تحلیل مقایسه‌ای زیرстанسیون‌های پیش ساخته ۵۰۰ کیلوولت در مقابل زیرستانسیون‌های سنتی

منطقه تجهیزات ثانویه در زیرстанسیون‌های سنتی از بتن مسلح یا سازه‌های فولادی پیش‌ساخته استفاده می‌کند و با مشکلاتی مانند دوره‌های ساخت طولانی، طراحی ناحیه عملکردی غیر مناسب، ارزیابی‌های محیطی سختگیرانه، گرد و غبار، سر و صدا و اختلالات مواجه است. تجهیزات اصلی و ثانویه تنها پس از کارهای عمرانی و تزئینی قابل نصب هستند که کارایی ساخت را کاهش می‌دهد.

زیرستانسیون‌های کابین پیش‌ساخته مدولار، هوشمندانه و اقتصادی هستند و مزایای سبز، جوانکننده و کارآمد دارند. آنها مشکلات زیرستانسیون‌های سنتی مانند هزینه‌های بالا، دوره‌های زمانی طولانی، نگهداری سخت، بار کاری زیاد و کیفیت ضعیف را حل می‌کنند.

پوشش زیرستانسیون کابین پیش‌ساخته ۵۰۰ کیلو ولت از پانل‌های عایق خلاء و مواد ذخیره‌کننده انرژی فاز-تغییر استفاده می‌کند. این مواد عملکرد قابل اعتماد تجهیزات را در حالی که مصرف انرژی را کاهش می‌دهند، تضمین می‌کنند. این مقاله به بررسی ترتیب کابین پیش‌ساخته، مقاومت در برابر آب، سیستم‌های HVAC و ایمنی آتش‌نشانی می‌پردازد و آنها را با نواحی عملکردی زیرستانسیون‌های سنتی مقایسه می‌کند تا پارامترهایی برای استراتژی‌های عملیاتی و نگهداری آینده ارائه دهد.

۱ ترتیب کلی
۱.۱ ترتیب صفحه

در زیرستانسیون ۵۰۰ کیلو ولت، حفاظت خط ۲۲۰ کیلو ولت، حفاظت دیفرانسیل شین، حفاظت شارژ کوپلر بخشی و پنل‌های اندازه‌گیری و کنترل همه در کابین ثانویه پیش‌ساخته (برای ترتیب دقیق پنل‌ها، به شکل ۱ مراجعه کنید) یکپارچه و مرتب شده‌اند. این کابین ثانویه پیش‌ساخته در نزدیکی منطقه تجهیزات GIS ۲۲۰ کیلو ولت قرار دارد.

در مقایسه با اتاق حفاظت ثانویه سنتی، کابین ثانویه پیش‌ساخته به ساخت همزمان، راه‌اندازی همزمان و تکمیل همزمان پنل‌های حفاظت و اندازه‌گیری-کنترل و سیستم‌های روشنایی و HVAC (سیستم گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) انجام می‌دهد که به طور قابل توجهی دوره ساخت را کوتاه می‌کند.

۱.۲ ساختار کابین پیش‌ساخته

پوشش خارجی کابین پیش‌ساخته از پانل‌های سیمانی فیبری (FC) استفاده می‌کند. دیوارهای فولادی آن دارای ستون‌های H-شکل با فاصله ۳ متر هستند که با فولاد ضدزنگ C-شکل یا U-شکل پشتیبانی می‌شوند. لایه‌های دیوار از بیرون به داخل شامل: پانل‌های FC ۱۲ میلی‌متری، پلاستیک‌های پلی‌اتیلن، صفحات فولادی چدنی ۲ میلی‌متری، سرباره سنگی‌پر شده و پانل‌های آلومینیوم-پلاستیک ۴ میلی‌متری هستند. سقف از فولاد ضدزنگ با الگوی V-شکل به قاب متصل شده و دارای ریزش دوطرفه در سقف است. زیر سقف نیز با عایق سنگی پر شده است.

پوشش از پانل‌های عایق خلاء و مواد ذخیره‌کننده انرژی فاز-تغییر (PCM) استفاده می‌کند. پانل‌های خلاء مصرف انرژی تابستانی را ۲۵٪ و زمستانی را ۵۰٪ کاهش می‌دهند. PCM با خاصیت تغییر فاز دما را متعادل می‌کند، روزانه حرارت جذب می‌کند و شب آن را آزاد می‌کند.

۱.۳ تأسیسات داخلی کابین پیش‌ساخته

کابین پیش‌ساخته از تأسیسات پنهان در داخل استفاده می‌کند. یک شبکه سیم‌بندی یا ساختار جعبه‌ای در لایه پایین کابین برای ثابت کردن و بستن کابل‌ها و لیزرها تعبیه شده است. ساختار جعبه‌ای دارای لایه بالا و پایین است که امکان کشیدن جداگانه کابل‌ها و لیزرها را فراهم می‌کند. ساختار پایین کابین پیش‌ساخته در شکل ۲ نشان داده شده است.

۱.۳ تأسیسات داخلی کابین پیش‌ساخته

کابین پیش‌ساخته از تأسیسات پنهان در داخل استفاده می‌کند. یک شبکه سیم‌بندی یا ساختار جعبه‌ای در لایه پایین کابین برای ثابت کردن و بستن کابل‌ها و لیزرها تعبیه شده است. ساختار جعبه‌ای دارای لایه بالا و پایین است که امکان کشیدن جداگانه کابل‌ها و لیزرها را فراهم می‌کند. ساختار پایین کابین پیش‌ساخته در شکل ۲ نشان داده شده است.

به علاوه، چنال‌های کابل‌های برق نیز در لایه‌های اطراف کابین نزدیک دیوارها تعبیه شده‌اند که امکان جداسازی فیزیکی برق قوی و ضعیف را فراهم می‌کند. تولیدکننده کابین باید به طور strikt نوع مشخص شده کابل‌ها را از ترمینال‌ها تا جعبه‌های توزیع کشیده و استانداردسازی و یکنواختی تأسیسات را تضمین کند.

به علاوه، چنال‌های کابل‌های برق نیز در لایه‌های اطراف کابین نزدیک دیوارها تعبیه شده‌اند که امکان جداسازی فیزیکی برق قوی و ضعیف را فراهم می‌کند. تولیدکننده کابین باید به طور strikt نوع مشخص شده کابل‌ها را از ترمینال‌ها تا جعبه‌های توزیع کشیده و استانداردسازی و یکنواختی تأسیسات را تضمین کند.

۲ مقاومت در برابر آب و ختم‌سازی
۲.۱ زیرستانسیون‌های سنتی

مقاومت در برابر آب سقف زیرستانسیون‌های سنتی به شکل سقف و مواد مقاوم در برابر آب انتخابی بستگی دارد. شکل‌های سقف به دو دسته سقف تخت و سقف شیبدار تقسیم می‌شوند؛ دو نوع اصلی راه‌حل مواد مقاوم در برابر آب وجود دارد:

• راه‌حل ۱: استفاده از فرآیند مقاوم در برابر فرسایش و آب‌بندی "دو پارچه و چهار روغن". ابتدا روکش‌های مقاوم در برابر آب مانند پلی‌یورتان و رزین اپوکسی در لایه داخلی اعمال می‌شود، سپس بتن ماسه‌ای ریز ریخته می‌شود، لایه عایق‌بندی فوم پلاستیکی در لایه بیرونی قرار می‌گیرد و در نهایت با ماسه سیمان سطح‌سازی می‌شود.

• راه‌حل ۲: بر اساس ریخته شدن بتن ماسه‌ای ریز، ابتدا پارچه فیبر فولادی گسترده شده و با ماسه سیمان سطح‌سازی می‌شود. سپس لایه عایق‌بندی پلیمری در لایه عایق‌بندی قرار می‌گیرد و در نهایت ریخته شدن صفحه و درمان شیب انجام می‌شود.

۲.۲ زیرستانسیون‌های کابین پیش‌ساخته

در مقایسه با زیرستانسیون‌های سنتی، سطح خارجی زیرستانسیون‌های کابین پیش‌ساخته از پانل‌های سیمانی فیبری استفاده می‌کند. قسمت بالایی یک سقف فولاد ضدزنگ شیبدار (با شیب ۵٪) است که به صورت یکپارچه با قاب کابین جوش داده شده است. به عنوان یک ماده ساختمانی جدید، پانل‌های سیمانی فیبری دارای خصوصیات مقاوم در برابر آتش و ضد آتش بسیار خوبی هستند و نصب آن‌ها آسان، کارآمد و برای نگهداری در مرحله بعدی مناسب است.

ریزش آب از بالای زیرستانسیون‌های کابین پیش‌ساخته به دو شکل تقسیم می‌شود: ریزش آب متمرکز و ریزش آب طبیعی:

• ریزش آب متمرکز: یک چنال جمع‌آوری آب روی سقف کابین تعبیه شده و لوله‌های ریزش آب در چهار گوشه کابین نصب شده‌اند. آب باران از طریق لوله‌های ریزش آب دفع می‌شود.

• ریزش آب طبیعی: یک لبه‌ای که آب را از سقف کابین ریز می‌کند، تعبیه شده و لوله‌های ریزش آب در اطراف نصب نشده‌اند.
  برای ترتیب ریزش آب، به شکل ۳ مراجعه کنید.

۳ سیستم HVAC
۳.۱ زیرستانسیون سنتی

اتاق حفاظت ثانویه زیرستانسیون سنتی از کولر‌های دیواری/تجزیه‌کننده با دستگاه‌های تخلیه استفاده می‌کند. عملیات آتش‌نشانی باعث اتصال متقابل برای قطع HVAC می‌شود که پس از بازیابی برق به طور خودکار دوباره شروع می‌شود تا پیوستگی را تضمین کند.

۳.۲ زیرستانسیون کابین پیش‌ساخته

تجهیزات در کابین ثانویه پیش‌ساخته دارای ویژگی‌های زیر هستند:

• تراکم و گرمای بالا: تعداد زیادی از پنل‌های حفاظت، اندازه‌گیری-کنترل و برق مداوم گرما تولید می‌کنند که دما را در کابین افزایش می‌دهند.

• تغییر مداوم هوا: بازرسی‌های روتین ۲-۳ روزه (بر اساس "پنج یکپارچگی") باعث ورود و خروج مداوم کارکنان می‌شود که رطوبت داخلی را مختل می‌کند.

• ناهمواری گرما: گرما متمرکز از دستگاه‌های حفاظت و کلیدها باعث تفاوت‌های دما و رطوبت می‌شود که نیاز به تهویه دارد.

راه‌حل‌ها:

• عایق‌بندی غیرفعال: سرباره سنگی لایه‌های دیوار را پر می‌کند (شکل ۴(a)) و پوشش‌های بازتابنده خارجی (شکل ۴(b)) انتقال گرما را کاهش می‌دهند.

• کنترل فعال: کولرهای صنعتی و موتورهای تخلیه هوا در دو طرف تعادل دما و رطوبت را فراهم می‌کنند و موجب کاهش تراکم می‌شوند.

۴ ایمنی آتش‌نشانی

مقاومت در برابر آتش یک ساختمان به اجزایی مانند دیوارها/ستون‌ها/балки зависит. Класс пожарной устойчивости - это время, в течение которого материалы теряют несущую и огнезащитную функции при стандартной температурной кривой. Здания должны соответствовать "Кодексу по проектированию пожарной безопасности зданий"; спецификации материалов (толщина и т. д.) определяют это.

۴.۱ زیرستانسیون‌های سنتی

اتاق‌های حفاظت ثانویه و کنترل زیرستانسیون‌های سنتی از بتن مسلح استفاده می‌کنند، با حداقل مقاومت در برابر آتش کلاس II و خطر آتش وابسته به غیرقابل اشتعال. با تجهیزات آتش‌نشانی پیشرفته، آنها الزامات را برآورده می‌کنند. دیوارهای تحمل بار: آجرهای غیرلزج با سوراخ‌های متعدد (طراحی شده ۵.۵ ساعت، حداقل ۲.۵ ساعت). ستون‌ها: بتن مسلح (طراحی شده ۳ ساعت، حداقل ۲.۵ ساعت).

۴.۲ زیرستانسیون‌های کابین پیش‌ساخته

کابین‌ها از جوش دادن فولاد استفاده می‌کنند، دیوارها با مواد غیرقابل اشتعال پر شده‌اند، همچنین دارای سیستم‌های آتش‌نشانی پیش‌نصب شده هستند. در دمای بالای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد، فولاد رigiditeti/strength را از دست می‌دهد، تغییر شکل می‌یابد و خطر فروپاشی را ایجاد می‌کند. این باعث می‌شود که عملکرد آتش‌نشانی آن‌ها بدتر از زیرستانسیون‌های سنتی باشد.

۵ نتیجه‌گیری

زیرستانسیون‌های سنتی دارای استانداردهای پخته (طراحی، عایق‌بندی، بازرسی آتش‌نشانی) هستند اما با مشکلات عمرانی، دوره‌های زمانی طولانی و تأثیرات فصلی مواجه هستند. کابین‌های پیش‌ساخته با مساحت کوچک، دوره زمانی کوتاه و ترتیب انعطاف‌پذیر، برای طراحی مدولار کلیدی هستند.

هنوز در مرحله اولیه، کابین‌های پیش‌ساخته نقص تأیید کامل (رطوبت، آتش‌نشانی) و استانداردهای بازرسی ملی دارند که خطرات آتش‌سوزی را ایجاد می‌کنند. بنابراین، باید روی طراحی آتش‌نشانی، بازرسی و عملیات/نگهداری آن‌ها تمرکز کرد.