Akıllı Trafo Merkezlerinde Hazır Kabina Tipi İkincil Ekipmanların Entegre Yapısal Dizilişinin Uygulaması

1. İkincil Ekipman Kabini için Alan Kullanım Oranı ve İşletme Bakım Kolaylığına Etki Eden Ana Faktörler
1.1 Ön Telifli Koruma Cihazlarının Gelişme ve Kesinleşme Derecesi

Ön telifli koruma cihazlarının önceden monte edilmiş kabine uygulamasına etkisi genellikle üç aspekte odaklanır: anahtarlı kabinetlerin düzeni, önceden monte edilmiş kabindeki kabin kombinasyonunun şekli ve saha inşaatı iş yükü. Ön telifli cihazların gelişimi tam değilken, geleneksel anahtarlı kabinet yapısı benimsenir. Örneğin, Anhui'deki 220kV Qingzhu Trafo İstasyonu tek kabin tek sıra modusunu kullanırken, Hubei'deki 110kV Weicheng Trafo İstasyonu çift kabin çift sıra modusunu kullanmaktadır. Bu iki modusta, kabinin içine yerleştirilebilecek anahtarlı kabinet sayısı nispeten azdır.

Kabinin içindeki alan kullanım oranını artırmak için daha sonraki projeler de tek kabin çift sıra modusunu denemiştir. Örneğin, Çongçing'deki 220kV Dashi Trafo İstasyonu tek kabin çift sıra modusunu kullanırken, ±800kV Lingzhou Dönüştürücü İstasyonu ise kabin boyutlarını artırarak tek kabin çift sıra modusunu benimsemiştir. Bu dört projenin kabin boyutları ve saha inşaat hacmi gibi bilgiler istatistiksel olarak aşağıdaki gibidir.

Tek kabin çift sıra modusu, tek kabin tek sıra ve çift kabin çift sıra modüslerine kıyasla yaklaşık iki kat fazla anahtarlı kabinet barındırabilir. Ayrıca, saha birleştirme ihtiyacının olmaması, kabin içinde kablo çekmenin gerekmemesi ve düşük kabin maliyeti gibi avantajlarına sahiptir. Ancak, tek kabin çift sıra modusunda, ekipman bakımı sadece kabin yan duvarındaki kapı açılarak veya kabin boyutlarının artırılmasıyla gerçekleştirilebilir. Kabin dışındaki bakım tüm hava koşullarında bakım gereksinimlerini karşılayamaz; kabin boyutlarının artırılması hem taşıma maliyetini artırır, hem de yol geçitlenebilirliği için daha yüksek gereksinimler ortaya çıkarır.

1.2 Anahtarlı Kabinet Boyutları

Şu anda, kabin içindeki anahtarlı kabinet boyutları 800×600×2260, 600×600×2260, 600×900×2260 vb. içerir. Aynı özelliklere sahip önceden monte edilmiş kabinlerde anahtarlı kabinetleri yerleştirirken, anahtarlı kabinet boyutlarını azaltmak, yerleştirilebilecek kabinet sayısını etkili bir şekilde artırabilir.

1.3 Kabin İçindeki Kablo Düzeni Yöntemi

İkincil ekipman kabininin içinde, güç kabloları, optik kablolar ve düzeltme kabloları gibi çeşitli kabloların düzenlenmesi gerekmektedir. Kabin içindeki kablo düzeni için genellikle üç şema bulunmaktadır: kabinin üstünde bir kablo rafı kurulması, kabinin altında bir kablo rafı kurulması ve bu iki yöntemin birleştirilmesi. Bu üç yöntemde, kabinin içinde anahtarlı kabinet yapısı kullanılır ve kablo düzenleme işi, anahtarlı kabinetler yerleştirildikten sonra gerçekleştirilir.

Ayrıca, kablolar kabin ve anahtarlı kabinet yapıları arasında yerleştirilir, bu da sonraki kablo bakım işlerini zorlaştırır.Kabinin altına kablo ara katı kurma en yaygın kullanılan şemadır, bu şema, kablo bakım sürecinde elektrostatik zeminin önce kaldırılması ve ardından dar bir alanda işlemlerin yapılması gerektiği anlamına gelir. Bu durum, büyük bir iş yükü ve uzun bir inşaat süresine neden olur.

1.4 Anahtarlı Kabinetlerin Uç Nokta ve Uzun Vadeli Genişleme ve Yeniden Yapılandırma

İkincil ekipman kabininin içindeki uzun vadeli genişleme ve yeniden yapılandırma çalışmaları genellikle daha sonra yeni anahtarlı kabinetler ekleyerek ve kabloları bağlayarak veya boş kabinetleri önceden yerleştirip yeniden yapılandırma sırasında kabinetlerin içindeki ekipmanı kurma ve kablo çekme işlerini gerçekleştirmek şeklinde yapılır. İlk yöntem yoğun bir çalışma gerektirirken, ikinci yöntem kabinin dar alanı nedeniyle uzun bir yeniden yapılandırma süresine neden olur.

1.1-1.4 bölümlerindeki analizden görüldüğü gibi, ikincil ekipman kabininin içindeki alan kullanım oranı ve işletme bakım kolaylığına etki eden faktörler genellikle ön telifli cihazların ve anahtarlı kabinetlerin yapı formlarına odaklanır. Ön telifli cihazların yavaş yavaş olgunlaşması ve yaygınlaşması göz önüne alındığında, anahtarlı kabinetlerin yapı formları üzerinde optimizasyon araştırması yapılmalıdır. Ayrıca, kabin içindeki ekipmanlar için işletme ve bakım işlerinin kolaylığı üzerine araştırma da, verimli ve hızlı işletme ve bakım işlerini gerçekleştirmek için gereklidir.

2. İkincil Ekipmanın Entegre Yapısal Düzenlemesine Yönelik Araştırma

Yukarıdaki sorunlara yönelik, entegre yapısal düzenlemeye dayalı bir anahtarlı kabinetler için optimize edilmiş şema önerilmekte, bu şema, kabinin içindeki düşük alan kullanım oranı ve anahtarlı kabinetlerin kabinin içine yerleştirilmesi zorluğu sorunlarını çözmeyi amaçlamaktadır. Bir açık kablo düzen şeması üzerine araştırma ve tasarım önerilmekte, bu şema, optik ve güç kablolarının kurulumu ve bakımı zorluğunu çözmeyi amaçlamaktadır.

2.1 İkincil Ekipmanın Entegre Yapısal Boyutları

Tip III kabini örneği verilirse, dış boyutları 12200×2800×3133'tür ve elektrostatik zemin 250mm kalınlığındadır.

2.1.1 Yapısal Yükseklik

Kabinin içindeki net yükseklik 2670mm'dir. Fonksiyonel bölümlere göre, kabinin içindeki yükseklik tabandan tepkiye doğru üç bölüme ayrılır: elektrostatik hareketli zeminin yüksekliği, entegre yapının yüksekliği ve takılı kurulum bileşenlerinin yüksekliği. Elektrostatik hareketli zeminin yüksekliğini çıkarttıktan sonra, kalan yükseklik 2420mm'dir. Geleneksel anahtarlı kabinetlerin yüksekliğine başvurularak, entegre yapının yüksekliği 2300mm, takılı bileşenlerin yüksekliği 120mm olarak tahsis edilmiştir.

2.1.2 Yapısal Genişlik

Geleneksel ön telifli anahtarlı kabinetlerde, cihaz uç noktaları yatay olarak kabinetin altına monte edilir ve monte edilen cihaz sayısı sınırlıdır. Ekipmanların sonraki işletme ve bakım çalışmalarını kolaylaştırmak ve cihaz ile uç noktalar arasındaki bağlantı yolu kısaltmak için, uç noktalar cihazın sağ tarafına dikey olarak dizilmiştir.

2.1.3 Yapısal Derinlik

Farklı üreticilerin ekipmanlarının kurulum derinliği gereksinimlerini karşılamak için, yapısal birimin derinliği geleneksel anahtar paneline başvurularak 600mm olarak tasarlanmıştır. Aynı zamanda, kabinet kapısının kaldırılması ve gerekli güvenlik önlemlerinin alınması sonrası derinliğin azalması göz önünde bulundurulduğunda, yapısal birimin derinliği 550mm olarak belirlenmiştir.

2.1.4 Özet

Yukarıdaki analizler ışığında, önceden monte edilmiş kabinin içindeki tek yapısal birimin boyutları 2300×700×550'dir. Bu boyutta yapıyı kullanarak, kabinin içindeki anahtarlı kabinetlerin alan düzeni maksimum kullanım oranına ulaşabilir.

2.2 Entegre Yapı İçinde İkincil Ekipmanın Düzeni
2.2.1 Yapısal Birim Modüler Bölümleme Şeması

Yapısal birimin içinde, mevcut anahtarlı kabinet ekipmanlarının kurulum yöntemine başvurularak, yukarıdan aşağıya üç bölüme ayrılmıştır: hava anahtarı kurulum bölgesi, ekipman kurulum bölgesi ve ekipman kurulum bölgesi. Bunlardan, ekipman kurulum bölgesi soldan sağa cihaz kurulum bölgesi ve cihaz bakım bölgesi olarak bölünmüştür.

2.2.2 Ekipman Kurulum Bölgesinin Yükseklik Tasarımı

Tek bir yapı içinde kurulan ekipman sayısını artırmak için, önce yapı içinde kurulacak olan ekipmanların yükseklikleri hesaplanır. Koruma cihazı 4U veya 6U yüksekliğinde, anahtar ve kablo sarma rafları çoğunlukla 1U yüksekliğindedir. 220kV voltaj seviyesi üzerindeki aralıkta 2 anahtarın kurulumu örneği verilirse, 4U yüksekliği 2 anahtar ve 1 kablo sarma raflarının kurulum gereksinimlerini karşılayabilir.

Akıllı cihazın sert basınç plakaları ve düğmeleri, koruma cihazı için 2 sert basınç plakası ve 1 sıfırlama düğmesi, ölçüm ve kontrol cihazı için 3 sert basınç plakası ve 1 sıfırlama düğmesi olarak yapılandırılır. 4U kurulum paneli en fazla 2 sıra, her sırada 9 sert basınç plakası veya düğme yer alabilir. Bu nedenle, 4U panel 6 koruma cihazı veya 4 ölçüm ve kontrol cihazının kurulum gereksinimlerini karşılayabilir.

2.3 Entegre Yapının İşletme ve Bakım Kolaylığı Üzerine Araştırma
2.3.1 Yapısal Birim Ergonomik Tasarımı

Bakım personelinin dik duruş halindeki görüş alanına dayalı analiz, bir kişinin görüş noktasının yaklaşık 1.5-1.6m arasında olduğunu ve en iyi görüş alanının yatay görüş noktasının 10° üstünde ve altındaki aralıkta olduğunu göstermektedir, yani cihazın kurulum yüksekliği 1215-1920mm arasında ve yüksekliği 700mm'dir. Yukarıdaki yükseklik gereksinimlerine ve analiz verileriyle birleştiğinde, "6-modül" cihaz düzeni yöntemi kullanıldığında en iyi işlem deneyimi elde edilebilir.

Açık bakım kanalı şeması, yapısal birimin içinde, aynı sıradaki yapısal birimler arasındaki bölge ve kabin içindeki kablo kanalı olmak üzere üç bölümden oluşur.

• Yapısal birimin içindeki açık bakım kanalı. Cihaz kurulum bölgesinin sağ tarafında aynı yükseklikte bir cihaz bakım bölgesi oluşturulmuştur, burada uç nokta şeridi yerleştirilir. Optik ve elektrik ayırıcı kablo düzen şeması kullanılmış, düzeltme kabloları ve iletişim kabloları sol tarafta, güç kabloları sağ tarafta dikey olarak monte edilmiştir.

• Aynı sıradaki yapısal birimler arasındaki açık bakım kanalı. "7"-şekilli direk yapısı kullanılarak, aynı sıradaki yapısal birimlerin direkleri sürekli ve açık bir kablo düzen kanalı oluşturabilmektedir. Aynı sıradaki optik ve güç kablo düzen kanalı, elektrostatik zeminin altından, elektrostatik zeminin üstüne taşınmıştır.

• Kabin içindeki kablo çaprazlama kanalı (iki sıradaki yapısal birimler arasında). İki sıradaki yapısal birimler arasında, elektrostatik zeminin altında küçük bir kablo rafı konumlandırılmıştır. İki sıradaki kablo bakım çalışması sırasında, sadece kabinin genişlik yönünde küçük bir sayıda elektrostatik zemin kaldırılmalı ve personel diğer elektrostatik zeminler üzerinde durup, katman arasındaki kabloların bakımını gerçekleştirebilir. Ayrıca, kablo kanalının üzerindeki elektrostatik zemin, şeffaf iletken cam veya işaretlerle oluşturulabilir, böylece hızlı pozisyonlama sağlanabilir.

3. Sonuçlar

Bu makale, önceden monte edilmiş kabin ürünlerinin mevcut sorunları üzerine araştırma yapmış ve önceden monte edilmiş kabinle entegre bir yapıyı önererek beklendiği sonuçları elde etmiştir. Araştırma sonucunda aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir:

• Entegre yapı, geleneksel anahtarlı kabinetleri değiştirir ve kabinin içinde yerleştirilebilecek kabinet sayısını %12-17 artırır. Eğer kabin kapısının konumu değiştirilirse, bu oran %28-37'ye kadar çıkar.

• Yapı içindeki ekipman alanının düzeni için "6-modül" düzeni kullanılarak, yapı içindeki alan kullanım oranı artırılmış ve gözlem ve işlem kolaylığı sağlanmıştır.

• Tam yolda açık kablo düzen kanalı tasarımları, kablo işletme ve bakım işlerinin iş yükünü ve zorluğunu büyük ölçüde azaltmıştır.