći.

1.3 Unutarnji vodovi prefabrične kabine

Prefabrična kabineta koristi skriveni vodove unutra. Mreža za vezivanje žica ili strukturna kutija raspoređena je u donjem sloju kabine, koristeci se za fiksiranje i vezivanje kabela i optičkih kabela. Strukturna kutija ima gornji i donji sloj, omogućujući zasebnu postavku kabela i optičkih kabela. Donja struktura prefabrične kabine prikazana je na 

1.3 Unutarnji vodovi prefabrične kabine

Prefabrična kabineta koristi skriveni vodove unutra. Mreža za vezivanje žica ili strukturna kutija raspoređena je u donjem sloju kabine, koristeci se za fiksiranje i vezivanje kabela i optičkih kabela. Strukturna kutija ima gornji i donji sloj, omogućujući zasebnu postavku kabela i optičkih kabela. Donja struktura prefabrične kabine prikazana je na Slici 2.

Dodatno, kanali za naponske kable također su postavljeni u slojevima oko kabine blizu zidova, ostvarujući fizikalnu razdvajanje jakog i slabog struja. Proizvođač kabine mora strogo prati zadane vrste kabela pri postavljanju svih kabela od terminala do distribucijskih kutija, osiguravajući standardizaciju i konzistentnost vodova.

Dodatno, kanali za naponske kable također su postavljeni u slojevima oko kabine blizu zidova, ostvarujući fizikalnu razdvajanje jakog i slabog struja. Proizvođač kabine mora strogo prati zadane vrste kabela pri postavljanju svih kabela od terminala do distribucijskih kutija, osiguravajući standardizaciju i konzistentnost vodova.

2 Vodootpornost i zatvaranje
2.1 Konvencionalne transformatorne postaje

Vodootpornost krova konvencionalnih transformatornih postaja ovisi o obliku krova i odabranim materijalima za vodootpornost. Oblici krova uglavnom su podijeljeni na ravne krove i kose krove; postoje dvije glavne vrste rješenja materijala za vodootpornost:

• Rješenje 1: Koristi “dva platna i četiri ulja” protiv koroze i vode. Prvo, nanese se vodootporni pokrivači poput poliuretana i epoksidne smole na unutrašnji sloj, zatim se stavlja fino agregatni beton, na vanjskom sloju se stavlja sloj penoplasta za izolaciju, a zatim se ravna cementna malta.

• Rješenje 2: Na temelju fino agregatnog betona, prvo se stavlja čelična vlakna i ravna cementna malta unutra. Zatim se stavlja polimerne vodootporne folije na sloj izolacije, a zatim se izvodi ljevanje ploča i obrada nagiba.

2.2 Prefabrične kabinetske transformatorne postaje

U usporedbi s konvencionalnim transformatornim postajama, vanjska fasada prefabričnih kabinetskih transformatornih postaja koristi cementne vlakna ploče. Vrh je nerđajući čelični kosokraki krov (s nagibom od 5%), a kosokraki krov je savaren integralno s okvirom kabine. Kao novi građevinski materijal, cementne vlakna ploče imaju odlične osobine otpornosti na požar i retardantnosti, te su lako instalirane, učinkovite u instalaciji i praktične za kasnije održavanje.

Gornji odvod vode prefabričnih kabinetskih transformatornih postaja dijeli se na dvije forme: centralni odvod i prirodni odvod:

• Centralni odvod: Na krovu kabine postavljen je sakupljač vode, a cijevi za odvod su opremljene na četiri kuta kabine. Kiša se odvodi putem cijevi za odvod.

• Prirodni odvod: Na krovu kabine postavljen je kapljasta eave, a ne postoji cijevi za odvod oko.
  Za raspored odvoda, vidjeti Sliku 3.

3 Sustav HVAC-a
3.1 Konvencionalna transformatorska postaja

Soba za reljefnu zaštitu konvencionalne transformatorske postaje koristi zidne/split klimatske uređaje s uređajima za izbacivanje zraka. Požar aktivira interlock da prekine HVAC, koji se automatski ponovno pokreće nakon vraćanja struje za kontinuitet.

3.2 Prefabrična kabinetska transformatorska postaja

Oprema u sekundarnoj prefabričnoj kabineti ima ove karakteristike:

• Gusto i visoke topline : Mnogi zaštitni, kontrolni i naponski paneli generiraju neprekidnu toplinu, povećavajući temperaturu kabine.

• Česta zamjena zraka : Redoviti pregledi svakih 2-3 dana (po “Pet unifikacija”) znače da osoblje često ulazi i izlazi, perturbirajući unutarnju vlažnost.

• Neravnomjerna toplina : Koncentrirana toplina od zaštitnih uređaja/prekidača dovodi do razlike u temperaturi i vlažnosti, potrebno je ventilirati.

Rješenja:

• Pasivna izolacija : Kameno vuna ispuni slojeve zida (Slika 4(a)) i reflektori na vanjskoj strani (Slika 4(b)) smanjuju prenos topline.

• Aktivno upravljanje : Industrijski klimatski uređaji i ventilatori na obje strane balansiraju temperaturu i vlažnost, smanjujući kondenzaciju.

4 Požarna sigurnost

Požarna otpornost građevine ovisi o komponentama poput zidova/stupaca/grana. Klase požarne otpornosti su vrijeme koje materijali trebaju da izgube nosivost/požarnu izolaciju pod standardnom temperaturnom krivuljom. Građevine moraju ispunjavati Pravilnik o požarnoj zaštiti zgrada; specifikacije materijala (debljina itd.) određuju to.

4.1 Konvencionalne transformatorne postaje

Njihove sekundarne sobe za reljefnu zaštitu/kontrolu koriste armirani beton, s minimalnom požarnom otpornosti klase II i kategorijom požarnog rizika Wu (nezanemarljivo povezan s neplamenivim materijalima). Opremljene su zrelih požarnih uređaja, ispunjavajući zahtjeve. Nosivi zidovi: nekohezivne porozne cigle (projektirane na 5.5h, minimum 2.5h). Stupci: armirani beton (projektirani na 3h, minimum 2.5h).

4.2 Prefabrične kabinetske transformatorne postaje

Kabine koriste savarivanje čelika, zidove ispune neplamenivi materijali, unaprijed instalirane požarni alarmi/probe/oprema. Iznad 500°C, čelični gubi rigidnost/jaku snagu, deformira, rizično je za krunjenje. To čini njihovu požarnu performansu lošijom od konvencionalnih transformatornih postaja.

5 Zaključak

Konvencionalne transformatorne postaje imaju zrele standarde (dizajn, izolacija, inspekcija požara), ali suočavaju se s građevinskim radovima, dugim vremenskim okvirem i uticajem sezona. Prefabrične kabine, s malom površinom, kratkim vremenom ciklusa i fleksibilnim rasporedom, su ključne za modularni dizajn.

Još uvijek u ranom stadiju, prefabrične kabine nemaju potpunu verifikaciju (vlaga, požar) i nacionalne inspekcijske standarde, stvarajući rizik od požara. Stoga, fokusirajte se na njihov dizajn, inspekciju i održavanje/operaciju.