Primjena integriranog strukturnog rasporeda predizgrađenih kabinovskih sekundarnih opreme u pametnim pretvorima

1. Glavni faktori koji utječu na iskorištavanje prostora i ugodnost održavanja predizrađenih kontejnera za sekundarno opremu
1.1 Razina razvoja i savršenstva uređaja za priključivanje s prednjeg strane

Uticaj uređaja za priključivanje s prednjeg strane na primjenu predizrađenih kontejnera fokusira se na tri aspekta: raspored ormara za sklopove, oblik kombinacije kontejnera u predizrađenom kontejneru i radno opterećenje na terenu. Kada razvoj uređaja za priključivanje s prednjeg strane nije savršen, koristi se tradicionalna struktura ormara za sklopove. Na primjer, 220kV podstanica Qingzhu u Anhui koristi jednosmjerne kontejnere u jednom redu, a 110kV podstanica Weicheng u Hubei koristi dvosmjerne kontejnere u dva reda. U ovim dvama modovima, relativno mali broj ormara za sklopove može biti smješten unutar kontejnera.

Da bi se poboljšalo iskorištavanje prostora unutar kontejnera, kasnija projekti su pokušali i jednosmjeni kontejner u dva reda. Na primjer, 220kV podstanica Dashi u Chongqing koristi jednosmjene kontejnere u dva reda, a pretvorbeni postroj ±800kV Lingzhou koristi jednosmjene kontejnere u dva reda s povećanim dimenzijama kontejnera. Informacije o dimenzijama kontejnera i radnom opterećenju na terenu za ova četiri projekta statistički su sažete sljedeće.

Jednosmjene kontejnere u dva reda mogu smjestiti gotovo dvaput više ormara za sklopove nego jednosmjerne kontejnere u jednom redu i dvosmjerne kontejnere u dva reda. Također imaju prednosti poput neophodnosti spajanja na terenu, neophodnosti priključivanja unutar kontejnera i niske cijene kontejnera. Međutim, u jednosmjenoj kontejnerskoj strukturi u dva reda, održavanje opreme može se vršiti samo otvaranjem vrata na bocnoj zidini kontejnera ili povećanjem dimenzija kontejnera. Održavanje van kontejnera ne može zadovoljiti zahtjeve za održavanjem u svim vremenskim prilikama; povećanje dimenzija kontejnera ne samo što povećava trošak transporta, već također ima više zahtjeva za prohodnost ceste.

1.2 Dimenzije ormara za sklopove

Trenutno, dimenzije ormara za sklopove unutar kontejnera uključuju 800×600×2260, 600×600×2260, 600×900×2260 itd. Kada se ormari za sklopove smještaju u predizrađene kontejnere iste specifikacije, smanjenje veličine ormara za sklopove može efektivno povećati broj ormara koji se mogu smjestiti.

1.3 Metoda raspoređivanja kabela unutar kontejnera

Unutar kontejnera za sekundarnu opremu, potrebno je izvršiti raspoređivanje različitih kabela, kao što su naponski kabeli, optički kabeli i patch kabeli. Postoji glavno tri sheme raspoređivanja kabela unutar kontejnera: postavljanje rampe za kable na vrhu kontejnera, postavljanje rampe za kable na dnu kontejnera i kombinacija ova dva. U svih triju ovih metoda, unutar kontejnera koristi se struktura ormara za sklopove, a rad na raspoređivanju kabela mora se izvršiti nakon što su ormari za sklopove postavljeni.

Osim toga, kabeli su međusobno umiješani između strukture kontejnera i ormara za sklopove, što dovodi do neugodnosti kod kasnijeg održavanja kabela. Najčešće korištena shema postavljanja sloja za kable na dnu kontejnera zahtijeva da se tijekom održavanja kabela prvo podigne antistatička podloga, a zatim se operacije izvode u uskom prostoru. To dovodi do velikog radnog opterećenja i dugog vremena izgradnje.

1.4 Završni uređaji i dugoročna proširenja i rekonstrukcije ormara za sklopove

Dugoročna proširenja i rekonstrukcije unutar kontejnera za sekundarnu opremu uglavnom koriste shemu dodavanja novih ormara za sklopove kasnije i zatim spajanja kabela, ili postavljanja praznih ormara unaprijed i izvršavanja instalacije i priključivanja opreme unutar ormara tijekom razdoblja rekonstrukcije. Prvi scenarij ima visoku intenzitet rada, a drugi je ograničen uskim prostorom unutar kontejnera, što rezultira dugim periodom rekonstrukcije.

Kao što se može vidjeti iz analize u odjeljcima 1.1-1.4, faktori koji utječu na iskorištavanje prostora i ugodnost održavanja unutar kontejnera za sekundarnu opremu uglavnom se fokusiraju na forme strukture uređaja za priključivanje s prednjeg strane i ormara za sklopove. S obzirom da su uređaji za priključivanje s prednjeg strane postepeno dozrijevali i proširivali, trebala bi se provesti optimizacijska istraživanja nad formama strukture ormara za sklopove. Također, potrebna su istraživanja nad ugodnošću operativnog i održavnog rada opreme unutar kontejnera kako bi se ostvario učinkovit i brz operativni i održavni rad.

2. Istraživanje integriranog strukturnog rasporeda sekundarne opreme

S ciljem rješavanja gornjih problema, predložena je optimizirana shema ormara za sklopove temeljena na integriranom strukturnom rasporedu kako bi se riješili problemi niskog iskorištavanja prostora unutar kontejnera i teškoće u postavljanju ormara za sklopove u kontejner. Predloženo je istraživanje i dizajn otvorene sheme raspoređivanja kabela kako bi se riješili problemi teškoće instalacije i održavanja optičkih i naponskih kabela.

2.1 Integrirane strukturne dimenzije sekundarne opreme

Kao primjer, vanjske dimenzije tipa III kontejnera su 12200×2800×3133, a debljina antistatičke podloge je 250mm.

2.1.1 Strukturna visina

Čista visina unutar kontejnera je 2670mm. Prema funkcionalnoj zoniranju, visina unutar kontejnera dijeli se na tri dijela od dna prema vrhu: visina antistatičke pomične podloge, visina integrirane strukture i visina dodatnih montažnih komponenti. Nakon uklanjanja visine antistatičke pomične podloge, preostala visina iznosi 2420mm. Usporedbom s visinom tradicionalnih ormara za sklopove, visina integrirane strukture je dodeljena kao 2300mm, a visina dodatnih komponenti 120mm.

2.1.2 Strukturna širina

U tradicionalnim ormari ma za sklopove s priključivanjem s prednjeg strane, terminali uređaja horizontalno su raspoređeni i instalirani na dnu ormara, a broj instalacija je ograničen. Da bi se olakšao kasniji operativni i održavni rad na opremi i skraćen put spajanja između uređaja i terminala, terminali su vertikalno raspoređeni desno od uređaja.

2.1.3 Strukturna dubina

Da bi se zadovoljile zahtjeve za dubinom instalacije opreme različitih proizvođača, dubina strukturne jedinice dizajnirana je uz referencu na dubinu tradicionalnih ormari ma, koja iznosi 600mm. Uzimajući u obzir da se dubina smanji nakon otkazivanja vrata ormara i uzimanja nužnih protuotklonskih mjera, dubina strukturne jedinice iznosi 550mm.

2.1.4 Sažetak

Preko gore navedene analize, dimenzije pojedine strukturne jedinice unutar predizrađenog kontejnera iznose 2300×700×550. Nakon upotrebe ove veličine strukture, prostorni raspored ormara za sklopove unutar kontejnera može postići maksimalno iskorištavanje.

2.2 Raspored sekundarne opreme unutar integrirane strukture
2.2.1 Modularna shema zoniranja strukturne jedinice

Unutar strukturne jedinice, referentno na postojeći način instalacije opreme ormara za sklopove, dijeli se na tri dijela od vrha prema dnu: zona za instalaciju automatskih prekidača, zona za instalaciju opreme i zona za instalaciju pribora. Između njih, zona za instalaciju opreme dijeli se na zonu za instalaciju uređaja i zonu za održavanje uređaja s lijeva na desno.

2.2.2 Dizajn visine zone za instalaciju opreme

Da bi se povećao broj opreme instalirane unutar jedne strukture, najprije se prebrojavaju visine opreme koje se trebaju instalirati unutar strukture. Zaštitni uređaj je visok 4U ili 6U, a prekidači i oklop za kable uglavnom su visoki 1U. Na primjer, za instalaciju 2 prekidača u intervalu iznad nivoa 220kV, visina 4U može zadovoljiti zahtjeve za instalacijom 2 prekidača i 1 oklopa za kable.

Broj tvrdih tlakača i gumba inteligentnog uređaja konfiguriran je kao 2 tvrde tlakača i 1 reset gumb za zaštitni uređaj; i 3 tvrde tlakača i 1 reset gumb za mjerilno-kontrolni uređaj. 4U panel može smjestiti najviše 2 reda, s 9 tvrdih tlakača ili gumba u svakom redu. Stoga 4U panel može zadovoljiti zahtjeve za instalacijom 6 zaštitnih uređaja ili 4 mjerilno-kontrolna uređaja.

2.3 Istraživanje dizajna ugodnosti održavanja integrirane strukture
2.3.1 Ergonomski dizajn strukturne jedinice

Na osnovu analize polja vida održavatelja u stajnom položaju, vizualna točka ljudi je približno između 1,5-1,6m, a najbolje polje vida je unutar raspona 10° iznad i ispod horizontalne vizualne točke, tj. visina instalacije uređaja je između 1215-1920mm, a visina 700mm. Prema gore navedenim zahtjevima za visinu i kombiniranoj analitičkoj podacima, kada se koristi "6-modul" shema raspoređivanja, može se dobiti najbolji iskustveni rad.

Shema otvorenog kanala za održavanje uključuje tri dijela: unutar strukturne jedinice, u području između strukturnih jedinica u istom redu i u kanalu za priključivanje kabela unutar kontejnera.

• Otvoreni kanal za održavanje unutar strukturne jedinice. Desno od zone za instalaciju uređaja postavljena je zona za održavanje uređaja iste visine za smještanje terminalne trake. Primijenjena je shema separacije optičkih i električnih kabela, gdje su patch kabeli i komunikacijski kabeli vertikalno instalirani s lijeve strane, a naponski kabeli vertikalno instalirani s desne strane.

• Otvoreni kanal za održavanje između strukturnih jedinica u istom redu. Koristi se "7"-oblikovna stupna struktura kako bi stupovi strukturnih jedinica u istom redu mogli formirati kontinuiran i otvoren kanal za raspoređivanje kabela. Kanal za raspoređivanje optičkih i naponskih kabela u istom redu premješten je ispod antistatičke podloge na preko antistatičke podloge.

• Kanal za prelaz kabela unutar kontejnera (između dva reda strukturnih jedinica). Ispod antistatičke podloge između dva reda struktura postavljena su manje rampe za kable. Pri izvršavanju rada na održavanju kabela između dva reda, potrebno je samo podići manje antistatičke podloge u širinskom smjeru kontejnera, a osoblje može stajati na drugim antistatičkim podlogama kako bi izvršilo održavanje kabela u međusloju. Također, antistatička podloga na vrhu kanala za kable može biti izrađena od prozirnog vodljivog stakla ili označena oznakama kako bi se omogućilo brzo pozicioniranje.

3. Zaključci

Ovaj članak provodi istraživanje postojećih problema predizrađenih kontejnera i inovativno predlaže strukturu integriranu s predizrađenim kontejnerom, dostizajući očekivane rezultate. Kroz istraživanje, dobiveni su sljedeći zaključci:

• Integrirana struktura zamjenjuje tradicionalne ormare za sklopove, a broj ormara koji se mogu smjestiti unutar kontejnera povećan je za 12-17%. Ako se pozicija vrata kontejnera prilagodi, može se povećati za 28-37%.

• Za raspored opreme unutar strukture primijenjena je "6-modul" shema, što poboljšava iskorištavanje prostora unutar strukture i olakšava promatranje i rad.

• Dizajn otvorenog kanala za raspoređivanje kabela značajno smanjuje radno opterećenje i težine operativnog i održavnog rada na kablama.