Investigación sobre la Implementación del Esquema de Mejoramiento de la Confiabilidad para Subestaciones Modulares Inteligentes Prefabricadas

1 Estrategias de Implementación para el Esquema
1.1 Profundizar la Investigación y Encuesta

Antes de construir subestaciones prefabricadas tipo cabaña, es necesario realizar encuestas detalladas de las condiciones de trabajo locales, clarificar la escala y los objetivos de la construcción, evaluar las instalaciones eléctricas existentes, planificar proyectos, compensar las deficiencias de infraestructura y ajustar el ritmo de construcción. Al mismo tiempo, se deben controlar los costos para evitar la suspensión del proyecto.

1.2 Fortalecer la Construcción Estructural

Durante la promoción, se necesita una optimización multidimensional. El diseño y la construcción deben equilibrar la seguridad y la practicidad, e incorporar el pensamiento innovador. Los gabinetes de las subestaciones preinstaladas adoptan una estructura soldada integral. La base, el marco, etc., se someten a un tratamiento anticorrosivo para una durabilidad a largo plazo; el diseño de doble capa + aislamiento térmico controla la temperatura, y el aislamiento de poliuretano y el proceso de anticorrosión de seis grados ayudan a mejorar el rendimiento. El diagrama de anticorrosión se muestra en la Figura 1.

El gabinete adopta una carcasa de acero laminado en frío de alta calidad, con suficiente resistencia mecánica. La carga máxima en la parte superior es de 2500N/m²; puede soportar una energía de impacto mecánico externo de 20J, y el nivel de protección correspondiente cumple con IK10 especificado en GB/T 20138. Al mismo tiempo, cumple con los requisitos sísmicos de una aceleración horizontal de 0.3 (g) y una aceleración vertical de 0.15 (g), y ha obtenido el informe sísmico emitido por el Instituto de Mecánica de Ingeniería, Administración Sísmica de China.

1.3 Optimización del Entorno de Control Interno

Las subestaciones prefabricadas tipo cabaña modular inteligente, a pesar de su alta flexibilidad, requieren una optimización crítica del entorno de control interno. El interior debe adoptar un modelo de control conciso: mejorar la velocidad de respuesta de las funciones de control, predecir y eliminar riesgos, mientras se adapta a los hábitos de los operadores para una retroalimentación más rápida del sistema.

Por ejemplo, la estructura utiliza "placas metálicas dobles + paneles decorativos metálicos simples", incorpora tecnología de aislamiento tipo refrigerador con relleno de espuma de poliuretano, y aplica aislamiento térmico a puertas/ventanas (como se muestra en la Figura 2), optimizando el entorno a nivel físico.

Considerando el clima y el entorno, en áreas adversas (viento fuerte, extremadamente frías, altamente contaminadas), las cabañas prefabricadas utilizan tecnología de prevención de polvo con micro presión positiva. La presión de la cabaña se mantiene en 1.05×la presión externa para prevenir el polvo, la humedad y la condensación, asegurando la estabilidad del equipo.

El aire acondicionado de micro presión positiva integra sistemas de micro presión positiva y aire acondicionado. Suministra aire limpio a las cabañas selladas, manteniendo la presión interna ligeramente mayor que la externa; el aire que se filtra a través de las juntas de puertas/ventanas fluye hacia afuera, bloqueando el polvo y creando un entorno libre de polvo. El aire acondicionado también regula la temperatura y la humedad para mantenerlas constantes. En temperaturas bajas del invierno, como un aire acondicionado industrial, inicia a -30 °C, con calefacción auxiliar eléctrica y el buen aislamiento térmico de la cabaña, manteniendo un entorno operativo interno adecuado.

1.4 Mejora de los Detalles de Diseño

Las subestaciones prefabricadas tipo cabaña modular inteligente optimizan las funciones a través del diseño detallado, utilizan materiales que cumplen con las regulaciones y ofrecen beneficios notables.

(1) Sistema de Iluminación
Se instalan luces LED antideslumbrantes en el pasillo de inspección, con luces de emergencia de arranque automático en ambos extremos para situaciones de apagón. Se instalan luces de inspección en los gabinetes unitarios, con interruptores en el panel de operación.

(2) Barras Colectoras y Cables
Para las barras colectoras que atraviesan la parte superior de la cabaña, se utilizan materiales no magnéticos (acero inoxidable/aluminio) para los soportes, paneles de puerta/marcos para evitar corrientes inducidas. Los cables primarios y secundarios se colocan de manera independiente en canales sellados: El canal primario utiliza láminas galvanizadas de doble capa + aislamiento de silicato de aluminio (clase A de resistencia al fuego), adaptándose a la disposición de los cables. El secundario utiliza canalizaciones metálicas, considerando la anti-interferencia y el blindaje.

(3) Respuesta al Asentamiento
El asentamiento puede dañar fácilmente las barras colectoras de alto amperaje. Por lo tanto, se adoptan barras colectoras sólidas segmentadas totalmente aisladas. El cableado reserva nodos de conexión flexible y curvas de alivio de tensión para compensar la tensión y mantener el aislamiento.

1.5 Innovación en Mecanismos de Mantenimiento

El modo de operación y mantenimiento debe coincidir con las características modulares y las funciones de la cabaña, asegurando la seguridad, estabilidad y eliminación rápida de fallas para actualizaciones.

1.5.1 Barandillas y Escaleras de Acceso a la Cabaña

Para la construcción de subestaciones de varios niveles, se instalan barandillas protectoras alrededor de la cabaña del segundo piso. Especificaciones de la escalera de acceso a la cabaña: Los peldaños están alineados con la base de las barandillas; los peldaños son de tipo rejilla (pendiente > 55°, ancho < 250mm, diferencia de altura entre peldaños > 300mm), y se equipan con barandas en ambos lados (ver Figura 3).

1.5.2 Aperturas de Prueba Reservadas para el Equipo de Gabinete

El equipo de gabinete reserva aperturas de prueba para la instalación de herramientas de prueba y pruebas de resistencia a voltajes. La inspección y el mantenimiento diario utilizan el pasillo interno (ancho ≥ 1200mm); durante las reparaciones, se abre la puerta de inspección opuesta. Se instala una plataforma de escape de emergencia —el personal se evacua a ella y desciende en caso de emergencia.

Con intervalos reservados, el diseño del gabinete deja espacio para la expansión de GIS (considerando la confiabilidad/facilidad). La cubierta superior se divide en 4 módulos. Para la expansión, se retiran las cubiertas relevantes, se iza el GIS expandido al gabinete y se ensambla.

2 Tendencias de Desarrollo

Las subestaciones prefabricadas tipo cabaña modular inteligente necesitan un desarrollo innovador: El sistema de control integra tecnologías inteligentes, automatización y big data para superar las limitaciones del control tradicional, ubicar y resolver fallas con precisión; fortalecer la protección de seguridad, identificar impactos externos (por ejemplo, protección contra rayos) y mejorar los simulacros para desastres extremos.

3 Conclusión

Las subestaciones prefabricadas tipo cabaña modular inteligente pueden resolver problemas de la construcción tradicional y respaldar la optimización a largo plazo. En el futuro, el sistema técnico necesita ser mejorado, integrando tecnologías de construcción, equipos y gestión; durante la promoción, conectarse con los proyectos y sistemas de energía existentes para lograr un desarrollo sostenible.