Anàlisi comparativa de les subestacions prefabricades de 500 kV vs. les subestacions convencionals
L'àrea d'equips secundaris de les subestacions convencionals utilitza estructures de formigó armat o d'acer prefabricat, i es troba amb problemes com cicles de construcció llargs, disseny de zones funcionals irracional, avaluacions ambientals estrictes, pols, soroll i pertorbacions. Els equips primaris i secundaris només es poden instal·lar després de les obres civils i la decoració, reduint l'eficiència de la construcció.
Les subestacions de cabina prefabricada integren modularitat, intel·ligència i cost - efectivitat, amb avantatges verds, d'estalvi d'energia i eficients. Aquestes resolen els problemes de les subestacions convencionals com els alt costs, els llargs temporitzadors, la dificultat de manteniment, la càrrega de treball excessiva i la qualitat pobra.
La closca de la subestació de cabina prefabricada de 500 kV utilitza panells d'aïllament al vaixell nou i materials d'emmagatzematge d'energia de canvi de fase. Aquests materials asseguren el funcionament fiable dels equips mentre redueixen el consum d'energia. Aquest article estudia la disposició, l'estanquilitat, el sistema HVAC i el sistema de protecció contra incendis de la cabina prefabricada, comparant-los amb les zones funcionals de les subestacions convencionals per proporcionar paràmetres per a estratègies futures d'operació i manteniment.
1 Disposició general
1.1 Disposició plana
A la subestació de 500 kV, la protecció de la línia de 220 kV, la protecció diferencial de barra, la protecció de càrrega de secció-bus-acoblador i els quadres de mesura i control estan tots integrats i disposats a la cabina prefabricada secundària (per a la disposició específica dels quadres, vegeu la Figura 1). Aquesta cabina prefabricada secundària es disposa prop de l'àrea d'equipament GIS de 220 kV.
En comparació amb la sala de protecció secundària convencional, la cabina prefabricada secundària realitza la construcció simultània, la posada en servei simultània i la finalització simultània dels quadres de protecció i control i mesura, i els sistemes d'il·luminació i HVAC (Calefacció, Ventilació i Aire condicionat) de la cabina, el que acurta enormement el període de construcció.
1.2 Estructura de la cabina prefabricada
L'exterior de la cabina prefabricada utilitza panells de cement fibros (FC). Les seves parets d'acer tenen columnes d'acer en H separades cada 3 m, amb suport d'acer anticorrosiu C o perfil U. Les capes de les parets, de l'exterior a l'interior, són: panells de FC de 12 mm, juntes d'etilèn polimeritzat, plaques d'acer laminat a fred de 2 mm, esquelets omplerts de lana de roca, i panells d'alumini-plàstic de 4 mm. El teulat de ratlla d'acer inoxidable es solda al marc, amb un sistema de drenatge bilateral integrat al teulat. Sota hi ha un sostre aïllat de lana de roca.
La closca utilitza panells d'aïllament al vaixell i materials de canvi de fase (PCM). Els panells al vaixell reben el consum d'energia de refrigeració estival en un 25% i el d'hivern en un 50%. Les propietats de canvi de fase dels PCM equilibren les temperatures, absorint el calor durant el dia i alliberant-lo de nit.
1.3 Cablatge intern de la cabina prefabricada
La cabina prefabricada adopta un cablatge ocult a l'interior. Es disposa una xarxa de fils de ligadura o una estructura de caixa de cable a la capa intermitjana inferior de la cabina, utilitzada per fixar i atar cables i fibres òptiques. La estructura de la caixa de cable té una capa superior i una inferior, permetent la col·locació separat dels cables i fibres òptiques. L'estructura inferior de la cabina prefabricada es mostra a la Figura 2.
A més, també s'han establert canalitzacions de cables d'alimentació a les capes intermitjanes properes a les parets de la cabina, assolint la separació física de l'electricitat forta i feble. El fabricant de la cabina haurà de seguir estrictament els tipus de cables especificats per col·locar tots els cables des dels terminals fins als quadres de distribució, assegurant la normalització i consistència del cablatge.
2 Estanquilitat i aïllament
2.1 Subestacions convencionals
El rendiment d'estanquilitat del teulat de les subestacions convencionals depèn tant de la forma del teulat com dels materials impermeables seleccionats. Les formes de teulat es divideixen principalment en teulats plans i inclinats; hi ha dos tipus principals de solucions de materials impermeables:
2.2 Subestacions de cabina prefabricada
En comparació amb les subestacions convencionals, la fachada externa de les subestacions de cabina prefabricada utilitza panells de fibra de cement. El top és un teulat de ratlla d'acer inoxidable inclinat (amb un pendent del 5%), i el teulat inclinat està soldat integralment amb el marc de la cabina. Com a material de construcció nou, els panells de fibra de cement tenen excel·lents propietats ignífugues i retardants, i són fàcils d'instal·lar, eficients en la instal·lació i convenients per al manteniment posterior.
El drenatge superior de les subestacions de cabina prefabricada es divideix en dues formes: drenatge centralitzat i drenatge natural:
3 Sistema HVAC
3.1 Subestació convencional
La sala de protecció secundària d'una subestació convencional utilitza aire condicionat mural/cabina dividida amb dispositius d'evacuació. Les accions d'incendi triguen un encadenament per tallar el HVAC, que es reinicia automàticament després de la recuperació de l'energia per a la continuïtat.
3.2 Subestació de cabina prefabricada
L'equipament de la cabina prefabricada secundària té aquests trais:
Dens i de gran calor: Molts quadres de protecció, control i alimentació generen calor contínua, augmentant la temperatura de la cabina.
Canvi d'aire freqüent: Les inspeccions rutinàries de 2-3 dies ("Cinc Unificacions") vol dir que el personal entra i surt sovint, pertorbant l'humitat interna.
Calaix de calor: El calor concentrat dels dispositius de protecció/interruptors causa diferències de temperatura i humitat, necessitant ventilació.
Solucions:
4 Seguretat contra incendis
La resistència al foc d'un edifici depèn de components com les parets, les columnes i les bigues. La classificació de resistència al foc és el temps que els materials prenen per perdre la funció portant o aïllant el foc sota una corba de temperatura estàndard. Els edificis han de complir el Codi de Disseny de Protecció Contra Incendis d'Edificis; les especificacions dels materials (grosseur, etc.) determinen això.
4.1 Subestacions convencionals
Les seves sales de protecció secundària/control utilitzen formigó armat, amb mínima resistència al foc de Classe II i categoria de risc d'incendi Wu (no relacionat amb materials no combustibles). Equipades amb maquinari anticinc consistent, compleixen els requisits. Parets portants: trossos de banyera sense cohesió (disenyat per 5,5h, mínim 2,5h). Columnes: formigó armat (disenyat per 3h, mínim 2,5h).
4.2 Subestacions de cabina prefabricada
Les cabins utilitzen soldadura d'acer, les parets omplides amb materials no combustibles, amb detectors d'alarma d'incendi/preavís/gear preinstal·lats. Per sobre de 500°C, l'acer perd rigidesa/resistència, deforma, posant en risc de col·laps. Això fa que el seu rendiment al foc sigui pitjor que el de les subestacions convencionals.
5 Conclusió
Les subestacions convencionals tenen normes madures (disseny, aïllament, inspecció contra incendis) però es troben amb problemes d'obres civils, cicles llargs, impacte de les estacions. Les cabins prefabricades, amb petita superfície, cicle curt, disposició flexible, són clau per al disseny modular.
Encara en fase inicial, les cabins prefabricades manquen de verificació completa (humitat, incendi) i estàndards d'inspecció nacional, posant riscos d'incendi. Per tant, cal centrar-se en el seu disseny d'incendi, inspecció i operació/manteniment.
