Primena integriranog strukturnog rasporeda prefabriciranih kabinasti sekundarnih opreme u pametnim transformatornicama

1. Glavni faktori koji utiču na stopu iskorišćenja prostora i ugodnost održavanja prefabriciranih kabineta za sekundarno opremu
1.1 Nivo razvoja i savršenstva naprednih uređaja za zaštitu

Uticaj naprednih uređaja za zaštitu na primenu prefabriciranih kabineta uglavnom se fokusira na tri aspekta: raspored distribucijskih ormarića, oblik kombinacije kabineta unutar prefabriciranog kabineta i radni zahvat na mestu. Kada razvoj naprednih uređaja nije savršen, koristi se tradicionalna struktura distribucijskih ormarića. Na primer, 220kV Qingzhu podstacija u Anhui koristi jednokabinetski jednoređni mod, a 110kV Weicheng podstacija u Hubei koristi dvokabinetski dvostruki red. U ovim dvema modovima, broj distribucijskih ormarića koji se mogu smestiti unutar kabineta je relativno mali.

Da bi se poboljšala stopa iskorišćenja prostora unutar kabineta, kasniji projekti su takođe pokušali jednokabinetski dvostruki red. Na primer, 220kV Dashi podstacija u Chongqing-u koristi jednokabinetski dvostruki red, a ±800kV Lingzhou pretvorbeni postrojaje koriste jednokabinetski dvostruki red sa povećanim dimenzijama kabineta. Informacije o dimenzijama kabineta i radnim zahvatima na mestu ovih četiri projekta su statistički sažete ispod.

Jednokabinetski dvostruki red može smestiti skoro dvostruko više distribucijskih ormarića od jednokabinetskog jednoređnog i dvokabinetskog dvostrukog reda. Takođe, ima prednosti kao što su neophodnost spajanja na mestu, neophodnost vezanja unutar kabineta i niska cena kabineta. Međutim, u jednokabinetskom dvostrukom redu, održavanje opreme može se izvršiti samo otvaranjem vrata na bocnoj zidini kabineta ili povećanjem dimenzija kabineta. Održavanje van kabineta ne može zadovoljiti zahteve za održavanjem u svakom vremenskom uslovu; povećanje dimenzija kabineta ne samo da povećava troškove transporta, već i zahteva više preduvjeta za prolaznost puteva.

1.2 Dimenzije distribucijskih ormarića

Trenutno, dimenzije distribucijskih ormarića unutar kabineta uključuju 800×600×2260, 600×600×2260, 600×900×2260 itd. Kada se distribucijski ormarići smještaju u prefabricirane kabinete iste specifikacije, smanjenje dimenzija distribucijskih ormarića može efektivno povećati broj ormarića koji se mogu smjestiti.

1.3 Metoda raspoređivanja kabela unutar kabineta

Unutar kabineta sekundarne opreme, potrebno je smjestiti razne kable, poput električnih kabela, optičkih kabela i patch kabela. Postoji tri glavne sheme raspoređivanja kabela unutar kabineta: postavljanje štapića za vezanje na vrhu kabineta, postavljanje štapića za vezanje na dnu kabineta i kombinacija ova dva. U svim ovim metodama, unutar kabineta koristi se struktura distribucijskih ormarića, a rad vezanja kabela mora se izvršiti nakon postavljanja distribucijskih ormarića.

Dodatno, kabeli su umješteni između strukture kabineta i distribucijskih ormarića, što dovodi do nedugodnosti u nadležnom održavanju kabela. Najčešće korišćena shema postavljanja sloja za kable na dnu kabineta zahteva da se prvo podigne antistatička podloga, a zatim se operacije izvršavaju u uskom prostoru. To dovodi do velikog radnog zahvata i dugog vremena izgradnje.

1.4 Terminali i dugoročna ekspanzija i rekonstrukcija distribucijskih ormarića

Dugoročna ekspanzija i rekonstrukcija unutar kabineta sekundarne opreme uglavnom koristi shemu dodavanja novih distribucijskih ormarića kasnije i zatim vezanja kabela, ili postavljanja praznih ormarića unaprijed i izvršavanja instalacije i vezanja opreme unutar ormarića tijekom razdoblja rekonstrukcije. Prvi pristup ima visoku intenzitet rada, a drugi je ograničen uskim prostorom unutar kabineta, što dovodi do dugo trajanja rekonstrukcije.

Kao što se može vidjeti iz analize u odjeljcima 1.1-1.4, faktori koji utiču na stopu iskorišćenja prostora i ugodnost održavanja unutar kabineta sekundarne opreme uglavnom se fokusiraju na forme struktura naprednih uređaja i distribucijskih ormarića. S obzirom da su napredni uređaji postepeno dozreli i proširili se, trebalo bi provesti optimizacijska istraživanja formi struktura distribucijskih ormarića. Takođe, potrebno je istražiti ugodnost održavanja opreme unutar kabineta kako bi se ostvario učinkovit i brz rad održavanja.

2. Istraživanje integrirane strukturne raspodele sekundarne opreme

S ciljem rješavanja gore navedenih problema, predlaže se optimizirana shema distribucijskih ormarića temeljena na integriranoj strukturnoj raspodeli kako bi se riješili problemi niske stope iskorišćenja prostora unutar kabineta i teškoće instalacije distribucijskih ormarića u kabinetu. Predlaže se istraživanje i dizajn otvorene sheme raspoređivanja kabela kako bi se riješili problemi teškoće instalacije i održavanja optičkih i električnih kabela.

2.1 Integrirane strukturne dimenzije sekundarne opreme

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

2.1.1 Strukturna visina

Čista visina unutar kabineta je 2670mm. Prema funkcionalnoj zoniranju, visina unutar kabineta je podeljena na tri dijela od dna do vrha: visina antistatičke pokretne podloge, visina integrirane strukture i visina dodatnih montiranih komponenti. Nakon uklanjanja visine antistatičke pokretne podloge, preostala visina je 2420mm. Referentna visina tradicionalnih distribucijskih ormarića, visina integrirane strukture je dodeljena kao 2300mm, a visina dodatnih komponenti je 120mm.

2.1.2 Strukturna širina

U tradicionalnim naprednim distribucijskim ormarićima, terminali uređaja su horizontalno raspoređeni i instalirani na dnu ormarića, a broj instalacija je ograničen. Da bi se olakšao nadležni rad održavanja opreme i skraćen put vezanja između uređaja i terminala, terminali su vertikalno raspoređeni na desnoj strani uređaja.

2.1.3 Strukturna dubina

Da bi se zadovoljile zahteve za dubinom instalacije opreme različitih proizvođača, dubina strukturne jedinice je dizajnirana referentno na dubinu tradicionalnih distribucijskih ormarića, koja iznosi 600mm. Uz to, uzimajući u obzir da se dubina smanji nakon otkazivanja vrata ormarića i uzimanja potrebnih protuzlomnih mera, dubina strukturne jedinice iznosi 550mm.

2.1.4 Sažetak

Preko gornje analize, dimenzije pojedinačne strukturne jedinice unutar prefabriciranog kabineta su 2300×700×550. Nakon upotrebe ove veličine strukture, raspored distribucijskih ormarića unutar kabineta može dostići maksimalnu stopu iskorišćenja prostora.

2.2 Raspored sekundarne opreme unutar integrirane strukture
2.2.1 Modularna zona strukturne jedinice

Unutar strukturne jedinice, referentno na postojeći način instalacije opreme distribucijskih ormarića, podijeljena je na tri dijela od vrha do dna: zona za instalaciju automatskih prekidača, zona za instalaciju opreme i zona za instalaciju dodataka. Između njih, zona za instalaciju opreme je podijeljena na zonu za instalaciju uređaja i zonu za održavanje uređaja s lijeve na desnu stranu.

2.2.2 Visina dizajna zone za instalaciju opreme

Da bi se povećao broj opreme instaliran unutar jedne strukture, prvo se prebrojavaju visine opreme koje se trebaju instalirati unutar strukture. Uređaj za zaštitu je visok 4U ili 6U, a prekidači i oklopni štapovi su uglavnom visoki 1U. Na primjer, uz instalaciju 2 prekidača iznad intervala 220kV, visina od 4U može zadovoljiti zahteve za instalaciju 2 prekidača i 1 oklopni štap.

Broj tvrdih preplatnih tabela i dugmića inteligentnog uređaja konfigurisan je kao 2 tvrde preplatne tabele i 1 dugme za resetovanje za uređaj za zaštitu; i 3 tvrde preplatne tabele i 1 dugme za resetovanje za uređaj za merenje i kontrolu. 4U panel može smjestiti najviše 2 reda, sa 9 tvrdih preplatnih tabela ili dugmića u svakom redu. Stoga, 4U panel može zadovoljiti zahteve za instalaciju 6 uređaja za zaštitu ili 4 uređaja za merenje i kontrolu.

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

Na osnovu analize polja vida održavatelja u stajalici, tačka vida osobe je približno između 1,5-1,6m, a najbolje polje vida je u rasponu od 10° iznad i ispod horizontalne tačke vida, tj. visina instalacije uređaja je između 1215-1920mm, a visina je 700mm. Prema gore navedenim zahtevima za visinu i u kombinaciji sa analitičkim podacima, kada se koristi metoda "6-modula" za raspored opreme, dobija se najbolje iskustvo u radu.

Otvorena shema kanala za održavanje uključuje tri dijela: unutar strukturne jedinice, područje između strukturnih jedinica u istom redu i kanal za vezanje unutar kabineta.

• Otvoreni kanal za održavanje unutar strukturne jedinice. Na desnoj strani zone za instalaciju uređaja postavljena je zona za održavanje uređaja iste visine za smještanje terminalne trake. Primijenjena je shema separacije optičkih i električnih kabela, s patch kablama i komunikacionim kablama vertikalno instaliranim na lijevoj strani, a električnim kablama vertikalno instaliranim na desnoj strani.

• Otvoreni kanal za održavanje između strukturnih jedinica u istom redu. Koristi se "7"-oblik kolona kako bi se kolone strukturnih jedinica u istom redu mogle formirati u kontinuirani i otvoreni kanal za vezanje kabela. Kanal za vezanje optičkih i električnih kabela u istom redu premješten je ispod antistatičke podloge iznad antistatičke podloge.

• Kanal za prelaz kablova unutar kabineta (između dva reda strukturnih jedinica). Ispod antistatičke podloge između dva reda struktura postavljen je manji broj štapića za vezanje. Kada se izvršavaju radovi održavanja kablova između dva reda, potrebno je podići samo manji broj antistatičkih podloga u širini kabineta, a osoblje može stajati na drugim antistatičkim podlogama kako bi izvršilo radove održavanja kablova u sloju. Takođe, antistatička podloga na vrhu kanala za vezanje može biti izrađena od transparentnog provodljivog stakla ili označena oznakama kako bi se omogućilo brzo pozicioniranje.

3. Zaključci

Ovaj članak istražuje postojeće probleme prefabriciranih kabineta i inovativno predlaže strukturu integriranu sa prefabriciranim kabinetom, dostižući očekivane rezultate. Kroz istraživanje, dovedeni su sledeći zaključci:

• Integrirana struktura zamjenjuje tradicionalne distribucijske ormarića, a broj ormarića koji se mogu smestiti unutar kabineta povećan je za 12-17%. Ako se pozicija vrata kabineta prilagodi, može se povećati za 28-37%.

• Metoda "6-modula" za raspored zone opreme unutar strukture poboljšava stopu iskorišćenja prostora unutar strukture i olakšava promatranje i rad.

• Dizajn otvorenog kanala za vezanje kabela značajno smanjuje radni zahvat i težinu održavanja kabela.