Instalați un transformator umplut cu ulei în interior - într-un subsol, sub un trotuar sau la un nivel electric al unui înaltă clădire - și prima întrebare pe care o va pune un inspector sau un inginer de utilități nu este deloc despre transformator. Este vorba despre boltă. O boltă a transformatorului este incinta din beton armat, rezistent la foc, care face ca transformatoarele umplute cu lichid să fie acceptabile în locații în care un suport exterior este imposibil. Cu o boltă proiectată corespunzător, echipamentele răcite cu ulei pot servi încărcături urbane dense în siguranță timp de decenii; fără unul, majoritatea codurilor te împing către o plasare în aer liber sau o alternativă de tip uscat. Acest ghid explică ce este un seif, unde își câștigă costul, ce cerințe de proiectare domină bugetul și cum să specificați echipamentul pentru spațiu.

Ce este un Transformer Vault?

O boltă a transformatorului este o cameră dedicată sau o cameră subterană, construită din beton armat, care găzduiește transformatoare de putere umplute cu lichid împreună cu echipamente asociate, cum ar fi protectoare de rețea, regulatoare de tensiune, întrerupătoare și contorizare. În practica utilităților, bolțile de sub străzi și trotuare găzduiesc transformatoarele și protectorii de rețea ale rețelelor secundare din centrele dense ale orașelor. În clădirile private, bolta este mecanismul care permite un transformator izolat cu ulei în interior: deoarece lichidul de răcire este combustibil, carcasa trebuie să asigure separarea focului, reținerea uleiului și ventilație controlată.

Două caracteristici disting o boltă de o cameră electrică obișnuită. În primul rând, este o barieră rezistentă la foc - practica nord-americană conform articolului 450 NEC necesită în general o rezistență la foc de trei ore pentru bolțile care conțin transformatoare umplute cu ulei, cu valori reduse permise în clădirile complet sprinklere. În al doilea rând, este proiectat pentru cel mai rău eveniment credibil: o defecțiune a garniturii sau o defecțiune internă care eliberează întreaga încărcătură de ulei, cu apă de stropire sosind deasupra acesteia. Fiecare decizie majoră de proiectare din interiorul seifului provine din aceste două responsabilități.

Unde un seif cu transformatoare are sens

Economia este simplă: o seif este o lucrare civilă costisitoare, deci este justificată oriunde un transformator exterior este indisponibil sau inacceptabil. Veți găsi seifuri în patru situații recurente.

• Sisteme de rețele de utilități sub străzile orașului, unde transformatoarele și dispozitivele de protecție ale rețelei stau sub trotuare și sunt accesibile prin trapele de la nivelul străzii.
• Construiți subsoluri și niveluri electrice inferioare ale clădirilor comerciale înalte, unde centrul de încărcare se află departe de orice perete exterior.
• Cartiere istorice sau dense în care o incintă supraterană ar intra în conflict cu cerințele de peisaj stradal, de securitate sau de planificare.
• Campus și coridoare industriale, unde traseul sub nivel menține drumurile și zonele de proces libere.

În fiecare caz, întrebarea decisivă este aceeași: valoarea plasării unui transformator umplut cu lichid în acea locație depășește costul unei carcase nominale, etanșe la ulei și ventilate? Pentru centrele de încărcare urbane, răspunsul este de obicei da.

Cerințe de proiectare care domină proiectele Vault

Patru cerințe reprezintă cea mai mare parte a costului unui seif și cea mai mare parte a riscului de reluare. Adresați-le înainte ca comanda transformatorului să fie finalizată.

Proiectare structurală și încărcare de trafic

Bolțile de sub drumuri sunt proiectate pentru încărcăturile vehiculelor, în mod obișnuit pentru încărcarea traficului AASHTO HS-20 în America de Nord, plus presiunea pământului și a apei subterane. Plăcile de acoperiș, trapele și detaliile cadrului trebuie să se potrivească cu clasa de încărcare, iar membranele de hidroizolație sau opritoarele de apă sunt standard sub panza freatică. Un acoperiș sau o trapă subspecificate se numără printre cele mai perturbatoare defecțiuni posibile, deoarece reparațiile înseamnă închiderea unei străzi.

Ventilație și respingere a căldurii

Pierderile la transformator lasă înfășurările sub formă de căldură, iar o cameră etanșă din beton nu oferă căldurii încotro. Un transformator immers în ulei de 1.000 kVA cu pierderi totale de aproximativ 1,5% adaugă aproximativ 15 kW de căldură continuu la sarcina nominală; într-un seif mic, temperatura aerului poate crește suficient de repede pentru a declanșa alarmele termice sau pentru a scurta durata de viață a izolației. Designerii furnizează de obicei fante de admisie de nivel scăzut și evacuare de nivel înalt, dimensionate astfel încât creșterea mediului ambiant să rămână în marja de creștere a temperaturii a echipamentului, cu ventilatoare controlate termostatic unde fluxul natural de aer este insuficient.

Reținerea uleiului și protecția împotriva incendiilor

Regula generală de izolare este de a capta volumul complet de ulei al celei mai mari unități plus apa din orice sistem de suprimare - adesea calculat la 110% până la 133% din volumul de ulei. Bazinele primesc acoperiri tolerante la ulei, materialele combustibile din interiorul seifului sunt reduse la minimum, iar ușile, clapetele și etanșările anti-incendiu păstrează ratingul carcasei în timp ce detectia de fum și căldură se leagă de alarma clădirii.

Drenaj, acces și degajări

Apa este inamicul liniştit al seifului. Pompele de bazin cu senzori de plutire sau de scurgere țin apa subterană și condensul sub control, iar testele periodice confirmă că pompa încă funcționează. Pentru acces, asigurați o rută pentru cea mai grea componentă înlocuibilă - adesea o trapă cu ochi de ridicare sau secțiuni de acoperiș detașabile - și mențineți spațiul liber de lucru în jurul pieselor sub tensiune, astfel încât tehnicienii să poată testa unitatea fără a improviza.

Vault, Pad-Mount sau Substație prefabricată?

Majoritatea proiectelor aleg dintre trei strategii de instalare. Tabelul de mai jos le compară cu privire la factorii care decid efectiv achiziția.

Modelul este consistent: atunci când există spațiu în aer liber, echipamentele montate pe suport sau prefabricate sunt mai ieftine și mai rapide; când nu, bolta este prețul de intrare.

Specificarea echipamentului pentru seif

Odată ce conceptul seifului este fixat, alegerile echipamentelor ar trebui făcute împotriva acestuia, nu invers. Pentru transformatorul în sine, transformatoare immerse în ulei rămâne implicit acolo unde este nevoie de eficiență ridicată și răcire cu lichid într-o amprentă compactă și merită revizuită tipuri și definiții de transformatoare immerse în lichid înainte de a bloca stilul rezervorului, deoarece designul rezervorului etanș și al conservatorului se comportă diferit în spațiile înguste.

Coroziunea contează la fel de mult ca ratingul electric. Interioarele boltilor stau in aer umed, slab circulat, astfel incat rezervoarele si carcasele beneficiaza de materiale rezistente la coroziune; a Carcasa transformatorului din otel inoxidabil 304 este o actualizare comună pentru instalațiile exterioare și sub gradul în care oțelul carbon vopsit ar rula prin rugină în câțiva ani.

Dacă site-ul poate găzdui orice echipament de exterior, comparați seiful cu transformatoare montate pe suport , care plasează un rezervor etanș, protejat împotriva manipularii la nivel și elimină majoritatea lucrărilor civile. Multe proiecte ajung să fie hibride: un seif unde clădirea o forțează și unități montate pe suport peste tot în altă parte.

Operarea și întreținerea seifului

Un seif schimbă rutina de întreținere la fel de mult ca și instalarea. Ventilatoarele și jaluzelele de ventilație au nevoie de verificări programate, deoarece fluxul de aer blocat apare mai întâi ca temperaturi de înfășurare în creștere. Pompele de colector și comutatoarele cu flotor ar trebui să fie exercitate periodic - o pompă defectă descoperită după o furtună este o lecție costisitoare. Verificările nivelului uleiului, analiza gazelor dizolvate și inspecția scurgerilor urmează practicile standard de umplere cu lichid, în timp ce garniturile ușilor și a trapei, starea rezervorului și integritatea împotriva incendiului aparțin aceleiași runde de inspecție. Tratați bolta ca pe un sistem: incinta, ventilația, izolarea și transformatorul eșuează sau reușesc împreună.

O listă de verificare înainte de achiziție pentru proiectele Vault

1. Confirmați codul de guvernare și gradul de incendiu necesar pentru locația specifică înainte de a comanda transformatorul.
2. Măriți reținerea uleiului pentru volumul complet de ulei al celei mai mari unități plus apa de suprimare și verificați acoperirea bazinului și capacitatea pompei.
3. Calculați sarcina termică din pierderile garantate, apoi măriți ventilația naturală și forțată cu marjă.
4. Stabiliți încărcăturile structurale — trafic, pământ, apă subterană — și conveniți cu proiectantul civil asupra dispozițiilor de trapă și ridicare.
5. Înghețați mai devreme punctele de interfață: semnalele de intrare a cablurilor, conducte, drenaj și monitorizare între transformator și sistemele de seif.
6. Planificați accesul pentru înlocuirea viitoare a celei mai grele componente, nu doar prima instalare.

Manipulată în acest fel, o boltă a transformatorului încetează să mai fie o idee ulterioară și devine ceea ce ar trebui să fie: structura de permitere a transformatoarelor umplute cu lichid exact acolo unde sarcina are nevoie de ele. Cumpărătorii care aliniază designul carcasei, ventilația și izolarea cu specificațiile transformatorului la începutul unui proiect evită în mod constant cele două defecțiuni clasice ale seifului — supraîncălzirea și deficiențe de reținere a uleiului — și mențin echipamentele sub nivelul nivelului în funcțiune pe întreaga durată de viață de proiectare.