Порівняльний аналіз 500 кВ передвиборчих підстанцій та традиційних підстанцій
Відділ вторинного обладнання традиційних підстанцій використовує зміцнений бетон або заздалегідь виготовлені сталеві конструкції, що стикаються з проблемами, такими як довгий цикл будівництва, нерозумна розподіл функціональних зон, строгі екологічні оцінки, пил, шум і перешкоди. Первинне та вторинне обладнання може бути встановлене лише після завершення цивільних робіт та внутрішнього прикрашення, що знижує ефективність будівництва.
Заздалегідь виготовлені кабінетні підстанції поєднують модульний, інтелектуальний та економічно ефективний підхід, маючи переваги у відношенні до екологічності, енергоефективності та продуктивності. Вони вирішують проблеми традиційних підстанцій, такі як високі витрати, тривалі терміни, складність обслуговування, надмірні навантаження та низьку якість.
Кабінетні підстанції напруги 500 кВ використовують нові вакуумні теплоізоляційні панелі та матеріали для зберігання енергії зі зміною фази. Ці матеріали забезпечують надійну роботу обладнання, зменшуючи споживання енергії. У цій роботі досліджуються розташування, гідроізоляція, системи HVAC (опалення, вентиляція та кондиціонування) та системи пожежної безпеки кабінетів, порівнюючи їх з функціональними зонами традиційних підстанцій, щоб надати параметри для майбутніх стратегій експлуатації та обслуговування.
1 Загальне розташування
1.1 Планова розкладка
У підстанції 500 кВ захист лінії 220 кВ, диференційний захист шин, захист заряджання секційно-шинного з'єднувача та панелі вимірювання та контролю інтегровані та розташовані в другорядному заздалегідь виготовленому кабінеті (для конкретного розташування панелей, див. Рисунок 1). Цей вторинний заздалегідь виготовлений кабінет розташований поблизу області обладнання 220 кВ газово-ізольованого комутаційного пристрою (GIS).
Порівняно з традиційною вторинною кімнатою релейного захисту, вторинний заздалегідь виготовлений кабінет реалізує одночасне будівництво, запуск та завершення панелей захисту та вимірювання-контролю, а також освітлення та систем HVAC (опалення, вентиляція та кондиціонування), що значно скорочує період будівництва.
1.2 Структура заздалегідь виготовленого кабінету
Зовнішня частина заздалегідь виготовленого кабінету використовує панелі з цементно-волоконної (FC) плити. Його стальні стіни мають стовпи H-подібної форми з проміжком 3 м, з підтримкою C-подібної корозійно-стійкої сталі або швелера. Шарів стін ззовні на всередину: 12 мм FC плити, поліетиленові ущільнення, 2 мм холодновальцовані сталеві пластини, каркаси, заповнені кам'яною ватою, та 4 мм алюмінієво-пластикові плити. Криша з нержавіючої сталі зі зірковим профілем свариться до рами, з двостороннім водовідведенням, інтегрованим у дах. Під кришею знаходиться потолок з утепленням кам'яною ватою.
Оболонка використовує вакуумні теплоізоляційні панелі та матеріали зі зміною фази (PCM). Вакуумні панелі зменшують витрати електроенергії на кондиціонування на 25% у літній період та на 50% у зимовий період. Властивості зміни фази PCM збалансовують температуру, поглинаючи теплоту в денній час і виділяючи її в нічний час.
1.3 Внутрішнє проводження заздалегідь виготовленого кабінету
Заздалегідь виготовлений кабінет використовує приховане проводження всередині. В нижньому міжшарі кабінету розташована сітка для зв'язування проводів або конструкція каналізаційного короба, використовувана для фіксації та зв'язування кабелів та оптоволоконних кабелів. Конструкція каналізаційного короба має верхній та нижній шари, що дозволяє окреме прокладання кабелів та оптоволоконних кабелів. Нижня конструкція заздалегідь виготовленого кабінету показана на рисунку 2.
Додатково, каналізаційні короби для силових кабелів також розташовані в міжшарах поблизу стін кабінету, забезпечуючи фізичне розділення сильного та слабкого електричного струму. Виробник кабінетів повинен строго дотримуватися вказаних типів кабелів при прокладанні всіх кабелів від кінцевих до розподільних коробів, забезпечуючи стандартизацію та послідовність проводження.
Додатково, каналізаційні короби для силових кабелів також розташовані в міжшарах поблизу стін кабінету, забезпечуючи фізичне розділення сильного та слабкого електричного струму. Виробник кабінетів повинен строго дотримуватися вказаних типів кабелів при прокладанні всіх кабелів від кінцевих до розподільних коробів, забезпечуючи стандартизацію та послідовність проводження.
2 Гідроізоляція та герметичність
2.1 Традиційні підстанції
Гідроізоляційні властивості дахів традиційних підстанцій залежать від форми даху та вибраних гідроізоляційних матеріалів. Форми дахів в основному поділяються на плоскі та нахилні; існують два основні типи рішень гідроізоляційних матеріалів:
2.2 Підстанції заздалегідь виготовленого кабінетного типу
Порівняно з традиційними підстанціями, зовнішня фасада підстанцій заздалегідь виготовленого кабінетного типу використовує плити з цементно-волоконної плити. Верх - це нержавіюча сталева криша зі зірковим профілем (з нахилом 5%), і криша свариться з рамою кабінета. Як новий будівельний матеріал, плити з цементно-волоконної плити мають відмінні властивості протипожежності та невгорючості, вони легко встановлюються, ефективні при встановленні та зручні для пізнішого обслуговування.
Верхнє водовідведення підстанцій заздалегідь виготовленого кабінетного типу поділяється на два варіанти: централізоване водовідведення та природне водовідведення:
3 Система HVAC
3.1 Традиційна підстанція
Кімната релейного захисту традиційної підстанції використовує настінні/розподільні кондиціонери з витяжними пристроями. При пожежі відбувається взаємодія, що відключає систему HVAC, яка автоматично перезапускається після відновлення живлення для продовження роботи.
3.2 Підстанція заздалегідь виготовленого кабінетного типу
Обладнання в вторинному заздалегідь виготовленому кабінеті має такі характеристики:
Густина та висока температура: Багато панелей захисту, вимірювання-контролю та живлення генерують постійне тепло, що підвищує температуру в кабінеті.
Часта зміна повітря: Звичайні перевірки кожні 2-3 дні (за "П'ять єдиних") означають, що персонал часто входить та виходить, що впливає на внутрішню вологість.
Нерівномірне тепло: Сконцентроване тепло від пристроїв захисту та вмикачів викликає різницю температур та вологості, що потребує вентиляції.
Рішення:
4 Пожежна безпека
Пожежна стійкість будівлі залежить від компонентів, таких як стіни, стовпи та балки. Рейтинг пожежної стійкості - це час, за який матеріали втрачають свою навантажувальну та пожежно-ізоляційну функцію при стандартній температурній кривій. Будівлі повинні відповідати Нормам пожежної безпеки будівництва; специфікації матеріалів (товщина тощо) визначають це.
4.1 Традиційні підстанції
Їх вторинні кімнати релейного захисту/контролю використовують зміцнений бетон, з мінімальним класом пожежної стійкості II та категорією пожежної небезпеки Wu (неспалахливість). Обладнані зрілими пожежними пристроями, вони відповідають вимогам. Навантажувальні стіни: некоherent porous bricks (5.5h designed, 2.5h min). Columns: reinforced concrete (3h designed, 2.5h min).
4.2 Підстанції заздалегідь виготовленого кабінетного типу
Кабінети використовують сталеве сварювання, стіни заповнені негорючими матеріалами, попередньо встановлені пожежні сигнали, датчики та обладнання. При температурі понад 500°C сталь втрачає жорсткість та міцність, деформується, що призводить до ризику руйнування. Це робить їх пожежну стійкість гіршою, ніж у традиційних підстанцій.
5 Висновок
Традиційні підстанції мають зрілі стандарти (дизайн, ізоляція, пожежна перевірка), але стикаються з проблемами цивільних робіт, довгих циклів, сезонних впливів. Заздалегідь виготовлені кабінети, з невеликою площею, коротким циклом, гнучким розташуванням, є ключовими для модульного дизайну.
На ранньому етапі, заздалегідь виготовлені кабінети не мають повної перевірки (влага, пожежна безпека) та національних стандартів перевірки, що створює пожежні ризики. Тому необхідно звернути увагу на їх пожежний дизайн, перевірку та експлуатацію/обслуговування.
