Operasionele Analise van Voorafgefabrikeerde Omgewingsonderstasies in Ekstreme Koudklimaatoorlogs
Onder globale klimaatverscheidenheid staan alpine energie-infrastructuurprojecten voor techniese en omgewingsuitdagings. Ekstreme klimaatsomstandighede, komplekse geologie, langdurige lae wintertemperature, asook ys, sneeu en storme, belê die stabiliteit van elektriese toerusting en die konstruksie van kragfasiliteite (skedule, koste, instandhouding). Tradisionele op die plek geboude transformatorposte, met 'n lang bouproses en swak aanpasbaarheid, kan nie die vinnige, stabiele kragbehoeftes in alpine areas bevredig nie.
Vervaardigde kabinetransformatorposte, as modulêre, fabriek-vervaardigde opsies wat kern-toerusting (hoogspanningskommunisateurs, transformators, beheersisteme) integreer, maak vinnige op die plek assemblage na vervoer moontlik. Hulle verminder afhanklikheid van die omgewing en wys unieke waarde in streng, tydronde alpine areas. Hierdie navorsing het as doel om alpine kragstelselopgrades en globale soortgelyke-omgewing kragontwikkeling te versterk.
Projek Oorsig
Die projek lê in 'n suidwes-Chinese alpine area: - 8°C gemiddelde jaarlikse temperatuur, - 30°C winterlae, 5+ maande ys-sneeu, oor 1m grondvries. By 3600m hoogte, dek dit 6000m2(1200m2) gebouoppervlak), met ¥55 miljoen totale investering (¥33 miljoen vir toerusting, ¥22 miljoen vir konstruksie).
Dit het 2×120MVA hooftransformators (wat winterhooglast vereis), 8×10kV verspreidingskastings (vir kragverspreiding), en 3km rookarm, ysbestendige kabels (geskik vir koue). Met 'n 8-maande ontwerp-konstruksie siklus, streef dit daarna om stabiele, betroubare krag onder ekstreme omstandighede te verseker.
Vriesbestendige Grondlaag Aanleg
Alpine koue en vries-dooi siklusse draai risiko dat die grond vries, wat die funderings van die transformatorposte en kabine bedreig. Om hierdie probleem te hanteer, word GCL (termiese geleidbaarheid < 0.5W(m·K), goeie isolasie) gebruik. Die 0.8m-dik laag verhoed vriesduwing.
Vir ekstreme koue: eers, verwyder 'n CAT 336E graafmachine die gevries/vervuilte bo-grond. Dan vervang 5–20mm gruis dit (300mm dik) om die draagvermoë en drainering te verbeter. 'n 400mm-dik dubbel-laag GCL (≥200mm oorlap, nagegaan vir gaping) volg. 'n 100mm-dik, 5–15mm gruisbeskermingslaag sluit dit af om die GCL tydens gebruik te beskerm.Tydens konstruksie, word die laag in 200mm-dik seksies gerol, met ≥6 passe. Kwaliteitsstandaarde is in Tabel 1
Kernpunte van Vriesbestendige Grondlaag Konstruksie
Tydens die konstruksie van die vriesbestendige grondlaag vir vervaardigde kabinetransformatorposte in alpine areas, moet die volgende kernaspekte streng beheer word:
Termiese Isolasie Ontwerp van Kabienstruktuur
Onder die streng koue klimaat in alpine areas, kan die temperatuur binne die kabin daal na onder -30°C, wat 'n streng uitdaging vir die stabiele werking van die toerusting in die transformatorpost stel. Daarom is 'n sistematiese termiese isolasie-ontwerp nodig om 'n stabiele interne omgewing van die kabin te handhaaf:
Kernpunte van Vriesbestendige Grondlaag Konstruksie
Tydens die konstruksie van die vriesbestendige grondlaag vir vervaardigde kabinetransformatorposte in alpine areas, moet die volgende kernaspekte streng beheer word:
Termiese Isolasie Ontwerp van Kabienstruktuur
Onder die streng koue klimaat in alpine areas, kan die temperatuur binne die kabin daal na onder -30°C, wat 'n streng uitdaging vir die stabiele werking van die toerusting in die transformatorpost stel. Daarom is 'n sistematiese termiese isolasie-ontwerp nodig om 'n stabiele interne omgewing van die kabin te handhaaf:
(1) Seleksie en Struktuur van Termiese Isolasiemateriaal
(2) Optimering van Installasie Proses
Die purlin-vrye droë-hang tegnologie word aangewend om die FC-buitegevelpaneel, die rotswolpaneel, en die vierkantige staalkeel te verbind. Spesiale hangaars en vastmaakmiddels word gebruik om die termiese isolasielaag tias met die strukturele raamwerk te kombineren. Hierdie maatregel realiseer die naadlose voortsetting van die termiese isolasielaag, vermy die termiese brug-effek (hitteverlies deur hittegeleiende dele soos die metaalraamwerk), en verbeter die algehele termiese isolasie-effektiwiteit.
(3) Sealing Detail Behandeling
Vir die tong-en-groef van die rotswolsandwichpaneel, word gefoamde poliuretaan met 'n digtheid van ≥30kg/m³ gebruik vir vulling en sealing. Met sy eienskappe van plastisiteit, lugdichtheid, hoë sterkte, en nie-waterabsorpsie, vorm hierdie materiaal 'n hoë effektiewe sealing omgewing aan beide ende van die sandwichpaneel (met 'n termiese geleidbaarheid van ≤0.024W/(m·K) ), wat grootliks hitteverlies by die verbindings verminder, die termiese isolasievermoë van die kabin in die alpine omgewing verseker, en 'n vaste grondslag leg vir die betroubare werking van die vervaardigde kabinetransformatorpost in ekstreme klimaatsomstandighede.
Verwarmingskabel Installasie
Wanneer 'n elektriese stroom deur die verwarmingskabel vloei, word die elektriese weerstand omgeskakel na hitte, wat die omringende omgewing warm. Vir vervaardigde transformatorpostkabine in alpine areas, word verwarmingskable met 'n vermogen van 20–30W/m gekies. Hierdie vermogen verseker genoeg hitteproduksie om die interne temperatuur binne 'n veilige werkingbereik vir elektriese toerusting te handhaaf.
Voor die installasie, word 'n gedetailleerde termiese assessering gedoen deur Fourier se Wet van Hittegeleiing om die verhittingsvereistes vir kritieke komponente en leidinge te bereken. Die wiskundige formule is as volg:
In hittegeleiing berekeninge:
Vir verwarmingskabelinstallasie:
Vastmaak: Gebruik hoë-sterkte klampie (bv. roestvrystaal klampie, plastiek bandjies) om kable aan toerustingoppervlakke/leidinge vas te maak, met klampieafstand ≤ 30 cm om verskuiving te verhoed en stabiele hitte-oordrag te verseker.
Uitleg Digtheid: Rig kable op 10 cm afstand in troglene en op kritieke toerusting om genoeg hitte te verskaf en ys te verhoed.
Temperatuurbeheer: Gebruik K-tipe termokoppel om kabeloperasie in real-time te moniteer. Kopple dit met PID (proporsioneel-integraal-afgeleide) algoritmes om die vermogen outomaties aan te pas, die temperatuur binne die vereiste bereik te handhaaf. Die PID-formule word in Vergelyking (2) getoon.
Ventilasie Toestel Uitleg
In alpine areas kan ekstrem lae wintertemperature die transformatorposttoerusting (bv. transformators, skakelbord) en algehele stabiliteit beïnvloed. Daarom word 4 assiale ventilatore (1.5 kW, (2000 m3/h) simmetries op sypareeë geïnstalleer om gelyke lugstroom en kondensasie te verhoed.
Vir vervaardigde kabinetransformatorposte word 'n "bo-aanvoer, onder-uitspanning" ventilasie-ontwerp gebruik. Die verhouding van aanvoer- tot uitspanning-openings is 1:1.5 om genoeg lugveranderinge te verseker. Geglystraat loodpype (50 mm rotswol, 0.035 W/(m·K) termiese geleidbaarheid) met 0.5 mm aluminiumpapier inpakking verminder hitteverlies en handhaaf stabiele interne temperature.
Dubbel Kragverskaffing
Om aan te pas by alpine klimaatsomstandighede, word twee S13 - M - 100/10 oliegedoopte transformators (100 MVA, 10/0.4 kV) as hooftransformators gebruik. Dit word aan onafhanklike kragbronne verbind, werk parallel (50% lastkoers onder standaardomstandighede) om verliese te verminder en die leeftyd te verleng. Die SCADA-stelsel moniteer en balanseer laste in real-time.
In noodgevalle (bv. een transformator misluk), voltooi die ATS-skakelaar die kragoorgang binne 0.1 s, wat naadlose lastoorgang en stabiele kragverskaffing verseker. Volgens GB 50052 - 2009, beperk twee DKSC - 100/10 reaktore (100 A, 6% reaksie) kortsluitstroom tot ≤ 20 kA, om oorvoltage skade te verhoed.
Gevolgtrekking
Ekstreme omstandighede in alpine areas (lae temperature, wind, sneeu) vra hoër standaarde vir die operasie en instandhouding van vervaardigde kabinetransformatorposte. Ontwerp en konstruksie moet geskikte isolasie, verhitting, moisture-bestendige maatreëls, en wind-sneeu-bestendige toerusting insluit.
Toekomstige vooruitgang in tegnologie en praktyk sal hierdie transformatorposte verder optimaliseer. Intelligente monitering en skeduleringsstelsels sal afstandsbestuur en aanpasbaarheid aan ekstreme klimaatsomstandighede versterk, wat 'n stabiele en veilige kragverskaffing verseker.
