Aplikasyon ng Integradong Estruktural na Layout ng Prefabricated Cabin-type Secondary Equipment sa Smart Substations

1. Pangunahing mga Factor na Nakakaapekto sa Paggamit ng Espasyo at Kaginhawahan sa Pag-operate at Pagsasauli ng Prefabricated Cabins para sa Ikalawang Pagsasanay ng Equipment
1.1 Antas ng Pag-unlad at Kaganapan ng Front-wiring Protection Devices

Ang impluwensya ng front-wiring protection devices sa paggamit ng prefabricated cabins ay naka-focus sa tatlong aspeto: ang layout ng switchgear cabinets, ang anyo ng kombinasyon ng cabin sa prefabricated cabin, at ang dami ng trabaho sa konstruksyon on-site. Kapag ang pag-unlad ng front-wiring devices ay hindi pa kumpleto, ang tradisyonal na struktura ng switchgear cabinet ang ginagamit. Halimbawa, ang 220kV Qingzhu Substation sa Anhui ay gumagamit ng single-cabin single-row mode, at ang 110kV Weicheng Substation sa Hubei ay gumagamit ng double-cabin double-row mode. Sa dalawang mode na ito, ang bilang ng switchgear cabinets na maaaring ilagay sa loob ng cabin ay mas maliit.

Upang mapabuti ang paggamit ng espasyo sa loob ng cabin, ang mga sumunod na proyekto ay nagsubok rin ng single-cabin double-row mode. Halimbawa, ang 220kV Dashi Substation sa Chongqing ay gumagamit ng single-cabin double-row mode, at ang ±800kV Lingzhou Converter Station ay gumagamit ng single-cabin double-row mode na may dagdag na dimensyon ng cabin. Ang impormasyon tulad ng dimensyon ng cabin at dami ng konstruksyon on-site ng apat na proyektong ito ay inihahanda nang estadistikal bilang sumusunod.

Ang single-cabin double-row mode ay maaaring akomodahin ng halos dalawang beses na dami ng switchgear cabinets kaysa sa single-cabin single-row at double-cabin double-row modes. Bukod dito, may mga abilidad ito tulad ng walang kinakailangang splicing on-site, walang wiring sa loob ng cabin, at mababang gastos sa cabin. Gayunpaman, sa single-cabin double-row mode, ang pagsasauli ng equipment ay maaari lamang gawin sa pamamagitan ng pagbubukas ng pinto sa gilid ng cabin o sa pamamagitan ng pagdami ng laki ng cabin. Ang pagsasauli sa labas ng cabin ay hindi makakapagtugon sa pang-araw-araw na pangangailangan sa pagsasauli; ang pagdami ng laki ng cabin ay hindi lamang nagdudulot ng taas ng gastos sa transportasyon kundi may mas mataas din na mga kinakailangan sa passability ng daan.

1.2 Dimensyon ng Switchgear Cabinets

Kasalukuyan, ang dimensyon ng switchgear cabinets sa loob ng cabin ay kasama ang 800×600×2260, 600×600×2260, 600×900×2260, atbp. Kapag ang switchgear cabinets ay ilalagay sa prefabricated cabins ng parehong specification, ang pagbabawas ng laki ng switchgear cabinets ay maaaring mabigyan ng epektibong dagdag sa bilang ng cabinets na maaaring ilagay.

1.3 Paraan ng Layout ng Cable sa Loob ng Cabin

Sa loob ng secondary equipment cabin, iba't ibang cables tulad ng power cables, optical cables, at patch cables ang kailangang ilagay. May tatlong pangunahing paraan ng layout ng cable sa loob ng cabin: ang pagtatakda ng wiring rack sa tuktok ng cabin, ang pagtatakda ng wiring rack sa ilalim ng cabin, at ang pagsasama ng dalawa. Sa lahat ng tatlong paraan na ito, ang switchgear cabinet structure ang ginagamit sa loob ng cabin, at ang gawain ng layout ng cable ay kailangang gawin pagkatapos na ilagay ang switchgear cabinets.

Bukod dito, ang mga cables ay nakakarugtong sa pagitan ng mga struktura ng cabin at ng switchgear cabinets, na nagdudulot ng kawalan ng ginhawa sa susunod na pagsasauli ng cables. Ang mas karaniwang ginagamit na paraan ng pagtatakda ng cable interlayer sa ilalim ng cabin ay nangangailangan na sa panahon ng pagsasauli ng cable, ang anti-static floor ay unang kailangang i-raise, at pagkatapos ay maaaring gawin ang operasyon sa isang maikling espasyo. Ito ay nagdudulot ng malaking dami ng trabaho at mahabang panahon ng konstruksyon.

1.4 Terminal at Mahabang Termino ng Paglalawak at Rekonstruksyon ng Switchgear Cabinets

Ang mahabang termino ng paglalawak at rekonstruksyon sa loob ng secondary equipment cabin ay pangunahing gumagamit ng paraan ng pagdaragdag ng bagong switchgear cabinets at pagkatapos ay koneksyon ng cables, o paglalagay ng mga walang laman na cabinets sa posisyon sa unang lugar at paggawa ng instalasyon at wiring ng equipment sa loob ng cabinets sa panahon ng rekonstruksyon. Ang una ay may mataas na intensidad ng trabaho, at ang huli ay limitado sa maikling espasyo sa loob ng cabin, na nagreresulta sa mahabang panahon ng rekonstruksyon.

Tulad ng maaaring makita sa analisis sa Sections 1.1-1.4, ang mga factor na nakakaapekto sa paggamit ng espasyo at kaginhawahan sa pag-operate at pagsasauli sa loob ng secondary equipment cabin ay naka-focus sa mga anyo ng struktura ng front-wiring devices at ng switchgear cabinets. Dahil ang front-wiring devices ay unti-unting naging maturo at popular, ang pag-aaral ng pag-optimize ay dapat gawin sa mga anyo ng struktura ng switchgear cabinets. Bukod dito, ang pag-aaral sa kaginhawahan ng operasyon at pagsasauli ng equipment sa loob ng cabin ay kailangan din upang makamit ang mabilis at epektibong operasyon at pagsasauli.

2. Pag-aaral sa Integrated Structural Layout ng Ikalawang Equipment

Aimado sa mga problema na nabanggit, isinusulong ang optimized na paraan para sa switchgear cabinets batay sa integrated structural layout upang lutasin ang mga problema ng mababang paggamit ng espasyo sa loob ng cabin at hirap sa pag-install ng switchgear cabinets sa cabin. Isinusulong ang pag-aaral at disenyo ng open cable layout scheme upang lutasin ang problema ng hirap sa pag-install at pagsasauli ng optical at power cables.

2.1 Integrated Structural Dimensions ng Ikalawang Equipment

Ginagamit ang Type III cabin bilang halimbawa, ang mga external dimensions nito ay 12200×2800×3133, at ang anti-static floor ay may 250mm na thick.

2.1.1 Taas ng Struktura

Ang net height sa loob ng cabin ay 2670mm. Ayon sa functional zoning, ang taas sa loob ng cabin ay hinati sa tatlong bahagi mula sa ilalim patungo sa tuktok: ang taas ng anti-static movable floor, ang taas ng integrated structure, at ang taas ng attached installation components. Pagkatanggalin ang taas ng anti-static movable floor, ang natitirang taas ay 2420mm. Tumutukoy sa taas ng tradisyonal na switchgear cabinets, ang taas ng integrated structure ay na-allocate bilang 2300mm, at ang taas ng attached components ay 120mm.

2.1.2 Lapad ng Struktura

Sa tradisyonal na front-wiring switchgear cabinets, ang mga device terminals ay horizontal na nakalagay at inilagay sa ilalim ng cabinet, at may limitasyon ang bilang ng instalasyon. Upang mapabilis ang susunod na operasyon at pagsasauli ng equipment at maiklihin ang connection path sa pagitan ng device at ng terminals, ang mga terminals ay vertical na inilagay sa kanan ng device.

2.1.3 Lalim ng Struktura

Upang tugunan ang mga requirement ng installation depth ng equipment mula sa iba't ibang manufacturers, ang lalim ng structural unit ay disenyo sa pamamagitan ng pagtutukoy sa lalim ng tradisyonal na switchboards, na 600mm. Samantalang, inilalaan na ang lalim ay bawas pagkatanggalin ang cabinet door at paggamit ng kinakailangang anti-misoperation measures, ang lalim ng structural unit ay 550mm.

2.1.4 Buod

Sa pamamagitan ng analisis sa itaas, ang dimensyon ng isang structural unit sa loob ng prefabricated cabin ay 2300×700×550. Pagkatapos gamitin ang sukat ng strukturang ito, ang layout ng switchgear cabinets sa loob ng cabin ay maaaring makamit ang pinakamataas na paggamit ng espasyo.

2.2 Layout ng Ikalawang Equipment sa Loob ng Integrated Structure
2.2.1 Modular Zoning Scheme ng Structural Unit

Sa loob ng structural unit, tumutukoy sa umiiral na paraan ng installation ng switchgear cabinet equipment, ito ay nahahati sa tatlong bahagi mula sa tuktok hanggang sa ilalim: ang air switch installation area, ang equipment installation area, at ang accessory installation area. Sa mga ito, ang equipment installation area ay nahahati sa device installation area at device maintenance area mula kaliwa hanggang kanan.

2.2.2 Design ng Taas ng Equipment Installation Area

Upang mapabilis ang bilang ng equipment na inilalagay sa loob ng isang estruktura, unang-una, inilista ang taas ng mga equipment na kailangang ilagay sa loob ng estruktura. Ang protection device ay 4U o 6U high, at ang switch at ang cable coiling rack ay kadalasang 1U high. Bilang halimbawa, sa pag-install ng 2 switches sa interval sa itaas ng 220kV voltage level, ang taas ng 4U ay maaaring tugunan ang mga requirement ng installation ng 2 switches at 1 cable coiling rack.

Ang bilang ng hard pressure plates at buttons ng intelligent device ay nakonfigure bilang 2 hard pressure plates at 1 reset button para sa protection device; at 3 hard pressure plates at 1 reset button para sa measurement and control device. Ang 4U installation panel ay maaaring i-arrange ng pinakamaraming 2 rows, may 9 hard pressure plates o buttons sa bawat row. Kaya, ang 4U panel ay maaaring tugunan ang mga requirement ng installation ng 6 protection devices o 4 measurement and control devices.

2.3 Pag-aaral sa Design ng Kaginhawahan sa Operasyon at Pagsasauli ng Integrated Structure
2.3.1 Ergonomic Design ng Structural Unit

Ayon sa analisis ng visual field ng maintenance personnel sa standing position, ang visual point ng tao ay humigit-kumulang sa pagitan ng 1.5-1.6m, at ang pinakamahusay na visual field ay nasa range ng 10° sa itaas at sa ilalim ng horizontal visual point, na ang installation height ng device ay nasa pagitan ng 1215-1920mm, at ang taas ay 700mm. Ayon sa mga requirement sa taas na ito at pinagsama sa mga data ng analisis, kapag ang "6-module" arrangement method ay ginamit, ang pinakamahusay na karanasan sa operasyon ay maaaring makamit.

Ang open maintenance channel scheme ay kasama ang tatlong bahagi: ang loob ng structural unit, ang area sa pagitan ng structural units ng parehong row, at ang wiring channel sa loob ng cabin.

• Open maintenance channel sa loob ng structural unit. Inilagay ang device maintenance area ng parehong taas sa kanan ng device installation area upang ilagay ang terminal strip. Ginamit ang optical at electrical separation cable layout scheme, na ang patch cables at communication cables ay vertical na inilagay sa kaliwa at ang power cables ay vertical na inilagay sa kanan.

• Open maintenance channel sa pagitan ng structural units ng parehong row. Ginamit ang "7"-shaped column structure upang ang mga column ng structural units ng parehong row ay mabuo ng continuous at open cable layout channel. Inilipat ang optical at power cable layout channel ng parehong row mula sa ilalim ng anti-static floor pataas ng anti-static floor.

• Cable crossover channel sa loob ng cabin (sa pagitan ng dalawang rows ng structural units). Inilagay ang kaunti lang ng wiring racks sa ilalim ng anti-static floor sa pagitan ng dalawang rows ng structures. Sa paggawa ng cable maintenance work sa pagitan ng dalawang rows, kailangang i-raise lamang ang kaunti lang ng anti-static floors sa width direction ng cabin, at ang mga tao ay maaaring mag-stand sa ibang anti-static floors upang gawin ang maintenance work sa cables sa interlayer. Bukod dito, ang anti-static floor sa tuktok ng wiring channel ay maaaring gawin ng transparent conductive glass o marked ng signs upang makamit ang mabilis na positioning.

3. Mga Kasimpulan

Ang artikulong ito ay nag-conduct ng pag-aaral sa umiiral na mga problema ng prefabricated cabin products at innovatively proposed ang isang struktura na integrated sa prefabricated cabin, na nakuha ang inaasahang resulta. Sa pamamagitan ng pag-aaral, ang mga sumusunod na kasimpulan ay nakuha:

• Ang integrated structure ay nagpapalit ng tradisyonal na switchgear cabinets, at ang bilang ng cabinets na maaaring ilagay sa loob ng cabin ay tumaas ng 12-17%. Kung ang posisyon ng cabin door ay in-adjust, ito ay maaaring tumaas ng 28-37%.

• Ang "6-module" arrangement method ay ginamit sa layout ng equipment area sa loob ng structure, na nagpapabuti ng paggamit ng espasyo sa loob ng structure at nagpapadali sa pagsusuri at operasyon.

• Ang disenyo ng buong ruta ng open cable layout channel ay nagdulot ng malaking pagbawas sa dami at hirap ng cable operation at pagsasauli.