การวิจัยและการประยุกต์ใช้โครงสร้างห้องป้องกันสำเร็จรูปสำหรับช่องแรงดันสูงในสถานีไฟฟ้า

การพัฒนาเศรษฐกิจต้องการความมีประสิทธิภาพสูงขึ้นในการสร้างสถานีไฟฟ้า ทำให้มีเทคโนโลยีสถานีไฟฟ้าแบบห้องสำเร็จรูปเกิดขึ้น ด้วยการออกแบบโมดูลาร์ การต่อสายไฟ อุปกรณ์ และการทดสอบสามารถทำได้ในโรงงาน โดยต้องการแค่การประกอบ "เหมือนเล่นตัวต่อ" ที่หน้างาน เช่น ห้องแรงดันสูง 10kV ที่เป็นแบบสำเร็จรูป: อุปกรณ์และห้องสำเร็จรูปถูกติดตั้งในโรงงาน งานที่หน้างานจำกัดเพียงการต่อสายบัสและประกอบห้องเท่านั้น สายนำเข้าของหม้อแปลงหลักเชื่อมต่อผ่านช่องผนัง และสายออกจะออกจากชั้นเคเบิลใต้ห้อง ลดระยะเวลาการก่อสร้างและค่าใช้จ่ายลงอย่างมาก

ห้องแรงดันสูงแบบเดิมๆ ใช้โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก ต้องการการเทคอนกรีตเป็นชั้นๆ ซึ่งใช้เวลาประมาณ 6 เดือน จากการก่อสร้างจนถึงการติดตั้ง ไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการสร้างระบบไฟฟ้าได้ ค่าใช้จ่ายวัสดุและแรงงานสูงทำให้ค่าใช้จ่ายรวมสูงขึ้น นอกจากนี้โครงสร้างเดียวไม่มีฟังก์ชันป้องกันฝุ่น ฉนวนความร้อน และควบคุมสภาพแวดล้อม ความร้อนสูงทำให้วัสดุฉนวนของอุปกรณ์เสื่อมสภาพเร็ว และความชื้นในส่วนฉนวนอาจทำให้เกิดความผิดปกติทางไฟฟ้า

เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ บทความนี้เสนอโครงสร้างห้องแรงดันสูงแบบสำเร็จรูป การทดสอบและประกอบในโรงงานทำให้สามารถประกอบที่หน้างานได้อย่างรวดเร็ว พร้อมระบบควบคุมสภาพแวดล้อมและการตรวจสอบอุปกรณ์ ประกอบด้วยยูนิตตู้สวิตช์แรงดันสูง ยูนิตช่องเคเบิล ฯลฯ ทำให้ใช้พื้นที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและสะดวกในการบำรุงรักษาอุปกรณ์

1. หลักการและฟังก์ชันทางเทคนิคของโมดูลโครงสร้าง
1.1 ยูนิตห้องสำเร็จรูป

เป็นยูนิตประกอบขั้นต่ำที่รวมการติดตั้งอุปกรณ์ไว้แล้ว สวิตช์และแผงควบคุมที่ผลิตในโรงงานถูกติดตั้ง ทดสอบ และประกอบในห้องสำเร็จรูป แล้วแยกส่วนขนส่ง ขนาดเหมาะสมกับรถเทรลเลอร์ ยูนิตถูกประกอบโมดูลาร์ที่หน้างาน: ต่อตู้สวิตช์ ต่อสายบัสและสายกำลัง และต่อห้องเพื่อสร้างห้องแรงดันสูง

1.2 ยูนิตแรงดันสูงและช่องเคเบิล

• ยูนิตแรงดันสูง: วางแบบสองแถวสำหรับสวิตช์ 6 ตู้ พร้อมทางเดินสำหรับการบำรุงรักษา

• ยูนิตช่องเคเบิล: แปลงพื้นที่กลางเป็นช่องแนวตั้งสำหรับเคเบิลรอง เชื่อมต่อชั้นเคเบิลล่างกับห้องควบคุมบน ฝาช่องช่วยให้สวยงาม สายบัสถูกปิดในรางด้านหลังเพื่อความปลอดภัย

1.3 ยูนิตสื่อสารและควบคุม

แทนที่สวิตช์กลางด้วยแผงควบคุมเพื่อรวบรวมข้อมูลจากอุปกรณ์หลัก แล้วส่งผ่านช่องเคเบิลไปยังห้องควบคุมเพื่อการตรวจสอบระยะไกล

1.4 ยูนิตที่มีประตู

ปิดปลายห้องแรงดันสูงด้วยประตูหนีไฟ ประตูสองชั้น (ดูรูปที่ 2) เพื่อป้องกันฝุ่น ใช้แผ่น GRP-โพลียูรีเทนขอบสแตนเลสสำหรับความทนทาน

1.5 ยูนิตห้องสำเร็จรูป: โครงสร้างและออกแบบรับน้ำหนัก

ยูนิตห้องสำเร็จรูปประกอบด้วยโครงสร้าง คานตั้ง และผนัง โครงสร้างเป็นแบบตารางที่เชื่อมด้วยเหล็ก H ผ่านการเชื่อมในร่อง รับน้ำหนักของห้องสำเร็จรูปและอุปกรณ์ภายใน (สวิตช์ แผงควบคุม ฯลฯ) โครงเหล็กยังเป็นฐานฝังสำหรับการติดตั้งอุปกรณ์ ด้วยสวิตช์และแผงควบคุมติดตั้งโดยตรงบนโครงสร้างเพื่อรับน้ำหนักอย่างมั่นคง

1.6 คานตั้ง: การเสริมแรงและรับน้ำหนักด้านบน

คานตั้งถูกจัดเรียงตามขอบต่อของยูนิตห้องสำเร็จรูป ด้วยคาน 4 ต้นที่ด้านหน้าและด้านหลังของสวิตช์บนพื้นที่ต่อ รวม 8 ต้น ทำจากท่อเหล็กสี่เหลี่ยม ถูกเชื่อมระหว่างโครงเหล็กด้านล่างและด้านบนของห้อง ได้รับการเสริมแรงด้วยคานเฉียงเพื่อเพิ่มความแข็งแรงทางกล นอกจากการเสริมความแข็งแรงของห้องแรงดันสูง คานตั้งยังให้การสนับสนุนที่เชื่อถือได้สำหรับห้องควบคุมสำเร็จรูปด้านบน ทำให้การถ่ายโอนน้ำหนักมีประสิทธิภาพ

1.7 ระบบผนัง: ฉนวนความร้อน การกันน้ำ และการเสริมแรงโครงสร้าง

ผนังห้องสำเร็จรูปเป็นโครงสร้างคอมโพสิตสองชั้น (ภายใน + ภายนอก) ประกอบด้วยแผ่นเหล็กคอมโพสิตแบบคลิปที่เติมด้วยวัสดุฉนวนความร้อน

• ผนังภายใน: ต่อแนวดิ่งจากบนลงล่างด้วยตะเข็บแนวนอน ปรับปรุงความสวยงามภายในและความต้านทานต่อน้ำ

• ผนังภายนอก: ต่อแนวนอนจากซ้ายไปขวาด้วยตะเข็บแนวตั้ง ช่วยให้น้ำฝนไหลลงป้องกันการสะสมน้ำ (ดูรูปที่ 3-4)

แผ่นถูกตรึงด้วยสลักเกลียวด้านในหลังจากการต่อ ปลายถูกเชื่อมกับโครงสร้าง การเชื่อมต่อแบบไขว้เพิ่มความสามารถในการต้านการเปลี่ยนรูปของผนังอย่างมาก ทำให้มีทั้งฉนวนความร้อนและความมั่นคงทางโครงสร้างเพื่อรับแรงภายนอก

1.8 โมดูลป้องกันสัตว์เล็ก

รวมช่องใส่บัตรในประตู (ถือบัฟเฟอร์เพื่อป้องกันสัตว์เมื่อเปิด) และจุดยึดบนผนัง/มุมสำหรับกาวเหนียว สร้างการป้องกันสองชั้นต่อสัตว์เล็ก

1.9 โมดูลควบคุมอุณหภูมิและความชื้น

รวมเทอร์โมสตัทอัตโนมัติ เครื่องทำความร้อนอุตสาหกรรม (สำหรับความเสถียรยาวนานที่อุณหภูมิต่ำ) และเครื่องปรับอากาศกระจาย ข้อมูลแบบเรียลไทม์ควบคุมการเปิด/ปิดความร้อน/เย็นเพื่อรักษาสภาพห้องสำเร็จรูปให้คงที่

1.10 ระบบปรับอากาศกระจาย

ใช้เครื่องปรับอากาศอุตสาหกรรมกำลังสูง + ท่อระบายอากาศบนยอด ลมเย็นลงไปที่ด้านล่าง สร้างการพาความร้อนให้กระจายสม่ำเสมอ ป้องกันการร้อนส่วนที่เฉพาะเจาะจงเพื่อปกป้องอุปกรณ์

1.11 โมดูลหุ่นยนต์ตรวจตรา

เคลื่อนที่ตามช่องสวิตช์ หุ่นยนต์ (มีเซ็นเซอร์ยืดหยุ่น) กำหนดตำแหน่งอัตโนมัติผ่านการนำทาง ทำการตรวจสอบ 360° (การรู้จำ AI, ความร้อนอินฟราเรด, การปล่อยประจุบางส่วน) ส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์เพื่อวินิจฉัยความเสี่ยงแทนการตรวจสอบด้วยมือ

1.12 โมดูลแสงสว่าง

สองโหมด: ไฟ LED ฝังในช่อง (สำหรับการบำรุงรักษา) + ไฟฉุกเฉินที่ alimented โดย UPS (ติดตั้งแบบไขว้ พร้อมสัญญาณเตือน) เพื่อสำรองในกรณีไฟฟ้าดับ รับประกันการมองเห็นอย่างปลอดภัย

1.13 ช่องลมเข้า/ออก

ช่องลมบน + ช่องลมล่างสร้างการพาความร้อน ทรงลำต้น (ดูรูปที่ 5) มีช่องลมด้านนอกที่ชี้ลง (กรองด้วยตาข่ายทราย) ท่อที่ซับซ้อน (เพื่อลดความเร็วลมและจับอนุภาค) และตัวกรองความปลอดภัยสูง—ปรับสมดุลระหว่างการระบายอากาศและการควบคุมฝุ่น

1.14 การออกแบบบัสบาร์ดินวงแหวน

บัสบาร์ดินวงแหวน ทำจากเหล็กแบนชุบสังกะสีร้อน วางเปิดตามผนังห้องแรงดันสูง เชื่อมต่อการดินของอุปกรณ์หลัก การดินป้องกัน และการดินบำรุงรักษา พร้อมเทอร์มินัลดินมือเพียงพอเพื่อตอบสนองความต้องการ "ห้าการป้องกัน" และรับประกันการดินบำรุงรักษาอย่างปลอดภัย สายทองแดงอ่อน 4 เส้น ถูกนำไปจากบัสบาร์ผ่านพื้นห้องสำเร็จรูปเพื่อสร้างการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้กับระบบดินหลัก สร้างระบบดินทั่วโลก

2 การวิเคราะห์เทคโนโลยีสำคัญ

ห้องแรงดันสูงแบบห้องสำเร็จรูปบรรลุการสร้างสถานีไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว การปรับปรุงสภาพแวดล้อม และการทำงานอย่างปลอดภัยผ่านสามเทคโนโลยีหลัก สนับสนุนการทำงานของสวิตช์ 10kV อย่างมั่นคง:

2.1 การจัดวางชั้นเคเบิลแบบเข้มข้น

ในการก่อสร้างโยธา สร้างเพียงฐานห้องแรงดันสูงและชั้นเคเบิล เมื่อห้องสำเร็จรูปมาถึง ประกอบทันทีบนชั้นเคเบิล บันไดเฉพาะ (ติดตั้งฝาป้องกันฝน FRP ทั้งสองด้าน) ถูกเพิ่ม พร้อมบ่อระบายน้ำที่ด้านล่างเชื่อมต่อกับบ่อสูบน้ำเพื่อระบายน้ำฝน ตอบสนองมาตรฐานการอพยพในกรณีไฟไหม้และอำนวยความสะดวกในการเข้าถึงชั้นเคเบิล

2.2 การผลิตและประกอบในโรงงาน

ยูนิตห้องสำเร็จรูปถูกกำหนดและประกอบล่วงหน้าในโรงงานตามความต้องการของอุปกรณ์ไฟฟ้า แล้วแยกส่วนขนส่งเพื่อประกอบอย่างรวดเร็วที่หน้างาน การติดตั้งในโรงงานหลีกเลี่ยงปัญหาคุณภาพจากการสิ่งแวดล้อมหรือบุคลากร ทำให้การส่งมอบแบบ "ห้องสำเร็จรูป-ตู้สวิตช์รวม" ลดภาระการก่อสร้าง ปรับตัวได้กับสภาพภูมิประเทศที่ซับซ้อน และมีข้อได้เปรียบด้านเวลาและค่าใช้จ่ายอย่างมาก

2.3 โครงสร้างสองชั้นที่ใช้พื้นที่อย่างมีประสิทธิภาพ

ห้องควบคุมสำเร็จรูปสามารถสร้างขึ้นเหนือห้องแรงดันสูง ด้วยการออกแบบสองชั้น ตำแหน่งสวิตช์ที่เลือกถูกแปลงเป็นช่องเคเบิลรอง ทำให้เคเบิลผ่านไปยังห้องควบคุมด้านบน ปรับปรุงการใช้พื้นที่และลดความยาวของเคเบิล คานตั้งท่อเหล็กสี่เหลี่ยมพร้อมคานเฉียงเพิ่มความแข็งแรงทางกล สนับสนุนทั้งสองชั้นและรางสำหรับหุ่นยนต์ตรวจตราเพื่อการใช้พื้นที่อย่างมีประสิทธิภาพ

3 ข้อได้เปรียบที่สำคัญ
3.1 การรวมโมดูลหลายฟังก์ชัน

การรวมโมดูลป้องกันสัตว์เล็ก ควบคุมอุณหภูมิและความชื้น และหุ่นยนต์ตรวจตรา ทำให้ห้องแรงดันสูงมีความสามารถในการป้องกันฝุ่น ฉนวนความร้อน การควบคุมสภาพแวดล้อม และการตรวจสอบอุปกรณ์ สร้าง "พาหนะอัจฉริยะ" สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า

3.2 การรับประกันสภาพแวดล้อมตลอดวงจรชีวิต

การควบคุมอุณหภูมิและความชื้นอัตโนมัติและเครื่องปรับอากาศกระจายรักษาสภาพห้องสำเร็จรูปให้คงที่ ปรับปรุงความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์และความสบายในการทำงาน ป้องกันการเสื่อมสภาพของฉนวนและความเสี่ยงของการลัดวงจรจากอุณหภูมิสูง

4 กรณีศึกษาการใช้งาน

ภายใต้แผนการทดลองเทคโนโลยีใหม่ปี 2018 ของ China Southern Power Grid สำนักงานจ่ายไฟฟ้า Zhongshan ใช้เทคโนโลยีสำเร็จรูปในสถานีไฟฟ้า Tongfu 110kV สามารถสร้างเสร็จ (รวมงานโยธา การติดตั้ง และทดสอบ) ภายใน 6 เดือน แก้ไขปัญหาการกำหนดเวลาแบบเดิม ค่าใช้จ่ายวัสดุลดลง 25% ห้องแรงดันสูง 10kV แบบสำเร็จรูปมีโครงสร้างที่เชื่อถือได้ การจัดวางอุปกรณ์อย่างเหมาะสม และระบบสภาพแวดล้อมที่สมบูรณ์ ทำให้การรวมอุปกรณ์ไฟฟ้าและห้องสำเร็จรูปมีการดำเนินงานอย่างมั่นคงในระยะยาว

หลังจากดำเนินงาน ลดความเสี่ยงของอุปกรณ์ ปรับปรุงสภาพแวดล้อม และเพิ่มความน่าเชื่อถือในการจ่ายไฟ ลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมฉุกเฉิน รับประกันการจ่ายโหลด 10kV และส่งมอบประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคมอย่างมาก

5 สรุป

เพื่อแก้ไขปัญหาของห้องแรงดันสูงแบบคอนกรีตเสริมเหล็กแบบเดิมๆ ที่มี "ระยะเวลาการก่อสร้างยาวนาน สภาพแวดล้อมไม่ดี และการบำรุงรักษาแบบอัจฉริยะอ่อนแอ" บทความนี้เสนอโซลูชันแบบห้องสำเร็จรูป: การทดสอบและติดตั้งอุปกรณ์ในโรงงาน แล้วประกอบแบบ "ตัวต่อ" ที่หน้างานหลังการขนส่ง ห้องสำเร็จรูปที่มีฉนวนความร้อน การจัดวางเคเบิลในช่อง และการรวมโมดูลหลายฟังก์ชัน ทำให้การก่อสร้างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงสภาพแวดล้อม

โครงสร้างนี้สนับสนุนความปลอดภัยของอุปกรณ์ตลอดวงจรชีวิต ทำให้การบำรุงรักษาง่ายขึ้น และมีคุณค่าในการขยายอย่างกว้างขวาง นำเสนอทางเลือกใหม่ในการสร้างสถานีไฟฟ้าอัจฉริยะ