Sähköasemien korkeajänniteosastojen esiasennetun suojarakenteen tutkimus ja soveltaminen

Talouskehitys vaatii tehokkaampaa sähköaseman rakentamista, mikä on johtanut valmiiksi rakennettujen kabinisähköasematekniikan kehittymiseen. Modulaarisella suunnittelulla laitteiden kytkentä, asetukset ja valmistus tehdään tehtaissa, ja paikallisella työmaalla tarvitaan vain "rakennuspalikoita" yhdistettäväksi. Otetaan esimerkkinä 10kV:n valmiiksi rakennettu korkeajännitehuone: laitteet ja kabinia asennetaan tehtaissa, ja paikallinen työ rajoittuu busbaarien ja kabinin yhdistämiseen. Päämuuntajan tuleva johto yhdistetään seinän läpi kulkevien putkien kautta, ja ulosjohto poistuu kabinin alta olevan kaapelitehon kautta, mikä nopeuttaa huomattavasti rakennusaikataulua ja vähentää kustannuksia.

Perinteiset sähköaseman korkeajännitehuoneet käyttävät armatuunbetonirakenteita, jotka edellyttävät kerrosittäistä betonivuodosta, joka vie noin kuusi kuukautta alusta loppuun. Tämä ei vastaa verkkojen rakennustarpeita. Korkeat materiaali- ja työkustannukset nostavat kokonaiskustannuksia. Lisäksi niiden yksinkertainen rakenne puuttuu pölytukeisuudesta, lämmön eristyksenä ja ympäristöhallinnasta. Korkeat lämpötilat nopeuttavat laitteiden eristysmateriaalien ikääntymistä, kun taas kosteus eristysosissa voi aiheuttaa sähköisiä epäonnistumisia.

Näiden ongelmien ratkaisemiseksi tässä artikkelissa ehdotetaan valmiiksi rakennettua korkeajännitehuonerakennetta. Tehtaissa tapahtuva valmistus ja testaus mahdollistavat nopean paikallisen kokoonpanon, integroituna ympäristöhallintaan ja laitteen valvontaan. Se koostuu korkeajännitekabinetissistä, kaapelitehon osastoista jne., mikä optimoi tilan käyttöä ja helpottaa laitteen huoltoa.

1.Rakennusmoduulien ytimen tekniset periaatteet ja toiminnallisuudet
1.1Valmiiksi rakennettu kabiniyksikkö

Kotelo on pienin kokoonpanoyksikkö, joka sisältää laitteiden ennakkoinstallaation. Tehtaissa valmistetut kytkentälaitteet ja ohjauspaneelit asennetaan, testataan ja ennakkorasataan kabinissa, jota sitten puretaan kuljetusta varten. Koota voidaan traileriin sopivaksi, yksiköt ovat modulaarisesti yhdistetty paikallisesti: kytkentäkabinetit yhdistetään, busbaarat ja virtabussaaret yhdistetään, ja kabinia yhdistetään muodostaen korkeajännitehuoneen.

1.2 Korkeajännite- ja kaapelitehon osastot

• Korkeajänniteyksikkö: Kaksirivistä asettelu kuudelle kytkentälaitteelle ylläpitokäytävällä.

• Kaapelitehon osasto: Muuttaa keskustilaksi pystysuoran shakon toissijaisille kaapeleille, jotka yhdistävät pohjan kaapelitehon yläpuolella olevaan ohjaushuoneeseen. Shakon kansi takaa estetiikkaa, kun taas busbaarat suljettuun takaseiniin turvallisuuden vuoksi.

1.3 Viestintä- ja ohjauspaneelin yksikkö

Keskimmäinen kytkentälaitteet korvataan ohjauspaneelilla kerätäkseen ensisijaisen laitteen tiedot, jotka välitetään kaapelitehon kautta ohjaushuoneeseen etävalvontaa varten.

1.4 Ovia varustetut yksiköt

Korkeajännitehuoneen päät suljetaan tulipaloportteilla. Kaksoisseuloitu (Kuvio 2) pölyn estämiseksi, portit käyttävät kevyitä GRP-polyuretaanipaneleja rostottoman teräsreunoineen kestävyyden takaamiseksi.

1.5 Valmiiksi rakennettu kabiniyksikkö: Runkorakenne ja tukenemissuunnitelma

Valmiiksi rakennettu kabiniyksikkö koostuu rungosta, pystysuorista tukipiloista ja seinoista. Runko on ruudustettu rakenne, joka on liitetyt H-profiili teräksen kautta, kantamassa kabinin omaa painoa ja sisäisiä laitteita (kytkentälaitteet, ohjauspaneelit jne.). Teräsrungo toimii myös upotettuna perustana laitteen asentamista varten, jossa kytkentälaitteet ja paneelit asennetaan suoraan sen kantaessa vakaita painoja.

1.6 Pystysuoret tukipilot: Mekaaninen vahvistus ja yläpuolinen tuki

Pystysuoret tukipilot sijoitetaan kabiniyksikön yhdistämispintojen reunalle, jossa on neljä pilvea, joista neljä edessä ja takana kytkentälaitteiden yhdistämispinnalla, yhteensä kahdeksan. Neliön muotoiset teräspilotit ovat liitetyt pystysuorasti kabinin alhaalla ja ylhäällä olevan teräsrungon välillä, vahvistettu vinoviivaimilla lisäämään mekaanista vahvuutta. Pilvet vahvistavat korkeajännitehuoneen kokonaista jäykkyyttä, tarjoten luotettavaa tukea yläpuoliselle valmiiksi rakennetulle ohjaushuoneelle, varmistamalla tehokasta painon siirtymistä.

1.7 Seinäjärjestelmä: Lämpöeristys, vesitiivisyys ja rakennuksen vahvistus

Kabinin seinät ovat kaksoikerroksinen kompositirakenne (sisäinen + ulkoseinä), joka on koostettu kiinnityskomposititeräslevyistä, jotka on täytetty lämpöeristeävillä aineilla.

• Sisäseinä: Vertikaalisesti solmittu ylhäältä alas horisontaalisilla yhdistelyreunoilla, parantamalla sisäistä estetiikkaa ja kosteuseristystä.

• Ulkoseinä: Horisontaalisesti solmittu vasemmasta oikeaan vertikaalisilla yhdistelyreunoilla, ohjaamalla sademäärää pois esteettömästi (katso Kuvio 3 - 4).

Levyt kiinnitetään sisäpuolelta pistemetrien avulla, ja päätepäät liitetään rungon kanssa. Ristiriippainen yhdistys parantaa merkittävästi seinän muodonmuutusestoa, varmistamalla sekä lämpöeristystä että rakenteellista vakautta ulkoisten voimien vastustamiseksi.

1.8 Pienten eläinten torjunta-moduuli

Integroi oven sisäänrakennetun korttipaikan (jossa on este esteiden estämiseksi avaamisen yhteydessä) ja seinä/kulman kiinnityspaikat leimareille, muodostaen kaksinkertaisen suojan pienille eläimille.

1.9 Lämpö- ja kosteustilaohjausmoduuli

Yhdistää automaattisen termostaatin, teollisen lämmityslaitteen (pitkäaikaisen matalan lämpötilan vakauden takaamiseksi) ja hajautettu ilmastointi. Reaalitiedot ohjaavat älykkäästi lämmityksen/jäähdytyksen päälle/pois säilyttääkseen vakaita kabinin olosuhteita.

1.10 Hajautettu ilmastointijärjestelmä

Käyttää teollista ilmastointiyksikköä + ylhäällä sijaitsevia putkistoja. Kylmä ilma laskee pohjalle, luoden konvektion tasaiseksi lämpötilanjakautumiseksi, estää paikallisen ylikuumenemisen laitteiden suojelemiseksi.

1.11 Patrouilirobotti-moduuli

Seuraa kytkentälaitteiden kanavia; robotit (jolla on vetäytettävät detektorit) asettavat itsensä automaattisesti navigoinnin avulla. Suorittaa 360° tarkastuksia (AI-tunnistus, IR-lämpötila, osittainen purkauksen), lähettää reaaliaikaisia tietoja piilopuolen diagnostiikkaan – korvaten manuaalisen tarkastuksen.

1.12 Valaistusmoduuli

Kaksiosainen: Upotettu LED-kanavavalaisimet (huoltoon) + UPS-varattu hälytysvalot (ristiin asennettu, varoituksineen) varaksi sähkökatkoksi, varmistamalla turvallisen näkyvyyden.

1.13 Ilmakulku- ja ulospääsypisteet

Yläpuoliset sisäänkulku- ja alapuoliset ulospääsypisteet muodostavat konvektion. Puun muotoinen (Kuva 5) ulospäin suunnattu ulkopuolinen putki (esi-suodattaja hiekka-verkolla), labyrinttinen putki (hidastamaan ilmaa, nappaamaan roskaa) ja korkeasuojatussuodattimet – tasapainottaen ilmanvaihdon ja pölysuodatuksen.

1.14 Renkaanmuotoisen maanjohtimen suunnittelu

Renkaanmuotoinen maanjohtimen, joka on valmistettu kuumaupotetuista levysteeristä, on avoimesti ladattu korkeajännitehuoneen seinien ympärille. Se yhdistää ensisijaisen laitteen maanjohtimen, suojamaanjohtimen ja huoltomaanjohtimen, riittävillä manuaalisilla maanjohtimen päteillä täyttääkseen "viisi-este" vaatimukset ja varmistamaan turvallisen huoltomaanjohtimen. Neljä pehmeää kuparilangasta 引出 (vedetty) maanjohtimen kautta kulkevat kabinin lattian läpi muodostaakseen luotettavan yhteyden päämaaverkon kanssa, muodostaen globaalin maanjohtimen.

2 Avainteknologioiden analyysi

Valmiiksi rakennetut kabinimaiset korkeajännitehuoneet saavuttavat nopeat sähköaseman rakentamisen, ympäristön optimoinnin ja turvallisen toiminnan kolmen ydinmekaniikan kautta, tukien vakaita 10kV kytkentälaitteiden toimintaa:

2.1 Kaapelitehon tiivis asettelu

Rakennustyöissä rakennetaan vain korkeajännitehuoneen perusta ja kaapeliteho, ja valmiiksi rakennetut kabinit asennetaan suoraan kaapelitehon päälle saapuessaan. Lisätään omistettuja portaikkoja (kaksipuolinen FRP-sadevarjo), joiden pohjassa on nestevirtaovia, jotka yhdistävät nestevirtaovat sumpuun sateenvuon hallinnaksi. Tämä täyttää palopako-standardeja ja helpottaa operaattoreiden pääsyä kaapelitehon.

2.2 Tehtaan valmistus ja kokoonpano

Valmiiksi rakennetut kabiniyksiköt asennetaan ja ennakkorasataan tehtaissa sähkölaitteiden vaatimusten mukaan, ja ne purketaan nopeaan paikalliseen kokoonpanoon. Tehtaan asennus välttää paikalliset laadunongelmat ympäristö- tai henkilöstötekijöiden vuoksi, mahdollistaen "kabinin-kabinetin yhdistetyn" toimituksen rakennustyöjen vähentämiseksi, monimutkaisten maaston sopeuttamiseksi ja merkittävien aikaa ja kustannuksia.

2.3 Avaruuteen optimoitu kaksikerroksinen rakenne

Valmiiksi rakennettu ohjaushuone voidaan rakentaa korkeajännitehuoneen yläpuolelle. Kaksikerroksinen suunnittelu muuttaa valittujen kytkentälaitteiden sijainnit toissijaisiksi kaapelitehon osastoiksi, sallien kaapelien kulkea yläpuolella olevaan ohjaushuoneeseen, parantamalla avaruuden käyttöä ja vähentäen kaapelifituksen pituutta. Neljän neliön muotoisen teräspilotin diagonaalinen vahvistuspari vahvistaa mekaanista vahvuutta, tukeen molempia kerroksia ja inspektiorobotin ratoja avaruuden uudelleenkäyttöä varten.

3 Teknologiset etumatkapisteet
3.1 Monitoimisen moduulin integraatio

Pienten eläinten torjunta-, lämpö- ja kosteustilaohjaus- ja patrouilirobotin moduulien integrointi antaa korkeajännitehuoneelle pölynkestävyyttä, lämpöeristystä, ympäristöhallintaa ja laitteen valvontakykyä, luomalla "älykästä kuljetinta" sähkölaitteille.

3.2 Kokonaiselinkaari ympäristön varmistaminen

Automaattinen lämpö- ja kosteustilaohjaus ja hajautettu ilmastointi ylläpitävät vakaita kabinin olosuhteita, parantamalla laitteen luotettavuutta ja toiminnan mukavuutta samalla, kun estetään eristysmateriaalien ikääntyminen ja ylikuumenemisen aiheuttamat lyhytsulkuvaarat.

4 Sovellusmalli

Kiinan eteläisen sähköverkon  2018 Uuden teknologian pilottisovellussuunnitelman mukaisesti Zhongshanin sähkövirasto sovelsi prefabricointitekniikkaa 110kV Tongfusähköasemassa, suorittamalla rakentamisen (mukaan lukien civil engineering, asennus ja komissionointi) kuuden kuukauden kuluessa – ratkaisemalla perinteiset aikatauluongelmat. Rakennusmateriaalikustannukset vähenivät 25 prosenttia. 10kV:n valmiiksi rakennettu korkeajännitehuone on luotettava rakenne, järkevä laitteen asettelu ja täydellinen ympäristöjärjestelmä, joka saavuttaa sähkölaitteiden ja kabinien organisen yhdistämisen pitkäaikaiseen vakautettuun toimintaan.

Toiminnan jälkeen vähenevät laitteen riskit, optimoitu ympäristö ja parannettu sähköntoimituksen luotettavuus vähensivät hätäkorjauksen kustannuksia, varmistivat 10kV:n syöttölinjan toiminnan ja tuottivat merkittäviä taloudellisia ja sosiaalisia hyötyjä.

5 Johtopäätös

Tavoitteena on perinteisten armatuunbetonirakenteisten korkeajännitehuoneiden "pitkä rakennusaika, huono ympäristö ja heikko älykäs O&M", tässä artikkelissa ehdotetaan valmiiksi rakennetun kabinimaisen ratkaisun: tehtaissa tapahtuva kabinin ja laitteen testaus, jonka jälkeen paikallinen "rakennuspalikka" kokoonpano purkautuneen kuljetuksen jälkeen. Kiinnitys-eristyskabin, shakon kaapelitehon asettelu ja monimoduulin integraatio mahdollistavat tehokkaan rakentamisen ja ympäristön optimoinnin.

Tämä rakenne tukee laitteen kokonaiselinkaarien turvallisuutta, yksinkertaistaa O&M:ää ja tarjoaa laajaa edistämismahdollisuutta, tarjoten innovatiivisen polun älykkään sähköaseman rakentamiseen.