Architektonische und raumplanerische Lösungen

Das Sanierungsprojekt für das bestehende 220-kV-Umspannwerksgebäude sieht einen Umbau und eine technische Umrüstung mit entsprechender interner Sanierung vor. Im Gebäude gibt es 2 Treppenhäuser, die Zugang zum 3. Stock und zum Dachgeschoss sowie über eine Luke Zugang zum Dach bieten. Das Projekt sieht folgende Arten von Arbeiten vor: Rekonstruktion des Daches – mit profiliertem Stahlblech ummantelte Metallbinder werden auf dem bestehenden Flachdach entlang eines monolithischen Gürtels entlang von Pfetten aus dünnwandigen Profilen montiert; Installation von vorgehängten hinterlüfteten Fassaden mit zusätzlicher Isolierung an bestehenden Wänden aus Ziegeln; Einbau neuer Trennwände, die mit Gipskartonplatten auf dem Rahmen verkleidet und mit Mineralwolle gefüllt sind. In Nassräumen werden feuchtigkeitsbeständige Gipskartonplatten bereitgestellt; Vergrößerung der Fensteröffnungen, um mehr natürliches Licht einzubringen; Ersatz vorhandener Stahlbetonstürze durch Metallstürze aus gewalztem Metall; Austausch von Fensterblöcken durch Fensterblöcke mit doppelt verglasten Fenstern; Rekonstruktion von Metalltoren zu Transformatorräumen ist vorgesehen; die Fenster der Technikräume im ersten und zweiten Stock sind mit Ziegeln verkleidet; die Türen zu feuergefährdeten Räumen sind aus Stahl mit einer Feuerwiderstandsdauer von 45 Minuten gefertigt; Erweiterung des Durchgangs entlang der Achse 9 - Getriebe. Der Kontrollpunkt umfasst: einen Sicherheitsraum mit Waffenlagerraum und ein Badezimmer. Der Anbau verfügt über einen Technikkeller mit Eingang zur Wartung der Kommunikation. Im Untergeschoss, in den Technikräumen des ersten und zweiten Obergeschosses bleiben die bestehenden Bodenstrukturen erhalten, in den Verwaltungsräumen des dritten Obergeschosses ist Linoleum vorgesehen, in den Fluren und Sanitärbereichen Keramikfliesen. Die Innenausstattung erfolgt entsprechend dem Zweck der Räumlichkeiten.

Tragwerks- und raumplanerische Lösungen

Eine technische Inspektion des Gebäudes des geschlossenen Teils des Umspannwerks wurde abgeschlossen. Das bestehende Verwaltungs- und Technikgebäude wurde in den 70er – 80er Jahren des 20. Jahrhunderts mit unvollständigem Rahmen errichtet. Die Außenwände bestehen aus rotem Tonziegel mit einer Dicke von M100 510-640 mm, funktionsfähiger Zustand. Die Innenwände bestehen aus rotem Ton und Silikatziegeln mit einer Dicke von 380–510 mm und sind in funktionsfähigem Zustand. Die Kellerwände bestehen aus roten Tonziegeln mit einer Dicke von M100 610-640 mm. Die Säulen bestehen aus roten Tonziegeln und sind in gutem Zustand. Zwischenstützen für Stahlbetonträger sind Stahlgestelle aus zwei gepaarten Kanälen in funktionsfähigem Zustand. Über- und Zwischengeschossböden bestehen aus Platten der Serie II24-2, PK-01-111. Die Fundamente bestehen aus Stahlbeton und sind in funktionsfähigem Zustand. Die Tragfähigkeit von Wänden, Decken und Fundamenten reicht aus, um die Bemessungslasten aufzunehmen; die Konstruktionen benötigen keine Verstärkung. Die Designdokumentation enthält Folgendes: Demontage der bestehenden Dachdämmung; Verfugen und Verstemmen von Rissen in Ziegelwänden; Installation einer neuen Abdeckung aus Wellblechen entlang von Pfetten, die von Stahlbindern aus Vierkantrohren mit geschlossenem Profil getragen werden. Nach dem Umbau ist mit keiner weiteren Besiedlung des Gebäudes zu rechnen. Die Fundamente für die Freiluftschaltanlagenportale sind für eine Erdreichtiefe von bis zu 3,0 m ausgelegt. Die Fundamente bestehen aus säulenförmigen, vorgefertigten Stahlbetonfundamenten nach Serie 3.407-115. R=2,65 kg/cm2, der durchschnittliche Druck unter der Fundamentbasis beträgt 0,82 kg/cm2. Die Fundamente für die Installation des DGK und anderer Geräte sind als vorgefertigte und monolithische Stahlbetonkonstruktionen ausgeführt. Beton B15, W6, F100. Imprägnierung – Beschichtung. Die Metallkonstruktionen des Portals bestehen aus C245-Stahl gemäß der Serie 3.407.9-149.3. Das Checkpoint-Gebäude wurde nach einer Kreuzwandkonstruktion konzipiert. Außenwände sind tragende Ziegelwände aus Kalksandstein M100 auf TsPR M25 mit einer Dicke von 510 mm. Die Isolierung besteht aus Mineralwollplatten mit hinterlüfteter Fassade. Die Außenwände des Kellers bestehen aus Ziegeln mit einer Dicke von 510 mm und bestehen aus keramischen Vollziegeln M100 auf der Basis M25 CPR; innen - 510 mm dick. Die Böden bestehen aus vorgefertigten Hohlkern-Stahlbetonplatten mit einer Dicke von 220 mm gemäß GOST 9561-91. Die Abdeckung besteht aus Wellblech entlang von Pfetten, die von Stahlbindern aus Vierkantrohren mit geschlossenem Profil getragen werden. Auf Außenwänden gelagerte Fachwerke und eine Stahlpfette aus gepaartem Kanal Nr. 36 gemäß GOST 8240-97, Stahl C245. Die räumliche Steifigkeit und Stabilität des Gebäudes wird durch die Verbindung der tragenden Längs- und Querwände sowie der Hartplatten des Bodens und der Decke gewährleistet. Die Steifigkeit der Bodenscheibe wird durch in den Wänden verankerte vorgefertigte Stahlbetonplatten gewährleistet, die Steifigkeit der Belagscheibe wird durch Wellblech gewährleistet. Die Berechnung der tragenden Strukturen erfolgte analytisch. Treppen bestehen aus monolithischem Stahlbeton. Das Fundament besteht aus einer monolithischen Stahlbetonplatte mit einer Dicke von 600 mm. Beton B15, W6, F100. Der durchschnittliche Druck auf die Basis beträgt 0,38 kg/cm2. Unter dem Fundament ist eine 100 mm dicke Betonvorbereitung vorgesehen. Zur Betonvorbereitung wird eine Sandbettung mit lagenweiser Verdichtung bis Ku = 0,95 durchgeführt. Der Anschluss an das Bestandsgebäude erfolgt mit einer Fuge von 300 mm. Die relative Höhe von 0.000 entspricht der absoluten Höhe von +4,500 m. Gemäß dem geotechnischen Untersuchungsbericht Die Basis des Fundaments besteht aus schluffigem, grauem, wassergesättigtem Sand mit einem R=1,5 kg/cm2. Maximaler Grundwasserspiegel – in der Tiefe 0,4 ...0,6 m. Grundwasser ist hinsichtlich HCO4, pH-Wert und CO3 leicht aggressiv gegenüber W2-Beton. Um den Beton von unterirdischen Bauwerken zu schützen, ist die Wasserundurchlässigkeit des Betons W6, die Oberfläche des Betons wird mit Penetron geschützt und es wird eine Schicht Klebeabdichtung aufgetragen. Die erwartete durchschnittliche Setzung des Kontrollpunktgebäudes beträgt 0,82 cm. Die zu erwartende Setzung des angrenzenden Sanierungsgebäudes überschreitet die zulässigen Werte nicht. Das Projekt weist auf die Notwendigkeit hin, Beobachtungen des bestehenden Gebäudes neben dem Kontrollpunkt zu organisieren.

Technische Ausrüstung, Versorgungsnetze, Ingenieurtätigkeiten

Im Zuge der technischen Umrüstung und des Umbaus des 220-kV-Umspannwerks werden die bestehenden Heizungs- und Lüftungsanlagen aufgrund des unbefriedigenden Zustands der Anlagen abgebaut. Um die bestehenden zu ersetzen, wurden neue moderne Heiz- und Lüftungssysteme mit höherer Leistung und Produktivität konzipiert. Das Kühlmittel zum Heizen des Umspannwerks ist Strom. Die Beheizung erfolgt über Elektroheizgeräte mit Thermostaten. Der Batterieraum verfügt über eine Luftheizung in Kombination mit allgemeiner Belüftung und eine Notstromversorgungseinheit. Der Luftaustausch der Transformatorkammer und der Reaktorräume ist darauf ausgelegt, überschüssige Wärme aufzunehmen, um einen Temperaturunterschied zwischen Zu- und Abluft von 15 °C (bzw. 20 °C) sicherzustellen. Für die Belüftung jeder Transformatorkammer wurden drei Zu- und Abluft-Axialventilatoren konzipiert. Für die Reaktorräume sind separate Zu- (Direktströmung mit Erwärmung der Außenluft auf +5 °C) und Ablufteinheiten vorgesehen. Die Ventilatoren befinden sich in separaten Lüftungskammern. Für die DC-Schaltanlage, Hilfsschaltanlage, Schalttafel und Automatisierung wurde eine Zu- und Abluft mit Zuluftrückgewinnung konzipiert. Der Batterieraum verfügt über eine unabhängige Zu- und Abluftbelüftung. Die Absaugung erfolgt über einen explosionsgeschützten Ventilator, der mit der technischen Ausrüstung verbunden ist, und über einen Deflektor aus der oberen Zone des Raumes. Die Rauchentfernung nach einem Brand aus Gasfeuerlöschbereichen erfolgt durch allgemeine Belüftung in Transformatorkammern und durch Lüftungsschächte mit Dachventilatoren aus Schaltanlageninnenräumen. Um den Rauch im Anfangsstadium eines Brandes zu entfernen, wurde eine Rauchabzugslüftung aus dem Flur konzipiert, die über Rauchventile in den Lüftungsschächten unter der Decke erfolgt. Zur Aufnahme überschüssiger Wärme in der warmen Jahreszeit sind die Räumlichkeiten im 3. Obergeschoss mit Split-Klimageräten klimatisiert. Die Stromversorgung der Hilfsstromempfänger des 220-kV-Umspannwerks erfolgt bestimmungsgemäß über Wechsel- und Gleichstromsysteme. Die geschätzte Leistung von 0,4-kV-Wechselstrom-Leistungsempfängern beträgt 229,7 kVA. Alle Leistungsempfänger gehören hinsichtlich der Zuverlässigkeit zur ersten Kategorie und erhalten im Normalmodus Strom aus einem 220/10/0,4-kV-Netz eines der beiden Haupttransformatoren, im Posteingang -Notfallbetrieb – vom gleichen Netz unabhängiger Haupttransformatoren, die sich in anderen Brandabschnitten befinden. Im Normalmodus werden allgemeine Leistungsempfänger der Umspannwerke auf zwei TSNs verteilt, die nach einem impliziten Reserveschema verbunden sind; im Post-Notfall-Modus ist die gesamte Last an einen der TSNs mit einer Kapazität von 400 kVA angeschlossen. Gleichstromempfänger sind außerdem über ein implizites Reserveschema an zwei Schalttafeln angeschlossen und verfügen über eine gegenseitige Backup-Einrichtung im Post-Notfall-Modus sowie Strom aus Batterien für die Standardbetriebszeit der entsprechenden Stromempfänger. Die Wasserversorgung ist gemäß dem aktuellen Vertrag von einer öffentlichen Wasserversorgung mit einem Durchmesser von 500 mm und einem Anschlusspunkt entlang der Straße über zwei Einlässe mit einem Durchmesser von 100 mm und der Installation eines Trennventils im Netz mit einem Durchmesser von 500 mm ausgelegt. Der garantierte Druck im Netz beträgt 28 MWS, der erforderliche Druck in den kombinierten Wasserversorgungssystemen des KhPV und der Löschwasserversorgung beträgt 26 MWS. Der erforderliche Druck wird vom Versorgungssystem bereitgestellt.  Die geschätzte Menge an häuslichem und industriellem Abwasser beträgt 0,128 m3/Tag, die geschätzte Durchflussrate des vom Standort abfließenden Regenwassers bleibt gleich. Der erforderliche Wärmeverbrauch wird aus Stromquellen – TSN-Transformatoren – mit einer Spannung von 0,4 kV bereitgestellt. Kommunikations-, Informationsübertragungs- und Signalisierungssysteme sind normgerecht (Richtlinien zur Auswahl von Informationsmengen) konzipiert und ermöglichen den Informationsaustausch zwischen Umspannwerkssystemen unter Berücksichtigung vorhandener Glasfaser-Kommunikationskanäle über eine 220-kV-Freileitung. Der Umfang der rekonstruierten Umspannwerksstrukturen umfasst: offene Schaltanlage 220 kV; Gebäude zur Inneninstallation von 220/10/10-kV-Transformatoren und 10-kV-Schaltanlagen; Informationsübertragungsgeräte. Technologische Lösungen sehen einen Umspannwerksaufbau vor, bei dem alle Geräte, Schutz- und Steuerungssysteme eines geschlossenen Umspannwerks mit Ausnahme der Schaltanlage mit einer höheren Spannung von 220 kV in einem Gebäude untergebracht sind. Die Gebäudehülle bietet alle Arten von Sicherheit – elektrische Sicherheit, Brandschutz, Umweltsicherheit, soziale Sicherheit und andere. Die geschlossene Installation von Elektrogeräten, Transformatoren und anderen Geräten lokalisiert magnetostriktive Geräusche und Lüftergeräusche von Transformatoren sowie mögliche Öllecks im Gebäude. Elektromagnetische Strahlung bei Spannungen von 220 und 10 kV überschreitet nicht die Normen, sowohl außerhalb als auch innerhalb des Gebäudes. Das Hauptdiagramm des Umspannwerks auf der 220-kV-Seite ist die Norm Nr. 220-7 „Viereck“. Jeder Anschluss erfolgt über zwei Schutzschaltgeräte, eine Teilbrücke auf der 10-kV-Seite mit zwei Schaltern, was die Zuverlässigkeit erhöht und es ermöglicht, jeden Transformator als unabhängige Stromquelle zu betrachten, wodurch Stromverbraucher der ersten Kategorie in Bezug auf Zuverlässigkeit bereitgestellt werden. Die Anzahl der 10-kV-Schaltanlagenabschnitte beträgt 8. Zwischen den Anschlüssen der 10-kV-Transformatoren und den 10-kV-Schaltanlagenabschnitten sind Strombegrenzungsdrosseln eingebaut, um den bestehenden TKZ-Wert im bestehenden 10-kV-Netz aufrechtzuerhalten. Jeder Transformator verfügt über zwei Abwärtsspannungswicklungen von 10 kV. Der Betrieb des Umspannwerks erfolgt ohne ständige Anwesenheit von Wartungspersonal. Die Stromübertragungsleitungen, die das geplante Umspannwerk mit dem bestehenden 220-kV-Netz verbinden, sind Freileitungen, die vorhandenen Endstützen bleiben erhalten, die Gesamtzahl der 220-kV-Freileitungen beträgt zwei. Steuerungs-, Schutz- und Alarmsysteme werden auf Mikroprozessor-Elektronikbasis im digitalen Format hergestellt, die Hauptelemente sind dupliziert. Die Umspannwerkssteuerung erfolgt durch automatisierte Prozessleitsysteme mit vollständiger Automatisierung von Leitstellen und automatisierten Arbeitsplätzen im Umspannwerkskontrollraum.