Inteligenta skatolo-forma substacio bazita sur 110 kV alta-volta GIS ŝaltaranĝo Projekta esploro
Selektado kaj Agordo de Distribuaj Aparatoj Bazitaj sur GIS
Aktualmente, la plej ofte uzataj distribuaj aparatoj ĉefe inkluzivas eksterajn malfermajn aer-insulitajn kommutilojn, tradician interan GIS, ŝtala strukturan internan GIS, kaj eksteran hibridan GIS. Ĉi tiu studo celas substaciojn en Indonezio por plenumi la agordon de distribuaj aparatoj por inteligentaj prefabricitaj substaroj. La plimulto de la substaroj en Indonezio situas en areoj kun kompleksa tereno kaj malalta ŝarĝodensaĵo. Laŭ la aktuala plano, la regiona elektra reto disvolviga strategio estas utiligi la ekzistantajn 110 kV liniojn por konstrui malgrandkapacitajn substarojn. Sur ĉi tiu bazo, la tensio-niveloj estos graduale malpliigitaj por maksimumigi investadon efikecon, plibonigi la uzadon de aparatoj, kaj malfortigi la rolon de 35 kV substaroj. La substaroj en la indonezia elektra reto estas grand-ekstensaj, kun alta investado kaj aparataj kostoj, kaj longa konstrua periodo, necesigante pluan optimigon en aparata selektado kaj distribuaj aparataj agordoj.
La ekstera hibrida GIS integras kommutilojn kaj diskomutilojn, uzantajn konvenciajn busbarojn. Ĉi tiu arango povas malpliigi la nombron de flanĝoj kaj eksteraj aparatoj, do plibonigante la terutilan efikecon en la celareo. Krome, la hibrida GIS propono povas malpliigi la malfacilecon de instalo kaj vastigo, faciligante aparatan instalon kaj manutencion en montaj kaj kolinaraj regionoj.
Indonezio havas relative humidan klimaton kun multaj alte temperaturaj tagoj, do la inteligenta kontrolado havas streĉajn ambientajn postulojn. En Indonezio, inteligentaj kontrolkabines ĝenerale postulas relativan humidecan amplekson de 5% - 95% kaj ambiantan temperaturan amplekson de -5 - 55°C, sen permeso de frostformado. Por atingi refreŝigon, dehumidigon, kaj kondens-prevenon por eksteraj kontrolkabines, ĉi tiu studo adoptas la metodon de instalado de kondiĉigiloj je la flanko de la kabine-pordo.
Koncerne la ĉefan elektran cirkviton, estas esence certigi ĝian fidon, ekonomiecon, operablecon, kaj sekurecon dum operado. Por la ununura busbaro de 110 kV elektra cirkvito, sekcio-cirkvito aŭ ponta tipo de cirkvito estas ofte adoptita. Ponta tipo de cirkvito havas malpli da kommutiloj kaj pli malaltan investadon, sed ĝia fido estas malpli bona ol tiu de sekcio-cirkvito, kaj la malfacileco de poste venonta modifo kaj vastigo estas pli alta. Do, ĉi tiu studo uzas kommutilojn por sekcii la busbaron. Per ĉi tiu sekcio-metodo, kiam unu sekcio de la busbaro defektas, la restaj sekcioj ankoraŭ povas provizadi energion normala, assekurante fidan servon. La ununura busbaro sekcio-cirkvito estas relative simpla, kun malpli da aparataj komponentoj, kaj proponas altan fidon kaj operablecon. La strukturo de la plibonigita inteligenta substacio estas montrita en Figuro 1.
Transformiloj en la substacio, kiel gravaj aparatoj, ludas vitalan rolon en stato-detectado. Kontemplante investad-kostojn kaj aplikecscenarojn, la dizaina skemo de ĉi tiu studo emfazas en-linan solvitan gazmonitorenan aparaton kaj en-linan ferkoran grundkondukan kuranton detektan aparaton. La antaŭa, valoranta proksimume 200,000 RMB por ĉiu seto, estas uzata por detecti la internan insuladon de la ĉefa transformilo, dum la lasta estas por real-tempa detectado de la ferkoran grundkondukan kuranton. Ambaŭ teknologioj estas relative maturoj kaj larĝe aplikitaj.
La inteligenta ĉefa transformilo integras unuan kaj duan aparaton, ebligante ĝin faras staton perceptadon kaj operadan staton evaluedon. Por faciligi ĉiutagan manutencion kaj monitoradon, natura ola cirkviteca aer-refreŝigo estas elektita kiel la refreŝigmetodo por la ĉefa transformilo.
La hibrida GIS integras kommutilojn, komutilojn, kaj fluokomutilojn en unu enhavo, simpligante la rekonstruadproceson per malpliigo de la nombro de aparatoj. Krome, ekstera hibrida GIS havas malpli da aparatoj kaj flanĝoj, proponante pli altan fidon kaj korozresistecan, kio igas ĝin bone performas en la celareo. La norma tensio de la hibrida GIS-bay aparatoj estas 126 kV, kaj la norma fluo estas 2000 A. Ĉiu hibrida GIS-bay aparatoj inkluzivas sensorojn, inteligentajn kontrolkabines, kaj SF₆ gasstaton detectan aparaton. Ĉi tiuj aparatoj povas detecti la gasstaton kaj aparatan operadstaton, ebligante digitalan mezuron, informan interagon, kaj staton demandon funkciojn por alta-volta komutiloj.
Optimigo de Distribuaj Aparatoj kaj Ĝenerala Aranĝo
En la originala inteligenta substaciodesigno, la konfiguro de inteligentaj terminal-kabines kaj hibrida GIS kontrolakumulaj kabines sekvis la aranĝon de asignado de du kabines por ĉiu bay. Tamen, ĉi tiu propono rezultas en multaj kablos-kruciloj, kio ne favoras ĉiutagan manutencion. Do, la dua cirkvitoj de inteligentaj terminaloj kaj hibrida GIS mekanismoj povas esti integritaj. Per kombinado de kontrolpaneloj, interligaj cirkvitoj, protirigaj cirkvitoj, kaj ne-sincronaj cirkvitoj en la inteligenta terminalo, integrita dezajno povas esti atingita.
La optimigo de inteligentaj kontrolkabines ĉefe inkluzivas tri aspektojn: (1) Simpligado de la cirkvito per anstataŭigo de dura ligo logiko per lokterminala programlogiko; (2) Ebligado de bay-al-bay kommunikado tra inteligentaj terminaloj kaj substacia eventorienta objekta teknologio; (3) Adoptado de integrita dezajno de inteligentaj terminaloj kaj komutila kontrolcirkvitoj por malpliigi redundan funkcion kiel presema interligaj cirkvitoj. Krom ĉi tiuj cirkvito plibonigoj, la aranĝo de inteligentaj terminaloj en la originala kontrolakumula kabines estas konservita, kaj la konektoj inter inteligentaj kontrolakumulaj kabines kaj respektivaj aparatoj estas optimigitaj.
La dizaina skemo proponita en ĉi tiu studo adoptas la modulan prefabricitan kaabin modelon. La aranĝo de la substacio devus baziti sur la naturo kondiĉoj kaj inĝenieraj postuloj de la celareo, kaj posedas avantaĝojn kiel sekureco, fido, ecoamikeco, incendoprotektado, kaj konvena operado kaj manutenco. En la celareo, 110 kV distribuaj aparatoj kaj ĉeftransformiloj estas aranĝitaj de nordo al sudo. Por kontenti transportpostulojn, cirkla incendoprevena pasado estas aranĝita en la substacio, kaj surloka aparata instalo utiligas minimuman aranĝon. Per ĉi tiu aranĝo, 18% de la terareo povas esti savita. La ĝenerala aranĝo de la distribuaj aparatoj en la dizaina skemo estas montrita en Figuro 2.
Koncerne la optimigon de distribuaj dimensioj
La dizaina skemo proponita en la esploro aranĝas hibridan GIS-aparaton en du vicoj, kaj la 110 kV distribuaj aparatoj adoptas eksterajn alumio-magnezian subten-tubbusbarojn. La norma sekcio-bay aranĝo kutime havas linearan aranĝon de molaj tubbusbaroj je ambaŭ finoj, kiu okupas grandan kvanton de laterala spaco. Dank'al la integriĝo de hibrida GIS-aparato, ĝia aranĝo estas pli kompakta. La esploro metas la lateralan dimension de la sekcio-bay al 8 m, kiu estas 2 m mallonga ol antaŭe. La norma longa dimensio estas 39 m. Por optimigi la longan dimension, la proponita skemo uzas integritan aparaton, forigas la envenlan strukturon, kaj modifas la busbaran kadron, do malpliigante la okupon de longa spaco. Per ĉi tiuj du plibonigoj, la longa dimensio en la skemo estas 25.2 m, 13.8 m mallongaj ol la norma longo, efektive malpliigante la spacon okupitan de la aparatoj.
Performanco kaj Kostanalizo de Inteligentaj Prefabricitaj Substacioj
Post la konstruo de la prefabricita substacio estas kompletigita, rilataj komisionigaj paŝoj devas esti faritaj por certigi ke la funkcioj de ĉiu aparato povas kontenti la dizainpostulojn kaj ebligu normalan interkomunikadon inter la aparatoj kaj software. La eksperimento registros kaj analizos datumojn kiel la fluo, tensiovaloroj, aktivpotenco, transformila temperaturo, kaj potencfaktoro de ĉiu komutilo en la prefabricita substacio por assekuri la stabilan operadon de la substacia aparato. Inter ili, la transformila temperaturvaloroj en diversaj tempoperiodoj estas montritaj en Figuro 3.
Per observado de Figuro 3(a), oni povas trovi ke la temperaturvaloroj de fazo A, fazo B, kaj fazo C ĉiuj restas en relativ staba stato. La temperaturo de fazo B estas la plej alta, atingante 43.6 °C de 8:31 al 8:32; la temperaturo de fazo A varias inter 42.0 - 43.2 °C; kaj la temperaturo de fazo C restas ĉirkaŭ 42.5 °C. En Figuro 3(b), la vario en la transformila temperaturvaloroj kolektitaj posttagmeze ankaŭ estas relativ malgranda. Pro ambientaj ŝanĝoj, la totala temperaturvaloroj de fazo A, fazo B, kaj fazo C estas pli altaj ol la matena mezurvaloroj, sed ankoraŭ en la normala temperatur-amplekso. Je 14:32, la temperaturvaloro de fazo B estas 44.1 °C, kaj en tiu momento, la temperaturvaloroj de fazo A kaj fazo C estas 42.9 °C kaj 42.6 °C respektive. Tra la tuta mezurperiodo, la plej malalta temperaturo de fazo C estas 42.2 °C kaj la plej alta estas 43.7 °C, dum la temperaturo de fazo A fluktuas en la amplekso de 42.6 - 43.8 °C.
Analizo de la lokaj testdatumoj montras ke la datumoj de la prefabricita substacio ĉiuj kontentigas la dizainpostulojn kaj konformas al la rilataj akceptstandardoj. Koncerne ekonomian utilan, bazante sur la cikla kostteorio, la eksperimento analizas kaj kalkulas la diversajn kostojn de la 110 kV distribuaj aparatoj, kaj selektas la aer-insulitan komutilon skemon por komparo. La komparresultoj estas montritaj en Figuro 4.
En Figuro 4, la antaŭa investadkosto por la optimigita hibrida GIS dizaina skemo estas 2.413 milionoj RMB, kiu estas 0.133 milionoj RMB pli alta ol tiu de la aer-insulita komutilo skemo. Ĉi tio ĉefe estas pro tio ke la aparata aĉetkosto de la hibrida GIS dizaina skemo estas pli alta ol tiu de la aer-insulita komutilo skemo, kaj la instalada inĝeniera kostoj estas ankaŭ iomete pli altaj.
Dum la operado kaj manutenco periodo, la postulata kostproporcio estas relative malgranda. Ĉar la substacio de la optimigita hibrida GIS dizaina skemo estas neniam personigita substacio, nur malgranda kvanto de regulaj manmanaj inspekcioj estas bezonata, kio malpliigas la ĉiutagan operadan kaj manutenckostojn. Do, la operado kaj manutenco kostoj estas multe pli malaltaj ol tiu de la aer-insulita komutilo skemo.
La jara defektprobablo de la optimigita hibrida GIS dizaina skemo estas signife malpliigita, rezultigante notan malpliigon de la manutenckostoj. Krome, ĝia demolado kostoj estas nur 89% de tiu de la aer-insulita komutilo skemo. Kontemplante ĉiujn faktorojn, la nuntempa valoro de la cikla kostoj de la optimigita hibrida GIS dizaina skemo estas 0.549 milionoj RMB pli malalta ol tiu de la aer-insulita komutilo skemo. Krome, la 110 kV GIS inteligenta substacio skemo estas supera al la konvena aer-insulita komutilo skemo.
Konkludo
Por konservi urbajn terresursajn, mallongigi la konstruan periodon, kaj plibonigi la ekonomian efikecon kaj fidon de prefabricitaj substacioj, ĉi tiu esploro proponas eksteran hibridan GIS dizainskemon, kiu integras kommutilojn kaj diskomutilojn. Per optimigo de la cirkvito kaj adoptado de ununura busbaro sekcio-cirkvito, kaj optimigo de la ĝenerala aranĝo, la nombro de defektoj estas malpliigita kaj la manutenckosto estas malpliigita.
La testrezultoj montras ke dum la kolektado de transformila temperaturo, la temperaturvaloroj de fazo A, fazo B, kaj fazo C restas relativ staba. Matene, la temperaturo de fazo A varias inter 42.0 - 43.2 °C, dum tiu de fazo C restas ĉirkaŭ 42.5 °C. Posttagmeze, la temperaturo de fazo C varias de minimuma 42.2 °C al maksimuma 43.7 °C, kaj la temperaturo de fazo A fluktuas inter 42.6 °C kaj 43.8 °C. La datumoj de la prefabricita substacio kontentigas la dizainpostulojn kaj konformas al la rilataj akceptstandardoj.
En la cikla kostanalizo, kvankam la antaŭa investadkosto de la optimigita hibrida GIS dizaina skemo estas 2.413 milionoj RMB, 0.133 milionoj RMB pli alta ol tiu de la aer-insulita komutilo skemo, la optimigita hibrida GIS dizaina skemo postulas nur malgrandan kvanton de regulaj manmanaj inspekcioj. Ĉi tio malpliigas la ĉiutagan operadan kaj manutenckostojn, farante la operado kaj manutenco kostojn multe pli malaltajn ol tiu de la aer-insulita komutilo skemo, kaj signife malpliigas la manutenckostojn ankaŭ. Kalkuloj montras ke la nuntempa valoro de la cikla kostoj de la optimigita hibrida GIS dizaina skemo estas 0.549 milionoj RMB pli malalta ol tiu de la aer-insulita komutilo skemo, pruvas ke la optimigita 110 kV GIS inteligenta substacio skemo estas supera al la konvena aer-insulita komutilo skemo.
Tamen, ĉi tiu esploro nur analizas kaj optimigas la primaran substaciodesignon. En la estonteco, pli kompletan inteligentan designon por dua substacio bezonas esti farita, konsiderante komunikan kaj terkonstruan.
