Сравнителен анализ на 500 кВ предварително изработени подстанции срещу традиционни подстанции

Вторичната зона на традиционните електропоставки използва армирован бетон или предварително изработени стоманени конструкции, със съпътстващи проблеми като дълги строителни цикли, неразумно проектиране на функционалните зони, строги екологични оценки, прах, шум и разстройства. Първичното и вторично оборудване могат да бъдат инсталирани само след завършване на гражданските работи и ремонта, което намалява ефективността на строителството.

Предварително изработените кабини-електропоставки интегрират модуларност, интелигентност и икономичност, предлагайки зелени, енергийно ефективни и ефективни предимства. Те решават проблеми на традиционните електропоставки като високи разходи, дълги времеви периоди, трудна поддръжка, изключително големи обеми от работа и слабо качество.

Кабината на 500 кV предварително изработена електропоставка използва нови вакуумни изолационни панели и материал за съхранение на енергия чрез фазово променящи се материали. Тези материали осигуряват надеждна работа на оборудването, като в същото време намаляват енергийното потребление. Този документ изучава разположението, водонепроницаемостта, системите за климатизация и пожарна защита на предварително изработената кабина, сравнявайки ги с функционалните зони на традиционните електропоставки, за да предостави параметри за бъдещи стратегии за управление и поддръжка.

1 Общо разположение
1.1 Планово разположение

В 500 кV електропоставка, защитата на линията 220 кV, диференциалната защита на магистралата, защитата при зареждане на секция-магистрала-куплувач и панели за измерване и контрол са интегрирани и разпределени във вторичната предварително изработена кабина (за конкретното разположение на панелите, вижте Фигура 1). Тази вторична предварително изработена кабина е разположена близо до зоната на 220 кV газово изолирано комутационно устройство (GIS).

Сравнено с традиционната вторична релейна защитна зала, вторичната предварително изработена кабина осъществява едновременно строителство, едновременно въвеждане в употреба и едновременно завършване на панелите за защита и измерване-контрол, както и на системите за осветление и климатизация (отопление, вентилация и кондициониране) в кабината, което значително намалява периода на строителството.

1.2 Структура на предварително изработената кабина

Външната част на предварително изработената кабина използва панели от циментов влак (FC). Нейните стоманени стени са с H-образни стоманени колони, разположени на разстояние от 3 м, с C-образна корозионно устойчива стомана или U-образна стомана за подкрепа. Слоевете на стената, отвъншния към вътрешния, са: 12-милиметрови панели FC, полиетиленови уплътнения, 2-милиметрови хладно-валчести стоманени плочи, скелети, напълнени с каменна вата, и 4-милиметрови алуминиево-пластмасови панели. Към рамката е сварена двойна нержавеяща стоманена покривна конструкция, с интегрирана двустранна дренажна система. Под нея е изолиращ таван с каменна вата.

Омотът използва вакуумни изолационни панели и материал с фазово променящи се свойства (PCM). Вакуумните панели намаляват енергийното потребление през лятото с 25% и през зимата с 50%. PCM-тата балансират температурите, абсорбират топлина по деня и я излъчват през нощта.

1.3 Вътрешна проводка на предварително изработената кабина

Предварително изработената кабина използва скрита проводка вътре. В долната междинна част на кабината е разположена мрежа от връзки или конструкция от канал-бокс, използвана за фиксиране и връзване на кабели и оптически кабели. Конструкцията от канал-бокс има горен и долен слой, позволяващ отделна укладка на кабели и оптически кабели. Долната конструкция на предварително изработената кабина е показана в 

1.3 Вътрешна проводка на предварително изработената кабина

Предварително изработената кабина използва скрита проводка вътре. В долната междинна част на кабината е разположена мрежа от връзки или конструкция от канал-бокс, използвана за фиксиране и връзване на кабели и оптически кабели. Конструкцията от канал-бокс има горен и долен слой, позволяващ отделна укладка на кабели и оптически кабели. Долната конструкция на предварително изработената кабина е показана в Фигура 2.

Освен това, около кабината, близо до стените, са разположени канали за силови кабели, които осигуряват физическо разделение между силовата и слабото електрооборудване. Производителят на кабината трябва строго да спазва зададените видове кабели, за да положи всички кабели от терминалите до разпределителните кутии, гарантирайки стандартизация и съответствие на проводката.

Освен това, около кабината, близо до стените, са разположени канали за силови кабели, които осигуряват физическо разделение между силовата и слабото електрооборудване. Производителят на кабината трябва строго да спазва зададените видове кабели, за да положи всички кабели от терминалите до разпределителните кутии, гарантирайки стандартизация и съответствие на проводката.

2 Водонепроницаемост и герметичност
2.1 Традиционни електропоставки

Водонепроницаемостта на покрива на традиционните електропоставки зависи както от формата на покрива, така и от избрания водонепроницаем материал. Формите на покривите се делят основно на равни и наклонени; има два основни типа решения за водонепроницаем материал:

• Решение 1: Прилагане на процеса за антикорозионна и водонепроницаема защита “две платна и четири масло”. Първо, се прилага водонепроницаемо покритие, като полиуретан и епоксидна смола, върху вътрешния слой, след това се слага фин агломератен бетон, върху който се слага изолационен слой от пяна пластмаса, и накрая се изравнява с циментова мазилка.

• Решение 2: На базата на изливане на фин агломератен бетон, първо се слага стоманено влакно и се изравнява с циментова мазилка вътре. След това се слагат полимерни водонепроницаеми мембрани върху изолационния слой, и накрая се извършва изливане на плочи и намиране на наклон.

2.2 Предварително изработени кабини-електропоставки

В сравнение с традиционните електропоставки, външната фасада на предварително изработените кабини-електропоставки използва циментови влакнисти панели. Горната част е нержавеящ покрив с наклон (с наклон 5%), сварен цялостно с рамката на кабината. Циментовите влакнисти панели като нов тип строителен материал имат отлични противопожарни и пламнозащитни свойства, лесно се инсталират, са ефективни при монтажа и удобни за поддръжка в по-късна фаза.

Горната дренажна система на предварително изработените кабини-електропоставки се дели на две форми: централизиран дренаж и естествен дренаж:

• Централизиран дренаж: На покрива на кабината е поставен водосборен канал, и дренажни тръби са инсталирани в четирите ъгъла на кабината. Дъждовната вода се излива чрез дренажните тръби.

• Естествен дренаж: На покрива на кабината е поставен капащ ръб, и няма дренажни тръби около него.
  За разположението на дренажа, вижте Фигура 3.

3 Система за климатизация
3.1 Традиционни електропоставки

Стаята за релейна защита на традиционната електропоставка използва настенни/разделителни кабинетни климатизационни апарати с устройства за издушаване. При пожарни действия се активира взаимодействие, което прекъсва системата за климатизация, която автоматично се рестартира след възстановяване на електропитанието за продължаване на работата.

3.2 Предварително изработени кабини-електропоставки

Оборудването във вторичната предварително изработена кабина има следните характеристики:

• Гъста и високотемпературна : Много панели за защита, измерване-контрол и питание генерира непрекъснато топло, повишавайки температурата в кабината.

• Често въздушно обменяване : Редовни проверки на всеки 2-3 дни (според “Петте унификации”) означават, че персоналът влизат и излизат често, разбърквайки влажността вътре.

• Неравномерно топло : Концентрираното топло от защитните устройства/превключватели причинява разлики в температурата и влажността, които изискват вентилация.

Решения:

• Пасивна изолация : Каменна вата запълва слоевете на стените (Фигура 4(a)) и рефлектиращи покрития отвън (Фигура 4(b)) намаляват преноса на топлина.

• Активен контрол : Промишлени климатизационни апарати и вентилатори за издушаване от двете страни балансира температурата и влажността, намалявайки кондензацията.

4 Пожарна безопасност

Пожарната устойчивост на сградата зависи от компоненти като стени/колони/балки. Пожарната устойчивост е времето, за което материали губят способността си да носят товар и изолират от огън при стандартна температурна крива. Сградите трябва да отговарят на <em>Правилника за пожарна защита на сгради</em>; спецификациите на материали (дебелина и т.н.) определят това.

4.1 Традиционни електропоставки

Их вторични релейни защитни/управляващи помещения използват армирован бетон, с минимална пожарна устойчивост клас II и категория Wu (не свързано с негорими материали). Екипирана със зрел пожарен инвентар, те отговарят на изискванията. Носящите стени: некохезивни порести тухли (проектирано 5.5 часа, минимум 2.5 часа). Колони: армирован бетон (проектирано 3 часа, минимум 2.5 часа).

4.2 Предварително изработени кабини-електропоставки

Кабините използват сварена стомана, стени са напълнени с негорими материали, предварително инсталирани пожарни аларми/зонди/инвентар. Над 500°C стоманата губи жесткост и сила, деформира се, рискувайки със съборяване. Това прави техния пожарен потенциал по-слаб от този на традиционните електропоставки.

5 Заключение

Традиционните електропоставки имат зрели стандарти (проектиране, изолация, пожарна проверка), но срещат проблеми като граждански работи, дълги цикли, сезонни влияния. Предварително изработените кабини, с малка площ, кратък цикъл, гъвкаво разположение, са ключови за модуларно проектиране.

Все още в ранна фаза, предварително изработените кабини липсват пълна верификация (влага, пожар) и национални стандарти за проверка, което представлява пожарен риск. Следователно, трябва да се насърчи техният пожарен дизайн, проверка и управление/поддръжка.