प्राइमरी निर्मित एनक्लोजर सबस्टेशन का संचालन विश्लेषण अत्यधिक ठंडे मौसम के अनुप्रयोगों में
वैश्विक जलवायु विविधता के तहत, पर्वतीय बिजली संरचना तकनीकी और पर्यावरणीय चुनौतियों का सामना करती है। चरम जलवायु, जटिल भूगर्भ, दीर्घकालिक शीतकालीन ठंड, बर्फ, बर्फपात और आंधी, इन सबसे बिजली उपकरणों की स्थिरता और बिजली संरचना निर्माण (समय-सारिणी, लागत, रखरखाव) पर दबाव पड़ता है। पारंपरिक ऑन-साइट सबस्टेशन, जिनका निर्माण लंबा समय लेता है और अनुकूलन की क्षमता कम होती है, पर्वतीय क्षेत्रों की तेज और स्थिर बिजली की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकते।
प्रीफैब्रिकेटेड कैबिन सबस्टेशन, मॉड्यूलर, कारखाना-प्रीफैब्रिकेटेड सेटअप जो मुख्य उपकरणों (उच्च-वोल्टेज स्विच, ट्रांसफॉर्मर, नियंत्रण प्रणाली) को एकीकृत करते हैं, यातायात के बाद तेजी से ऑन-साइट व्यवस्था करने की सुविधा प्रदान करते हैं। वे पर्यावरणीय निर्भरता को कम करते हैं, और कठोर, समय-सीमित पर्वतीय क्षेत्रों में विशेष मूल्य प्रदान करते हैं। यह शोध पर्वतीय बिजली प्रणाली की अपग्रेड को बढ़ावा देने और वैश्विक समान-पर्यावरण बिजली विकास को लक्ष्य करता है।
परियोजना का सारांश
परियोजना दक्षिण-पश्चिमी चीन के एक पर्वतीय क्षेत्र में स्थित है: - 8°C औसत वार्षिक तापमान, - 30°C शीतकालीन निम्नतम, 5+ महीने का बर्फ-बर्फपात, 1m से अधिक भूमि जमाव। 3600m ऊंचाई पर, यह 6000m2(1200m2) निर्मित क्षेत्र, ¥55 मिलियन कुल निवेश (¥33 मिलियन उपकरण, ¥22 मिलियन निर्माण) को शामिल करता है।
इसमें 2×120MVA मुख्य ट्रांसफॉर्मर (शीतकालीन उच्च लोड को पूरा करने के लिए), 8×10kV वितरण कैबिनेट (बिजली वितरण के लिए), और 3km कम-धुआं, जमाव-प्रतिरोधी केबल (ठंडे परिस्थितियों के लिए उपयुक्त) हैं। 8-महीने के डिजाइन-निर्माण चक्र के साथ, यह उद्देश्य चरम परिस्थितियों में स्थिर और विश्वसनीय बिजली की आपूर्ति को सुनिश्चित करना है।
जमाव-प्रतिरोधी मिट्टी परत रखना
पर्वतीय ठंड और जमने-पिघलने के चक्र से मिट्टी जम सकती है, जो सबस्टेशन की नींव और कैबिन को खतरे में डाल सकता है। इस समस्या का समाधान करने के लिए, GCL (थर्मल चालकता < 0.5W(m·K), अच्छी अवसादन) का उपयोग किया जाता है। 0.8m-मोटी परत जमाव-प्रतिरोधी प्रभाव देती है।
अत्यधिक ठंड के लिए: पहले, एक CAT 336E खोदने वाला जमी/दूषित ऊपरी मिट्टी हटाता है। फिर, 5-20mm की चट्टानी मिट्टी (300mm मोटी) इसकी जगह लेती है (300mm मोटी) भार वहन क्षमता और निकासी को बढ़ाने के लिए। 400mm-मोटी दोहरी-स्तरीय GCL (≥200mm लप, अंतरालों की जांच की गई) इसके बाद आती है। 100mm-मोटी, 5-15mm की चट्टानी मिट्टी की सुरक्षा परत इसके शीर्ष पर रखी जाती है GCL की रक्षा के लिए। निर्माण के दौरान, परत 200mm-मोटे खंडों में रोल की जाती है, ≥6 बार। गुणवत्ता मानक सारणी 1 में है
जमाव-प्रतिरोधी मिट्टी परत निर्माण के महत्वपूर्ण बिंदु
पर्वतीय क्षेत्रों में प्रीफैब्रिकेटेड कैबिन सबस्टेशन के लिए जमाव-प्रतिरोधी मिट्टी परत के निर्माण के दौरान, निम्नलिखित महत्वपूर्ण पहलुओं को नियंत्रित किया जाना चाहिए:
कैबिन संरचना का तापीय अवसादन डिजाइन
पर्वतीय क्षेत्रों के चरम ठंडे जलवायु में, कैबिन के अंदर का तापमान -30°C से नीचे गिर सकता है, जो सबस्टेशन के उपकरणों के स्थिर संचालन के लिए एक गंभीर चुनौती प्रस्तुत करता है। इसलिए, एक व्यवस्थित तापीय अवसादन डिजाइन की आवश्यकता होती है ताकि कैबिन का आंतरिक वातावरण स्थिर रहे:
जमाव-प्रतिरोधी मिट्टी परत निर्माण के महत्वपूर्ण बिंदु
पर्वतीय क्षेत्रों में प्रीफैब्रिकेटेड कैबिन सबस्टेशन के लिए जमाव-प्रतिरोधी मिट्टी परत के निर्माण के दौरान, निम्नलिखित महत्वपूर्ण पहलुओं को नियंत्रित किया जाना चाहिए:
कैबिन संरचना का तापीय अवसादन डिजाइन
पर्वतीय क्षेत्रों के चरम ठंडे जलवायु में, कैबिन के अंदर का तापमान -30°C से नीचे गिर सकता है, जो सबस्टेशन के उपकरणों के स्थिर संचालन के लिए एक गंभीर चुनौती प्रस्तुत करता है। इसलिए, एक व्यवस्थित तापीय अवसादन डिजाइन की आवश्यकता होती है ताकि कैबिन का आंतरिक वातावरण स्थिर रहे:
(1) तापीय अवसादन सामग्री का चयन और संरचना
(2) इंस्टॉलेशन प्रक्रिया का सुधार
परिलन-मुक्त ड्राई-हैंगिंग प्रौद्योगिकी का उपयोग एफसी बाहरी दीवार प्लेट, रॉक वूल प्लेट, और वर्ग इस्पात कील को जोड़ने के लिए किया जाता है। विशेष झूले और फास्टनर का उपयोग तापीय अवसादन परत को संरचनात्मक ढांचे से मजबूत तौर पर जोड़ने के लिए किया जाता है। यह उपाय तापीय अवसादन परत की बिना फाटक निरंतरता को सुनिश्चित करता है, थर्मल ब्रिज प्रभाव (धातु ढांचे जैसे ताप संचारी भागों से ताप नुकसान) को रोकता है, और समग्र तापीय अवसादन दक्षता को बढ़ाता है।
(3) एकीकरण विवरण का उपचार
रॉक वूल सैंडविच प्लेट के टोंग-और-ग्रुव के लिए, ≥30kg/m³ की घनत्व वाला फोम्ड पॉलीयुरिथेन का उपयोग भरने और एकीकरण के लिए किया जाता है। इस सामग्री के लचीले, वायु-संरक्षित, उच्च ताकत और नमी न ग्रहण करने वाले लक्षणों के साथ, यह सैंडविच प्लेट के दोनों सिरों पर एक उच्च दक्षता वाला एकीकरण वातावरण बनाता है (जिसका तापीय चालकता ≤0.024W/(m·K) है), जो जोड़ों पर ताप नुकसान को बहुत कम करता है, पर्वतीय वातावरण में कैबिन के तापीय अवसादन दक्षता को सुनिश्चित करता है, और चरम जलवायु में प्रीफैब्रिकेटेड कैबिन सबस्टेशन के विश्वसनीय संचालन के लिए एक मजबूत आधार बनाता है।
हीटिंग केबल इंस्टॉलेशन
जब विद्युत धारा हीटिंग केबल से गुजरती है, तो इसका विद्युत प्रतिरोध ताप में परिवर्तित हो जाता है, जिससे आसपास के वातावरण को गर्म किया जाता है। पर्वतीय क्षेत्रों में प्रीफैब्रिकेटेड सबस्टेशन कैबिन के लिए, 20-30W/m शक्ति के हीटिंग केबल का चयन किया जाता है। यह शक्ति स्तर विद्युत उपकरणों के लिए अंदर के तापमान को सुरक्षित संचालन सीमा के भीतर रखने के लिए पर्याप्त ताप उत्पादन की सुनिश्चितता देता है।
इंस्टॉलेशन से पहले, फूरिये के ताप संचरण कानून का उपयोग करके विस्तृत तापीय आकलन किया जाता है ताकि महत्वपूर्ण घटकों और पाइपलाइनों के लिए हीटिंग की आवश्यकता की गणना की जा सके। गणितीय सूत्र निम्नलिखित है:
ताप संचरण की गणना में:
