1. Wytyczne dotyczące posadowienia stacji
Typowa wolnostojąca stacja transformatorowa w obudowie betonowej składa się z fundamentu, bryły głównej oraz dachu. W zależności od typu, technologii produkcji oraz wymiarów stacji wymienione wyżej elementy mogą być wykonane jako osobne części lub mogą stanowić monolityczną konstrukcję. Niezależnie od tego wytyczne dotyczące posadowienia stacji pozostają takie same, a sam proces montażu różni się tylko szczegółami.
1.1. Przygotowanie podłoża stacji transformatorowej
W przypadku stacji składających się tylko z jednej obudowy posadowienie stacji jest możliwe bezpośrednio na podłożu gruntowym we wszystkiego rodzaju gruntach niespoistych i niewysadzinowych (piaski żwiry) o stopniu zagęszczenia ID≥0,7 zalegających min. 0,8÷1,4m w zależności od strefy przemarzania gruntu. W przypadku posadowienia stacji w gruntach spoistych, ich stopień plastyczności IL powinien być IL≤0,4. Pod całą powierzchnią fundamentu należy wymienić grunt na piasek gruby o stopniu zagęszczenia ID≥0,7 na głębokość zależną od strefy przemarzania tj. max 1,4m. Poniżej na rysunku 1 pokazane są sposoby na przygotowanie podłoża do posadowienia stacji w zależności od typów gruntu.
W przypadku stacji transformatorowych wolnostojących składających się z kilku obudów lub stacji o dużej powierzchni konieczne jest posadowienie stacji na płycie fundamentowej z betonu zbrojonego. Grubość płyty dobiera się do przewidywalnego ciężaru.
1.2. Rozładunek stacji i montaż stacji transformatorowej
Zazwyczaj, ze względu stacji (a to są ciężary od kilku do kilkudziesięciu ton) rozładunek odbywa się za pomocą dźwigu. Elementy konstrukcyjne stacji są fabrycznie przygotowanie do takiego rodzaju rozładunku. Na rys. 2 przedstawione jest przykładowe zdjęcie pokazujące stację przygotowaną do rozładunku.
Ponieważ stację zazwyczaj dostarczane są bez transformatora zamontowanego w środku, kolejnym etapem montażu jest wstawienie tego transformatora do komory. W zależności od konstrukcji stacji (niektóre nie posiadają zdejmowalnego dachu) oraz wymiarach transformatorów możliwe jest wprowadzenie transformatorów przez dach lub przez drzwi.
Wokół stacji wykonuje się uziemienie otokowe zgodnie z wytycznymi projektowymi i zaleceniami producenta. Zazwyczaj w celu stosowana jest bednarka FeZn ułożona wokół stacji w odległości ok. 1m od samej stacji. Połączenie uziemienia otokowego z uziemieniem wewnątrz stacji odbywa się poprzez otwory fundamencie.
Wprowadzenie kabli Sn i nN do stacji odbywa się poprzez przygotowane na etapie produkcji otwory w fundamencie oraz przepusty kablowe uszczelniające.
Warto również pamiętać, iż jeżeli w stacji przewidziany jest montaż wentylatorów dachowych, zazwyczaj dostarczane one są luzem i montują się po posadowieniu stacji.
Po zakończeniu montażu wokół stacji wykonuje się opaskę (np. z płyt chodnikowych) lub wykonuje się odpowiednia nawierzchnia.
Rysunek 1 – Przykładowe sposoby przygotowania podłoża po posadowienia wolnostojącej stacji transformatorowej.
2. Informacje dotyczące usytuowania stacji
Przy planowaniu lokalizacji stacji należy brać pod uwagę przede wszystkim:
A) Lokalizację pozostałych budynków.
Ważne to jest, przede wszystkim, pod kątem bezpieczeństwa pożarowego. Wymagania dotyczące ochrony PPOŻ określają minimalne dopuszczalne odległości pomiędzy budynkami a stacją transformatorową w zależności od rodzaju sąsiadującego obiektu oraz gęstości obciążenia ogniowego. W tabeli 1 zawarte są te wytyczne.
Tabela 1 – Odległości między zewnętrznymi ścianami budynków a ścianami stacji transformatorowych nie będącymi ścianami oddzielenia przeciwpożarowego
Gęstość obciążania ogniowego stacji transformatorowej obliczana jest wg. poniższego wzoru:
gdzie:
Qd – gęstość obciążenia ogniowego stacji transformatorowej, w [MJ/m2],
n – liczba materiałów palnych zgromadzonych w budynku stacji, w [-],
F – powierzchnia rzutu poziomego budynku stacji, w [m2],
Gi – masa poszczególnych materiałów palnych zgromadzonych w stacji, w [kg],
Qci – ciepło spalania poszczególnych materiałów palnych zgromadzonych w budynku stacji, w [MJ/kg] – dla oleju transformatorowego można przyjmować wartość Qc = 48 MJ/kg
Dla transformatorów suchych żywicznych gęstość obciążenia ogniowego przyjmuje się Q ≤ 500 MJ/m2.
Należy pamiętać, iż w większości przypadków ściana frontowa, na której znajdują się drzwi do komory transformatorowej i pomieszczeń stacji, pod kątem norm nie może być wykonana jako ściana oddzielenia pożarowego. Powyższe wynika ze względu na ograniczenie maksymalnej powierzchni otworów w takiej ścianie.
B) Planowane trasy kabli SN i nN.
Przy rozmieszczeniu stacji należy pamiętać o konieczności doprowadzenia do stacji kabli SN i nN. Dlatego ważne pamiętać o zaplanowaniu stron wprowadzenia kabli oraz dobraniu rozmieszczenia stacji ta, aby unikną utrudnień podczas ułożenia i wprowadzenia kabli związanych z obecnością innych obiektów lub instalacji.
C) Łatwość dostępu do stacji.
Stację należy planować w miejscach z łatwym dostępem podczas montażu i eksploatacji stacji. Pierwsze jest szczególnie ważne jeżeli stacja jest o dużych wymiarach i będzie wymagała ciężkiego sprzętu do jej montażu.
3. FAQ
3.1. Wpływ stacji transformatorowych na środowisko naturalne
Wolnostojące stacje transformatorowe, w przypadku zainstalowania w nich transformatorów olejowych, w celu ochrony środowiska od skutków wycieku oleju z transformatora przewidują wykonanie w fundamencie misy olejowej. Misa ta znajduje się pod transformatorem i jest integralną częścią fundamentów wolnostojących stacji transformatorowych. Misa projektowana jest tak, aby mogła w sobie zmieścić cały olej z transformatora.
Sam transformator olejowy hermetyczny nie posiada mechanizmów dedykowanych ochronie środowiska. Jednocześnie w takich transformatorach często stosowane są zabezpieczenia termiczne i ciśnieniowe, które mają na celu zapobieganie poważnemu uszkodzeniu transformatora (i jak skutek możliwego wycieku oleju) poprzez wykrycie przekroczenia dopuszczalnych wartości parametrów oraz wyłączenie transformatora w takim przypadku.
Jeżeli w stacji zainstalowany będzie transformator suchy żywiczny potrzeba w misie odpada. współczesne transformatory suche żywiczne nie posiadają materiałów szkodliwych, które w przypadku awarii mogą się dostać do środowiska naturalnego.
3.2. Hałas emitowany przez wolnostojące stacje transformatorowe
Wewnątrz stacji transformatorowej podstawowym źródłem hałasu są transformatory. Jednocześnie poziomy hałasu transformatorów są regulowane obecnie przez normę i, na przykład, dla transformatora suchego żywicznego o mocy 1000kVA wynosi 65 dB(A) (ta wartość to jest tzw. moc akustyczna Lwa). Równocześnie warto wziąć pod uwagę, że hałas ten jest tłumiony przez obudowę stacji.
Drugim źródłem hałasu są wentylatory montowane na stacji. Ale nawet dla większych stacji o mocy 2000kVA wentylator dachowy o wydajności ok. 3300m3/h posiada wartość głośności mierzonej w odległości 4 m w okolicach 56 dB(A).
3.3. Emisja pola elektromagnetycznego
W celu sprawdzenia emisji pola elektromagnetycznego stacji z oferty EG System, jeszcze w roku 2008, przez jedną z polskich uczelni politechnicznych zostały przeprowadzone pomiary natężenia pola elektromagnetycznego dla stacji 2x630kVA. Przy znamionowym obciążeniu, w bezpośrednim sąsiedztwie budynku stacji wartości natężenia pola elektrycznego wynosiły od 4 do 7 V/m (przy dopuszczalnych wartościach 10000/3 V/m. Przy takim samym obciążeniu wartość pola magnetycznego wynosiła od 23 A/m w pobliżu komory transformatora oraz ok. 0,6A/m po przeciwnej stronie stacji (dopuszczalna wartość pola magnetycznego zg. z Rozporządzeniem Ministra Pracy i Polityki Socjalnej wynosi do 200/3 A/m).