İntellektual qutu növü transformatorya 110 kV yüksək voltlu GIS səciyyə cihazı əsasında dizayn tədqiqatı

GIS-nin əsasında nəqliyyat eynəklərinin seçimi və quraşdırılması

Hazırda istifadə olunan məsuli nəqliyyat eynəkləri əsasən ştatlı açıq tip hava dielikli kəsici cihazlar, tradisional daxili GIS, çəlik strukturlu daxili GIS və ştatlı hibrid GIS - dir. Bu tədqiqat İndoneziyada intellektual prefabricativ alt istasyonları üçün nəqliyyat eynəklərini quraşdırmağa nəzarət edir. İndoneziyanın çoxsaylı alt istasyonları mürəkkəb relief və aşağı yüklü sahələrdə yerləşir. Hazırki plana görə, region məhsullarının inkişaf strategiyası mövcud 110 kV xətlərindən istifadə edərək kiçik kapasiteli alt istasyonların qurulmasını nəzərdə tutur. Bu əsasda, investisiyanın effektivliyini maksimuma qaldırmaq, eynəklərin istifadəsini artırmaq və 35 kV alt istasyonlarının rolini azaltmaq üçün voltaj səviyyələri ardıcıl olaraq endiriləcəkdir. İndoneziya elektrik şəbəkəsindəki alt istasyonlar geniş ölçülüdür, yüksək investisiya və eynək maliyyəti ilə birgə uzun tikinti müddəti var, bu da eynək seçimi və nəqliyyat eynəklərinin quraşdırılması üzrə daha da optimallaşdırılmasını tələb edir.

Ştatlı hibrid GIS kəsici cihaz və ayırıcı cihazları birləşdirir və adi otobuslar istifadə edir. Bu tərz fələnlərin sayını və ştatlı eynəklərin sayını azaltmaqla hədəf sahədə torpaq istifadəsinin effektivliyini artırır. Həmçinin, hibrid GIS yanaşı quraşdırma və genişlənmənin çətinliyini azaltır, dağ və tepe bölgələrində eynək quraşdırması və sərfəli saxlanması üçün imkan yaradır.

İndoneziya nisbətən rütubətli iqlimə malikdir və çox sayda yüksək temperaturlu gün vardır, beləliklə, intellektual idarəetmə üçün qısmən çətin çeviri tələbləri var. İndoneziyada, intellektual idarəetmə qutularına ümumiyyətlə 5% - 95% nisbi rütubət və -5 - 55°C ətraf temperatur aralığı tələb olunur, donlanma icazə verilmir. Ştatlı idarəetmə qutuları üçün sovutma, rütubət azaltma və kondensasiyanın önəməsi üçün bu tədqiqat qutu qapı tərəfində kondisioner quraşdırma metodu tətbiq edir.

Əsas elektrik şəbəkəsi haqqında, onun işləmə zamanı nəzakət, ekonomik effektivlik, operativlik və təhlükəsizliyini təmin etmək vacibdir. 110 kV elektrik şəbəkəsinin əksərə olan otobusu üçün, adətən segmentli şəbəkə və ya köprü tipi şəbəkə tətbiq olunur. Köprü tipi şəbəkə daha az kəsici cihazı və daha az investisiya tələb edir, amma segmentli şəbəkələrə nisbətən nəzakəti daha azdır və sonradan yenilənmə və genişlənmə çətinliyi daha yüksəkdir. Buna görə, bu tədqiqat otobusu segmentlərə bölən kəsici cihazlardan istifadə edir. Bu segmentli şəbəkə yoluyla, otobusun bir hissəsi çökdükdə, qalan hissələr normal olaraq enerji təmin edə bilər, nəzakətli xidməti təmin edir. Yeganə otobus segmentli şəbəkə nisbətən sadədir, daha az eynək komponentləri var və yüksək nəzakət və operativlik göstərir. Yenilənmiş intellektual alt istasyonun strukturu Şəkil 1-də göstərilir.

Alt istasyonda olan transformatorlar, əhəmiyyətli eynəklər kimi, vəziyyət təsnifiyyatında böyük rol oynayır. Investisiya maliyyələri və tətbiq sahələri nəzərə alındıqda, bu tədqiqat dizaynı neftdə onlayn döyülmüş gacların monitorinq cihazı və onlayn demir çekirdeyin zərərli qarantina cərəyanının aşkarlama cihazı tətbiq edir. İlk cihaz, əvvəlcə 200,000 RMB qiymətində, ana transformatorun daxili dieliklərini aşkarlamak üçün istifadə olunur, ikinci cihaz isə demir çekirdeyin zərərli qarantina cərəyanını real zamanlı aşkarlamaq üçün istifadə olunur. Hər iki texnologiya nisbətən bacarıq və geniş tətbiq edilir.

Intellektual ana transformator ilk və ikinci eynəkləri birləşdirir, onunla birgə vəziyyət anlayışını və işləmə vəziyyətinin qiymətləndirilməsini mümkün edir. Gündəlik sərfəli və izləmə vərəqlərinin asanlaşdırılması və sərfəli işlərin azaltılması üçün ana transformator üçün doğal yağ dövrü hava sovutma metodundan istifadə edilir.

Hibrid GIS kəsici cihaz, kəsici və dəyişmə cihazlarını birləşdirir, bu da eynək sayını azaltmaqla rekonstruksiya prosesini sadələşdirir. Daha az eynək və fələn sayına malik olan ştatlı hibrid GIS, daha yüksək nəzakət və korroziya dayanıklılığına malikdir, bu da onun hədəf sahədə yaxşı performans göstərməsinə imkan verir. Hibrid GIS bay eynəklərinin nominal voltajı 126 kV, nominal cərəyanı 2000 A-dır. Hər bir hibrid GIS bay eynəkləri sensorlar, intellektual idarəetmə qutuları və SF₆ gağın vəziyyətini aşkarlama cihazlarından ibarətdir. Bu cihazlar gağın vəziyyətini və eynək işləmə vəziyyətini aşkarlaya bilər, bu da yüksək voltajlı kəsici cihazların rəqəmsal ölçümünü, məlumat mübadiləsini və vəziyyət sorğusunu mümkündür.

Nəqliyyat Eynəklərinin və Ümumi Planın Optimallaşdırılması

Orijinal intellektual alt istasyon dizaynında, intellektual terminal qutularının və hibrid GIS idarəetmə-qruplaşdırma qutularının konfiqurasiyası, hər bay üçün iki quti təyin etməyə əsaslanırdı. Amma, bu yanaşma bir çox kabel keçmə dairələrinə səbəb olur, bu da gündəlik sərfəlidə rahat deyil. Buna görə, intellektual terminal və hibrid GIS mekanizmlərinin ikinci dairələri birləşdirilə bilər. Nəzarət paneli, kilitlemə dairələri, anti-kəsici dairələri və faz axlaşdırmama dairələrini intellektual terminala birləşdirərək, birləşdirilmiş dizayn əldə edilə bilər.

Intellektual idarəetmə qutularının optimallaşdırılması əsasən üç aspekti özünə daxil edir: (1) Qabaqcıl dairənin yerinə lokal terminal proqram tərəfindən idarə edilən loqika ilə əvəz edərək dairəni sadələşdirmək; (2) Intellektual terminal və alt istasyon hadisə oryantasyonlu obyekt texnologiyası vasitəsilə bay-bay kommunikasiyanı təmin etmək; (3) Intellektual terminal və kəsici cihaz nəzarət dairələrinin birləşdirilmiş dizaynını tətbiq edərək təzyiq kilitlemə dairələri kimi artıq funksiyaların sayını azaltmaq. Bu dairə innovasiyalarının yanı sıra, orijinal nəzarət-qruplaşdırma qutuları içərisindəki intellektual terminalın yerləşməsi saxlanılır və intellektual nəzarət-qruplaşdırma qutuları və uyğun eynəklər arasında bağlantı optimallaşdırılır.

Bu tədqiqatda təklif olunan dizayn modulyar prefabricativ kabina modelindən istifadə edir. Alt istasyonun planı hədəf sahənin natural şərtləri və inkişaf tələblərinə əsaslanmalıdır və təhlükəsizlik, nəzakət, ekoloji dostluk, yangın təhlükəsizliyi və asan nəzarət və sərfəli imkanları olmalıdır. Hədəf sahədə, 110 kV nəqliyyat eynəkləri və ana transformatorlar şimaldan cənuba qoyulur. Daşınma tələblərini ödəmək üçün, alt istasyonda dairəvi yangın söndürmə yolu qurulur və yerləşdirilən eynəklər minimal lay-outdan istifadə edilir. Bu lay-ouyt vasitəsilə, torpağın 18%-i qurtarılabilir. Təklif olunan dizaynda nəqliyyat eynəklərinin ümumi planı Şəkil 2-də göstərilir.

Nəqliyyat ölçülərinin optimallaşdırılması baxımından

Tədqiqatda təklif olunan dizayn hibrid GIS eynəklərini iki sırada qoyur və 110 kV nəqliyyat eynəkləri ştatlı alluminium-maqniyum liyak əlaqə otobusları istifadə edir. Standart segment bay planı adətən hər iki ucunda yumşaq əlaqə otobuslarının düz xətt üzərində qoyulmasını nəzərdə tutur, bu da geniş yan boşluğu işgal edir. Hibrid GIS eynəklərinin birləşdirilməsi, onun planının daha qısa olmasını sağlayır. Tədqiqat segment bayın yan ölçüsünü 8 m təyin edir, bu standartdan 2 m qısadır. Standart uzunluq 39 m-dür. Uzunluğun optimallaşdırılması üçün təklif olunan dizayn birləşdirilmiş eynəklərdən istifadə edir, gələn xətt strukturlarını silir və otobus frameworkunu dəyişdirir, bu da uzun boşluğun işgalini azaltır. Bu iki innovasiya vasitəsilə, dizayndaki uzun ölçüsü 25.2 m olur, bu standart uzunluqdan 13.8 m qısadır, bu da eynəklərin işgal etdiyi boşluğu effektiv şəkildə azaltır.

Intellektual Prefabricativ Alt İstasyonların Performans və Məbləği Analizi

Prefabricativ alt istasyonun tikintisi tamamlandıqdan sonra, hər eynəkin funksiyalarının dizayn tələblərinə uyğun olduğunu və eynəklər və proqramlar arasındakı normal məlumat mübadiləsini təmin etmək üçün uyğun testlər icra edilməlidir. Təcrübə prefabricativ alt istasyondakı hər bir kəsici cihazın cərəyan, voltaj dəyərləri, aktiv gücü, transformatorun temperaturu və güclü faktorunu qeyd edir və analiz edir, bu da alt istasyon eynəklərinin stabiilləşdirilməsini təmin edir. Onlardan, fərqli vaxt periyodlarında transformatorun temperatur dəyərləri Şəkil 3-də göstərilir.

Şəkil 3(a)-ya baxıldığında, A, B və C fazalarının hər üçünün temperatur dəyərlərinin nisbətən sabit durumda olduğu görülməkdədir. B fazasının temperaturu ən yüksəkdir, 8:31-8:32 arasında 43.6 °C'ə çatır; A fazasının temperaturu 42.0 - 43.2 °C aralığında dəyişir; C fazasının temperaturu 42.5 °C etrafında qalır. Şəkil 3(b)-də, gecənən toplanan transformatorun temperatur dəyərlərinin dəyişikliyi nisbətən kiçikdir. Çevre dəyişikliklərinə görə, A, B və C fazalarının ümumi temperatur dəyərləri gecənən dəyərlərindən yüksəkdir, lakin hala normal temperatur aralığındadır. 14:32-də, B fazasının temperatur dəyəri 44.1 °C, bu anda A və C fazalarının temperatur dəyərləri 42.9 °C və 42.6 °C olur. Ölçüm dövrü boyunca, C fazasının ən aşağı temperaturu 42.2 °C, ən yüksək temperaturu 43.7 °C olur, A fazasının temperaturu 42.6 - 43.8 °C aralığında dəyişir.

Məcburi test məlumatlarının analizi, prefabricativ alt istasyonun bütün məlumatlarının dizayn tələblərinə uyğun olduğunu və uyğun qəbul standartlarına uyğun olduğunu göstərir. Ekonomik effektivlik baxımından,生命周期成本理论，实验分析和计算了110 kV配电设备的各种成本，并选择了空气绝缘开关柜方案进行比较。比较结果如图4所示。 在图4中，优化的混合GIS设计方案的初期投资成本为241.3万元，比空气绝缘开关柜方案高出13.3万元。这主要是因为混合GIS设计方案的设备采购成本高于空气绝缘开关柜方案，安装工程成本也略高。 在运行维护阶段，所需的成本比例相对较小。由于优化的混合GIS设计方案的变电站是无人值守变电站，只需要少量的定期人工巡检，降低了日常运行维护成本。因此，运行维护成本远低于空气绝缘开关柜方案。 优化的混合GIS设计方案的年故障概率显著降低，导致维护成本大幅下降。此外，其拆除成本仅为空气绝缘开关柜方案的89%。综合考虑所有因素，优化的混合GIS设计方案的生命周期成本现值比空气绝缘开关柜方案低54.9万元。此外，110 kV GIS智能变电站方案优于传统的空气绝缘开关柜方案。 ### 结论 为了节约城市土地资源，缩短建设周期，提高预制变电站的经济性和可靠性，本研究提出了一种集成了断路器和隔离开关的户外混合GIS设计方案。通过优化电路，采用单母线分段接线，并优化整体布局，减少了故障次数并降低了维护成本。 测试结果表明，在收集变压器温度时，A相、B相和C相的温度值保持相对稳定。上午，A相的温度在42.0 - 43.2 °C之间变化，而C相的温度保持在42.5 °C左右。下午，C相的温度范围从最低的42.2 °C到最高的43.7 °C，A相的温度在42.6 °C到43.8 °C之间波动。预制变电站的数据符合设计要求，并符合相关验收标准。 在生命周期成本分析中，尽管优化的混合GIS设计方案的初期投资成本为241.3万元，比空气绝缘开关柜方案高出13.3万元，但优化的混合GIS设计方案只需少量的定期人工巡检，从而降低了日常运行维护成本，使运行维护成本远低于空气绝缘开关柜方案，并显著降低了维护成本。计算表明，优化的混合GIS设计方案的生命周期成本现值比空气绝缘开关柜方案低54.9万元，表明优化的110 kV GIS智能变电站方案优于传统的空气绝缘开关柜方案。 然而，本研究仅对一次变电站设计进行了分析和优化。未来需要综合考虑通信和土建进行全面的二次变电站智能化设计。