Uporedna analiza 500 kV prefabricanih transformatornih stanica u odnosu na konvencionalne transformatorne stanice

Sekundarni opsezi konvencionalnih transformatornih stanica koriste armirani beton ili prefabricirane čelikane strukture, suočavajući se sa problemima kao što su dugi vremenski periodi izgradnje, neraščijanato dizajniranje funkcionalnih zona, stroga procena okruženja, prašina, buka i smetnje. Primarno i sekundarno oprema može biti instalirana tek nakon završetka građevinskih radova i dekoracije, smanjujući efikasnost izgradnje.

Prefabricirane kabinske transformatorne stanice integrišu modularnost, inteligenciju i ekonomičnost, posedujući prednosti u pogledu ekološkog, energetskog uštedljivosti i efikasnosti. One rešavaju probleme konvencionalnih transformatornih stanica kao što su visoke troškove, dugački rokovite, teško održavanje, preveliki opterećenja i loše kvalitet.

Kabina 500 kV prefabricirane transformatorne stanice koristi nove vakumne termoizolacione ploče i materijale za skladištenje faze-energije. Ovi materijali osiguravaju pouzdan rad opreme, smanjujući istovremeno potrošnju energije. Ovaj rad proučava raspored, vodootpornost, HVAC (heating, ventilation and air conditioning) i sisteme za zaštitu od požara prefabricirane kabine, upoređujući ih sa funkcionalnim zonama konvencionalnih transformatornih stanica kako bi obezbedio parametre za buduće strategije održavanja i eksploatacije.

1 Ukupni raspored
1.1 Raspored u ravni

U 500 kV transformatornoj stanicu, zaštita linija 220 kV, diferencijalna zaštita magistrala, zaštita odjeljaka-magistrala-koplera za punjenje i paneli za merenje i kontrolu su sve integrirani i raspoređeni unutar sekundarne prefabricirane kabine (za specifični raspored panela, videti Sliku 1). Ova sekundarna prefabricirana kabina je raspoređena u blizini područja opreme 220 kV gas-insulativne prekidne uređaje (GIS).

U poređenju sa konvencionalnom sekundarnom sobom za reljefnu zaštitu, sekundarna prefabricirana kabina ostvaruje istovremenu izgradnju, istovremeno komisionisanje i istovremeno završetak zaštitnih i meriteljsko-kontrolnih panela, kao i sistema osvetljenja i HVAC (Heating, Ventilation and Air-Conditioning) kabine, što znatno skraćuje vremenski period izgradnje.

1.2 Struktura prefabricirane kabine

Spoljašnjost prefabricirane kabine koristi cementne vlakna (FC) ploče. Njeni čelični okvirni zidovi imaju H-oblike čelične stubove sa razmakom od 3 m, sa C-tipa čeličnim profilima ili kanalom čelika za podršku. Slojevi zida, od spoljašnjeg ka unutrašnjem, su: 12 mm FC ploče, polietileni sigurnosni jastuci, 2 mm hladno valjane čelične ploče, skeletovi ispuni rock-vatomi, i 4 mm aluminijumska-plastične ploče. Krov od nerđajućeg čelika sa crvenim oblikom savaren je na okvir, sa dvostranim odvodnjavanjem integrisanim u krov. Ispod nalazi se izolacija od rock-vate.

Oklop koristi vakumne termoizolacione ploče i materijale za promenu faze (PCM). Vakumne ploče smanjuju ljetnu potrošnju energije za kondicioniranje vazduha za 25%, a zimsku za 50%. Fazne karakteristike PCM balansiraju temperature, apsorbirajući toplotu tokom dana i ispuštajući je tokom noći.

1.3 Unutrašnje vezanje prefabricirane kabine

Prefabricirana kabina koristi sakrivene vezave unutra. Mreža vezanja žica ili struktura ravnika postavljena je u donjem sloju kabine, koristeći se za fiksiranje i vezanje kabela i optičkih kabela. Struktura ravnika ima gornji i donji sloj, omogućavajući odvojeno leženje kabela i optičkih kabela. Donja struktura prefabricirane kabine prikazana je na Slici 2.

Takođe, ravnici za naponske kable takođe su postavljeni u slojevima oko kabine blizu zidova, ostvarujući fizičku separaciju snage i slabe elektriciteta. Proizvođač kabine mora strogo da prati navedene vrste kabela pri leženju svih kabela od terminala do raspodelnih kutija, osiguravajući standardizovanost i konzistentnost vezanja.

Takođe, ravnici za naponske kable takođe su postavljeni u slojevima oko kabine blizu zidova, ostvarujući fizičku separaciju snage i slabe elektriciteta. Proizvođač kabine mora strogo da prati navedene vrste kabela pri leženju svih kabela od terminala do raspodelnih kutija, osiguravajući standardizovanost i konzistentnost vezanja.

2 Vodootpornost i zategnutost
2.1 Konvencionalne transformatorne stanice

Vodootpornost krova konvencionalnih transformatornih stanica zavisi od oblika krova i izabranih materijala za vodootpornost. Oblici krova uglavnom su podeljeni na ravne krove i nagibne krove; postoje dve glavne vrste rešenja materijala za vodootpornost:

• Rešenje 1: Usvojiti “dva platna i četiri ulja” protiv koroze i vodootpornost. Prvo se nanose vodootporni proizvodi poput poliuretana i epoksidnih resina na unutrašnji sloj, zatim se stavlja fina agregatska betonska masa, stavlja se sloj penoplasta za izolaciju na spoljašnji sloj, i konačno se ravna cementskim mortelom.

• Rešenje 2: Na osnovu finog agregatskog betona, prvo se stavlja čelikovlakno platno i ravna se cementskim mortelom unutra. Zatim se stavlja polimerne vodootporne membrane na sloj izolacije, i konačno se vrši leženje tabli i obrada nagiba.

2.2 Prefabricirane kabinske transformatorne stanice

U poređenju sa konvencionalnim transformatornim stanicama, spoljašnja fasada prefabriciranih kabinskih transformatornih stanica koristi cementne vlakna ploče. Vrh je nerđajući čelični krov sa šahovskim uzorkom (sa nagibom od 5%), a nagibni krov je integralno savaren sa okvirom kabine. Kao novi tip građevinskog materijala, cementne vlakna ploče imaju izvanredne osobine otpornosti na vatru i flame-retardant svojstva, i lako su za instalaciju, efikasne u montaži i praktične za kasniju održavanje.

Vrhunski odvod vode prefabriciranih kabinskih transformatornih stanica deli se na dva oblika: centralni odvod i prirodni odvod:

• Centralni odvod: Na krovu kabine postavljen je kanal za sakupljanje vode, a odvodne cevi su opremljene na četiri ugla kabine. Kiša se ispraznjava kroz odvodne cevi.

• Prirodni odvod: Na krovu kabine postavljen je kapljajući nadstrešnica, a ne postoji odvodne cevi oko.
  Za raspored odvoda, videti Sliku 3.

3 HVAC sistem
3.1 Konvencionalna transformatorska stanica

Soba za reljefnu zaštitu konvencionalne transformatorne stanice koristi zidne/split klima uređaje sa uređajima za ispuštanje vazduha. Akcije vatrogasne akcije pokreću mehanizam kojim se isključuje HVAC, koji automatski se ponovo uključuje nakon vraćanja struje kako bi se osigurala kontinuitet.

3.2 Prefabricirana kabinska transformatorska stanica

Oprema u sekundarnoj prefabriciranoj kabini ima sledeće osobine:

• Gusto i visoka temperatura : Mnogo panela za zaštitu, merenje-kontrolu i snagu generiše neprekidnu toplinu, povećavajući temperaturu kabine.

• Često zamenjivanje vazduha : Redovni pregledi svakih 2-3 dana (po “Pet Unifikacija”) znače da ljudi često ulaze/izađu, perturbirajući unutrašnju vlažnost.

• Neravnomerna toplina : Koncentrisana toplina od uređaja za zaštitu/prekidača dovodi do razlika temperature i vlažnosti, zahtevajući ventilaciju.

Rešenja:

• Pasivna izolacija : Rock-vata ispunjava slojeve zida (Slika 4(a)) i reflektujuće prevlake spolja (Slika 4(b)) smanjuju transfer topline.

• Aktivno kontrolisanje : Industrijski klima uređaji i ventilatori sa obe strane balansiraju temperaturu/vlažnost, smanjujući kondenzaciju.

4 Vatrogasna bezbednost

Otpornost na vatru zgrade zavisi od elemenata kao što su zidovi/stubovi/balkoni. Oznaka otpornosti na vatru je vreme koje materijali treba da izgube nosivost/termoizolativnu funkciju pod standardnom temperaturnom krivom. Zgrade moraju da zadovoljavaju <em>Pravilnik o vatrogasnoj zaštiti zgrada</em>; specifikacije materijala (debljina itd.) određuju to.

4.1 Konvencionalne transformatorne stanice

Njihove sekundarne sobe za reljefnu zaštitu/kontrolu koriste armirani beton, sa minimalnom klasom otpornosti na vatru II i kategorijom vatrogasne opasnosti Wu (bez vezbe s gorivima). Opremljene sovrstanim vatrogasnim opremom, oni ispunjavaju zahteve. Nosivi zidovi: neprijepajuće porozni ciglani (projektirani 5.5h, minimalno 2.5h). Stubovi: armirani beton (projektirani 3h, minimalno 2.5h).

4.2 Prefabricirane kabinske transformatorne stanice

Kabine koriste savarsku tehnologiju čelika, zidovi su ispunjeni nezagonetljivim materijalima, sa unapred instaliranim vatrogasnim alarmima/probama/opremom. Preko 500°C, čelični materijali gube rigidnost/jačinu, deformiraju se, rizikujući kolaps. To čini njihove performanse vatrogasne bezbednosti lošije nego kod konvencionalnih transformatornih stanica.

5 Zaključak

Konvencionalne transformatorne stanice imaju zrele standarde (dizajn, izolacija, vatrogasne inspekcije), ali se suočavaju sa građevinskim radovima, dugim periodima, uticajima sezona. Prefabricirane kabine, sa malim prostornim zahtevima, kratkim periodima, fleksibilnim rasporedima, su ključne za modularni dizajn.

Još uvek u ranom fazonu, prefabricirane kabine nedostaju potpunu verifikaciju (vlažnost, vatrogasna bezbednost) i nacionalne standardne inspekcije, čime se stvara rizik od požara. Stoga, fokus treba da bude na njihovom dizajnu, inspekciji i održavanju/eksploataciji.