26
Март–апрель 2012
|
www.tdworld.com, www.tdworld.ru
Эти
снимки
были
сделаны
камерой
системы
наблюдения
подстанции
Синатра
.
На
первом
снимке
—
нормальный
вид
в
черно
-
белом
изображении
,
на
втором
—
начальный
период
взрыва
трансформатора
(
обратите
внимание
на
разлетающиеся
осколки
)
и
на
тре
-
тьем
—
объятый
красноватым
пламенем
трансформатор
.
В
2009
году
постоянно
растущее
энергопо
-
требление
в
районе
Лас
Вегас
Стрип
по
-
требовало
ввода
дополнительных
мощно
-
стей
.
Познакомимся
с
подстанцией
Синатра
230/138/12
кВ
,
которая
была
спроектирована
и
«
втис
-
нута
»
в
миниатюрный
участок
,
напоминающий
кусок
слоёного
пирога
,
между
федеральной
автострадой
15
и
владениями
новейшего
многофункционально
-
го
курорта
,
известного
в
своё
время
как
Project City-
Center.
Эта
уникальная
подстанция
,
которая
включает
боль
-
шое
распределительное
устройство
с
элегазовой
изо
-
ляцией
в
компактном
«
элегазовом
»
исполнении
,
заняла
бы
площадь
около
2
гектаров
.
Для
подобной
подстан
-
ции
открытого
типа
потребовалось
бы
около
4
гектаров
площади
.
Однако
таких
площадей
вблизи
района
Стрип
в
наличии
не
было
.
В
реальности
вся
подстанция
занимает
всего
лишь
имеющиеся
0,6
гектара
и
связывает
линии
передачи
и
распределения
электроэнергии
для
обслуживания
рас
-
положенных
поблизости
казино
,
таких
как
Monte Carlo
Resort, New York—New York Hotel & Casino
и
CityCenter
Las Vegas.
Например
,
первоначальный
прогноз
нагрузки
для
CityCenter,
который
включает
торговые
центры
,
ресто
-
ранные
и
развлекательные
комплексы
Aria, Mandarin
Oriental, Vdara Hotel & Spa
и
Crystals,
составлял
более
100 M
Вт
.
Сложная
задача
Исходя
из
габаритов
трансформатора
,
который
бы
отвечал
требованиям
по
нагрузке
района
Лас
Вегас
Стрип
,
группе
проектирования
подстанций
компании
NV
Energy
требовалось
как
минимум
9
метров
между
транс
-
форматором
и
остальным
оборудованием
.
Поскольку
таких
площадей
в
наличии
не
было
,
проектировщикам
пришлось
проанализировать
несколько
возможных
ва
-
риантов
организации
противопожарной
безопасности
и
сценариев
по
спасению
расположенного
вблизи
доро
-
гостоящего
распредустройства
с
элегазовой
изоляцией
на
случай
возгорания
трансформатора
.
Сначала
рассматривалась
возможность
установки
традиционных
стационарных
перегородок
.
Однако
вви
-
ду
того
,
что
строительный
участок
был
ничтожно
мал
,
проектировщики
пришли
к
выводу
,
что
места
для
разме
-
щения
крана
для
установки
и
техобслуживания
транс
-
форматора
со
стационарными
противопожарными
перегородками
будет
недостаточно
.
Это
заставило
их
обдумать
новые
варианты
и
привело
к
мысли
об
уста
-
новке
мобильных
противопожарных
перегородок
.
Подготовка
Было
рассмотрено
много
вариантов
,
и
в
результа
-
те
были
найдены
секционные
мобильные
панели
из
композитных
материалов
с
необходимыми
противопо
-
жарными
характеристиками
и
по
конкурентным
ценам
по
сравнению
с
традиционными
бетонными
перегород
-
Возгорание трансформатора
локализовано
Комплектная подстанция Лас Вегас Стрип прошла
боевое крещение огнём, но благодаря новейшим
противопожарным перегородкам соседнее
оборудование не пострадало.
Гордон Смит (Gordon Smith),
NV Energy
ОБОРУДОВАНИЕ
Подстанций
27
www.tdworld.ru, www.tdworld.com
|
Март–апрель 2012
Вид
спереди
и
сбоку
выгоревшего
блока
с
трёхступенчатой
конструкцией
позади
.
Хотя
всё
оборудование
этой
конструкции
было
разрушено
,
компании
NV Energy
удалось
восстановить
покрытие
и
ввести
стальную
конструкцию
в
эксплуатацию
.
Автотрансформатор
230/138
кВ
, «
втиснутый
»
между
двумя
керамическими
противопожарными
перегородками
до
пожара
.
Вид
с
воздуха
всей
подстанции
Синатра
.
Кружком
обведено
ме
-
сто
возникновения
пожара
.
ками
.
Группа
проектировщиков
отобрала
две
перего
-
родки
Intelli-Firewalls
производства
компании
Composite
Support & Solutions Inc.
Эти
перегородки
имеют
размер
12
х
9
м
и
18
х
9
м
и
способны
выдерживать
возникший
по
-
жар
в
течение
почти
четырёх
часов
.
Такие
модульные
панели
имеют
относительно
не
-
большой
вес
(
около
145
кг
),
их
легко
перевозить
и
монтировать
.
Каждая
пустотелая
панель
имеет
тер
-
мостойкое
покрытие
,
подобное
тому
,
какое
имели
те
-
плозащитные
плитки
шаттлов
NASA.
Для
случаев
с
ограниченным
пространством
,
подобным
подстанции
Синатра
,
т
.
е
.
когда
компании
NV Energy
требуется
заменить
или
произвести
обслуживание
крупногаба
-
ритного
автотрансформатора
230/138
кВ
,
эти
панели
легко
собираются
и
разбираются
.
Одну
перегородку
можно
собрать
и
разобрать
в
течение
одного
дня
,
что
сводит
к
минимуму
перебои
в
снабжении
электроэнер
-
гией
.
ОБОРУДОВАНИЕ
Подстанций
28
Март–апрель 2012
|
www.tdworld.com, www.tdworld.ru
Неповреждённое
распредустройство
230
кВ
с
элегазовой
изоляцией
было
за
-
щищено
противопожарными
перегородками
.
В
конечном
счёте
проектировщикам
удалось
найти
панели
Intelli-Firewalls
с
меньшим
профилем
,
чем
обыч
-
ный
противопожарный
барьер
.
Для
расположения
всего
комплекта
оборудования
на
очень
небольшом
участке
площадью
0,6
гектара
панели
с
малым
профилем
под
-
ходили
как
нельзя
лучше
.
После
установки
никто
точно
не
знал
,
как
они
себя
поведут
во
время
серьёзного
и
про
-
должительного
пожара
.
Никто
и
подумать
не
мог
,
что
работа
по
проектированию
,
выбору
и
монтажу
будет
проверена
через
какие
-
то
2
года
.
Пожар
В
воскресенье
15
мая
2011
года
в
0:15
на
подстанции
Синатра
произошёл
взрыв
и
воз
-
ник
пожар
.
В
результате
пожара
огромное
ко
-
личество
осколков
изоляторов
разлетелось
от
трансформатора
230/138
кВ
и
попало
в
защит
-
ные
перегородки
.
Подпитываемый
трансфор
-
маторным
маслом
пожар
мгновенно
охватил
весь
автотрансформатор
.
Свидетели
из
близ
-
лежащих
отелей
и
водители
с
федеральной
трассы
видели
,
как
в
чёрное
небо
взметнулось
пламя
на
высоту
около
24
метров
.
Информа
-
ция
об
этом
инциденте
освещалась
федераль
-
ными
СМИ
.
Пожарные
службы
Лас
-
Вегаса
и
компании
NV Energy
отреагировали
очень
быстро
,
но
прошло
более
90
минут
,
прежде
чем
пожар
закончился
.
К
счастью
,
никто
не
пострадал
.
Благода
-
ря
хорошо
скоординированным
действиям
управления
передачи
и
распределения
электроэнергии
компании
NV Energy,
а
также
местному
персоналу
,
основная
пи
-
тающая
линия
распределительной
сети
возобновила
подачу
электроэнергии
в
считанные
часы
.
Чуть
позже
Проблема
обеспечения
пожар
-
ной
безопасности
трансформа
-
торных
подстанций
и
собственно
трансформаторов
является
весь
-
ма
актуальной
.
Она
обусловлена
ощутимыми
нега
-
тивными
последствиями
экономического
,
социального
и
экологического
характера
,
связанными
с
временной
потерей
электроснабжения
объектов
.
По
информации
специалистов
НТЦ
«
Взрывоустой
-
чивость
» [1],
только
в
США
за
несколько
лет
произо
-
шло
730
взрывов
трансформаторов
,
сопровождавших
-
ся
пожарами
,
при
этом
финансовые
потери
достигли
сотен
миллионов
долларов
,
отмечена
гибель
людей
,
имели
место
перебои
с
электроснабжением
и
загряз
-
нением
окружающей
среды
.
«
В
России
,
по
данным
портала
«TRANSFOR-
M
аторы
» [2],
с
1967
г
.
и
до
начала
90-
х
годов
прошла
волна
серьёзных
аварий
трансформаторов
,
сопрово
-
ждавшихся
разрушениями
и
дуговыми
короткими
за
-
мыканиями
».
Исходя
из
практики
эксплуатации
,
такие
аварии
трансформаторов
часто
заканчиваются
их
возгоранием
.
Пожарная
опасность
трансформаторов
,
запол
-
ненных
жидкими
диэлектриками
(
охлаждающая
жид
-
кость
),
при
их
наружной
установке
(
вариант
,
рассмо
-
тренный
в
статье
г
-
на
Г
.
Смита
),
кроме
надёжности
самой
конструкции
чаще
всего
определяется
физико
-
химическими
характеристиками
охлаждающей
жидко
-
сти
,
которая
в
одном
случае
может
быть
«
жертвой
»
пожара
,
а
в
другом
—
одним
из
факторов
,
способству
-
ющих
его
возникновению
.
ТК
10
Международной
электротехнической
комис
-
сии
(
МЭК
)
дал
классификацию
электроизолирующих
жидкостей
для
трансформаторов
с
учётом
двух
по
-
казателей
:
температуры
вспышки
и
общей
тепло
-
творной
способности
(
ОТС
)
по
следующим
типам
:
О
—
температура
вспышки
< 300
о
С
;
К
—
температура
вспышки
> 300
о
С
;
L —
температура
вспышки
не
определена
;
и
индексам
:
1 —
ОТС
> 42
МДж
/
кг
;
2 — 42
МДж
/
кг
>
ОТС
> 32
МДж
/
кг
;
3 —
ОТС
< 32
МДж
/
кг
.
Одним
из
основных
путей
снижения
пожарной
опас
-
ности
трансформаторных
подстанций
является
со
-
блюдение
противопожарных
разрывов
между
транс
-
форматорами
и
оборудованием
.
Именно
этот
путь
и
был
использован
при
соору
-
жении
подстанции
в
районе
Лас
Вегас
Стрит
.
Однако
небольшие
размеры
земельного
участка
не
позволяли
в
полной
мере
выполнить
требования
норм
(
см
.
та
-
блицу
)
в
части
соблюдения
противопожарных
разры
-
вов
.
Тогда
и
было
принято
решение
воспользоваться
другой
рекомендацией
стандарта
.
В
п
. 7.6.2.1
проек
-
та
международного
стандарта
[3]
указывалось
,
что
при
наружной
установке
трансформаторов
с
маслом
КОММЕНТАРИЙ
Герман Смелков, д.т.н., профессор, главный научный сотудник ФГБУ
ВНИИПО МЧС РФ:
ОБОРУДОВАНИЕ
Подстанций
29
www.tdworld.ru, www.tdworld.com
|
Март–апрель 2012
типа
«
О
» (
именно
этот
случай
рассмотрен
в
статье
Г
.
Смита
),
если
нет
возможности
соблюсти
норми
-
руемые
расстояния
(
см
.
таблицу
),
для
обеспечения
пожарной
безопасности
следует
использовать
огне
-
стойкие
ограждающие
стены
с
пределом
огнестойко
-
сти
REI60*
и
EI60*
следующих
размеров
:
•
высоту
,
соответствующую
высоте
диффузион
-
ной
камеры
(
если
таковая
имеется
)
либо
высоте
трансформатора
;
•
длину
,
соответствующую
ширине
или
длине
под
-
дона
в
зависимости
от
направления
установки
трансформатора
.
Такие
же
стены
устанавливаются
между
транс
-
форматорами
и
зданиями
.
Номинальная
мощность
,
МВА
Расстояние
,
м
Свыше
1
до
10
3
Свыше
10
до
40
5
Свыше
40
до
200
10
Свыше
200
15
Если
при
наружной
установке
используются
трансформаторы
погружного
типа
с
жидкостью
типа
К
,
то
для
соблюдения
мер
противопожарной
за
-
щиты
расстояния
из
таблицы
могут
быть
уменьше
-
ны
наполовину
.
В
заключение
хочется
отметить
,
что
статья
г
-
на
Гордона
Смита
безусловно
представляет
ин
-
терес
для
российских
специалистов
,
занимающих
-
ся
проектированием
,
монтажом
и
эксплуатацией
трансформаторных
подстанций
в
части
обмена
опытом
решения
нетривиальных
задач
в
области
энергетики
,
а
также
в
части
информации
об
ис
-
пользовании
в
США
новых
,
весьма
эффективных
,
как
видно
из
анализа
пожара
,
материалов
для
изготовле
-
ния
противопожарных
огнестойких
перегородок
для
трансформаторных
подстанций
.
По
нашим
сведени
-
ям
,
аналогичные
перегородки
в
нашей
стране
пока
испытания
не
проходили
и
в
отечественной
практи
-
ке
не
используются
.
Закончу
комментарий
,
как
это
принято
в
работе
с
зарубежными
партнёрами
,
практическим
предложени
-
ем
.
В
случае
проявления
взаимного
интереса
у
россий
-
ских
энергетиков
(
применять
перегородки
Intelli-Firewalls
на
своих
объектах
)
и
у
компании
Support & Solutions Inc.
(
о
желании
продвигать
эти
перегородки
на
российский
рынок
)
институт
смог
бы
принять
участие
в
выполне
-
нии
исследовательских
работ
по
экспертной
оценке
их
фактической
огнезащитной
эффективности
.
Литература
:
1.
Мишуев
А
.
В
.,
Казеннов
В
.
В
.,
Громов
Н
.
В
.
Демиферная
система
защиты
трансформаторов
от
взрыва
и
по
-
жара
при
коротком
замыкании
.
Москва
,:
НТЦ
«
Взрыво
-
устойчивость
».
Отчёт
, 2006
г
.
2.
Левицкая
Е
.
И
.,
Лурье
А
.
И
.,
Панибратец
А
.
Н
.
Проблема
электродинамической
стойкости
трансформаторов
при
коротких
замыканиях
. —
Информационный
портал
«TRANSFORM
аторы
», 2007
г
.
3.
Проект
стандарта
.
Электроустановки
мощностью
свыше
1
кВт
.
Пожарная
защита
.
Общие
положения
.
Трансформаторы
. CENELAK CLC / TC 112,
февр
. 1994
г
.
тем
же
воскресным
утром
электропитание
было
подано
всем
потребителям
.
Несмотря
на
взрыв
и
подпитываемый
маслом
пожар
обе
противопожарные
перегородки
,
которые
,
словно
створки
,
закрывали
автотрансформатор
,
не
получили
значительных
повреждений
.
Более
того
,
оборудование
с
элегазовой
изоляцией
,
которое
располагалось
поза
-
ди
перегородок
,
было
защищено
от
взрыва
и
теплового
воздействия
.
Оно
не
было
повреждено
и
могло
эксплуа
-
тироваться
.
Естественно
,
полностью
из
строя
выбыл
трансформатор
.
Это
событие
демонстрирует
,
как
удачно
сработа
-
ла
модульная
система
противопожарных
перегородок
,
которая
сыграла
роль
последней
линии
обороны
.
Она
предотвратила
огромные
затраты
на
проведение
до
-
рогостоящих
и
затяжных
восстановительных
работ
на
подстанции
.
Устранение
последствий
Взорвавшиеся
фарфоровые
изоляторы
повредили
несколько
панелей
противопожарной
перего
-
родки
.
Одна
сторона
перегородки
была
пробита
,
а
в
некоторых
ме
-
стах
осколки
остались
в
панели
.
Так
как
панели
пустотелые
,
это
не
представляло
никакого
риска
для
целостности
перегородки
и
она
выполнила
своё
функциональное
назначение
.
К
счастью
,
в
большинство
панелей
осколки
не
по
-
пали
,
и
их
прочность
была
проверена
путём
простуки
-
вания
.
Такое
тестирование
возможно
,
так
как
противо
-
пожарная
перегородка
Intelli-Firewall
изготовлена
из
пустотелых
сэндвич
-
панелей
.
Специальный
молоток
для
простукивания
в
руке
опытного
специалиста
явля
-
ется
эффективным
и
простым
способом
определения
целостности
каждой
панели
.
Эту
проверку
,
не
требую
-
щую
разборки
,
можно
провести
относительно
быстро
.
Несмотря
на
сильный
и
продолжительный
пожар
по
обеим
сторонам
автотрансформатора
,
нужно
было
заменить
только
12
панелей
.
Кроме
того
,
огнём
были
повреждены
некоторые
защитные
щитки
вертикальных
опор
,
которые
тоже
пришлось
заменить
.
И
снова
это
было
сделано
относительно
быстро
и
не
потребовало
никакого
дополнительного
обслуживания
,
восстановле
-
ния
или
замены
опор
конструкции
.
Ремонтные
бригады
NV Energy
завершили
всю
операцию
по
снятию
и
замене
повреждённых
панелей
и
восстановлению
за
-
щитной
перегородки
всего
лишь
за
несколько
дней
.
Они
сняли
по
-
вреждённые
секции
перегородки
и
защитные
щитки
вертикальных
опор
,
заменили
их
и
снова
покра
-
сили
.
Также
они
убрали
сгорев
-
ший
трансформатор
.
Сильный
жар
от
горевшего
трансформато
-
ра
вызвал
появление
трещин
и
*
Предел
огнестойкости
строительных
конструкций
устанав
-
ливается
по
времени
(
в
минутах
)
наступления
одного
или
последовательно
нескольких
нормируемых
для
данной
конструкции
признаков
предельных
состояний
:
•
потери
несущей
способности
(R);
•
потери
целостности
(E);
•
потери
теплоизолирующей
способности
(I).
ОБОРУДОВАНИЕ
Подстанций
30
Март–апрель 2012
|
www.tdworld.com, www.tdworld.ru
Противопожарная
перегородка
восстановлена
и
как
ни
в
чём
не
бывало
продолжает
выполнять
свои
функции
.
Подстанция
Синатра
,
выходящая
на
Лас
Вегас
Стрип
,
вид
с
воздуха
.
разрушение
бетонного
основания
,
в
результате
чего
в
некоторых
местах
обнажилась
арматура
.
Поэтому
было
сооружено
новое
основание
и
на
него
установлен
но
-
вый
трансформатор
.
Запасной
автотрансформатор
230/138
кВ
был
в
наличии
.
Таким
образом
компания
NV
Energy
полностью
ввела
подстанцию
в
эксплуатацию
всего
лишь
через
четыре
месяца
.
Оценка
риска
Риск
взрыва
трансформатора
и
сопутствующий
ему
пожар
можно
оценить
.
В
частности
,
в
обзоре
,
посвящён
-
ном
стандарту
IEEE 979,
отмечена
вероятность
пожара
трансформатора
500
кВ
на
уровне
0,0009
пожаров
в
год
.
Это
эквивалентно
возникновению
одного
пожара
каж
-
дые
1111
лет
.
На
первый
взгляд
,
такая
исключительно
малая
вероятность
может
дать
ложное
чувство
безопас
-
ности
.
Но
,
если
применить
такую
вероятность
к
объекту
,
на
котором
работает
100
трансформаторов
в
среднем
по
35
лет
,
экстраполяция
даст
3,15
возгораний
(0,0009
×100×35),
или
один
пожар
каждые
11
лет
.
Другими
сло
-
вами
,
это
означает
,
что
за
свою
карьеру
каждый
инже
-
нер
или
руководитель
подстанции
,
вероятно
,
столкнёт
-
ся
в
среднем
с
тремя
возгораниями
трансформаторов
.
А
ещё
компания
NV Energy
обнаружила
,
что
пожары
случаются
даже
на
подстанции
,
возраст
которой
всего
два
года
.
Извлечённый
урок
Завсегдатаи
Лас
Вегас
Стрип
,
которые
были
сви
-
детелями
возгорания
на
подстанции
Синатра
в
мае
прошлого
года
,
даже
не
обратили
внимания
на
по
-
следствия
или
потенциальные
последствия
такого
ко
-
лоссального
пожара
.
И
всё
это
благодаря
энергетиче
-
ским
объектам
,
надёжность
которых
очень
высока
,
что
считается
само
собой
разумеющимся
.
К
сожалению
,
на
других
подстанциях
во
всём
мире
,
которые
пережи
-
ли
подобные
сильные
пожары
,
результаты
были
куда
более
разрушительными
и
перебой
в
работе
был
го
-
раздо
более
продолжительным
.
Как
однажды
сказала
королева
Елизавета
II, «
оглядываясь
назад
,
мы
видим
всё
,
что
хотели
бы
видеть
сделанным
по
-
другому
или
не
сделанным
вовсе
».
Благодаря
продуманному
инжинирингу
,
планирова
-
нию
и
продукции
,
которая
стоила
того
,
что
за
неё
было
заплачено
,
предусмотрительность
компании
NV Energy
на
подстанции
Синатра
была
на
высоте
,
что
и
подтвер
-
дили
выводы
,
сделанные
после
пожара
.
Выражение
признательности
Автор
очень
признателен
доктору
Клему
Хьелю
(Clem Hiel),
президенту
компании
«Composite Support &
Solutions»,
за
помощь
в
подготовке
этой
статьи
.
Гордон
Смит
(Gordon Smith) (gasmith@nvenergy.
com)
работал
в
компании
NV Energy
с
1997
года
,
обе
-
спечивая
инженерно
-
строительную
поддержку
в
де
-
партаменте
проектирования
энергосистем
.
Г
.
Смит
за
-
нимался
проектированием
и
строительством
более
чем
50
подстанций
от
69
до
500
кВ
.
Имеет
степень
бака
-
лавра
в
области
гражданского
строительства
(BSCE)
университета
Нью
-
Мексико
и
является
зарегистриро
-
ванным
практикующим
дипломированным
инженером
в
течение
20
лет
.
Примечание
редактора
:
Чтобы
увидеть
материал
о
пожаре
,
отснятый
15
мая
2011
года
на
подстанции
Синатра
,
перейдите
по
ссылке
: http://videos.tdworld.
com/video/Firebehind-Monte-Carlo-51511.
Упомянутые
в
статье
компании
:
Компания
«Composite Support & Solutions»,
www.Intelli
fi
rewall.com
«NV Energy»,
www.nvenergy.com
ОБОРУДОВАНИЕ
Подстанций
Оригинал статьи: Возгорание трансформатора локализовано
Комплектная подстанция Лас Вегас Стрип прошла боевое крещение огнём, но благодаря новейшим противопожарным перегородкам соседнее оборудование не пострадало.
Комментарий к статье:
Герман Смелков, д.т.н., профессор, главный научный сотудник ФГБУ ВНИИПО МЧС РФ.
