Prefabrikoitujen kabinoiden toissijaisilla laitteilla varustetun yhdennetyn rakennusrakenteen soveltaminen älykkäissä alikoneissa

1. Ennakkotyökalujen kehityksen ja täydellisyyden vaikutus esiasennustettujen kabinien tilan käyttöasteeseen sekä huollon helpottamiseen
1.1 Etupuolen johtojen suojalaitteiden kehityksen ja täydellisyyden aste

Etupuolen johtojen suojalaitteiden vaikutus esiasennustettujen kabinien soveltamiseen keskittyy kolmeen näkökohtaan: kytkentäkaappien asetteluun, kabinikombinaation muotoon esiasennustetussa kabinissa ja paikan päällä tehtävään työmäärään. Kun etupuolen johtojen laitteiden kehitys ei ole täydellistä, käytetään perinteistä kytkentäkaapin rakenne. Esimerkiksi Anhuissa sijaitseva 220kV Qingzhu-sähköasema käyttää yhden kabinin yhden rivin mallia, ja Hubeissa sijaitseva 110kV Weicheng-sähköasema käyttää kahden kabinin kahden rivin mallia. Nämä kaksi mallia sallivat vähemmän kytkentäkaappeja sisällä kabinia.

Tilankäytön parantamiseksi kabinin sisällä myöhemmät projektiharkitsevat yhden kabinin kahden rivin mallin käyttöä. Esimerkiksi Chongqingin 220kV Dashi-sähköasema käyttää yhden kabinin kahden rivin mallia, ja ±800kV Lingzhou-muuntaja-asema käyttää yhden kabinin kahden rivin mallia lisättyinä kabinikokoilla. Näiden neljän projektin tiedot, kuten kabinikoot ja paikan päällä tehtävä työmäärä, on yhteenvetoissa seuraavasti.

Yhden kabinin kahden rivin malli voi sisältää lähes kaksinkertaisen määrän kytkentäkaappeja verrattuna yhden kabinin yhden rivin ja kahden kabinin kahden rivin malleihin. Lisäksi sillä on etuja, kuten ei tarvetta paikan päällä tapahtuvalle yhdistelylle, ei tarvetta kaapeissa olevien johtojen asentamiselle ja alhainen kabinihinta. Kuitenkin yhden kabinin kahden rivin mallissa laitteiden huolto voidaan suorittaa vain avaamalla kabinin sivuseinän oven tai lisäämällä kabinin kokoa. Huolto kabinin ulkopuolella ei täytä kaikkia säätöolosuhteita; kabinin koon lisääminen kasvattaa kuljetuskustannuksia ja vaatii korkeampia vaatimuksia tiestä.

1.2 Kytkentäkaappien mitat

Nykyisin kabinin sisällä olevien kytkentäkaappien mitat ovat 800×600×2260, 600×600×2260, 600×900×2260 jne. Kun kytkentäkaappeja asetetaan samaa speksia oleviin esiasennustettuihin kabinisiin, kytkentäkaappien koon pienentäminen voi tehokkaasti lisätä kytkentäkaappien määrää.

1.3 Kaapelien asettelutapa kabinin sisällä

Toissijaisessa laitekabinissa on aseteltava erilaisia kaapeleita, kuten virtakaapelit, optiset kaapelit ja patch-kaapelit. Kabinin sisällä on pääasiassa kolme kaapelien asettelurakennetta: kaapelirakennetta kabinin yläpuolelle, kaapelirakennetta kabinin alapuolelle ja kahden yhdistelmä. Kaikissa näissä menetelmissä käytetään kytkentäkaapin rakennetta kabinin sisällä, ja kaapelien asettelutyöt on tehtävä kytkentäkaappeja asetettuaan.

Lisäksi kaapelit ovat sekoittuneet kabinin ja kytkentäkaappien rakenteiden välille, mikä aiheuttaa hankaluutta myöhemmälle kaapelien huolloille. Yleisemmin käytetty malli, jossa kaapelirakennetta asetetaan kabinin alapuolelle, vaatii, että kaapelien huollossa antistatiikkitaso on ensin nostettava, ja sitten työt voidaan tehdä kapeassa tilassa. Tämä johtaa suureen työmäärään ja pitkään rakennusaikaan.

1.4 Kytkentäkaappien loppu- ja pitkäaikainen laajentaminen ja uudelleenasentaminen

Toissijaisen laitekabinin sisällä tehtävä pitkäaikainen laajentaminen ja uudelleenasentaminen perustuu usein uusien kytkentäkaappien lisäämiseen ja kaapelien liittämiseen, tai tyhjiä kaappeja asetetaan ennalta ja laitteiden asentaminen ja kaapelointi tehdään uudelleenasennuskauden aikana. Jälkimmäinen vaihtoehto on työvoimavaltaista, kun taas edellinen vaihtoehto on rajattu kabinin sisällä olevan kapean tilan vuoksi, mikä johtaa pitkään uudelleenasennuskauteen.

Kohtien 1.1-1.4 analyysistä voidaan nähdä, että toissijaisen laitekabinin sisällä olevan tilan käyttöasteen ja huollon helpottamisen vaikuttavia tekijöitä ovat pääasiassa etupuolen johtojen laitteiden ja kytkentäkaappien rakennemuodot. Koska etupuolen johtojen laitteet ovat vähitellen kehittyneet ja yleistyneet, tulisi tutkia kytkentäkaappien rakennemuotojen optimointia. Lisäksi tarvitaan tutkimusta laitteiden huollon helpottamisesta kabinin sisällä, jotta huollotyöt voitaisiin suorittaa tehokkaasti ja nopeasti.

2. Toissijaisen laitteen integroitu rakennemuoto

Näihin ongelmiin kohdistuen ehdotetaan kytkentäkaappien optimoitua ratkaisua integroitun rakennemuodon perusteella, joka ratkaisee ongelman alhaisesta tilankäytöstä kabinin sisällä ja kytkentäkaappien asentamisen vaikeudesta kabiniin. Ehdotetaan avoimen kaapeliasettelun tutkimusta ja suunnittelua, joka ratkaisee ongelman optisten ja sähköisten kaapelien asentamisen ja huollon vaikeudesta.

2.1 Toissijaisen laitteen integroidut mitat

Tyypin III kabinin esimerkkinä sen ulkomitat ovat 12200×2800×3133, ja antistatiikkitaso on 250 mm paksuinen.

2.1.1 Rakennemuodon korkeus

Kabinin sisäinen nettokorkeus on 2670 mm. Funktioiden mukaisesti kabinin sisäinen korkeus on jaoteltu kolmeen osaan alhaalta ylöspäin: antistatiikin siirtymävaihteen korkeus, integroitu rakennemuoto ja kiinnityskomponenttien korkeus. Kun poistetaan antistatiikin siirtymävaihteen korkeus, jäljelle jää 2420 mm. Viitaten perinteisiin kytkentäkaappien korkeuteen, integroidun rakennemuodon korkeudeksi on varattu 2300 mm, ja kiinnityskomponenttien korkeudeksi 120 mm.

2.1.2 Rakennemuodon leveys

Perinteisissä etupuolen johtojen kytkentäkaapeissa laitteen päät ovat asetettu vaakasuunnassa ja asennettu kaapin alapuolelle, ja niiden asennuksen määrä on rajoitettu. Laitteiden myöhemmän huollon helpottamiseksi ja laitteen ja päädyn välisen yhteyden lyhentämiseksi päät asetetaan pystysuunnassa laitteen oikealle puolelle.

2.1.3 Rakennemuodon syvyys

Erilaisten valmistajien laitteiden asennusvaatimusten täyttämiseksi rakenneryhmän syvyys on suunniteltu viitaten perinteisiin kytkentäpöytien syvyyteen, joka on 600 mm. Samalla, kun huomioidaan, että syvyys on vähentynyt kabinioven poistamisen jälkeen ja ottaen tarvittavat virhetorstovaroitukset huomioon, rakenneryhmän syvyys on 550 mm.

2.1.4 Yhteenveto

Edellä mainitun analyysin perusteella yhden rakenneryhmän mitat esiasennustetuissa kabinissa ovat 2300×700×550. Tämän koon käytön jälkeen kytkentäkaappien tilajärjestely kabinin sisällä voi saavuttaa suurimman mahdollisen käyttöasteen.

2.2 Toissijaisen laitteen sijoitus integroidussa rakennemuodossa
2.2.1 Rakenneryhmän modulaarinen jako

Rakenneryhmän sisällä viitaten nykyiseen kytkentäkaappien laitteiden asennustapaan, se on jaoteltu kolmeen osaan ylhäältä alas: pistokeiden asennusalue, laitteen asennusalue ja lisävarusteiden asennusalue. Laitteen asennusaluetta on jaoteltu vasemmasta oikealle laitteen asennusalueeksi ja laitteen huoltouudelleenalueseksi.

2.2.2 Laitteen asennusalueen korkeus

Laitteiden määrän lisäämiseksi yhden rakennemuodon sisällä lasketaan ensin asennettavien laitteiden korkeudet. Suojalaite on 4U tai 6U korkea, ja kytkimet ja kaapelivalikoimat ovat usein 1U korkeita. 220kV:n jänniteasteen välin yläpuolelle asennettavien kahden kytkimen esimerkkinä 4U korkeus riittää kahden kytkimen ja yhden kaapelivalikoiman asentamiseen.

Älykkään laitteen jäykät painikkeet ja nappaimet on määritelty 2 jäykä painike ja 1 reset-nappi suojalaitteelle; ja 3 jäykä painike ja 1 reset-nappi mittaus- ja ohjauslaitteelle. 4U asennuspainikkeella voidaan sijoittaa enintään 2 riviä, jossa on 9 jäykää painiketta tai nappia kussakin rivissä. Siksi 4U painikkeella voidaan täyttää 6 suojalaitteen tai 4 mittaus- ja ohjauslaitteen asennusvaatimukset.

2.3 Integroidun rakennemuodon huollon helpottamisen tutkimus
2.3.1 Rakenneryhmän ergonominen suunnittelu

Huomioon ottaen ylläpitäjän seisovan aseman näkökentän, henkilön näköpiste on noin 1.5-1.6 metriä, ja paras näkökenttä on horisontaalisesta näköpisteestä 10° ylöspäin ja alaspäin, eli laitteen asennuskorkeus on 1215-1920 mm, ja korkeus on 700 mm. Edellä mainitun korkeusvaatimuksen mukaisesti ja yhdistettynä analyysidataan, "6-moduulin" laiterakennemuoto tuottaa parhaan käyttökokemuksen.

Avoin huollon kanavaratkaisu sisältää kolme osaa: rakenneryhmän sisäinen, saman rivin rakenneryhmien välillä ja kabinin sisällä oleva kaapelikanava.

• Avoin huollon kanava rakenneryhmän sisällä. Samaa korkeutta oleva laitteen huoltouudelleenalueseksi on asetettu laitteen asennusalueen oikealle puolelle päätepalkin sijoittamiseksi. Optisten ja sähköisten kaapelien eriyttävä kaapeliasetteluratkaisu, jossa patch-kaapelit ja kommunikaatiokaapelit asennetaan pystysuunnassa vasemmalla ja sähkökaapelit pystysuunnassa oikealla.

• Avoin huollon kanava saman rivin rakenneryhmien välillä. Käytetään "7"-muotoista pylvässtruktuuria, jotta saman rivin rakenneryhmien pylväät voivat muodostaa jatkuvan ja avoimen kaapeliasettelukanavan. Siirretään saman rivin optiset ja sähkökaapelit alapuolelta antistatiikkitason yläpuolelle.

• Kaapelien risteämiskanava kabinin sisällä (kaksi riviä rakenneryhmiä). Vähän kaapelirakennetta on asetettu antistatiikkitason alapuolelle kahden riviä rakenneryhmiä varten. Kun tehdään kaapelien huollotyötä kahden riviä välillä, vain vähän antistatiikkitasoja kabinin leveyssuunnassa tarvitsee nostaa, ja henkilöt voivat seisoa muilla antistatiikkitasoilla ja tehdä huollotyötä kaapeleille välirakennuksessa. Lisäksi kaapelikanavan yläpuolella oleva antistatiikkitaso voidaan tehdä läpikuultavasta johtavasta lasista tai merkitä merkkeinä nopean sijainnin löytämiseksi.

3. Johtopäätökset

Tässä artikkelissa tutkitaan esiasennustettujen kabinituotteiden olemassa olevia ongelmia ja innovatiivisesti ehdotetaan integroitu rakenne, joka saavuttaa odotetun tuloksen. Tutkimuksen perusteella saadaan seuraavat johtopäätökset:

• Integroitu rakenne korvaa perinteiset kytkentäkaapit, ja kabinin sisällä asetettavien kaappien määrä kasvaa 12-17 %. Jos kabinioven sijaintia muutetaan, se voi kasvaa 28-37 %.

• "6-moduulin" järjestelymenetelmä laitteen alueen asetteluun parantaa rakennemuodon sisäistä tilankäyttöä ja helpottaa havainnointia ja toimintaa.

• Avoin kaapeliasettelukanavan suunnittelu vähentää huomattavasti kaapelien huollon työmäärää ja vaikeutta.