Forschung zur Implementierung von Zuverlässigkeitssteigerungsmaßnahmen für modulare intelligente vorgefertigte Umspannwerke

1 Implementierungsstrategien für das Schema
1.1 Vertiefung der Umfragen und Untersuchungen

Bevor vorgefertigte Kabine-Substationen errichtet werden, ist es notwendig, detaillierte Umfragen über die lokalen Arbeitsbedingungen durchzuführen, den Bauumfang und -zweck zu klären, die vorhandenen Stromversorgungsanlagen zu bewerten, Projekte zu planen, Infrastrukturmängel auszugleichen und den Bauablauf anzupassen. Gleichzeitig müssen die Kosten kontrolliert werden, um eine Projektunterbrechung zu vermeiden.

1.2 Verstärkung des Strukturbaus

Während der Förderung ist eine mehrdimensionale Optimierung erforderlich. Das Design und der Bau sollten Sicherheit und Praktikabilität ausbalancieren und innovative Denkweisen einbeziehen. Die Gehäuse der vorinstallierten Umspannwerke verwenden eine integrierte Schweißkonstruktion. Das Unterfahrgestell, das Gerüst usw. unterliegen einer Korrosionsschutzbehandlung für langfristige Haltbarkeit; die Doppelwandstruktur + Wärmedämmung regelt die Temperatur, und Polyurethan-Dämmstoffe sowie ein Sechs-Grad-Korrosionsschutzverfahren helfen, die Leistung zu verbessern. Das Korrosionsschutzbild ist in Abbildung 1 dargestellt.

Das Gehäuse verwendet eine hochwertige kaltgewalzte Stahlhülle mit ausreichender mechanischer Festigkeit. Die minimale Belastung auf der Oberseite beträgt 2500N/m²; es kann einen externen mechanischen Aufprall von 20J aushalten, und der entsprechende Schutzgrad entspricht dem in GB/T 20138 spezifizierten IK10. Gleichzeitig erfüllt es die Erdbebenvorschriften mit einer horizontalen Beschleunigung von 0,3 (g) und einer vertikalen Beschleunigung von 0,15 (g) und hat den vom Institut für Ingenieurmechanik der Chinesischen Erdbebenverwaltung ausgestellten Erdbericht erhalten.

1.3 Optimierung der internen Steuerungsumgebung

Modulare intelligente vorgefertigte Kabine-Umspannwerke, trotz ihrer hohen Flexibilität, erfordern eine kritische Optimierung der internen Steuerungsumgebung. Das Innere sollte ein prägnantes Steuerungsmodell annehmen: die Reaktionsgeschwindigkeit der Steuerfunktionen erhöhen, Risiken vorhersagen und beseitigen, während es auch den Gewohnheiten der Bediener angepasst wird, um ein schnelleres Systemfeedback zu ermöglichen.

So verwendet die Struktur beispielsweise "Doppelmantel-Metallplatten + Einzelmantel-Metalldekorplatten", integriert Kühlschrankdämmtechnologie mit Polyurethanschaumfüllung und wendet thermische Trennungsdämmung an Türen/Fenstern an (siehe Abbildung 2), um die Umgebung auf physischer Ebene zu optimieren.

In Anbetracht von Klima und Umwelt verwenden vorgefertigte Kabinen in rauen Gebieten (starker Sandsturm, extreme Kälte, hohe Verschmutzung) Mikro-Überdruck-Staubabscheide-Technologien. Der Kabinendruck liegt bei 1,05×äußerem Druck, um Staub, Feuchtigkeit und Kondensation zu verhindern und die Stabilität der Ausrüstung sicherzustellen.

Die Mikro-Überdruck-Klimaanlage integriert Mikro-Überdruck- und Klimasysteme. Sie liefert saubere Luft in abgedichtete Kabinen, so dass der interne Druck leicht höher als der externe bleibt; Luft, die durch Ritzen in Türen/Fenstern ausläuft, fließt nach außen, blockiert Staub und schafft eine staubfreie Umgebung. Die Klimaanlage regelt auch Temperatur und Luftfeuchtigkeit für Konstanz. Bei niedrigen Temperaturen im Winter startet sie als Industrie-Klimaanlage bei -30 °C, mit elektrischer Hilfsheizung und guter Wärmedämmung der Kabine, um eine geeignete interne Betriebsumgebung aufrechtzuerhalten.

1.4 Verbesserung der Designdetails

Modulare intelligente vorgefertigte Kabine-Umspannwerke optimieren Funktionen durch Detaildesign, verwenden Materialien, die den Vorschriften entsprechen, und liefern bemerkenswerte Vorteile.

(1) Beleuchtungssystem
Explosionsgeschützte LED-Gangbeleuchtungen sind im Inspektionsgang installiert, mit selbststartenden Notbeleuchtungen an beiden Enden für Stromausfällezenarien. Inspektionslampen sind in den Einheitsgehäusen angeordnet, mit Schaltern auf dem Bedienfeld.

(2) Stromkreise & Kabel
Für Stromkreise, die durch das Kabinendach führen, werden nichtmagnetische Materialien (Edelstahl/Aluminium) für Klammern, Türblätter/Rahmen verwendet, um Wirbelströme zu vermeiden. Primäre und sekundäre Kabel werden unabhängig in abgedichteten Kanälen verlegt: Der primäre Kanal verwendet zweischichtig galvanisierte Bleche + Aluminiumsilicat-Dämmung (Feuerwiderstandsklasse A), passend zur Kabelverlegung. Der sekundäre Kanal verwendet Metallschächte, unter Berücksichtigung von Anti-Interferenz- und Abschirmungseigenschaften.

(3) Setzungsreaktion
Setzungen beschädigen leicht Hochstrom-Hartstromkreise. Daher werden vollständig isolierte segmentierte feste Stromkreise eingesetzt. Die Verkabelung schließt weiche Verbindungsknoten und Spannungsentlastungsbögen ein, um Zugkräfte auszugleichen und Isolation aufrechtzuerhalten.

1.5 Innovation der Wartungsmechanismen

Der Betriebs- und Wartungsmodus sollte den modularen Merkmalen und Kabinefunktionen entsprechen, um Sicherheit, Stabilität und schnelle Fehlersuche für Upgrades sicherzustellen.

1.5.1 Geländer und Kabinenzugänge

Bei Mehrstufen-Umspannwerken werden Schutzgeländer rund um die Kabinen im zweiten Stock installiert. Spezifikationen der Kabinenzugänge: Die Stufen sind mit der Basis der Geländer ausgerichtet; die Stufen sind gitterförmig (Neigung > 55°, Breite < 250mm, Höhendifferenz zwischen Stufen > 300mm), und beide Seiten sind mit Geländern ausgestattet (siehe Abbildung 3).

1.5.2 Vorbehaltene Testöffnungen für Gerätekabinen

Gerätekabinen reservieren Testöffnungen für die Installation von Testwerkzeugen und Spannungsfestigkeitsprüfungen. Für tägliche Inspektion/Wartung wird der interne Gang (Breite ≥ 1200mm) verwendet; bei Reparaturen wird die gegenüberliegende Inspektionstür geöffnet. Eine Notfallfluchtplattform ist installiert – Personal evakuiert sich darauf und gleitet im Notfall hinunter.

Mit reservierten Intervallen lässt das Gehäusedesign Platz für GIS-Erweiterungen (unter Berücksichtigung von Zuverlässigkeit und Einfachheit). Das obere Gehäuse ist in vier Module aufgeteilt. Für Erweiterungen werden die relevanten Abdeckungen entfernt, das erweiterte GIS in die Kabine gehoben und montiert.

2 Entwicklungsrichtungen

Modulare intelligente vorgefertigte Kabine-Umspannwerke benötigen innovative Entwicklung: Das Steuersystem integriert intelligente, automatisierte und Big-Data-Technologien, um die Grenzen der traditionellen Steuerung zu überschreiten, Fehler genau zu lokalisieren und zu beheben; die Sicherheitsschutzmaßnahmen zu stärken, externe Einflüsse (z.B. Blitzschutz) zu identifizieren und Übungen für extreme Katastrophen zu verbessern.

3 Schlussfolgerung

Modulare intelligente vorgefertigte Kabine-Umspannwerke können Probleme der traditionellen Bauweise lösen und unterstützen langfristige Optimierungen. In Zukunft muss das technische System verbessert werden, indem Bau-, Ausrüstungs- und Managementtechnologien integriert werden; während der Förderung sollten bestehende Stromprojekte und -systeme verbunden werden, um eine nachhaltige Entwicklung zu erreichen.