Споредбена анализа на 500 кВ предизградени подстанции во споредба со конвенционални подстанции

Секундарната опрема на конвенционални трансформаторски станции се користи во зони со ујачан бетон или предизработени челични структури, што доведува до проблеми како долг период на изградба, неразумно дизајнирање на функционални зони, строги еколошки процеси, прашање, шум и прекинување. Примарната и секундарната опрема можат да се инсталираат само по завршување на граѓевинските работи и декорација, што намалува ефикасноста на изградбата.

Предизработените кабински трансформаторски станции интегрираат модуларност, интелигенција и економичност, со предности како зелена, штоштедлива и ефикасна технологија. Тие решаваат проблемите на конвенционалните трансформаторски станции, како високи трошоци, долги временски линии, тешка одржба, преопсемен рад и лоша квалитет.

500 kV предизработена кабинска трансформаторска станција користи нови вакуумски изолационни панели и материјали за складирање на енергија со фазна промена. Овие материјали осигуруваат надежна работа на опремата додека ја намалуваат потрошувачката енергија. Овој труд студира распоредот, водонепроникливоста, HVAC системот и системот за противпожарна заштита на предизработената кабина, споредувајќи ги со функционалните зони на конвенционалните трансформаторски станции за да обезбеди параметри за будући оперативни и одржбени стратегии.

1 Обопштен распоред
1.1 Плански распоред

Во 500 kV трансформаторска станција, заштитата на линијата 220 kV, диференцијалната заштита на магистралата, заштитата на секционирање-магистрала-спојување и мерна и контролна панели се интегрирани и распоредени во вторичната предизработена кабина (за специфичен распоред на панелите, видете Слика 1). Оваа вторична предизработена кабина е распоредена во близина на областа со гасови изолирани комутаторски опреми (GIS) 220 kV.

Во споредба со конвенционалната вторична релејска заштитна соба, вторичната предизработена кабина реализира истовремено изградба, истовремена употреба и завршување на заштитните и мерно-контролните панели и системите за осветлување и HVAC (греење, вентилација и хладење) на кабината, што значително скратува периодот на изградба.

1.2 Структура на предизработената кабина

Екстерниот дел на предизработената кабина користи цементни влакна (FC) панели. Неговите стени со челичен карка имаат H-образни челични колони на 3 м раздалечени, со C-тип на временски челик или канални челик за поддршка. Слоевите на стената, од надворешниот до внатрешниот, се: 12 мм FC панели, полиетиленски пломби, 2 мм холодно валувани челички плочи, каменоватна вата наполнена карка и 4 мм алуминиум-полиетиленски плочи. Нержавеечкиот крсти формиран покрив е сварен со рамот, со двострана дренаж интегрирана во покривот. Под покривот се наоѓа каменоватна вата као изолација.

Омотот користи вакуумски изолационни панели и материјали за фазна промена (PCM). Вакуумски панели го намалуваат потрошувачкиот енергија на летно хладење за 25% и зимно греење за 50%. Фазните својства на PCM балансираат температурите, апсорбирајќи го топлината денес и ја испуштаат ноќ.

1.3 Внатрешна жичење на предизработената кабина

Предизработената кабина користи скриено жичење вонутри. Мрежа од врзници или канаструкции од коридори се распоредени во донесениот слој на кабината, користени за фиксирање и врзување на каблови и оптички каблови. Канаструкцијата од коридор има горен и долен слој, што овозможува посебно поставување на каблови и оптички каблови. Донесениот слој на предизработената кабина е прикажан во Слика 2.

Предизработената кабина користи скриено жичење вонутри. Мрежа од врзници или канаструкции од коридори се распоредени во донесениот слој на кабината, користени за фиксирање и врзување на каблови и оптички каблови. Канаструкцијата од коридор има горен и долен слој, што овозможува посебно поставување на каблови и оптички каблови. Донесениот слој на предизработената кабина е прикажан во Слика 2.

Освен тоа, коридори за силни каблови се поставени и во интерслоевите околу кабината близу до стените, што овозможува физичко одделување на силни и слаби електрични системи. Производителот на кабината треба строго да следи одредените типови на каблови за поставување на сите каблови од терминалите до распределбите, за да се осигура стандардизација и согласност на жичењето.

Освен тоа, коридори за силни каблови се поставени и во интерслоевите околу кабината близу до стените, што овозможува физичко одделување на силни и слаби електрични системи. Производителот на кабината треба строго да следи одредените типови на каблови за поставување на сите каблови од терминалите до распределбите, за да се осигура стандардизација и согласност на жичењето.

2 Водонепроникливост и затвореност
2.1 Конвенционални трансформаторски станции

Водонепроникливоста на покривот на конвенционалните трансформаторски станции зависи од формата на покривот и одбраниот материал за водонепроникливост. Формите на покривите се главно поделени на равни покриви и наклонети покриви; има две главни типа на решенија за материјали за водонепроникливост:

• Решение 1: Прифатете “две платно и четири масло” антикорозионен и водонепрониклив процес. Прво, применете водонепроникливи покриви како полиуретан и епоксидна смола во внатрешниот слој, потоа поставете фино агрегатско бетон, поставете слој од пенест пластик во надворешниот слој и на крај ја изравнете со цементна морта.

• Решение 2: На база на фино агрегатско бетон, прво поставете челична влакна и ја изравнете со цементна морта во внатрешниот слој. Потоа поставете полимерни водонепроникливи мембрански слоеви во изолациониот слој, и на крај изведете преливање и наклон.

2.2 Предизработени кабински трансформаторски станции

Во споредба со конвенционалните трансформаторски станции, екстерниот фасада на предизработените кабински трансформаторски станции користи цементни влакна панели. Врвот е нержавеечки крсти наклонет покрив (со наклон од 5%), а наклонетиот покрив е целосно сварен со рамот на кабината. Како нов тип градежен материјал, цементните влакна панели имаат одлични својства на огненостойност и пламенодржливост, лесно се инсталираат, ефикасни се во инсталирањето и удобни за поддршка во касниот период.

Горната дренаж на предизработените кабински трансформаторски станции е поделена на две форме: централна дренаж и природна дренаж:

• Централна дренаж: На покривот на кабината е поставен коридор за собирање на вода, а на четирите агли на кабината се поставени отводни цеви. Водата се исцедува преку отводните цеви.

• Природна дренаж: На покривот на кабината е поставен капајување, а околу неа нема поставени отводни цеви.
  За распоредот на дренажот, видете Слика 3.

3 HVAC систем
3.1 Конвенционални трансформаторски станции

Релејската заштитна соба на конвенционалната трансформаторска станција користи стенски/разделни кабински воздухо-хладители со устройство за излегување. Активацијата на пожарски акцији активира поврзаноста за прекин на HVAC, кој автоматски се рестартира по враќање на стројност за континуитет.

3.2 Предизработени кабински трансформаторски станции

Опремата во вторичната предизработена кабина има следниве карактеристики:

• Густ и висок топлина : Многу заштитни, мерно-контролне и енергетски панели генерираат непрекината топлина, што ја зголемува температурата на кабината.

• Честа замена на воздух : Редовните инспекции на 2-3 дена (според “Пет унификации”) значат дека луѓето често влегуваат/излегуваат, што ја нарушува влажноста во внатрешноста.

• Неравномерна топлина : Концентрираната топлина од заштитните уреди/преклапачи создава разлики во температурата и влажноста, потребна е вентилација.

Решенија:

• Пасивна изолација : Каменовата вата наполнува слоевите на стената (Слика 4(a)) и рефлективни покриви надвор (Слика 4(b)) намалува преносот на топлина.

• Активно управување : Индустриски воздухо-хладители и излегуващи вентилатори на двете страни балансираат температурата и влажноста, намалувајќи кондензацијата.

4 Противпожарна заштита

Огненостойноста на зградата зависи од компоненти како стени/колони/балки. Огненостойната класа е временски период што материјалите губат функцијата на носење/огнена изолација под стандардна температурска крива. Зградите мораат да задоволат Кодекс за проектирање на противпожарна заштита на згради; спецификациите на материјалите (дебелина, итн.) го определуваат ова.

4.1 Конвенционални трансформаторски станции

Их вторични релејски заштитни/контролни соби користат ујачан бетон, со минимална огненостойна класа II и категорија на пожарски опасност Wu (не-гориви поврзани). Оборудвани со зрел противпожарен опрем, тие задоволуваат барањата. Носечки стени: некохезивни порести цигли (дизајнирани за 5.5h, минимум 2.5h). Колони: ујачан бетон (дизајнирани за 3h, минимум 2.5h).

4.2 Предизработени кабински трансформаторски станции

Кабините користат сварна челик, стени наполнети со не-гориви материјали, пред-инсталирани противпожарни аларми/сонди/опрема. Над 500°C, челикот губи жестокост/јачина, деформира се, што ризикува срушување. Ова го прави нивното огнено перформанс посрамно од конвенционалните трансформаторски станции.

5 Заклучок

Конвенционалните трансформаторски станции имаат зрели стандарди (дизајн, изолација, противпожарна инспекција), но се соочуваат со проблеми како граѓевински работи, длабоки циклуси, сезонски влијание. Предизработените кабини, со мал простор, краток циклус, флексибилен распоред, се клучни за модуларен дизајн.

Уште рано, предизработените кабини недостасуваат целосна верификација (влага, пожар) и国家标准检验标准，存在火灾风险。因此，应重点关注其防火设计、检验和运维。