Análise comparativa de subestacións prefabricadas de 500 kV vs. subestacións convencionais
A área de equipamentos secundarios das subestacións convencionais emprega estruturas de hormigón armado ou estruturas de acero prefabricadas, enfrentando problemas como ciclos de construción longos, deseño de zonas funcionais irrazoable, avaliacións ambientais estritas, polución, ruido e perturbacións. Os equipos primarios e secundarios só poden instalarse despois da obra civil e decoración, reducindo a eficiencia da construción.
As subestacións en cabina prefabricada integran modularidade, intelixencia e eficiencia de custos, destacándose por ser verdes, enerxéticamente eficientes e eficazes. Solucionan os problemas das subestacións convencionais como altos custos, cronogramas longos, manutención difícil, cargas de traballo excesivas e baixa calidade.
A envolvente da subestación en cabina prefabricada de 500 kV utiliza novos paneis de aislamento ao vacío e materiais de almacenamento de enerxía de cambio de fase. Estes materiais aseguran o funcionamento fiable do equipo mentres reducen o consumo de enerxía. Este artigo estuda o deseño, a impermeabilización, o sistema de climatización e o sistema de protección contra incendios da cabina prefabricada, comparándoa coas zonas funcionais das subestacións convencionais para proporcionar parámetros para estratexias futuras de operación e manutención.
1 Deseño Xeral
1.1 Disposición Plana
Na subestación de 500 kV, a protección da liña de 220 kV, a protección diferencial de barras, a protección de carga de sección-bus-coupler e os painéis de medida e control están integrados e dispostos na cabina secundaria prefabricada (para a disposición específica dos painéis, véxase a Figura 1). Esta cabina secundaria prefabricada está situada nas proximidades da zona de equipamento de interruptor de gas aislado (GIS) de 220 kV.
En comparación coa sala de proteción secundaria convencional, a cabina secundaria prefabricada realiza a construción, puesta en servizo e finalización simultáneas dos painéis de protección e medida-control e dos sistemas de iluminación e climatización (Calefacción, Ventilación e Aire Acondicionado) da cabina, que reducen significativamente o período de construción.
1.2 Estructura da Cabina Prefabricada
O exterior da cabina prefabricada usa paneles de fibrocemento (FC). As súas parede de marco de acero teñen columnas de acero en H espaciadas a 3 m, con acero de corrosión atmosférica tipo C ou perfiles de acero en U para soporte. As capas da parede, dende o exterior ata o interior, son: 12 mm de paneles FC, sellos de polietileno, 2 mm de placas de acero laminado a frio, esqueletos recheados de lana de roca e 4 mm de paneles de aluminio-plástico. O teito de acero inoxidable en forma de zig-zag solda ao marco, cun sistema de drenaxe bilateral integrado no teito. Baixo está un techo aislado de lana de roca.
A envolvente emprega paneles de aislamento ao vacío e materiais de cambio de fase (PCM). Os paneles de vacío reducen o uso de aire acondicionado no verán en un 25% e no inverno en un 50%. As propiedades de cambio de fase dos PCM equilibran as temperaturas, absorvendo calor durante o día e liberándoo de noite.
1.3 Cableado Interno da Cabina Prefabricada
A cabina prefabricada adopta cableado oculto no interior. Unha rede de ligazón de cables ou unha estructura de caixa-tronco está disposta na intercapa inferior da cabina, usada para fixar e ligar cables e fibras ópticas. A estructura de caixa-tronco ten dúas capas, superior e inferior, permitindo a colocación separada de cables e fibras ópticas. A estrutura inferior da cabina prefabricada amóstrase en
1.3 Cableado Interno da Cabina Prefabricada
A cabina prefabricada adopta cableado oculto no interior. Unha rede de ligazón de cables ou unha estructura de caixa-tronco está disposta na intercapa inferior da cabina, usada para fixar e ligar cables e fibras ópticas. A estructura de caixa-tronco ten dúas capas, superior e inferior, permitindo a colocación separada de cables e fibras ópticas. A estrutura inferior da cabina prefabricada amóstrase en Figura 2.
Ademais, tamén se establecen canales de cable para cables de enerxía nas intercapas arredor da cabina preto das paredes, logrando a separación física de corrente forte e débil. O fabricante da cabina debe seguir estritamente os tipos de cables especificados para levar todos os cables dende os terminais ata as caixas de distribución, asegurando a normalización e consistencia do cableado.
Ademais, tamén se establecen canales de cable para cables de enerxía nas intercapas arredor da cabina preto das paredes, logrando a separación física de corrente forte e débil. O fabricante da cabina debe seguir estritamente os tipos de cables especificados para levar todos os cables dende os terminais ata as caixas de distribución, asegurando a normalización e consistencia do cableado.
2 Impermeabilización e Hermeticidade
2.1 Subestacións Convencionais
O rendemento impermeabilizador do teito das subestacións convencionais depende tanto da forma do teito como dos materiais impermeabilizantes seleccionados. As formas de teito divídense principalmente en teitos planos e teitos inclinados; hai dous tipos principais de solucións de materiais impermeabilizantes:
2.2 Subestacións de Tipo Cabina Prefabricada
En comparación cos subestacións convencionais, a fachada externa das subestacións de tipo cabina prefabricada usa paneles de fibrocemento. O teito é un teito inclinado de acero inoxidable en forma de zig-zag (con unha pendente do 5%), e o teito inclinado está soldado integralmente co marco da cabina. Como novo material de construción, os paneles de fibrocemento teñen excelentes propiedades de resistencia ao fogo e retardancia de chamas, e son fáciles de instalar, eficientes na instalación e convenientes para a manutención posterior.
A drenaxe superior das subestacións de tipo cabina prefabricada divide en dúas formas: drenaxe centralizada e drenaxe natural:
3 Sistema de Climatización
3.1 Subestación Convencional
A sala de proteción secundaria dunha subestación convencional usa condicionadores de aire de montaxe en pared/cabina dividida con dispositivos de extracción. As accións de incendio activan a interbloqueo para cortar o sistema de climatización, que se reinicia automaticamente despois da recuperación de enerxía para a continuidade.
3.2 Subestación de Tipo Cabina Prefabricada
O equipo na cabina secundaria prefabricada ten estas características:
Denso & alto calor : Muitos painéis de protección, medida-control e potencia xeran calor continuo, aumentando a temperatura da cabina.
Cambio de aire frecuente : As inspeccións rutinarias de 2-3 días (segundo as "Cinco Unificacións") significan que o persoal entra e sae con frecuencia, perturbando a humidade interna.
Calor desigual : O calor concentrado de dispositivos de protección/interruptores causa diferenzas de temperatura e humidade, necesitando ventilación.
Solucións:
4 Seguridade Contra Incendios
A resistencia ao fogo dun edificio depende de compoñentes como paredes/columnas/vigas. A clasificación de resistencia ao fogo é o tempo que os materiais levan en perder a función de soporte de carga/aíslo de fogo baixo unha curva de temperatura estándar. Os edificios deben cumprir o Código de Diseño de Proteción Contra Incendios de Edificios; as especificacións de material (grosor, etc.) determinan isto.
4.1 Subestacións Convencionais
As salas de proteción/control secundarias utilizan hormigón armado, con resistencia mínima ao fogo Clase II e categoría de perigo de incendio Wu (non relacionado con combustible). Equipadas con equipos maduros de prevención de incendios, cumpren os requisitos. Paredes portadoras: ladrillos porosos non adhesivos (deseñados para 5.5h, mínimo 2.5h). Columnas: hormigón armado (deseñadas para 3h, mínimo 2.5h).
4.2 Subestacións de Tipo Cabina Prefabricada
As cabinas usan soldadura de acero, paredes recheadas de materiais non combustibles, alarmas de incendios/probes/equipos preinstalados. Por encima de 500°C, o acero perde rigidez/resistencia, deformándose, ariscando o colapso. Isto fai que o seu rendemento contra incendios sexa peor que o das subestacións convencionais.
5 Conclusión
As subestacións convencionais teñen estándares maduros (deseño, aislamento, inspección de incendios) pero enfrentan problemas de obra civil, ciclos longos, impacto sazonal. As cabinas prefabricadas, con pequena pegada, ciclo curto, disposición flexible, son clave para o deseño modular.
Aínda en fase inicial, as cabinas prefabricadas carecen de verificación completa (humidade, incendios) e estándares nacionais de inspección, presentando riscos de incendios. Polo tanto, centrarse no seu deseño, inspección e operación/manutención.
