Studju dwar id-dizajn ta' sottostazzjoni tis-silġ baxxja mhux ġdid maż-żewġar GIS għal tensjonijiet ta' 110 kV

Selezzjoni u Setup ta’ L-Infrastruttura ta’ Distribuzzjoni Bazata fuq il-GIS

F’dawn l-ħin, l-infrastruttura ta’ distribuzzjoni komuni li għadha fit-talb mhux biss inkluġi l-switchgear all-apertu barra, il-tradizzjonali GIS intern, il-GIS intern tal-struttura tal-aċċja, u l-GIS ibrid barra. Din l-istudju jmirja lejn is-sottostazzjonijiet f’Indoneżja biex timplimenta s-settjar tal-infrastruttura ta’ distribuzzjoni għas-sottostazzjonijiet prefabricati intelligenti. Il-mosta’ sottostazzjonijiet f’Indoneżja huma situati fi zones maqaddes tas-silġgħa u bl-aċċess relativament baż. Skont it-tip planifikat, it-strategija ta’ svilupp tal-grid regionali hija li tiżviluppa s-sottostazzjonijiet ta’ kapajtas żgħira permezz tal-linji esistenti ta’ 110 kV. Fuq dan il-bażis, is-silġgħa se tkun mwaqqfa bil-mod gradwali sabiex timmassima l-effiċjenza tal-investiment, tigħalla l-użu tal-infrastruttura, u tneħħi l-importanza tas-sottostazzjonijiet ta’ 35 kV. Is-sottostazzjonijiet f’Indoneżja huma ampi, bi kosti inizjali u tal-infrastruttura ħafna, u b’perjodi ta’ konstrukzjoni twil, li jiksbu optimizzazzjoni fl-assezzjoni u settjar tal-infrastruttura.

Il-GIS ibrid barra jintegraxxi l-interruttori u l-disconnetturi, u jusa busbars tradizzjonali. Din l-arranġament tista’ timniżża l-kwantità ta’ flanges u tal-infrastruttura barra, bl-mod li jiżgħar l-użu tal-art fil-zona mirata. B’mod addizzjonali, l-approċċ tal-GIS ibrid jista’ ikbarra l-diffikultà ta’ installazzjoni u espansjoni, u jagħti facilitazzjonijiet għall-installazzjoni u manutenzjoni tal-infrastruttura fi zonas montanużi u ballut.

Indoneżja għandha klima umida relativament, u xhieda ta’ għoruf tal-għajn tal-ħal, li għadha tal-bidu rikjesta ambientali stringenti għall-kontroll intelligent. F’Indoneżja, l-kabinet kontroll intelligenti solitament rikjesta rangu tal-umidità relattiva bejn 5% - 95% u rangu ta’ temperatur ambientali bejn -5 - 55°C, mingħajr formazzjoni ta’ brina. Biex tikseb raffreddament, dehumidifikazzjoni, u prevenzjoni ta’ kondensazzjoni għal kabinet kontrol barra, din l-istudju adotta l-metodu ta’ installazzjoni ta’ kondizzjonaturi tal-ħal fil-flank tal-porti tal-kabinet.

Għal il-wirjiet elettrika prinċipali, huwa essenzjali li tkun affidabili, ekonomiku, operabbli, u seguri waqt l-operazzjoni. Għal wirjet elettrika ta’ 110 kV ta’ singlu busbar, tipikament jsimgħu lil wirjet sezjonali jew wirjet pont. Il-wirjet pont għandhom interruttori inqas u investiment inqas, imma l-affidabilità tagħhom hi inqas minn wirjet sezjonali, u l-diffikultà ta’ modifiki u espansjoni futuri hija akbar. Għalhekk, din l-istudju tuża l-interruttori biex tsemmigħa l-busbar. Permezz ta’ din il-metodu ta’ wirjet sezjonali, meta tixtriħ xi sezzjoni tal-busbar, is-sezzjonijiet rimanenti jistgħu jkollhom fornitur normali ta’ elektrikità, assikurando servizz affidabili. Il-wirjet sezjonali ta’ singlu busbar huma relativament sewwa, bl-infrazżtruttura qishom inqas, u jofru affidabilità u operabilità alta. Il-struttura tal-sottostazzjoni intelligenti mill-ġdid hija tisbiriet fil-Figura 1.

It-transformaturi fil-sottostazzjoni, bħala infrastruttura importanti, jagħmlu ruħhom importanti fid-detekzjoni tal-statu. Fl-iktar tad-determinanti tal-investiment u scenari ta’ applikazzjoni, skema tad-disinn ta’ din l-istudju tuża dispożitiv monitorjan online tal-gass dissolvu fis-silġ u dispożitiv detekzjoni current grounding tal-ferr tal-transformatur online. Il-priġmu, b’prezz approssimativ ta’ 200,000 RMB għal kull set, huwa użat biex iddetekta l-insulazzjoni interna tal-transformatur prinċipali, mentri d-dak ir-rebbieħ huwa għal detekzjoni real-time tal-current grounding tal-ferr. It-teknoloġiji żewġ huma relativament matula u ampiament applicati.

It-transformatur intelligenti jintegraxxi l-infrastruttura primarja u sekondarja, b’mogħdija li jkun jistgħu jagħmlu perċezzjoni statu u valutazzjoni tal-statu operattiv. Biex ifacilita l-manutenzjoni għal-ġurnata u shifts tal-monitoring, u nnaqqas il-carichi tal-manutenzjoni, il-raffreddament tal-cirkolazzjoni naturali tal-oli għall-hal jkun scelto kif metodu ta’ raffreddament għal transformatur prinċipali.

Il-GIS ibrid jintegraxxi l-interruttori, switċes, u transformaturi tal-kurrent f’entita wiena, li semplifikaw il-proċess ta’ rigħadda permezz ta’ minuzzja tal-kwantità ta’ infrastruttura. B’moħon, il-GIS ibrid barra għandha numru inqas ta’ infrastruttura u flanges, offrendo affidabilità u resistenza tal-korozzjoni aktar għan, li jagħmilha tiftaħxil b’sodisfazzjoni fil-zona mirata. Il-voltagg nominali tal-equipaggi tal-GIS ibrid hu 126 kV, u l-kurrent nominali hu 2000 A. Kull equipaggi tal-GIS ibrid konsisti sensuri, kabinet kontrol intelligenti, u dispożitiv detekzjoni stato gas SF₆. Dan id-dispożitivi jistgħu jdettgħu l-stato tal-gass u l-statu operattiv tal-equipaggi, li jagħmlu possibli misuramenti digitali, interazione tal-informazzjoni, u funzjonalità tal-inquerij tal-statu għal switċes tal-ħal għoli.

Optimizzazzjoni tal-Infrastuttura ta’ Distribuzzjoni u Layout Generali

Fl-disinn originali tas-sottostazzjoni intelligenti, l-assigment tal-kabinet terminali intelligenti u kabinet kontrol-GIS ibrid segwi l-arranġament ta’ du kabinet għal kull bay. Imma din l-approċċ jkun b'mod ta' multiplika loops tal-kable, li mhumiex favorevoli għal manutenzjoni għal-ġurnata. Għalhekk, il-kitba sekondarja tal-terminali intelligenti u mekanismi tal-GIS ibrid jistgħu jintegraw. Permezz ta’ kombinazzjoni tal-paneli kontrol, loops interlock, anti-tripping loops, u loops non-phase, design integrati jistgħu jiġu aħququ.

L-optimizzazzjoni tal-kabinet kontrol intelligenti inkluġi tre aspetti: (1) Semplifikazzjoni tal-kitba permezz ta’ sostituzzjoni tal-logika hard-wiring bl-logika software tal-terminali lokali; (2) Komunikazzjoni bay-to-bay permezz tal-terminali intelligenti u teknoloġija object-oriented tal-eventi tal-sottostazzjoni; (3) Adopazzjoni ta’ design integrati tal-terminali intelligenti u kitba kontrol tal-interruptori biex tinqassmi funzjonali ridunenti kif il-loops interlock tal-prezzjoni. Apparte da dawn l-improvvimenti tal-kitba, il-layout tal-terminali intelligenti fi l-kabinet kontrol origninali jibqa’ u l-konnessjonijiet bejn il-kabinet kontrol-intelligenti u l-equipaggi korrispondenti jiġu ottimizzati.

Is-skema tad-disinn proposta f’din l-istudju adotta l-modello tal-kabinetti prefabricati modulari. Il-layout tas-sottostazzjoni għandu jikkonsidra l-kondizzjonijiet naturali u rikjests inginerika tal-area mirata, u jgħamill benefiċċji kif is-sigurtà, l-affidabilità, l-ambjentalità, protezzjoni tal-incendju, u operazzjoni u manutenzjoni convenjenti. Fil-area mirata, l-infrastruttura ta’ distribuzzjoni ta’ 110 kV u l-transformaturi prinċipali huma arranjati minn tramuntana sal-ġunġlien. Biex isoddisfa rikjests trasport, passaġġ anti-incendju cirkular huwa setup f’sottostazzjoni, u l-installazzjoni tal-equipaggi fuq is-sit uża layout minimu. Permezz ta’ dan il-layout, 18% tal-spazju tal-art jistgħu jiġu ssavji. Il-layout generali tal-infrastruttura ta’ distribuzzjoni fis-skema tad-disinn tisbiriet fil-Figura 2.

Fil-kontest ta’ l-optimizzazzjoni tal-dimensjonijiet ta’ distribuzzjoni

Is-skema tad-disinn propposta fil-ristudju tarranja l-equipaggi tal-GIS ibrid f’żewġ rig, u l-infrastruttura ta’ distribuzzjoni ta’ 110 kV adotta busbars ta’ support tal-alumini-magnesium estern. Il-layout standard ta’ bay sezjonali solitament ftit busbars soft conduit linearment f’l-ħdien, li okkupa spazju laterali kbir. Grazzi l-integrazzjoni tal-equipaggi tal-GIS ibrid, il-layout huwa aktar kompatt. Ir-ristudju stabelixxi l-dimensjoni laterali tal-bay sezjonali b’8 m, 2 m iqsu minn qabel. Il-lunghezza vertikali standard hu 39 m. Biex optymizza l-dimensjoni vertikali, is-skema propposta uża equipaggi integrati, toħroġ l-struttura tal-input, u modifika l-framework busbar, bl-mod li jnaqqas l-okkupazzjoni tal-spazju vertikali. Permezz ta’ dawn l-żewġ improvvimenti, l-dimensjoni vertikali fis-skema hu 25.2 m, 13.8 m iqsu mill-lunghezza standard, effettivament jnaqqas l-spazju okkupat mil-equipaggi.

Analisi tal-Performanġa u tal-Kost ta’ Sottostazzjonijiet Prefabricati Intelligenti

Waqt li l-konstruzzjoni tas-sottostazzjoni prefabricata tkun magħrufa, passi relevanti ta’ commissioning għandhom jiġu implimentati biex is-siguraw li l-funzjonali ta’ kwalunkwe dispositiv jistaqsi l-irequirements tad-disinn u jippermetti l-kommunikazzjoni normale bejn id-dispositiv u l-software. L-esperiment reġistra u analizza data kif l-valuri tal-kurrent, vottaggi, potenza attiva, temperatura tal-transformatur, u fattur tal-potenza ta’ kwalunkwe switċ fil-sottostazzjoni prefabricata biex is-siguraw l-operazzjoni stabili ta’ l-equipaggi tas-sottostazzjoni. Minnu, l-valuri tal-temperatura tal-transformatur f’perjodi differenti huma tisbiriet fil-Figura 3.

Permezz tal-osservazzjoni tal-Figura 3(a), tista’ tintlaq li l-valuri tal-temperatura ta’ faz A, faz B, u faz C kollox jiġu mgħadda fil-statu relattivament stabili. It-temperatura ta’ faz B hi l-aktar għoli, ragġungend 43.6 °C mill-8:31 sa l-8:32; it-temperatura ta’ faz A varja bejn 42.0 - 43.2 °C; u it-temperatura ta’ faz C tibqa’ għoli 42.5 °C. Fil-Figura 3(b), it-varjazzjoni fil-valuri tal-temperatura tal-transformatur kollha miġbura f’tarbut huwa wkoll relattivament żgħir. Minħabba l-bidliet ambientali, it-valuri tal-temperatura ta’ faz A, faz B, u faz C huma aktar għoli minn dak misurat fil-għada imma dawn mhumiex wara l-limiti ta’ temperatura normali. Fl-14:32, it-temperatura ta’ faz B hi 44.1 °C, u fl-istess waqt, it-temperatura ta’ faz A u faz C huma rispettivament 42.9 °C u 42.6 °C. Durant l-intera perjoda ta’ misurazzjoni, it-temperatura l-iqsu ta’ faz C hi 42.2 °C u l-aktar għoli hi 43.7 °C, mentri it-temperatura ta’ faz A varja bejn 42.6 °C u 43.8 °C.

L-analisi tad-data tal-prova fuq is-sit tindika li l-data tas-sottostazzjoni prefabricata kollox jiġu msigura l-requirements tad-disinn u jissottomettu l-standardi relevanti ta’ accettazzjoni. Fl-aspettu tal-utilità ekonomika, permezz tal-teoria tal-cost lifecycle, l-esperiment analizza u kalkula diversi costs tal-equipaggi ta’ distribuzzjoni ta’ 110 kV, u jassigura skema ta’ switchgear insulated-air għal confront. Ir-riżultati tal-konfront huma tisbiriet fil-Figura 4.

Fil-Figura 4, il-cost tal-investiment inizjali għal skema ta’ disinn tal-GIS ibrid optymizzata hu 2.413 million RMB, 0.133 million RMB aktar minn skema ta’ switchgear insulated-air. Dan huwa prevelentement minħabba li l-cost tal-acquisizione tal-equipaggi għal skema ta’ disinn tal-GIS ibrid hu aktar minn skema ta’ switchgear insulated-air, u l-cost tal-ingenerija tal-installazzjoni hu wkoll qasir aktar.

Durant fazi ta’ operazzjoni u manutenzjoni, il-proporzjon ta’ cost richiesta hu relattivament żgħir. Minħabba li s-sottostazzjoni tal-disinn tal-GIS ibrid optymizzata huwa sottostazzjoni mhux mmanned, biss qasir ta’ kontrolli manuali regolari huma neċessarji, li jnaqqas il-costs għal-ġurnata ta’ operazzjoni u manutenzjoni. Għalhekk, il-cost ta’ operazzjoni u manutenzjoni hu mult inferjuri minn skema ta’ switchgear insulated-air.

Il-probabbiltà ta’ falliment annwali għal skema ta’ disinn tal-GIS ibrid optymizzata tnaqqas signifikantement, li jresulta f’inferjuri notevoli ta’ costs ta’ manutenzjoni. Liema, il-cost ta’ demolizzjoni huwa biss 89% ta’ skema ta’ switchgear insulated-air. Mqassam b’dawn il-fatturi, il-valur present ta’ cost lifecycle għal skema ta’ disinn tal-GIS ibrid optymizzata hu 0.549 million RMB inqas minn skema ta’ switchgear insulated-air. Addizzjonali, skema ta’ 110 kV GIS sottostazzjoni intelligenti hu superjuri għal skema konvenzjonali ta’ switchgear insulated-air.

Konkluzzjoni

Biex ikseb risparmju ta’ risorsi tal-art urban, qis il-perjodu ta’ konstruzzjoni, u ażzarda l-effiċjenza ekonomika u l-affidabilità tas-sottostazzjonijiet prefabricati, din l-ristudju proponi skema ta’ disinn tal-GIS ibrid barra li jintegraxxi l-interruttori u l-disconnetturi. Permezz tal-optimizzazzjoni tal-kitba u adopazzjoni ta’ wirjet sezjonali ta’ singlu busbar, u l-optimizzazzjoni tal-layout komplet, in-numru ta’ falliment jinnaqqas u l-cost ta’ manutenzjoni jinnaqqas.

Ir-riżultati tal-prova jindikaw li waqt il-kollezzjoni tal-temperatura tal-transformatur, it-valuri tal-temperatura ta’ faz A, faz B, u faz C jiġu mgħadda fil-statu relattivament stabili. Fil-għada, it-temperatura ta’ faz A varja bejn 42.0 - 43.2 °C, mentri ta’ faz C tibqa’ għoli 42.5 °C. Fil-tarbut, it-temperatura ta’ faz C varja minn infsu 42.2 °C għal aktar 43.7 °C, u it-temperatura ta’ faz A varja bejn 42.6 °C u 43.8 °C. Id-data tas-sottostazzjoni prefabricata kollox jiġu msigura l-requirements tad-disinn u jissottomettu l-standardi relevanti ta’ accettazzjoni.

Fil-analisi ta’ cost lifecycle, malgrado li l-cost tal-investiment inizjali għal skema ta’ disinn tal-GIS ibrid optymizzata hu 2.413 million RMB, 0.133 million RMB aktar minn skema ta’ switchgear insulated-air, skema ta’ disinn tal-GIS ibrid optymizzata rikjesta biss qasir ta’ kontrolli manuali regolari. Dan jnaqqas il-costs għal-ġurnata ta’ operazzjoni u manutenzjoni, li jgħamill il-cost ta’ operazzjoni u manutenzjoni mult inferjuri minn skema ta’ switchgear insulated-air, u jinnaqqas signifikantement il-cost ta’ manutenzjoni. Ikalkola li l-valur present ta’ cost lifecycle għal skema ta’ disinn tal-GIS ibrid optymizzata hu 0.549 million RMB inqas minn skema ta’ switchgear insulated-air, li tindika li skema ta’ 110 kV GIS sottostazzjoni intelligenti optymizzata hu superjuri għal skema konvenzjonali ta’ switchgear insulated-air.

Imma, din l-ristudju analizza u optymizza biss id-disinn tas-sottostazzjoni primarja. Fi l-futur, disinn intelligenti ampijor għas-sottostazzjonijiet sekondarji huwa neċessarju permezz tal-kunsiderazzjoni komprensiva ta’ komunikazzjoni u konstruzzjoni tal-art.