17 Juli 2024 Genehmigungsplanung gemeistert: Innovative Trafolöschanlage im Umspannwerk Hütte Süd in Linz
Dass gelungene Planungsprozesse nicht zwingend nach Schema F ablaufen müssen, haben wir bei den Trafolöschanlagen für die Umspannwerke der voestalpine und Austrian Power Grid (APG) in Linz bewiesen: Anders als üblich lag das Löschkonzept bereits vor und war an anderen Standorten der APG sogar schon im Einsatz – da es bisher aber rein auf freiwilliger Basis umgesetzt wurde, entsprach es keiner anerkannten Richtlinie. Genau das wurde aufgrund einer Behördenanforderung im Umspannwerk Linz aber erforderlich, weshalb uns eine knifflige Aufgabe zukam: Das bestehende Konzept ohne wesentliche Änderungen in eine genehmigungsfähige Form zu bringen. Dafür wurden sämtliche Richtlinien akribisch geprüft, Planungsgrundlagen hinterfragt und Argumente für die Behörde formuliert. Letztlich konnte das Pferd erfolgreich von hinten aufgezäumt und die gesetzliche Basis für eine neuartige Trafolöschanlage geschaffen werden, die im Vergleich zum Standardkonzept mehr Flexibilität bietet, weniger Wasser benötigt und schneller zu montieren ist.
Die voestalpine Stahl GmbH betreibt in Linz ein voll integriertes Hüttenwerk, das künftig maßgeblich zu „grüner“ Stahlproduktion beitragen wird: 2027 geht hier ein Elektrolichtbogenofen als Ersatz für einen der fossil betriebenen Hochöfen in Betrieb. Für die Hybrid-Elektro-Stahlroute wird mehr Strom benötigt als über das bestehende 110 kV Netz bezogen werden kann. Somit ist der Anschluss an das von APG, Netz OÖ und Linz Netz geplante 220 kV Übertragungsnetz im Zuge des Projekts „Sichere Stromversorgung Zentralraum OÖ“ nötig. Dafür wird seit März 2023 vor dem 110 kV Umspannwerk der voestalpine von der APG ein 220 kV Umspannwerk errichtet (kein Teil des UVP-Projekts) und an das geplante 220 kV Netz angeschlossen.
Ein Standort, zwei Umspannwerke
Für den Ausbau des Umspannwerks Hütte Süd errichtet die APG ein Betriebsgebäude sowie eine 220-kV-Schaltanlage für die neuen 220/110-kV-Transformatoren. Für die voestalpine wird durch die leistungsstarke Stromversorgung der Umstieg auf dekarbonisierte Produktionsprozesse möglich, allerdings brachte der Infrastrukturausbau eine Herausforderung mit sich: Zwar befinden sich die Umspannwerke der voestalpine und APG auf eigenen Grundstücken, da sich der dazwischen befindliche Platz durch die Aus- und Zubauten aber verringert, ist der in der Bauordnung definierte Schutzabstand nicht mehr gegeben. Das erforderte eine Kompensationsmaßnahme: konkret eine Löschanlage für die Transformatoren der voestalpine und der APG.
Planung einmal anders
An diesem Punkt stießen wir zum Bauvorhaben und wurden mit der Konzeption der Trafolöschanlage für das Umspannwerk der voestalpine beauftragt. Schon der Planungsstart verlief unkonventionell, da die gewünschte Lösung praktisch schon auf dem Tisch lag: „voestalpine und APG wollten ihre Löschanlagen nach der gleichen Funktionalität auslegen. Die Basis bildete ein Konzept für Trafolöschanlagen, das von der APG schon an mehreren Standorten eingesetzt wird“, so Projektleiter Martin Pazderka. Allerdings wurden diese Löschanlagen von der APG bisher als freiwillige Maßnahme realisiert: Die Auslegung beruhte zwar auf der VdS-Richtlinie, die als Standard für Trafolöschanlagen gilt, wich in einigen Punkten aber davon ab. „Unser Ziel war es, das Konzept der APG 1:1 zu verwenden und ohne große Änderungen genehmigungsfähig zu machen“, erklärt Pazderka.
APG-Sonderlösung: Effektiv und flexibel
Das Konzept der APG unterscheidet sich in der Art und Aufteilung der Löschdüsen vom üblichen Trafoschutz. So schreibt die VdS-Richtlinie einen Sprühkäfig um den Transformator vor: Mehrere Ebenen an Rohrleitungen und Düsen stellen dabei ein gleichmäßiges Besprühen des Trafos sicher, wobei Platzierung, Sprühwinkel und Wasserleistung der Düsen fixiert sind. Das APG-Konzept sieht statt eines Käfigs mit vielen kleinen Düsen eine Ständerkonstruktion mit weniger, dafür größeren Hohlstrahldüsen vor. Diese können individuell positioniert werden und auch Sprühwinkel oder Wassermenge lassen sich pro Düse individuell einstellen. Das bedeutet mehr Flexibilität, zudem sinkt der Montageaufwand. Auch im Betrieb ergeben sich Vorteile, da die Löschanlage so konzipiert ist, dass sie – im Gegensatz zu einem Sprühflutkäfig – bei einem Trafotausch nicht demontiert werden muss, was Stehzeiten deutlich verkürzt.
Auf der Suche nach der passenden Richtlinie
Um für das APG-Konzept einen gesetzlichen Rahmen zu schaffen, begaben wir uns in eine intensive Recherche: „Wir haben sämtliche Gesetze geprüft, Planungsgrundlagen durchgesehen und diskutiert, mit welcher Richtlinie wir die bestehende Löschanlage am besten abdecken“, so Pazderka. Die Wahl fiel auf die Umsetzung nach der ÖNORM EN 13565-2, der österreichischen Richtlinie für Schaumlöschanlagen, die den Einsatz der gewünschten Hohlstrahldüsen erlaubt. Zudem sieht die Planung die Beimischung eines Schaumkonzentrats vor: „Bei der Umwandlung von Strom entsteht Wärme, weshalb die Transformatoren mit Öl gekühlt werden. Die Löschanlage wird bei einer drohenden Überhitzung als zusätzliche Kühlung eingesetzt. Sollte allerdings Öl in Brand geraten, ist Schaum deutlich effektiver“, erklärt Pazderka die hybride Lösung. Diese hat auch den Vorteil, dass weniger Wasser benötigt wird, während die VdS-Richtlinie für das Kühlen und Löschen rein mit Wasser ausgelegt ist, was nicht nur eine höhere Pumpenleistung, sondern auch eine größere Wasserbevorratung erfordert.
Die Behörde überzeugen
Trotz dieses Vorteils – oder gerade deswegen – war für die Genehmigung Überzeugungsarbeit bei der Behörde zu leisten. Im Fokus stand die Frage, ob das System bei der geforderten Wasserbeaufschlagung mit weniger Düsen gleichermaßen funktioniert. Zudem sind in der ÖNORM nicht alle Aspekte des Trafoschutzes definiert, weshalb die gewählten Parameter schlüssig zu begründen waren. Um die Gleichwertigkeit zur VdS-Richtlinie nachzuweisen, zogen wir auch Brandversuche heran. Letztlich wurde das APG-Löschanlagenkonzept mit minimalen Anpassungen genehmigt: Da es nun österreichischen Normen entspricht, kann es bei Bauvorhaben mit gesetzlich vorgeschriebener Trafolöschanlage eingesetzt werden und erfüllt auch die aktuellen EU-Vorgaben zum Einsatz umweltfreundlicher Schaummittel.
Vorteile durch freiwillige 3D-Planung
Bei der Lösung der anspruchsvollen Aufgabe kam uns neben der langjährigen Erfahrung mit Trafolöschanlagen ein selbst gewählter Planungsansatz zugute: „Da es sich um ein Bestandsobjekt handelt, haben wir das Projekt auf Basis der 2D-Pläne in 3D gezeichnet, was keine Vorgabe des Auftraggebers, sondern eine freiwillige Entscheidung war“, erläutert Pazderka. Der Nutzen: Eine bessere Visualisierung für alle Beteiligten und eine detailliertere Planung. Aus früheren Projekten waren für die Software bereits viele Standardkomponenten für Löschsysteme, Schaltschränke oder Auffangwannen vorhanden, wodurch die Planungsschritte sehr sauber visualisiert werden konnten. Zwar mussten einige architektonische und bauliche Gegebenheiten ergänzt werden, das machte sich im Lauf des Projekts aber durch schnellere Anpassungen bei Änderungen bezahlt. „Wir konnten auch eigene Überlegungen für die hydraulische Berechnung anschaulicher darstellen, was angesichts der vielen Löschbereiche eine große Planungshilfe war“, so Pazderka.