Jämförelseanalys av 500 kV förfabrikerade understationer vs. konventionella understationer

Den sekundära utrustningsområdet i traditionella ombordssätt använder förstärkt betong eller prefabricerade stålstrukturer, vilket leder till problem som långa byggtider, orimliga funktionszonsdesign, stränga miljöbedömningar, damm, buller och störningar. Primär- och sekundärutrustning kan endast installeras efter civilt arbete och inredning, vilket minskar byggeffektiviteten.

Prefabricerade kabinombordssätt integrerar moduläritet, intelligens och kostnadseffektivitet, med fördelar som miljövänlighet, energisparande och effektivitet. De löser problem som höga kostnader, långa tidsramar, svår underhåll, överdriven arbetsbelastning och dålig kvalitet i traditionella ombordssätt.

500 kV prefabricerade kabinombordssätt använder nya vakuumisoleringspaneler och fasändringsenergilagringmaterial. Dessa material säkerställer pålitlig utrustningsdrift samtidigt som energiförbrukningen minskas. Detta dokument studerar layout, vattentätning, HVAC- och brandskyddssystem för prefabricerade kabiner, jämfört med traditionella ombordssättsfunktionszoner för att ge parametrar för framtida drift- och underhållsstrategier.

1 Översiktlig Layout
1.1 Planlayout

I 500 kV ombordssätt är 220 kV linjeskydd, busdifferentialskydd, avsnittsbusskopplingsladdningsskydd samt mät- och kontrollpaneler integrerade och arrangerade i den sekundära prefabricerade kabinen (för specifik panelplacering, se figur 1). Denna sekundära prefabricerade kabin placeras nära 220 kV gasisoleraad växlingsutrustning (GIS) området.

Jämfört med det traditionella sekundära reläskyddsrums, realiserar den sekundära prefabricerade kabinen samtidig konstruktion, samtidig kommissionering och samtidig färdigställning av skydds- och mät-kontrollpaneler samt kabins belysning och HVAC (Heating, Ventilation and Air-Conditioning) system, vilket drastiskt förkortar byggtiden.

1.2 Struktur av prefabricerade kabine

Ytan av prefabricerade kabine använder fiberbetong (FC) paneler. Dess stålramade väggar har H-formade stolpar med 3-m mellanrum, med C-formade rostfria stål eller kanalstål som stöd. Väggskikten, från yttre till inre, är: 12-mm FC-paneler, polyeten tätningar, 2-mm kallvalsade stålplåtar, bergsullfyllda skaller, och 4-mm aluminium-plastpaneler. Stålriffel taket är svetsat till ramen, med bilaterala drenage integrerade i taket. En bergsull isolerad takplafond ligger under.

Omhöljet använder vakuumisoleringspaneler och fasändringsmaterial (PCM). Vakuumpaneler minskar sommarluftkonditionering med 25% och vintern med 50%. PCM:s fasändringsegenskaper balanserar temperatur, absorberar värme på dagen och frigör den natten.

1.3 Inre ledning av prefabricerade kabine

Prefabricerade kabine använder dold ledning inuti. Ett bindtrådsnät eller trågbox-struktur är placerat i kabins bottenvägg, används för fastsättning och bundning av kabel och optiska kabel. Trågbox-strukturen har en övre och nedre lager, vilket möjliggör separat läggning av kabel och optiska kabel. Kabins bottnar struktur visas i 

1.3 Inre ledning av prefabricerade kabine

Prefabricerade kabine använder dold ledning inuti. Ett bindtrådsnät eller trågbox-struktur är placerat i kabins bottenvägg, används för fastsättning och bundning av kabel och optiska kabel. Trågbox-strukturen har en övre och nedre lager, vilket möjliggör separat läggning av kabel och optiska kabel. Kabins bottnar struktur visas i Figur 2.

Dessutom finns det också kabeltrågar för elkabel runt kabins väggar i interlayer, vilket uppnår fysisk separation av stark och svag elektricitet. Kabintillverkaren ska strikt följa de angivna kabeltyperna för att lägga alla kabel från terminaler till distributionsboxar, vilket säkerställer standardisering och konsekvens i ledning.

Dessutom finns det också kabeltrågar för elkabel runt kabins väggar i interlayer, vilket uppnår fysisk separation av stark och svag elektricitet. Kabintillverkaren ska strikt följa de angivna kabeltyperna för att lägga alla kabel från terminaler till distributionsboxar, vilket säkerställer standardisering och konsekvens i ledning.

2 Vattentätning och Täthetsegenskaper
2.1 Traditionella ombordssätt

Takvattentäthet i traditionella ombordssätt beror både på takform och valda vattentäta material. Takformerna delas huvudsakligen in i platta tak och lutande tak; det finns två huvudtyper av vattentäta materiallösningar:

• Lösning 1: Använd "två-dukar och fyra-oljor" mot korrosion och vattentäthet. Först applicera vattentäta lacker som polyuretan och epoxidresin på inre lager, sedan lägg grusbetong, lägg en skumplastisolationslager på yttre lager, och slutligen jämnar med cementmortel.

• Lösning 2: Baserat på grusbetonggjutning, lägg först stålfiberduk och jämnar med cementmortel inuti. Sedan lägg polymera vattentäta membran på isolationslagret, och slutligen utför plattgjutning och lutningsbehandling.

2.2 Prefabricerade kabinombordssätt

Jämfört med traditionella ombordssätt, använder prefabricerade kabinombordssätt cementfiberplattor på externt fasad. Toppen är ett rostfritt stål rifflat tak (med lutning på 5%), och det lutande taket är svetsat integralt med kabinfamen. Som ett nytt typ av byggnadsmaterial har cementfiberplattor utmärkta brandmotståndsegenskaper och brandhämmande egenskaper, och är lätt att installera, effektiv installation, och bekvämt för senare underhåll.

Toppdrenage för prefabricerade kabinombordssätt delas in i två former: centraliserad drenage och naturlig drenage:

• Centraliserad drenage: Ett vatteninsamlingsgrop är placerat på kabinstaket, och dränagepipor är installerade vid kabins fyra hörn. Regnvatten avlopps genom dränagepipor.

• Naturlig drenage: Ett droppande takkant är placerat på kabinstaket, och inga dränagepipor är placerade runt.
  För drenagelayout, se Figur 3.

3 HVAC-system
3.1 Traditionella ombordssätt

Reläskyddsrums i traditionella ombordssätt använder väggmonterade/splitkabinettyp luftkonditionerare med utspärrningsenheter. Brandåtgärder utlöser koppling för att avbryta HVAC, vilket automatiskt startar om efter strömåterhämtning för kontinuitet.

3.2 Prefabricerade kabinombordssätt

Utrustning i sekundära prefabricerade kabine har dessa egenskaper:

• Tätt och hög värme : Många skydd, mät-kontroll, och elpaneler genererar kontinuerlig värme, vilket höjer kabintemperatur.

• Frekvent luftbyte : Vanliga 2-3-dags inspektioner (enligt "Fem enhetligheter") innebär att personal ofta går in/ut, vilket stör interna fuktighetsnivåer.

• Ojämn värme : Koncentrerad värme från skyddsenheter/brytare orsakar temperatur- och fuktighetsskillnader, vilket kräver ventilation.

Lösningar:

• Passiv isolering : Bergsull fyller väggskikten (Figur 4(a)) och reflekterande beläggningar utanför (Figur 4(b)) minskar värmeöverföring.

• Aktiv kontroll : Industriella luftkonditionerare och utspärrningsfläktar på båda sidor balanserar temperatur/fuktighet, minskar kondensation.

4 Brandsäkerhet

Ett byggnads brandsäkerhet beror på komponenter som väggar/stolpar/balkar. Brandsäkerhetskategorin är tiden det tar för material att förlora lastbärande/brandisoleringsegenskap under en standardtemperaturkurva. Byggnader måste uppfylla Byggnadskod för brandskydd; materialspecifikationer (tjocklek, etc.) bestämmer detta.

4.1 Traditionella ombordssätt

Deras sekundära reläskydd/kontrollrum använder förstärkt betong, med minimum brandsäkerhetskategorin II och brandriskkategori Wu (icke brännbar-relaterad). Utrustade med mogna brandskyddsinrättningar, uppfyller de kraven. Lastbärande väggar: icke koherenta porösa tegel (5,5h design, 2,5h min). Stolpar: förstärkt betong (3h design, 2,5h min).

4.2 Prefabricerade kabinombordssätt

Kabine använder stålsvetsning, väggar fyllda med icke brännbara material, förinstallerade brandslarm/prover/utrustning. Över 500°C, förlorar stål rigiditet/styrka, deformeras, riskerar kollaps. Det gör deras brandsäkerhet sämre än traditionella ombordssätt.

5 Slutsats

Traditionella ombordssätt har mogna standarder (design, isolering, brandskydd) men står inför civilbyggnadsproblem, lång cykel, säsongsinfluenser. Prefabricerade kabine, med liten fotavtryck, kort cykel, flexibel layout, är viktiga för modulär design.

Ännu i tidig fas, saknar prefabricerade kabine full verifikation (fukt, brand) och nationella inspektionsstandarder, vilket ger brandrisk. Så, fokusera på deras branddesign, inspektion, och drift/underhåll.