Recerca sobre l'eficiència de la instal·lació en camp dels transformadors de pedestal
1. Introducció
Per millorar la qualitat dels serveis d'abastament d'electricitat, el sistema elèctric continua promovint la reforma i l'actualització de transformadors. Com a equipament d'alta gama i avançat, els transformadors de paret han estat cada vegada més utilitzats en el sistema elèctric en els últims anys. Especialment en regions com Mèxic per projectes amb un nivell de tensió de 23kV, tenen un paper significatiu degut a les seves avantatges únics. No obstant això, el temps relativament llarg d'instal·lació i construcció ha limitat, fins a cert punt, la seva popularització. Per tant, una recerca en profunditat sobre mètodes per reduir el temps d'instal·lació i millorar l'eficiència és d'una gran importància per promoure l'aplicació a gran escala de transformadors de paret (que hauran de complir amb normatives locals com la certificació NOM).
2. Característiques i Principis dels Transformadors de Paret
Els transformadors de paret es caracteritzen per la seva petita mida, portabilitat i baix soroll, amb un nivell elevat d'automatització. Adopten un concepte de disseny totalment tancat i intel·ligent, que permet establir de forma remota els paràmetres d'operació per controlar amb precisió l'humitat i la temperatura interior i exterior del dipòsit, assegurant una operació segura. En termes de millora de la qualitat de l'energia, els seus bancs de condensadors tenen una alta taxa de posada en marxa, que pot controlar eficientment la pèrdua d'energia del sistema elèctric. La càrrega elèctrica al costat de tensió elevada es controla mitjançant un interruptor dedicat, que suporta la commutació amb càrrega. L'interruptor es pot tancar elèctricament, facilitant l'operació automàtica de la xarxa de distribució. A més, alguns productes s'han optimitzat per al disseny sísmic, fent-los adequats per a necessitats de construcció en zones propenes a terratrèmols com Mèxic.
3. Problemes en l'Ús dels Transformadors de Paret
3.1 Impactes Ambientals i de Bé Estar
Els punts de disposició dels transformadors de paret són especials, sovint col·locats en àrees densament poblades (com el centre de zones residencials, àrees nuclears de complexos d'edificis i ambdós costats de les carreteres). El soroll i la contaminació generats durant la construcció i l'operació poden causar impactes negatius en l'entorn i la vida dels residents. Prengui com a exemple els projectes de xarxa de distribució en ciutats mexicanes, si els transformadors de paret de 23kV causen pertorbacions de construcció a llarg termini als residents, això portarà a reclamacions, per tant, és necessari reduir el període de construcció i minimitzar l'impacte.
3.2 Problemes en Cadenes de Construcció de Fustaments
La construcció tradicional de fustaments de formigó prensat in situ requereix l'excavació de facilitats municipals i l'empilament de materials bàsics i equips elèctrics, el que té un impacte significatiu en el lloc de treball, l'àrea i el trànsit extern, dificultant el desplaçament dels residents i la seguretat viària. En algunes ciutats mexicanes amb facilitats municipals densament concentrades, aquesta construcció també requereix una coordinació addicional per al trasllat de conduits, retardant encara més el progrés.
3.3 Limitacions dels Mètodes de Construcció
La construcció anticuada té un cicle llarg des de la construcció del fustament fins a la finalització (normalment 13 dies), el que limita l'àmbit d'ús de l'equipament i l'escala de construcció, dificultant expressar plenament els avantatges dels transformadors de paret. En el context del ràpid progrés de la construcció elèctrica a Mèxic, el mode de construcció ineficient no pot satisfer les necessitats d'actualització a gran escala de la xarxa de distribució.
3.4 Riscos de Seguretat i Costos Ocults
Durant la construcció de fustaments de formigó prensat in situ, si els senyals d'avís són poc clars o els tancaments estan dañats, és fàcil que es produeixin accidents de seguretat com persones ferides o entrades il·legals al lloc de treball, augmentant els riscos i costos de construcció. Mèxic té una supervisió estricta sobre la seguretat de la construcció, i aquests problemes portaran a multes elevades i retards en la construcció.
3.5 Dificultats en la Transformació i Manteniment Operatiu
El projecte dels transformadors de paret inclou la transformació d'augment de capacitat, que requereix apagades prolongades, afectant el consum d'electricitat dels residents i la qualitat dels serveis d'abastament d'electricitat. També es poden produir fallades durant el manteniment i reparació posterior, incrementant les dificultats de construcció. Mèxic té requisits elevats per a la fiabilitat de l'abastament d'electricitat, i l'ampliació de l'àrea d'apagada afectarà greument la vida quotidiana i les activitats comercials. En resum, tot i que els transformadors de paret tenen avantatges quan són seleccionats en centres urbans (com a les àrees urbanes mexicanes), els inconvenients com els llargs períodes de construcció obstaculitzen la seva promoció. Reduir el temps d'instal·lació s'ha convertit en la clau per explotar els seus avantatges i realitzar una gestió de construcció eficient.
4. Anàlisi de les Raons del Llarg Període d'Instal·lació i Construcció dels Transformadors de Paret
L'instal·lació dels transformadors de paret genera soroll i pols, interferint amb l'entorn vital. La construcció tradicional de fustaments de formigó prensat in situ implica l'excavació de facilitats públiques, ocupant espai i dificultant el trànsit, amb un cicle de 12-15 dies, que pot causar l'entrada il·legal de residents i vehicles, augmentant els riscos.
La construcció tradicional de fustaments prensats in situ té moltes etapes. L'excavació del fustament representa l'8%, la col·locació i cura representen l'84%, i la instal·lació elèctrica representa l'8%. Optimitzar la forma del fustament és el punt d'entrada central per solucionar el problema del llarg període d'instal·lació. Especialment a Mèxic, on cal complir amb la certificació NOM i els requisits de disseny sísmic, es presenten estàndards més elevats per a la selecció del fustament.
5. Estratègies per a l'Instal·lació Eficient In Situ dels Transformadors de Paret
5.1 Preparar-se Ben Abans de l'Instal·lació
Per assolir una instal·lació eficient, s'ha de preparar l'equipament amb antelació. Inspeccioni l'equipament i els materials del transformador de paret. Segons el model i la capacitat (com el nivell de 23kV), triï accessoris amb baixa pèrdua, alt rendiment i adequats per a la certificació NOM mexicana i les necessitats locals. Revisi els materials segons les noves especificacions i els estàndards de l'indústria, prepareu els dibuixos de disseny, i per a les posicions a acceptar (com les àrees vulnerables a l'eròsió de l'aigua de pluja), feu-hi impermeabilització i reforç de les instal·lacions prèviament segons els dibuixos, i proveu els components comprimits. Truqui a tècnics per tornar a mesurar el rendiment del transformador i els seus accessoris per assegurar-se que compleixen amb els estàndards de disseny, creant condicions per a la construcció. També, atenció als detalls del disseny sísmic per adaptar-se a les condicions geològiques locals.
5.2 Optimitzar la Forma del Fustament
Els fustaments dels transformadors de paret poden ser de maó-formigó, estructura metàl·lica o components prefabricats de formigó, cadascun amb els seus avantatges i desavantatges:
5.2.1 Fustament de Maó-Formigó
És convenient per a la construcció i operació, però requereix 3 dies per a la cura. Té una baixa resistència a la tracció i a la fissuració, una altesa de fragilitat, i es deteriora fàcilment sobrecarregat. La resistència a l'esgarrapada de les peixateries oxidadas és baixa, i es tendeix a fissurar amb grans diferències de temperatura. És difícil adaptar-se als projectes mexicans de transformadors de paret de 23kV que requereixen disseny sísmic i una estabilitat de fustament elevada.
5.2.2 Fustament d'Estructura Metàl·lica
És lleuger, es pot soldar i formar per a instal·lació directa, reduint el cicle. No obstant això, té una baixa resistència a l'aigua. La força i la duresa cauen dràsticament amb una diferència de temperatura de 300°C, i es tendeix a embritillar i trencar a baixes temperatures. El cost és elevat (el cost del fustament del transformador de paret és un 20% més elevat). En l'entorn d'operació a l'aire lliure a llarg termini (com l'entorn a l'aire lliure a Mèxic), es deforma i s'estrixa fàcilment a causa dels canvis de temperatura i humitat, afectant la seguretat estructural. Calen tractaments addicionals de protecció contra la corrosió i reforç sísmic, augmentant els costos i les dificultats.
5.2.3 Fustament de Components Prefabricats de Formigó
Té avantatges significatius en els projectes mexicans de transformadors de paret de 23kV i en escenaris que requereixen la certificació NOM i el disseny sísmic: la prefabricació en fàbrica assegura la estabilitat de les propietats mecàniques estructurals amb una discrepció petita; els components són preformats i transportats al lloc, reduint el temps de processament in situ; la qualitat és excel·lent, la superfície és lissa, complint amb els estàndards de decoració de formigó vista, i coordinant amb l'edifici; la producció en fàbrica redueix la contaminació, complint amb els requisits de la construcció ecològica. També es pot optimitzar a través del disseny sísmic per adaptar-se a les zones propenes a terratrèmols.
5.2.4 Determinar l'Esquema del Fustament de Components Prefabricats de Formigó
Per a la construcció dels transformadors de paret, el fustament de components prefabricats de formigó té avantatges destacables, que poden reduir el temps de prefabricació i evitar els inconvenients de la col·locació in situ. Quan es determina l'esquema, referenciï la mida, el pes del transformador de paret, i els requisits de prefabricació del sistema elèctric per a l'enginyeria civil (com la càrrega i els paràmetres sísmics del nivell de 23kV), combinant amb l'experiència pràctica, el transport i les condicions d'ús del terreny a la zona de construcció a Mèxic, analitzi la viabilitat del transport dels components prefabricats, estimi el cost i el cicle de l'esquema general, i asseguri que compleix amb la certificació NOM i les normatives de construcció locals.
La pràctica demostra que el fustament de components prefabricats de formigó integral (que compleix amb el disseny sísmic) pot millorar l'eficiència de la construcció, superar el llarg temps de col·locació in situ, controlar eficientment els riscos de programació, i té un alt valor d'aplicació en els projectes elèctrics mexicans.
5.3 Dominar el Procés de Construcció Precís
Per millorar l'eficiència de l'instal·lació, s'ha de seguir estrictament el procés: aprovació, cablejat, incrustació i instal·lació. Quan es connecta al lloc de treball, els tancaments al voltant de la subestació de paret han de complir amb els estàndards d'enginyeria i construcció rellevants; l'acceptació de l'equipament ha de conformar-se amb el lloc de treball (com a Mèxic) i els estàndards de la xarxa nacional; després de la finalització, proveu els instruments de relè, i si la connexió a terra no compleix amb els estàndards, afegiu electrodos i barras de connexió a terra per assegurar el rendiment de la connexió a terra.
Abans de l'instal·lació, la resistència del fustament de components prefabricats de formigó ha de arribar al 70% del valor de disseny. Inspeccioni el transformador i els seus components per assegurar-se que no estan dañats, i faci un bon treball de manteniment i reparació; mesuri i traceu amb precisió, atenció a les posicions clau, prepareu mesures de control de qualitat i implementeu-les estrictament, assegurant la qualitat de la construcció, i promouvint l'avanç eficient de l'instal·lació, millorant l'eficiència de la construcció in situ dels transformadors de paret (adaptant-se a 23kV, la certificació NOM i el disseny sísmic).
6. Avantatges de l'Ús de Fustaments de Components Prefabricats de Formigó
El fustament de components prefabricats de formigó supera els inconvenients com l'empilament de recursos de col·locació in situ i la dificultat de construcció elevada, redueix els riscos de construcció, manté la neteja del lloc, i redueix la contaminació ambiental. Està compost per components prefabricats, és de baix carboni i ecològic, eficient i ràpid, acurta el període de construcció, i compleix amb els requisits de la construcció ecològica. És adequat per a regions com Mèxic amb requisits elevats de protecció ambiental, eficiència de construcció i estàndards d'equipament (com la certificació NOM i el disseny sísmic), facilitant la promoció dels transformadors de paret.
7. Conclusió
Com a equipament avançat, els transformadors de paret d'electricitat tenen amplis prospects d'aplicació en els sistemes elèctrics de regions com Mèxic. Durant la instal·lació i construcció, sota el pressupost de garantir la qualitat i les funcions (adaptant-se a la tensió de 23kV, complint amb la certificació NOM i tenint disseny sísmic), és necessari acurtar el cicle i millorar l'eficiència. Començant amb l'optimització de la forma del fustament, el fustament de components prefabricats de formigó, amb els seus avantatges d'alta eficiència, seguretat i alta qualitat, proporciona suport per a la promoció a gran escala dels transformadors de paret, promovint el desenvolupament eficient de la construcció de la xarxa de distribució elèctrica i adaptant-se millor a les necessitats d'energia de diferents regions (especialment regions com Mèxic amb estàndards i condicions geològiques especials).
