Intelligente boks-tipe onderstasie gebaseer op 110 kV hoëspanning GIS skakeltoerusting Ontwerpnavorsing

Keuse en Opstelling van Verspreidingsapparatuur Gebaseer op GIS

Tans sluit die algemeen gebruikte verspreidingsapparatuur hoofsaaklik buite openlucht luggeïsoleerde swaarsakkers, tradisionele binne GIS, staalgestruktureerde binne GIS, en buite gemengde GIS in. Hierdie studie het as doel om die opstelling van verspreidingsapparatuur vir intelligente vooraf vervaardigde transformasies te voltooi, fokusserend op transformasies in Indonesië. Die meeste transformasies in Indonesië is geleë in areas met komplekse terrein en lae belastingsdichtheid. Volgens die huidige plan is die regionale kragleidingontwikkelingsstrategie om bestaande 110 kV lyne te gebruik om klein-kapasiteit transformasies te bou. Daarop gebaseer, sal die spanningsvlakke stapsgewys verlaag word om beleggingsdoeltreffendheid te maksimaliseer, toerustingbenutting te verhoog, en die rol van 35 kV transformasies te verklein. Die transformasies in die Indonesiese kragleiding is groot skaal, met hoë beleggings- en toerustingkoste en lang bouperiodes, wat verdere optimalisering in toerustingkeuse en -opstelling noodsaak.

Die buite gemengde GIS integreer swaarbrekers en ontkoppelaars, deur gebruik te maak van konvensionele busbalke. Hierdie indeling kan die aantal flanges en buite toerusting verminder, waardoor die grondgebruikdoeltreffendheid in die teikenarea verhoog word. Bovendien kan die gemengde GIS-aanpak die moeilikheid van installasie en uitbreiding verminder, wat toerustinginstallasie en -onderhoud in berg- en heuwelareas vergemaklik.

Indonesië het 'n relatief vochtige klimaat met baie warme dae, so intelligentiebeheer het streng omgewingsvereistes. In Indonesië vereis intelligente beheerkasties gewoonlik 'n relatiewe vochtdigheidsbereik van 5% - 95% en 'n omgewingstemperatuurbereik van -5 - 55°C, sonder dat ys kan vorm. Om afkoeling, droging en voorkoming van kondensasie vir buite beheerkasties te bereik, maak hierdie studie gebruik van die metode om lugverskuwers aan die kant van die kastiedeure te installeer.

Wat die hoof elektriese bedraad betref, is dit nodig om sy betroubaarheid, ekonomiese effektiwiteit, bedryfbaarheid en veiligheid tydens operasie te verseker. Vir die enkele busbar van 110 kV elektriese bedraad, word sekswerking of brugtipe bedraad algemeen toegepas. Brugtipe bedraad het minder swaarbrekers en laer beleggings, maar sy betroubaarheid is minder as dié van sekswerking, en die moeilikheid van latere herstel en uitbreiding is hoër. Derhalwe maak hierdie studie gebruik van swaarbrekers om die busbar te sektoriseer. Met hierdie sekswerkingmetode, wanneer een sektor van die busbar faal, kan die oorblywende sektore steeds normaal stroom lewer, wat betroubare diens verseker. Die enkele busbar sekswerking is relatief eenvoudig, met minder toerustingkomponente, en bied hoë betroubaarheid en bedryfbaarheid. Die struktuur van die verbeterde intelligente transformasie is getoon in Figuur 1.

Transformateurs binne die transformasie, as kritieke toerusting, speel 'n belangrike rol in toestandverkenning. Met inagneming van beleggingskoste en toepassingsomgewings, maak die ontwerpplan van hierdie studie gebruik van 'n aanlyn opgeloste gas monitor in olie en 'n aanlyn ysker grondstroom deteksietoestel. Die eerste, wat ongeveer 200,000 RMB per stel kos, word gebruik om die interne isolasie van die hooftransformateur te verken, terwyl die laaste vir real-time deteksie van die ysker grondstroom is. Beide tegnieke is relatief volwasse en wyd toegepas.

Die intelligente hooftransformateur integreer primêre en sekundêre toerusting, wat dit in staat stel om toestandswaarneming en operasietoestandassessering uit te voer. Om dageliks onderhoud en moniteringverskuiwings te vergemaklik en die onderhoudsbelasting te verminder, word natuurlike olie-sirkulasie lugkoeling gekies as die koelmethode vir die hooftransformateur.

Die gemengde GIS integreer swaarbrekers, swaarsakkers, en stroomtransformateurs in 'n enkele entiteit, wat die herbouproses vereenvoudig deur die aantal toerusting te verminder. Buite gemengde GIS het 'n kleiner aantal toerusting en flanges, wat hoër betroubaarheid en korrusieresbestendigheid bied, wat dit goed laat presteer in die teikenarea. Die gerate spanning van die gemengde GIS bay toerusting is 126 kV, en die gerate stroom is 2000 A. Elke gemengde GIS bay toerusting sluit sensore, intelligente beheerkasties, en SF₆ gas toestand deteksietoestelle in. Hierdie toestelle kan die gas toestand en toerustingbedryfstoestand verken, wat digitale meet, inligtingsinteraksie, en toestandnavraagfunksies vir hoëspanningswaaiers moontlik maak.

Optimalisering van Verspreidingsapparatuur en Algemene Uitleg

In die oorspronklike intelligente transformasieontwerp, het die konfigurasie van intelligente eindkasties en gemengde GIS beheer-verzamelkasties die indeling gevolg om twee kasties per bay toe te ken. Dit lei egter tot 'n groot aantal kabeloverskrywing lusse, wat nie gunstig is vir dageliks onderhoud nie. Daarom kan die sekundêre sirkels van intelligente eindpunte en gemengde GIS-meganismes geïntegreer word. Deur beheelpanele, interlok-lusse, anti-uitspring-lusse, en nie-in-fase-lusse in die intelligente eindpunt te kombinieer, kan 'n geïntegreerde ontwerp behaal word.

Die optimalisering van intelligente beheerkasties sluit hoofsaaklik drie aspekte in: (1) Vereenvoudiging van die sirkel deur hard-wiring logika met plaaslike eindpunt sagteware logika te vervang; (2) Kommunikasie tussen bays deur intelligente eindpunte en substation gebeurtenis-georiënteerde objektegnologie; (3) Gebruik van 'n geïntegreerde ontwerp van intelligente eindpunte en swaarbrekerbeheersirkels om redundante funksies soos druk interlok-lusse te verminder. Behalwe hierdie sirkelverbeteringe, word die uitleg van intelligente eindpunte binne die oorspronklike beheer-verzamelkasties behou, en die verbindinge tussen intelligente beheer-verzamelkasties en ooreenkomstige toerusting geoptimaliseer.

Die ontwerpplan wat in hierdie studie voorgestel word, maak gebruik van die modulaire vooraf vervaardigde kabinemodel. Die uitleg van die transformasie moet gebaseer wees op die natuurlike toestande en ingenieursvereistes van die teikenarea, en moet voordele soos veiligheid, betroubaarheid, omgewingsvriendelikheid, brandbeskerming, en gemaklike bedryf en onderhoud hê. In die teikenarea word 110 kV verspreidingsapparatuur en hooftransformateurs van noord na suid gerangskik. Om vervoerbehoeftes te bevredig, word 'n sirkulêre brandbestrydingsgang binne die transformasie ingestel, en plaaslike toerustinginstallasie maak gebruik van 'n geminimeerde uitleg. Deur hierdie uitleg, kan 18% van die grondarea bespaar word. Die algemene uitleg van die verspreidingsapparatuur in die ontwerpplan is getoon in Figuur 2.

Met betrekking tot optimalisering van verspreidingsafmetings

Die ontwerpplan wat in die navorsing voorgestel word, rangskik gemengde GIS-toerusting in twee ry, en die 110 kV verspreidingsapparatuur maak gebruik van buite aluminium-magneesium legersupportbuise. Die standaard sektorbaauitleg het tipies 'n lineêre indeling van sag buisleidings aan beide ende, wat 'n groot hoeveelheid laterale ruimte inneem. Dankie die integrasie van gemengde GIS-toerusting, is sy uitleg kompakter. Die navorsing stel die laterale afmeting van die sektorbaan op 8 m, wat 2 m korter is as voorheen. Die standaard longitudinale lengte is 39 m. Om die longitudinale afmeting te optimaliseer, maak die voorgestelde skema gebruik van geïntegreerde toerusting, verwyder die inskrywingsstruktuur, en wysig die busbalke raamwerk, wat die besetting van longitudinale ruimte verminder. Deur hierdie twee verbeteringe, is die longitudinale afmeting in die skema 25.2 m, 13.8 m korter as die standaard lengte, wat die besetting van toerustingruimte effektief verminder.

Prestasie- en Kosteanalise van Intelligente Vooraf Vervaardigde Transformasies

Na die voltooiing van die bou van die vooraf vervaardigde transformasie, moet relevante opstartstappe uitgevoer word om te verseker dat die funksies van elke toestel aan die ontwerpeise voldoen en normale kommunikasie tussen die toestelle en sagteware moontlik is. Die eksperiment neem en analiseer data soos die stroom, spantingswaardes, aktiewe krag, transformateurtemperatuur, en kragfaktor van elke swaar in die vooraf vervaardigde transformasie om die stabiele bedryf van die transformasietoerusting te verseker. Daarvan, word die transformateurtemperatuurwaardes by verskillende tydperke getoon in Figuur 3.

Deur Figuur 3(a) te besigtig, kan daar gevind word dat die temperatuurwaardes van fase A, fase B, en fase C almal in 'n relatief stabiele toestand bly. Die temperatuur van fase B is die hoogste, wat 43.6 °C bereik van 8:31 tot 8:32; die temperatuur van fase A varieer tussen 42.0 - 43.2 °C; en die temperatuur van fase C bly rondom 42.5 °C. In Figuur 3(b), is die variasie in die transformateurtemperatuurwaardes wat in die námiddag ingesamel is ook relatief klein. As gevolg van omgewingsveranderinge, is die algemene temperatuurwaardes van fase A, fase B, en fase C hoër as die oggendmaatstawwe, maar nog steeds binne die normale temperatuurbereik. By 14:32, is die temperatuurwaarde van fase B 44.1 °C, en op daardie tydstip is die temperatuurwaardes van fase A en fase C onderskeidelik 42.9 °C en 42.6 °C. Gedurende die hele metingstydperk, is die laagste temperatuur van fase C 42.2 °C en die hoogste 43.7 °C, terwyl die temperatuur van fase A wissel binne die bereik van 42.6 - 43.8 °C.

Analise van die plaaslike toetsdata wys dat die data van die vooraf vervaardigde transformasie allemaal aan die ontwerpeise voldoen en in ooreenstemming is met relevante aanvaardingstandaarde. Vanuit 'n ekonomiese nutsperspektief, gebaseer op die leeftydsbegrotingsteorie, analiseer en bereken die eksperiment die verskillende koste van die 110 kV verspreidingsapparatuur, en kies die luggeïsoleerde swaarsakkerskema vir vergelyking. Die vergelykingsresultate word getoon in Figuur 4.

In Figuur 4, is die voorleggingbeleggingskoste vir die geoptimaliseerde gemengde GIS-ontwerpplan 2.413 miljoen RMB, wat 0.133 miljoen RMB hoër is as dié van die luggeïsoleerde swaarsakkerskema. Dit is hoofsaaklik omdat die toerustingaanbiedingskoste van die gemengde GIS-ontwerpplan hoër is as dié van die luggeïsoleerde swaarsakkerskema, en die installasie-ingeneringskoste is ook 'n bietjie hoër.

Tydens die bedryf en onderhoudsfase, is die benodigde kosteproporsie relatief klein. Aangesien die transformasie van die geoptimaliseerde gemengde GIS-ontwerpplan 'n onbemande transformasie is, word slegs 'n klein hoeveelheid gereelde handmatige inspeksies benodig, wat die daaglikse bedryfs- en onderhoudskoste verminder. Daarom is die bedryfs- en onderhoudskoste baie laer as dié van die luggeïsoleerde swaarsakkerskema.

Die jaarlikse mislukkingswaarskynlikheid van die geoptimaliseerde gemengde GIS-ontwerpplan is beduidend verminder, wat 'n merkbare afname in onderhoudskoste veroorsaak. Bovendien is die sloophandlingskoste slegs 89% van dié van die luggeïsoleerde swaarsakkerskema. Met al die faktore in ag geneem, is die nuutwaarde van die leeftydsbegrotingskoste van die geoptimaliseerde gemengde GIS-ontwerpplan 0.549 miljoen RMB laer as dié van die luggeïsoleerde swaarsakkerskema. Daarbenewens is die 110 kV GIS-intelligente transformasieskema voorreg ten opsigte van die konvensionele luggeïsoleerde swaarsakkerskema.

Gevolgtrekking

Om stedelike grondhulpbronne te spaar, die bouperiode te verkort, en die ekonomiese doeltreffendheid en betroubaarheid van vooraf vervaardigde transformasies te verhoog, stel hierdie navorsing 'n buite gemengde GIS-ontwerpplan voor wat swaarbrekers en ontkoppelaars integreer. Deur die sirkel te optimaliseer en enkele busbar sekswerking te gebruik, en die algemene uitleg te optimaliseer, word die aantal foutkomste verminder en die onderhoudskoste verlaag.

Die toetsresultate wys dat tydens die insameling van transformateurtemperatuur, die temperatuurwaardes van fase A, fase B, en fase C relatief stabiel bly. In die oggend, varieer die temperatuur van fase A tussen 42.0 - 43.2 °C, terwyl die van fase C rondom 42.5 °C bly. In die námiddag, varieer die temperatuur van fase C van 'n minimum van 42.2 °C tot 'n maksimum van 43.7 °C, en die temperatuur van fase A wissel tussen 42.6 °C en 43.8 °C. Die data van die vooraf vervaardigde transformasie voldoen aan die ontwerpeise en is in ooreenstemming met relevante aanvaardingstandaarde.

In die leeftydsbegrotingsanalise, hoewel die voorleggingbeleggingskoste van die geoptimaliseerde gemengde GIS-ontwerpplan 2.413 miljoen RMB is, 0.133 miljoen RMB hoër as dié van die luggeïsoleerde swaarsakkerskema, vereis die geoptimaliseerde gemengde GIS-ontwerpplan slegs 'n klein hoeveelheid gereelde handmatige inspeksies. Dit verminder die daaglikse bedryfs- en onderhoudskoste, wat die bedryfs- en onderhoudskoste baie laer maak as dié van die luggeïsoleerde swaarsakkerskema, en verminder die onderhoudskoste beduidend. Berekeninge wys dat die nuutwaarde van die leeftydsbegrotingskoste van die geoptimaliseerde 110 kV GIS-intelligente transformasieskema 0.549 miljoen RMB laer is as dié van die konvensionele luggeïsoleerde swaarsakkerskema, wat wys dat die geoptimaliseerde 110 kV GIS-intelligente transformasieskema voorreg ten opsigte van die konvensionele luggeïsoleerde swaarsakkerskema het.

Hierdie navorsing analiseer en optimaliseer egter slegs die primêre transformasieontwerp. In die toekoms, moet 'n meer omvattende intelligente ontwerp vir sekundêre transformasies uitgevoer word, deur oorweging te gee aan kommunikasie en grondkonstruksie.