Anvendelse av integrert strukturell oppsett av forhåndsmonterte kabinetype sekundærutstyr i smarte transformasjonsstasjoner

1. Hovedfaktorer som påvirker romforbruket og vedlikeholdskonvenansen for prefabriserte kabiner for sekundærutstyr
1.1 Utviklingsgrad og perfeksjon av frontkabelbeskyttelsesenheter

Inflytelsen av frontkabelbeskyttelsesenheter på bruk av prefabriserte kabiner fokuserer hovedsakelig på tre aspekter: oppsettet av bryterkabinetter, formen for kabinens kombinasjon i prefabrisert kabin, og arbeidsmengden for lokal konstruksjon. Når utviklingen av frontkabelenheter ikke er fullført, benyttes det tradisjonelle kabinettoppsettet. For eksempel bruker 220kV Qingzhu-stasjonen i Anhui enkel-kabin enkelt-rad modus, mens 110kV Weicheng-stasjonen i Hubei bruker dobbel-kabin dobbelt-rad modus. I disse to modiene er antallet bryterkabinetter som kan plasseres inni kabinen, relativt lite.

For å forbedre romforbruket inni kabinen, har senere prosjekter også prøvd enkel-kabin dobbelt-rad modus. For eksempel bruker 220kV Dashi-stasjonen i Chongqing enkel-kabin dobbelt-rad modus, og ±800kV Lingzhou omskalingsstasjon bruker enkel-kabin dobbelt-rad modus med økte kabinmål. Informasjon om kabinmål og lokal konstruksjonsmengde for disse fire prosjektene er statistisk samlet sammen som følger.

Enkel-kabin dobbelt-rad modus kan akkommodere nesten dobbelt så mange bryterkabinetter som enkel-kabin enkelt-rad og dobbel-kabin dobbelt-rad modus. I tillegg har den fordeler som ingen behov for lokal sammensetting, ingen behov for kabling inni kabinen, og lav kabinpris. Imidlertid, i enkel-kabin dobbelt-rad modus, kan utstyrsmaintenans kun utføres ved å åpne dør på sideveggen av kabinen eller øke størrelsen på kabinen. Vedlikehold utenfor kabinen kan ikke oppfylle kravene til all-veier vedlikehold; øking av kabinstørrelse øker ikke bare transportkostnad, men krever også høyere passasjabilitet for veien.

1.2 Mål for bryterkabinetter

Nåværende mål for bryterkabinetter inni kabinen inkluderer 800×600×2260, 600×600×2260, 600×900×2260, etc. Når bryterkabinetter plasseres i prefabriserte kabiner av samme spesifikasjon, kan redusert størrelse på bryterkabinetter effektivt øke antallet kabinetter som kan plasseres.

1.3 Kabellayoutmetode inni kabinen

Inni sekundærutstyrs kabin, må ulike kabler som strømkabler, fiberkabler, og patchkabler legges. Det finnes hovedsakelig tre kabellayoutløsninger inni kabinen: setting av et kabelløp på toppen av kabinen, setting av et kabelløp nederst i kabinen, og kombinering av de to. I alle tre av disse metodene, brukes kabinettoppsettet inni kabinen, og kabellayoutarbeidet må utføres etter at bryterkabinetter er på plass.

I tillegg, er kablene blanda mellom kabinstrukturen og bryterkabinetter, noe som skaper ulemper for fremtidig kabelvedlikehold. Den mest brukte løsningen med setting av et kabellag nederst i kabinen krever at statisk-sikker gulv først må løftes, og deretter kan operasjoner utføres i et smalt rom. Dette fører til stor arbeidsmengde og lang konstruksjonsperiode.

1.4 Terminaler og langtidsutvidelse og rekonstruksjon av bryterkabinetter

Langtidsutvidelse og rekonstruksjon av arbeid inni sekundærutstyrs kabin hovedsakelig bruker løsningen med å legge til nye bryterkabinetter senere og deretter koble kabler, eller sette tomme kabinetter på plass på forhånd og utføre installasjon og kablingsarbeid av utstyr inni kabinetten under rekonstruksjonsperioden. Den første har høy arbeidsintensitet, og den andre er begrenset av det smale rommet inni kabinen, noe som fører til lang rekonstruksjonsperiode.

Som kan sees fra analysen i seksjon 1.1-1.4, er faktorene som påvirker romforbruket og vedlikeholdskonvenansen inni sekundærutstyrs kabin hovedsakelig fokusert på strukturformer for frontkabelenheter og bryterkabinetter. Ettersom frontkabelenheter gradvis har blitt moden og populær, bør optimiseringsforskning gjennomføres på strukturformer for bryterkabinetter. I tillegg kreves forskning på bekvemmeligheten av vedlikeholdsarbeid for utstyr inni kabinen for å oppnå effektiv og rask vedlikeholdshåndtering.

2. Forskning på integrert strukturoppsett for sekundærutstyr

Med tanke på de ovennevnte problemene, foreslås en optimalisert løsning for bryterkabinetter basert på integrert strukturoppsett for å løse problemer med lavt romforbruk inni kabinen og vanskelig installasjon av bryterkabinetter i kabinen. En forsknings- og designløsning for åpen kabellayout foreslås for å løse problemet med vanskelig installasjon og vedlikehold av fiber- og strømkabler.

2.1 Integrerte strukturdimensjoner for sekundærutstyr

Med Type III kabin som eksempel, er dens eksterne dimensjoner 12200×2800×3133, og statisk-sikker gulv er 250mm tykt.

2.1.1 Strukturelt høyde

Nettohøyden inni kabinen er 2670mm. Ifølge funksjonell zonering, er høyden inni kabinen delt inn i tre deler fra bunnen til toppen: høyden av statisk-sikker flyttbar gulv, høyden av integrert struktur, og høyden av monterte komponenter. Etter fjerning av høyden av statisk-sikker flyttbar gulv, er resthøyden 2420mm. Med referanse til høyden av tradisjonelle bryterkabinetter, er høyden av integrert struktur tildelt som 2300mm, og høyden av monterte komponenter er 120mm.

2.1.2 Strukturelt bredde

I tradisjonelle frontkablede bryterkabinetter, er enhetskontakter horisontalt plassert og installert nederst i kabinetet, og antallet installasjoner er begrenset. For å forenkle fremtidig vedlikeholdsarbeid av utstyr og forkorte koblingsveien mellom enhet og kontakter, er kontakter vertikalt plassert på høyre side av enheten.

2.1.3 Strukturelt dybde

For å møte installasjonsdybderequirements for utstyr fra ulike produsenter, er dybden av strukturenhet designet med referanse til dybden av tradisjonelle skrivebord, som er 600mm. Samtidig, med tanke på at dybden er redusert etter avskaffing av kabinettdør og nødvendige feiloperasjonsforhindringsforanstaltninger, er dybden av strukturenhet 550mm.

2.1.4 Oppsummering

Gjennom den ovennevnte analysen, er dimensjonene for en enkelt strukturenhet inni prefabrisert kabin 2300×700×550. Etter å ha brukt denne størrelsesstruktur, kan romoppsettet av bryterkabinetter inni kabinen oppnå maksimalt forbruk.

2.2 Oppsett av sekundærutstyr inni integrert struktur
2.2.1 Modulær zoneringsskjema for strukturenheten

Inni strukturenheten, med referanse til eksisterende installasjonsmåte for bryterkabinetutstyr, er det delt inn i tre deler fra toppen til bunnen: luftbryterinstallasjonsområdet, utstyrinstallasjonsområdet, og tilbehørinstallasjonsområdet. Av disse, er utstyrinstallasjonsområdet delt inn i enhetsinstallasjonsområdet og enhetsvedlikeholdsområdet fra venstre til høyre.

2.2.2 Høyde design av utstyrinstallasjonsområdet

For å øke antallet enheter installert inni en enkelt struktur, teller man først høyden av utstyret som skal installeres inni strukturen. Beskyttelsesenheter er 4U eller 6U høye, og switch og kabelrullestativ er mest 1U høye. Som eksempel, ved installasjon av 2 switcher i intervallet over 220kV spenning, kan en høyde på 4U møte installasjonskravene for 2 switcher og 1 kabelrullestativ.

Antallet hard trykkplater og knapper for intelligente enheter er konfigurert som 2 hard trykkplater og 1 nullstillingsknapp for beskyttelsesenheter, og 3 hard trykkplater og 1 nullstillingsknapp for måling- og kontrollenheter. 4U installasjonspanel kan plassere opptil 2 rader, med 9 hard trykkplater eller knapper i hver rad. Derfor, kan 4U panel møte installasjonskravene for 6 beskyttelsesenheter eller 4 måling- og kontrollenheter.

2.3 Forskning på design av vedlikeholdsbevilling for integrert struktur
2.3.1 Ergonomisk design av strukturenheten

Basert på analyse av vedlikeholdspersonals synsfelt i stående posisjon, er synspunktet til en person omtrent mellom 1.5-1.6m, og det beste synsfeltet ligger innenfor rekkevidden av 10° over og under horisontalt synspunkt, altså er installasjonshøyden for enheten mellom 1215-1920mm, og høyden er 700mm. Basert på de ovennevnte høydekriteriene og kombinert med analysedata, når "6-modul" enhetsoppsett metode blir valgt, kan den beste operasjonsopplevelsen oppnås.

Åpen vedlikeholdsvei-skjema inkluderer tre deler: inni strukturenheten, området mellom strukturenheter i samme rad, og kabelløp inni kabinen.

• Åpen vedlikeholdsvei inni strukturenheten. Et vedlikeholdsområde av samme høyde er satt på høyre side av enhetsinstallasjonsområdet for å plassere terminalstrip. En optisk og elektrisk separat kabellayoutmetode er valgt, med patchkabler og kommunikasjonskabler vertikalt installert på venstre side, og strømkabler vertikalt installert på høyre side.

• Åpen vedlikeholdsvei mellom strukturenheter i samme rad. Bruk "7"-formet kolonne-struktur slik at kolonnene av strukturenheter i samme rad kan danne en kontinuerlig og åpen kabellayoutkanal. Flytt optisk og strømkabellayoutkanal for samme rad fra under statisk-sikker gulv til over statisk-sikker gulv.

• Kabelkryssing kanal inni kabinen (mellom to rader av strukturenheter). Et lite antall kabelløp er satt under statisk-sikker gulv mellom de to radene av strukturer. Når kabellayoutarbeidet mellom de to radene utføres, trenger bare et lite antall statisk-sikre gulv i kabinens breddeforhold å løftes, og personell kan stå på andre statisk-sikre gulv for å utføre vedlikeholdsarbeid på kabler i laget. I tillegg, kan statisk-sikre gulv øverst i kabelløp kanalen være laget av transparent ledende glass eller merket med tegn for hurtig posisjonering.

3. Konklusjoner

Denne artikkelen utfører forskning på eksisterende problemer med prefabriserte kabinprodukter og foreslår innovativt en struktur som er integrert med prefabriserte kabiner, og oppnår forventede resultater. Gjennom forskning, er følgende konklusjoner oppnådd:

• Integrert struktur erstatter tradisjonelle bryterkabinetter, og antallet kabinetter som kan plasseres inni kabinen øker med 12-17%. Hvis posisjonen av kabinens dør justeres, kan det øke med 28-37%.

• "6-modul" oppsettmetode blir valgt for utstyrsonens layout inni strukturen, som forbedrer romforbruket inni strukturen og forenkler observasjon og operasjon.

• Designet av fullstendig åpen kabellayoutkanal reduserer betydelig arbeidsmengden og vanskeligheten av kabellayout og vedlikehold.