Forskning och tillämpning av förfabrikerade omslutningsstrukturer för högspänningssektioner i anläggningar

Ekonomisk utveckling kräver högre effektivitet i byggnation av anläggningar, vilket har lett till tekniken för förfabrikerade kabinväxelstationer. Med modulär design slutförs utrustningskoppling, inmatning och förfabrikering i fabriken, med endast "byggladestyp" montering på plats. Ta 10kV förfabrikerade högspänningsrum som exempel: utrustning och kabin installeras i fabriken, med arbete på plats begränsat till busbar- och kabinsammansättning. Huvudtransformatorn kopplas via väggbuskar, och utgående ledningar leder genom kabinstens kabellager, vilket betydligt förkortar byggtiden och minskar kostnader.

Traditionella växelstationshögspänningsrum använder armébetongstrukturer, vilket kräver flera lager betonggjutning som tar upp till 6 månader från civila arbeten till installation—detta uppfyller inte nätbyggnadsbehoven. Höga material- och arbetskostnader ökar också den totala kostnaden. Dessutom saknar de ensamma strukturerna stoftskydd, värmeisolering och miljökontrollfunktioner. Hög temperatur accelererar isoleringsåldring av utrustning, medan fukt i isoleringsdelar kan orsaka elektriska fel.

För att lösa dessa problem föreslår denna artikel en förfabrikerad högspänningsrumsstruktur. Förfabrikering och justering i fabriken möjliggör snabb sammansättning på plats, integrerad med miljökontroll och utrustningsövervakning. Bestående av högspänningskabineenheter, kabelschaktenheter, etc., optimerar det rummet som används och underlättar underhåll av utrustning.

1. Kärntekniska principer och funktioner hos strukturella moduler
1.1 Förfabrikerad kabinenhet

Som den minsta sammansättningsenheten integrerar den förinstallerad utrustning. Fabriksproducerade växelstationer och kontrollpaneler installeras, inmatas och förmonteras i kabinen, sedan demonteras för transport. Anpassade till passa trailers, enheter är modulärt sammansatta på plats: splicande kabiner, anslutande busbar och strömbusbar, och sammanfogning av kabiner för att forma högspänningsrummet.

1.2 Högspänning- & kabelschaktenheter

• Högspänningsenhet: Dubbelradig layout för 6 växelstationer med en underhållsgång.

• Kabelschaktenhet: Omvandlar mittenrummet till ett vertikalt schakt för sekundära kabler, som länkar bottenkabellagret till det översta kontrollrummet. Schakttaket säkerställer estetik, medan busbar är inneslutna i bakre trancher för säkerhet.

1.3 Kommunikations- & kontrollpanelenhet

Ersätter mitten växelstationer med kontrollpaneler för att samla primärutrustningsdata, som skickas via kabelschaktet till kontrollrummet för fjärrövervakning.

1.4 Dörrutrustade enheter

Seal högspänningsrummets ändar med brandskyddsdörrar. Dubbelt seglad (Fig. 2) för att blockera stoft, använder dörrar lättvikts GRP-polyuretanpaneler med rostfria stålkanter för hållbarhet.

1.5 Förfabrikerad kabinenhet: Ramstruktur och lastbärande design

Den förfabrikerade kabinenheten består av en ram, lodräta stänger och väggar. Ramen är en rutnätstyp struktur svetsad av H-profilstål genom grovsvedsning, bär kabinens egen vikt och interna utrustning (växelstationer, kontrollpaneler, etc.). Stålrammen fungerar också som inbäddad grund för utrustningsinstallation, med växelstationer och paneler direkt monterade på den för stabil lastbärning.

1.6 Lodräta stänger: Mekanisk förstärkning och överstöd

Lodräta stänger placeras längs kabinenhets sammansättningskanter, med 4 stänger, varav 4 på framsidan och baksidan av växelstationer på sammansättningsytan, totalt 8. Tillverkad av kvadratiska stålrör, är de vertikalt svetsade mellan botten och toppstålramen i kabinen, förstärkt av diagonala stänger för att öka mekanisk styrka. Utöver att stärka den totala rigiditeten av högspänningsrummet ger stänger pålitligt stöd för det översta förfabrikerade kontrollrummet, säkerställer effektiv lastöverföring.

1.7 Väggsystem: Värmeisolering, vattentätning och strukturell förstärkning

Kabinväggarna är dubbelväggssammansättningar (inre + yttre väggar), bestående av snap-type kompositstålplåtar fyllda med värmeisoleringmaterial.

• Inre vägg: Vertikalt interlockad från topp till botten med horisontella sambindningsflängar, förbättrar intern estetik och fuktbeständighet.

• Yttre vägg: Horisontellt interlockad från vänster till höger med vertikala sambindningsflängar, leder regnvattenflöde för att förhindra vattenackumulation (se fig. 3-4).

Plåtarna fastighetsfixeras av inre sidbolag efter sammansättning, med ändar svetsade till ramen. Det korsande anslutningen förbättrar väggarnas motformningsförmåga betydligt, säkerställer både värmeisolering och strukturell stabilitet för att motstå externa krafter.

1.8 Smådjursskyddsmodul

Integrerar en dörrintegrerad kortslot (som håller en skyddsvägg för att blockera skadedjur när den öppnas) och vägg/hörnfastpunkter för limfällor, bildar dubbel skydd mot små djur.

1.9 Temperatur- & fuktighetskontrollmodul

Kombinerar en automatisk termostat, industriell värmare (för långsiktig lågtemperaturstabilitet) och decentraliserad AC. Realtime data driv smarta av/på av uppvärmning/kylning för att bibehålla stabila kabinvillkor.

1.10 Decentraliserad luftkonditioneringssystem

Använder en högeffektiv industriell AC-enhet + takmonterade rör. Kall luft sjunker till botten, skapar konvektion för jämn temperaturfördelning, förhindrar lokal överhettning för att skydda utrustning.

1.11 Patrullrobotmodul

Följer växelstationers kanaler; robotar (med retraherbart detektorer) autoplaceras via navigering. Genomför 360° inspektioner (AI-igenkänning, IR-temperatur, partiell avläsning), skickar realtid-data för dolda faror diagnostik—ersätter manuella kontroller.

1.12 Belysningsmodul

Dubbel-läge: Inbäddade LED-kanalbelysningar (för underhåll) + UPS-drivna nödbelysningar (korsinstallerade, med varningar) för backup under strömavbrott, säkerställer säker synbarhet.

1.13 Luftin- & uttag

Toppinmatning + bottenuttag formar konvektion. Trädformade (Fig. 5) med nedåtvända yttre ventiler (förfilterade av sandnät), labyrintrörsledningar (för att sänka luft, fånga skräp) och högskyddsfilter—balanserar ventilation och damkontroll.

1.14 Design av ringformad jordningsbusbar

Ringformad jordningsbusbar, tillverkad av heta-dip-galvaniserad plåt, ligger öppet längs väggarna i högspänningsrummet. Den ansluter primärutrustningsjordning, skyddsjordning och underhållsjordning, med tillräckliga manuella jordningskontakter för att uppfylla "fem-förhindring" krav och säkerställa säker underhållsjordning. Fyra mjuka koppartrådar ledas ut från busbar genom kabinens golv för att forma pålitliga anslutningar med huvudjordningsnätet, etablerar ett globalt jordningssystem.

2 Analys av nyckeltekniker

Förfabrikerade kabinhögspänningsrum uppnår snabb växelstationbyggnation, miljöoptimering och säker drift genom tre kärntekniker, stödjer stabil 10kV växelstation drift:

2.1 Intensiv layout av kabellager

Under civilbyggnation byggs bara högspänningsrummets grund och kabellager, med förfabrikerade kabiner direkt sammansatta ovanpå kabellagret vid ankomst. Dedikerade trappor (bilateralt konfigurerade med FRP regnskydd) läggs till, med dräneringsbrunnar nere anslutna till pumpar för stormvattenavlopp. Detta uppfyller brandskyddsstandarder och underlättar operatörsåtkomst till kabellagret.

2.2 Fabriksförfabrikering och sammansättning

Förfabrikerade kabinenheter konfigureras och förmonteras i fabriken baserat på elektrisk utrustningskrav, sedan demonteras för snabb sammansättning på plats. Fabriksinstallation undviker kvalitetsproblem på plats på grund av miljö- eller personalfaktorer, möjliggör "kabin-kabinet-integrerad" leverans för att minska byggjobb, anpassa sig till komplex terräng och erbjuda betydande tid- och kostnadsmässiga fördelar.

2.3 Rymdoptimerad dubbellagstruktur

En förfabrikerad kontrollrum kan byggas ovanpå högspänningsrummet. Dubbellagdesignen omvandlar valda växelstationers positioner till sekundära kabelschakt, tillåter kablar att passera till det översta kontrollrummet, förbättrar rymdutnyttjande och minskar kabellängd. Kvadratiska stålrör med diagonala stänger förbättrar mekanisk styrka, stödjer både dubbla lagen och inspektionsrobotbanor för rymdåteranvändning.

3 Tekniska fördelar
3.1 Multifunktional modulinTEGRERING

Integration av smådjursmotstånd, temperatur- och fuktighetskontroll, och patrullrobotmoduler ger högspänningsrummet stoftskydd, värmeisolering, miljöreglering och utrustningsövervakning, skapar en "intelligent bäring" för elutrustning.

3.2 Full livscykel miljögaranti

Automatisk temperatur- och fuktighetskontroll och decentraliserad luftkonditionering upprätthåller stabila kabinvillkor, förbättrar utrustningspålitlighet och driftkomfort, samtidigt som det förhindrar isoleringsåldring och kortslutsrisker från höga temperaturer.

4 Applikationsfall

Under China Southern Power Grids 2018 nya teknik pilotapplikationsplan, applicerade Zhongshan Power Supply Bureau förfabrikerad teknik i 110kV Tongfu växelstation, fullbordade byggnation (inklusive civila arbeten, installation och inmatning) inom 6 månader—löste traditionella tidsplanproblem. Byggnationmaterialkostnader minskade med 25%. 10kV förfabrikerade högspänningsrum har en pålitlig struktur, rationell utrustningslayout och fullständiga miljös