Designskema for rackmonteret struktur til forfabrikeret hytte-type sekundær kombineret udstyr i 220kV understation

I øjeblikket er de fleste sekundære enheder i nyligt byggede intelligente understationer placeret inden for forhåndsmonterede hytter, beliggende i skærmningsområdet. Efter at hyttekroppene er produceret, installerer og justerer sekundære udstyrsgivere udstyret i hytterne, hvilket resulterer i en ret kompleks og klodsagtig konstruktionsproces. En typisk 220 kV intelligent understation kræver normalt opsætningen af to forhåndsmonterede hytter: én til 220 kV og én til 110 kV. Begge hytter er af Type II, med mål på 6200mm×2800mm×3300mm. En Type II-hytte kan rumme 19 skab med mål på 800mm×600mm×2260mm, hvilket fører til en lav udnyttelse af pladsen inden i hytten.

For at løse de fremtrædende problemer i konstruktionsprocessen for forhåndsmonterede hyttemodellen til intelligente understationer foreslår denne artikel anvendelsen af en række-type forhåndsmonteret hyttemodel. Den overordnede design af forhåndsmonterede hytter gennemføres fra aspekter som optimering af hyttestrukturen, placering af udstyr inden i hytten, og routing af optiske og elektriske ledninger, med det formål at reducere konstruktionsperioden og forbedre effektiviteten af pladsudnyttelsen.

1. Hierarkisk indlejret rækkestruktur-løsning

I designet af rækkestrukturen betragtes bærende struktur for sekundært udstyr som en integreret del af forhåndsmonterede hyttelegemsstruktur. Under den overordnede kontekst af hyttelegemsstrukturen gennemføres en top-down hierarkisk design.

1.1 Indlejret installationsstruktur

På det første lag, med hensyn til at forhåndsmonterede hyttelegemer er lavet af varmetraktet profilstål og dannet ved integral sværdsøm, vil direkte installation af rektangulære bladformede vertikale komponenter inden i forhåndsmonterede hytter have en betydelig indvirkning på installationspræcisionen af rækken, hvilket ikke er gunstigt for projektgennemførelsen. Derfor installeres i denne løsning en grundlæggende ramme af rækkestrukturen inden i hytten under produktionen af forhåndsmonterede hytter, som vist på figur 1.

Figur 1 Skematisk diagram af installationskomponenterne for rækkestrukturgrundlaget

Disse grundlæggende installationskomponenter er produceret af CNC-maskiner gennem metalbehandling, hvilket gør det muligt at præcist kontrollere dimensionerne og give et solidt grundlag for installation af rækkeenheder. Givet de relativt store størrelser af de grundlæggende installationskomponenter, foretages installationen af rammen inden i hytten samtidig med produktionen af forhåndsmonterede hyttelegemer.

1.2 Andet lag af den indlejrede installationsstruktur

Som det midterste lag for rækkeinstallation, kan denne installationskomponent deles af de kernefunktionelle moduler på begge sider. Den har også formålet med brandisolation for udstyr.

1.3 Tredje lag af den indlejrede installationsstruktur

På rækkebærende enhed installeres enkeltsporbeskyttelsesenheder, målings- og styringsenheder, switcher, terminalblokke, knapper osv. Disse komponenter kabler og justeres som en selvstændig modul, der danner en selvstændig rækkefunktionsenhed, som illustreret på figur 2.

Figur 2 Skematisk diagram af rækkefunktionsenheden

Produktion, installation og justering af rækken er parallelle processer til produktion og installation af selve hytten, uden at påvirke hinandens konstruktionsplaner. Dette omdanner helt den tidligere produktionsmetode, hvor skabstyper af strukturer krævede kablingsindeni hytten, og forbedrer betydeligt effektiviteten af kablingsarbejde i forhåndsmonterede hytter.

Efter at alt udstyr er installeret, forbinder forskellige enheder inden i rækken gennem øverst og nederst løbende kabellister, der løber horisontalt gennem rækken, hvilket gør det muligt for udstyr i hytten at forbinde ubrudt. Desuden danner kabellisterne inden i rækken en gridlignende struktur, der gør det muligt for forskellige enheder mellem rækker at forbindes gennem dette gridformede kablingsystem.

Når alle kablings- og justeringsarbejder på udstyr inden i rækken er fuldført, installeres rækkens topplade, sideplader og frontplader, som vist på figur 3.

Figur 3 Effekttegning af færdig rækkeinstallation

Udstyret inden i rækken af forhåndsmonterede hytter er placeret i et offset-mønster. Denne artikel tager en 220 kV linjebeskyttelse og målings- og styringsenhed som eksempel på layoutet af 220 kV rækkeudstyrsrammen.

2. Design af standardiseret løsning for udstyrsplassering inden i rækken af forhåndsmonterede hytter

Som vist på figur 4, ifølge konfigurationskravene for et 220 kV-understations udstyr i installationsområdet, skal der for ét sporbay konfigureres to beskyttelsesenheder, én målings- og styringsenhed, to knapper og flere terminalblokke. Vertikale kabellister er installeret i kablingsområdet, og låsespidser er konfigureret for at undgå uheldige operationer.

Figur 4 Skematisk diagram af enhedslayout

3. Design af kabelledningsløsning
3.1 Adskilt routing af optiske og elektriske kabler

Målene for rækken forbliver 2260 (højde) × 700 (bredde) × 600 (dybde) mm. En kabelliste med en højde på ca. 40 mm er installeret under hver lag af udstyr. Optiske og elektriske kabler føres adskilt, og alle kabler er lagt ud på en klassificeret og zonerede måde. Som vist på figurer 5 og 6, er fiber-optiske jumper arrangeret på venstre side af kanalen, mens elektriske kabler er placeret på højre side. Kabler på samme side er bundet sammen og placeret sammen i overensstemmelse med installationspositionerne for enhederne.

Figur 5 Skematisk diagram af optisk kabel split-fiber layout

Figur 6 Skematisk diagram af kabel-layout

3.2 Installation af en centraliseret transfer-række

En centraliseret transfer-række for forhåndsmonterede fiber-optiske kabler, 700 mm bred, er installeret inden i hytten. Den bruges til at lette forbindelsen mellem forhåndsmonterede fiber-optiske kabler og patch-kabler. Rækken anvender en 40U-installationsramme, med transfer-bokse installeret inden i rammen, og efterlader tilstrækkelig plads til layout af front-end forhåndsmonterede fiber-optiske kabler og patch-kabler. Udendørs fiber-optiske kabler omdannes til patch-kabler gennem transfer-skabet. Disse patch-kabler omdannes derefter til fiber-optiske jumper via optiske distributionsrammer inden i hver skab og forbinder til forskellige enheder, og dermed fuldføre fiber-optiske kabel-forbindelsesprocessen. En indgang/udgang til kablekanalen, der er forbundet til stations kabelgraven, er angivet inden i hytten.

4. Konklusioner

• Forhåndsmonterede hytter anvender en hierarkisk indlejret rækkestruktur. Rammen består af flere rækkeenheder, der gør det muligt for indlejrede skabe og hyttelegemet at blive produceret samtidigt og uafhængigt, hvilket betydeligt forbedrer konstruktions-effektiviteten.

• Enheder inden i rækken er funktionelt zoneret, hvilket standardiserer udstyrsplasseringen inden i hytten.

• Optiske og elektriske kabler inden i forhåndsmonterede hytter anvender en nederst-ledningsmetode. Bunden af hytten er organiseret i lag, og kabelliste-bokse er installeret under skabe, hvilket opnår separationen af optiske og elektriske kabler.