संयुक्त वितरण सुविधाओं के मानकों और संरचनात्मक प्रदर्शन का विश्लेषण

संयुक्त वितरण उपकरणों के मानक और वर्गीकरण

संयुक्त वितरण उपकरणों की एक सापेक्ष रूप से बड़ी प्रकार की विविधता है। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले शामिल हैं: पैकेज सबस्टेशन, बॉक्स-टाइप ट्रांसफार्मर, प्री-असेंबल्ड सबस्टेशन, संयुक्त ट्रांसफार्मर, यूरोपीय-शैली के बॉक्स सबस्टेशन, और अमेरिकी-शैली के बॉक्स सबस्टेशन।

संयुक्त वितरण उपकरणों के संबंधित मानक

चीन में संयुक्त वितरण उपकरणों के लिए वर्तमान में प्रभावी संबंधित मानक मुख्य रूप से शामिल हैं: राष्ट्रीय मानक GB/T 17467 - 1998 उच्च-वोल्टेज/निम्न-वोल्टेज प्री-फैब्रिकेटेड सबस्टेशन, यांत्रिक उद्योग मानक JB/T 10217 - 2000 संयुक्त ट्रांसफार्मर, और विद्युत उद्योग के ऑर्डरिंग मानक DL/T 537 - 2002 उच्च-वोल्टेज/निम्न-वोल्टेज प्री-फैब्रिकेटेड बॉक्स-टाइप सबस्टेशन के चयन दिशानिर्देश।

1995 में, अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन (IEC) ने मानक IEC1330 - 1995 उच्च-वोल्टेज/निम्न-वोल्टेज प्री-फैब्रिकेटेड सबस्टेशन प्रकाशित किया। राष्ट्रीय मानक GB/T 17467 - 1998 उच्च-वोल्टेज/निम्न-वोल्टेज प्री-फैब्रिकेटेड सबस्टेशन IEC1330 मानक के बराबर है। इस मानक में, प्री-फैब्रिकेटेड सबस्टेशन को "जिसका टाइप टेस्ट पारित हो गया है और जिसे उच्च-वोल्टेज सिस्टम से निम्न-वोल्टेज सिस्टम तक विद्युत ऊर्जा का प्रसार करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है। इसमें ट्रांसफार्मर, निम्न-वोल्टेज और उच्च-वोल्टेज स्विचगियर, कनेक्शन लाइन, और एक केसिंग में बंद सहायक उपकरण शामिल हैं" के रूप में परिभाषित किया गया है।

यांत्रिक उद्योग मानक JB/T 10217 - 2000 संयुक्त ट्रांसफार्मर में संयुक्त ट्रांसफार्मर की मानक परिभाषा यह है: "एक ट्रांसफार्मर जो ट्रांसफार्मर बॉडी, स्विचगियर, फ्यूज, टैप-चेंजर, और संबंधित सहायक उपकरणों को संयोजित करता है"।

विद्युत उद्योग का ऑर्डरिंग मानक DL/T 537 - 2002 उच्च-वोल्टेज/निम्न-वोल्टेज प्री-फैब्रिकेटेड बॉक्स-टाइप सबस्टेशन के चयन दिशानिर्देश मूल DL/T 537 - 1993 6-35kV बॉक्स-टाइप सबस्टेशन के लिए ऑर्डरिंग की तकनीकी शर्तें को संशोधित किया, इस प्रकार बॉक्स-टाइप सबस्टेशन के लिए विद्युत उद्योग मानक को IEC 1330 - 1995 के साथ संगत बनाया गया। DL/T 537 - 2002 और IEC 1330 - 1995 (यानी, GB/T 17467 - 1998) के बीच के अंतर टेबल 1 में दिखाए गए हैं।

ऊपर वर्णित तीन घरेलू मानक सभी सिफारिश मानक हैं। विभिन्न उद्योगों की विभिन्न विशेषताओं के कारण, प्रत्येक मानक में अपनी अद्वितीय विशेषताएं हैं। विद्युत उद्योग का ऑर्डरिंग मानक उपयोगकर्ता के दृष्टिकोण से विचार किया गया है, अंतर्राष्ट्रीय (राष्ट्रीय) मानकों पर आधारित है, और टेबल 1 में पेश किए गए सामग्री को जोड़ता है, जिससे उपकरण चयन के लिए अधिक विस्तृत आधार प्रदान किया जाता है।

संयुक्त वितरण उपकरणों का वर्गीकरण

उपरोक्त मानकों के बावजूद, वास्तविक अनुप्रयोगों में संयुक्त वितरण उपकरणों का नामकरण बहुत एकसमान नहीं है, और वर्गीकरण भी भिन्न है। मुख्य रूप से दो श्रेणियाँ हैं: एक तो केवल यूरोपीय-शैली के बॉक्स सबस्टेशन को प्री-असेंबल्ड सबस्टेशन के रूप में परिभाषित करना; दूसरा तो सभी संयुक्त वितरण उपकरणों को प्री-असेंबल्ड सबस्टेशन के रूप में सामूहिक रूप से कहना, और फिर प्री-असेंबल्ड सबस्टेशन को "यूरोपीय-शैली के बॉक्स सबस्टेशन" और "अमेरिकी-शैली के बॉक्स सबस्टेशन" में विभाजित करना। कुछ आपूर्तिकर्ताओं ने विभिन्न उपयोगकर्ताओं की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एक उत्पाद के लिए दो नाम रखे हैं।

संरचना और प्रदर्शन विश्लेषण

यूरोपीय-शैली प्री-फैब्रिकेटेड सबस्टेशन

1970 के दशक में, चीन ने फ्रांस और जर्मनी जैसे यूरोपीय देशों से 6-10kV एकीकृत वितरण उपकरण आयात किया। इस नवीन उपकरण ने सबस्टेशन के तीन मुख्य घटकों (उच्च-वोल्टेज स्विचगियर, ट्रांसफार्मर, और निम्न-वोल्टेज वितरण कैबिनेट) को एक एंक्लोजर में एकीकृत किया, प्री-फैब्रिकेटेड सबस्टेशन की अवधारणा स्थापित की।

दिसंबर 1993 में, पूर्व मंत्रालय ऑफ इलेक्ट्रिक पावर ने उद्योग मानक DL/T 537-1993 "6-35kV प्री-फैब्रिकेटेड सबस्टेशन के लिए तकनीकी विनिर्देश" जारी किया। इस मानक का अनुच्छेद 3.1 स्पष्ट रूप से परिभाषित करता है: "उच्च-वोल्टेज वितरण उपकरण, ट्रांसफार्मर, निम्न-वोल्टेज वितरण उपकरण, और विद्युत ऊर्जा मापन उपकरणों से युक्त एक या अधिक कैबिनेटों में बंद एक संपूर्ण वितरण सेट को प्री-फैब्रिकेटेड सबस्टेशन कहा जाता है, जिसे संक्षेप में कैबिनेट-टाइप सबस्टेशन कहा जाता है।" यूरोपीय डिजाइनों से उत्पन्न, यह व्यवस्था यूरोपीय-शैली के प्री-फैब्रिकेटेड सबस्टेशन के रूप में लोकप्रिय हो गई।

1998 में राष्ट्रीय मानक GB/T 17467-1998 "उच्च-वोल्टेज/निम्न-वोल्टेज प्री-फैब्रिकेटेड सबस्टेशन" के प्रकाशन के बाद, आधिकारिक शब्दावली "प्री-फैब्रिकेटेड सबस्टेशन" में बदल गई। हालांकि, उपयोगकर्ताओं और निर्माताओं दोनों को आम रूप से इन स्थापनाओं को कैबिनेट-टाइप सबस्टेशन या यूरोपीय-शैली के सबस्टेशन के रूप में जाना जाता है।

संरचनात्मक विशेषताएं:

यूरोपीय-शैली के सबस्टेशन आमतौर पर तीन कार्यात्मक कक्षों से युक्त होते हैं:

• उच्च-वोल्टेज चैम्बर

• निम्न-वोल्टेज चैम्बर

• ट्रांसफार्मर चैम्बर

दो प्राथमिक व्यवस्थाएं इस्तेमाल की जाती हैं:

• रेखीय व्यवस्था: मानक व्यवस्था

• त्रिकोणीय व्यवस्था: जटिल निम्न-वोल्टेज सर्किट की आवश्यकताओं के लिए अपनाई जाती है

पारंपरिक सबस्टेशनों की तुलना में प्रदर्शन की लाभांश:

• लोड प्रोक्सिमिटी अप्टिमाइजेशन:

• पावर सप्लाई रेडियस 40-60% कम

• केबल निवेश लागत 25-35% कम

• लाइन लॉस 15-20% कम

• स्थान की दक्षता:

• पारंपरिक सबस्टेशन के फुटप्रिंट का लगभग 10%

• सिविल इंजीनियरिंग लागत 60-70% कम

• सरल स्थापना:

• फील्ड कंस्ट्रक्शन समय 50-60% कम

तकनीकी सीमाएं और समाधान:

पैकेजिंग डिजाइन में महत्वपूर्ण थर्मल प्रबंधन चुनौतियां प्रस्तुत करता है:

• सीमित हीट डिसिपेशन आंतरिक तापमान (आम ΔT वृद्धि: 8-12°C) बढ़ाता है

• संघटनात्मक स्थिरता पर थर्मल प्रभाव (अनुमानित प्रदर्शन गिरावट: 10°C वृद्धि पर 3-5%)

औद्योगिक रोधन रणनीतियां शामिल हैं:

• उन्नत वेंटिलेशन प्रणालियां:

• लैबिरिंथ-संरचित एंक्लोजर दीवारें

• एक्सियल-फ्लो एक्जहास्ट फैन (आमतौर पर 200-400 CFM क्षमता)

• थर्मल वृद्धि उपाय:

• रेडिएटर ऑप्टिमाइजेशन (सतह क्षेत्र 20-30% बढ़ाया गया)

• हीट-रेजिस्टेंट इंसुलेशन सामग्री (क्लास H या उच्च)

• ये समाधान, जबकि प्रभावी हैं, निम्नलिखित परिणाम लाते हैं:

• 
  

• संरचनात्मक जटिलता (निर्माण चक्र 15-20% बढ़ाया गया)

• अतिरिक्त ऊर्जा उपभोग (सहायक प्रणालियां: कुल लोड का 5-8%)

• ध्वनि उत्सर्जन (आम ध्वनि स्तर वृद्धि: 3-5 dBA)

हाल की तकनीकी प्रगति:

मुख्य निर्माताओं ने थर्मल प्रबंधन में ब्रेकथ्रू विकास हासिल किया है:

• ट्रांसफार्मरों के लिए नई हीट डिसिपेशन व्यवस्थाएं (सुधारित दक्षता: 12-15%)

• ऑप्टिमाइज्ड एंक्लोजर एरोडायनेमिक्स (तापमान कमी: 6-8°C)

• सर्टिफाइड हाई-कैपेसिटी डिजाइन (≥800kVA) बिना फोर्स्ड वेंटिलेशन के

• GB 1094.11 ड्राय-टाइप ट्रांसफार्मर थर्मल लिमिट्स का पालन (अधिकतम वाइंडिंग तापमान वृद्धि: 100K)

ये नवीनतम प्रगतियां राष्ट्रीय मानकों का पालन करते हुए निम्नलिखित प्राप्त करती हैं:

• ऊर्जा बचाव (फैन शक्ति कमी: 100%)

• ध्वनि स्तर कमी (4-7 dBA)

• संचालन विश्वसनीयता में सुधार (MTBF सुधार: 20-25%)

अमेरिकी-शैली के बॉक्स सबस्टेशन (संयुक्त ट्रांसफार्मर)

1990 के दशक में, अमेरिकी-शैली के त्रिपहली वितरण ट्रांसफार्मर चीनी बाजार में प्रवेश कर गए। अमेरिकी राष्ट्रीय मानक (ANSI) C57.12.26 - 1992 पैड-माउंटेड कंपार