Operacia Analizo de Prefabrikitaĵaj Ĉelsubstacioj en Aplikoj je Ekstreme Malvarma Klimato
Sub la diversa klimato en la mondo, la konstruado de elektroenergiaj instalacioj en montaj regionoj frontas teknikajn kaj ekologiajn defiojn. Ekstremaj klimatoj, kompleksa geologio, longdaŭraj malvarmaj vintroj, kun glacio, neĝo, kaj stormoj, metas sub preson la stabilecon de elektra aparataro kaj la konstruadon de energiaj instalacioj (programo, kostoj, mantengo). Tradiciaj lokaj transformejoj, kun longa konstrua tempo kaj mala adaptebleco, ne povas kontentigi la rapidegan, stabilan energian bezonon de montaj regionoj.
Antaŭfabrikataj kabino-transformejoj, kiel modulaj, fabrike antaŭkonstruitaj sistemoj, kiuj integras kernan aparaton (alta-voltajn ŝaltilojn, transformilojn, regisistemojn), ebligas rapidan asambladon surloke post transporto. Ili reduktas dependecon de la medio, montrante unikan valoron en severaj, tempolimigitaj montaj regionoj. Ĉi tiu esploro celas promovi la modernigon de montaj energiaj sistemoj kaj la disvolvon de simil-ekologiaj energiaj sistemoj en la tuta mondo.
Priskribo de la Projekto
La projekto situas en monta regiono en sudoĉina Ĉinio: meza jara temperaturo - 8°C, - 30°C en la vintro, pli ol 5 monatoj de glacio-kaj-neĝo, pli ol 1 metro da tero estas gelita. Je alteco de 3600m, ĝi inkluzivas 6000m2(1200m2) konstruatan areon, kun ¥55 milionoj da totala investigo (¥33 milionoj por aparato, ¥22 milionoj por konstruo).
Ĝi havas 2×120MVA ĉeftransformiloj (kontentigantaj altan laston en la vintro), 8×10kV distribuaj skrincasejoj (por energidistribuo), kaj 3km da malhumega, frostresista kabolo (taŭga por frosto). Kun 8-monata dizajno-konstrua ciklo, ĝi celas sekurigi stabilan, fidindan energian provizadon en ekstremaj kondiĉoj.
Poziciigo de Frostprova Tera Strato
La frosto en montaj regionoj kaj la ciklo de gefrozado-difrozado riskas la gefrozadon de tero, danĝerigante la fundamenton de la transformejo kaj la kabinojn. Por solvi ĉi tion, GCL (termika kondukemeco < 0.5W(m·K), bona izoleco) estas uzata. La 0.8m dika strato prevenas la hevigon pro frosto.
Por ekstrema frosto: unue, ekskavilo CAT 336E forigas gefrozitan/poluigitan supran teron. Tiam, 5–20mm graveto anstataŭigas ĝin (300mm dika) por plibonigi portkapablon kaj drainaĵon. Sekvas duobla strato de GCL (400mm dika, ≥200mm lapo, kontrolita por spacoj). Sur la supro, protektanta strato de 100mm dika, 5–15mm graveto estas poziciigita por protekti la GCL dum uzo. Dum la konstruo, la strato estas rulita en sekcioj de 200mm diko, kun ≥6 pasoj. Kvalitaj normoj estas en Tablo 1
Ĉefaj Punktoj de la Konstruo de Frostprova Tera Strato
Dum la konstruo de la frostprova tera strato por antaŭfabrikataj kabino-transformejoj en montaj regionoj, la jenaj ĉefaj aspektoj devas esti strebe kontroli:
Termiska Izolada Dizajno de la Kabina Strukturo
Sub la severa frosta klimato en montaj regionoj, la temperaturo ene de la kabino povas falas sub -30°C, prezenti seriozan defion al la stabila funkcio de la aparato en la transformejo. Do, necesas sistemika termiska izolada dizajno por konservi stabilan internan ambiance de la kabino:
Ĉefaj Punktoj de la Konstruo de Frostprova Tera Strato
Dum la konstruo de la frostprova tera strato por antaŭfabrikataj kabino-transformejoj en montaj regionoj, la jenaj ĉefaj aspektoj devas esti strebe kontroli:
Termiska Izolada Dizajno de la Kabina Strukturo
Sub la severa frosta klimato en montaj regionoj, la temperaturo ene de la kabino povas falas sub -30°C, prezenti seriozan defion al la stabila funkcio de la aparato en la transformejo. Do, necesas sistemika termiska izolada dizajno por konservi stabilan internan ambiance de la kabino:
(1) Elektado kaj Strukturo de Termiska Izolada Materialo
(2) Optimumigo de Instalproceso
Adoptite estas la teknologio sen purlino por seka pendado por konekti la eksterflankan FC panelon, la rokpaperan panelon, kaj la kvadratan stalen karbonon. Specialaj pendiloj kaj fiksiloj estas uzitaj por fortike kombini la termisan izoladan straton kun la struktura kadro. Ĉi tiu mezuro realigas la seninterrompan kontinuecon de la termiska izolada strato, evitas la efikon de termbrido (perdo de varmo tra varmovadaj partoj kiel metala kadro), kaj plibonigas la tutan efikecon de termiska izolado.
(3) Traktado de Detaloj pri Sigelado
Por la lingve-kaj-fosetaj partoj de la rokpapera sandwich-panelo, uzite estas foama poliuretano kun denseco de ≥30kg/m³ por plenigo kaj sigelado. Kun ĝiaj karakterizoj de plasteco, hermeteco, forto, kaj ne-humida absorbo, ĉi tiu materialo formas tre efikan sigelan ambiance je ambaŭ flankoj de la sandwich-panelo (kun termkondukemeco de ≤0.024W/(m·K)), grandegre reduktante la perdon de varmo je la junkejoj, sekurigante la termisan izoladan efikecon de la kabino en la monta ambiance, kaj fondigante solidan bazon por la fidinda funkcio de la antaŭfabrikata kabina transformejo en ekstremaj klimatoj.
Instalado de Varmligna Kabolo
Kiam elektra fluo pasas tra la varmligna kabolo, ĝia elektra rezisto konvertiĝas al varmo, tiel varmigante la ĉirkaŭan ambiance. Por antaŭfabrikataj transformeja kabinoj en montaj regionoj, selektitaj estas varmlignaj kaboloj kun potenco de 20–30W/m. Ĉi tiu nivelo de potenco sekurigas sufiĉan eldonon de varmo por konservi la internan temperaturon en sekura funkcia gamo por elektra aparato.
Antaŭ la instalado, detala termika evaluo estas farita uzante la Leĝon de Fourier pri Varmkonduko por kalkuli la varmomandojn por gravaj komponantoj kaj tuboj. La matematika formulo estas jena:
En la kalkuloj de varmkonduko:
Por la instalado de varmligna kabolo:
Fikso: Uzu fortecan klampilon (ekzemple, nerostan stalan klampilon, plastan ligilon) por fiksi la kabolojn al la surfacoj de la aparato/tuboj, kun interspaco de la klampilo ≤ 30 cm por eviti deplaĉon kaj sekurigi stabilan varmtutendon.
Denseco de Aranĝo: Aranĝu la kabolojn je intervalo de 10 cm en kanaloj kaj sur gravaj aparatoj por doni sufiĉan varmon kaj eviti geligon.
Temperatura Kontrolo: Uzu K-tipan termokoparon por monitori la operacion de la kabolo en realeco. Kombinu kun PID (proporcio-integrala-derivita) algoritmoj por aŭtomate regi la eldonon de potenco, konservante la temperaturon en la postulata gamo. La PID formulo estas montrita en Ekvacio (2).
Aranĝo de Ventililoj
En montaj regionoj, la ekstreme malvarmaj vintroj povas influas la aparatojn de la transformejo (ekzemple, transformiloj, ŝaltiloj) kaj la tutan stabilecon. Do, simetrixe instalitaj estas 4 aksoj ventililoj (1.5 kW, (2000 m3/h) sur flankmuroj por sekurigi uniforman aerfluon kaj eviti kondensadon.
Por antaŭfabrikataj kabina transformejoj, uzatas la ventila dizajno "supra intakso, suba elpuŝo". La proporcio de la areo de intaksa al elpuŝa orificioj estas 1:1.5 por sekurigi sufiĉan aerŝanĝon. Izolitaj dutrurobloj (50 mm rokpapero, 0.035 W/(m·K) termkondukemeco) kun 0.5 mm alumia folio reduktas la perdon de varmo kaj konservas stabilan internan temperaturon.
Duobluma Alimentado
Por adaptiĝi al monta klimato, uzitaj estas du S13 - M - 100/10 olemitaj transformiloj (100 MVA, 10/0.4 kV) kiel ĉeftransformiloj. Konektitaj al sendependaj fontoj de energio, ili funkcias paralele (50% de lasta proporcio sub normalaj kondiĉoj) por redukti perdojn kaj prallongigi la vivperiodon. La SCADA sistemo monitoras kaj balancas la laston en realeco.
En krizoj (ekzemple, unu transformilo malsukcesas), la ATS ŝaltilo kompletas la transdonon de energio en 0.1 s, sekurigante seninterrompan prenon de lasto kaj stabilan alimentadon. Laŭ GB 50052 - 2009, du DKSC - 100/10 reaktoroj (100 A, 6% reaktanco) limigas la kortocircuitan kuranton al ≤ 20 kA, evitante damojn pro troalta voltajo.
Konkludo
La ekstremaj kondiĉoj en montaj regionoj (malvarmo, vento, neĝo) postulas pli altajn normojn por la funkcio kaj mantengo de antaŭfabrikataj kabina transformejoj. La dizajno kaj konstruo devas inkluzivi taŭgajn izoladon, varmigon, humidecprovajn mezurojn, kaj aparatojn resistentajn al vento kaj neĝo.
Estontaj progreso en teknologio kaj praktiko plu optimigos ĉi tiujn transformejojn. Inteligentaj monitoraj kaj dispociĝaj sistemoj plibonigos la distantan administron kaj adaptiĝon al ekstremaj klimatoj, sekurigante stabilan kaj sekuran alimentadon de energio.
