Σχεδιασμός σχήματος προετοιμασμένης καμπίνας με ράγα για εξοπλισμό δευτερογενούς συνδυασμένης εξοπλισμού σε υποσταθμό 220kV

Παρούσα, το μεγαλύτερο μέρος της δευτερεύουσας εξοπλισμού σε νέες εφεξής κατασκευασμένες έξυπνες υποσταθμείς βρίσκεται μέσα σε προσαρμοσμένες καμπίνες που βρίσκονται στην περιοχή των στροβίλων. Μετά την κατασκευή των σωμάτων των καμπίνων, οι κατασκευαστές δευτερεύουσας εξοπλισμού εισέρχονται στις καμπίνες για εγκατάσταση και δοκιμή, με αποτέλεσμα ένα πολύπλοκο και βαρύτυπο κατασκευαστικό διαδικαστικό. Μια τυπική 220 kV έξυπνη υποσταθμή συνήθως απαιτεί την εγκατάσταση δύο προσαρμοσμένων καμπίνων: μία για 220 kV και μία για 110 kV. Και οι δύο καμπίνες είναι τύπου II, με διαστάσεις 6200mm×2800mm×3300mm. Μια καμπίνα τύπου II μπορεί να φιλοξενήσει 19 πίνακες με διαστάσεις 800mm×600mm×2260mm, οδηγώντας σε χαμηλή αποδοτικότητα χρήσης του χώρου μέσα στην καμπίνα.

1. Σχέδιο Ιεραρχικής Ενσωματωμένης Δομής Ράφι

Στη σχεδίαση της δομής με ράφι, η φορτοφορική δομή της δευτερεύουσας εξοπλισμού θεωρείται ως ένα ολοκληρωμένο μέρος της δομής του σώματος της προσαρμοσμένης καμπίνας. Υπό το συνολικό πλαίσιο της δομής του σώματος της καμπίνας, εφαρμόζεται μια ιεραρχική σχεδίαση από την κορυφή προς τα κάτω.

1.1 Ενσωματωμένη Δομή Εγκατάστασης

Στο πρώτο επίπεδο, λαμβανομένου υπόψη ότι το σώμα της προσαρμοσμένης καμπίνας είναι κατασκευασμένο από ζεστοκαμνόμενα τμήματα χάλυβα και σχηματίζεται μέσω ολοκληρωμένης συγκόλλησης, η άμεση εγκατάσταση ορθογωνικών πίνακα-είδους κατακόρυφων συστατικών μέσα στην προσαρμοσμένη καμπίνα θα είχε σημαντική επίδραση στην ακρίβεια εγκατάστασης του ράφι, το οποίο δεν είναι ευνοϊκό για την εφαρμογή του έργου. Έτσι, σε αυτό το σχέδιο, κατά τη διάρκεια της κατασκευής της προσαρμοσμένης καμπίνας, εγκαταστάται ένα βασικό πλαίσιο της δομής του ράφι μέσα στην καμπίνα, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.

Σχήμα 1 Διαγράμματος των εγκαταστατικών συστατικών για την θεμελίωση της δομής με ράφι

Αυτά τα βασικά εγκαταστατικά συστατικά κατασκευάζονται από CNC μηχανές μέσω επεξεργασίας στεγνών κατασκευών, επιτρέποντας την ακριβή ελεγχό των διαστάσεων και παρέχοντας ένα στέρεο θεμέλιο για την εγκατάσταση των μονάδων ράφι. Λόγω των σχετικά μεγάλων διαστάσεων των βασικών εγκαταστατικών συστατικών, η εγκατάσταση του πλαισίου μέσα στην καμπίνα πραγματοποιείται ταυτόχρονα με την κατασκευή του σώματος της προσαρμοσμένης καμπίνας.

1.2 Το Δεύτερο Επίπεδο της Ενσωματωμένης Δομής Εγκατάστασης

Ως μεσαίο επίπεδο για την εγκατάσταση του ράφι, αυτό το εγκαταστατικό συστατικό μπορεί να κοινοποιηθεί από τα κεντρικά λειτουργικά μόντουλα στα δύο πλευρά. Επίσης, διαδραματίζει τον ρόλο της πυροσχέδιασης της εξοπλισμού.

1.3 Το Τρίτο Επίπεδο της Ενσωματωμένης Δομής Εγκατάστασης

Στην ενότητα φόρτωσης του ράφι, εγκαταστάνται μονάδες προστασίας μονοκελίου, μονάδες μέτρησης και ελέγχου, κόμβοι, πίνακες συνδέσεων, κουμπιά κλπ. Αυτά τα συστατικά εγκαταστάνται, καλωδιούνται και δοκιμάζονται ως ανεξάρτητη μονάδα, σχηματίζοντας μια αυτόνομη λειτουργική μονάδα ράφι, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2.

Σχήμα 2 Διαγράμματος της λειτουργικής μονάδας ράφι

Η παραγωγή, η εγκατάσταση και η δοκιμή του ράφι είναι παράλληλες διαδικασίες με την παραγωγή και την εγκατάσταση της ίδιας της καμπίνας, χωρίς να επηρεάζονται οι προθεσμίες κατασκευής. Αυτό μετατρέπει εντελώς τον προηγούμενο τρόπο παραγωγής, όπου οι πίνακες-τύποι δομές απαιτούσαν καλωδίωση μέσα στην καμπίνα, ενισχύοντας σημαντικά την αποδοτικότητα της καλωδίωσης στις προσαρμοσμένες καμπίνες.

Μετά την εγκατάσταση όλης της εξοπλισμού, διάφορα συστατικά μέσα στο ράφι συνδέονται μέσω των καλωδιακών καναλιών που διατρέχουν οριζόντια μέσω του ράφι, επιτρέποντας την ασυνερεύνητη σύνδεση της εξοπλισμού μέσα στην καμπίνα. Επιπλέον, οι καλωδιακές καναλίες μέσα στο ράφι σχηματίζουν μια πλέγματος-είδους δομή, επιτρέποντας τη σύνδεση διαφόρων συστατικών μεταξύ των ραφιών μέσω αυτού του πλέγματος-είδους καλωδίωσης.

Μετά την ολοκλήρωση όλης της καλωδίωσης και δοκιμής της εξοπλισμού μέσα στο ράφι, εγκαταστάνται το κάλυμμα του κορυφαίου, τα πλαϊνά καλύμματα και τα μπροστά καλύμματα του ράφι, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3.

Σχήμα 3 Εικονική απεικόνιση της ολοκληρωμένης εγκατάστασης ράφι

Η εξοπλισμού μέσα στο ράφι της προσαρμοσμένης καμπίνας είναι διατεταγμένη με αποκέντρωση. Αυτό το έγγραφο παίρνει ως παράδειγμα μια μονάδα προστασίας και μέτρησης 220 kV για να δείξει τη διάταξη του πλαισίου εξοπλισμού 220 kV.

2. Σχεδιασμός Τυποποιημένου Σχεδίου Διάταξης Εξοπλισμού μέσα στο ράφι της προσαρμοσμένης καμπίνας

Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4, σύμφωνα με τις απαιτήσεις διάταξης εξοπλισμού σε μια 220 kV υποσταθμή στην περιοχή εγκατάστασης εξοπλισμού, για ένα μοναδικό κελί, είναι απαραίτητο να εγκατασταθούν δύο μονάδες προστασίας, μία μονάδα μέτρησης και ελέγχου, δύο κουμπιά και αρκετοί πίνακες συνδέσεων. Οριζόντιες καλωδιακές καναλίες εγκαταστάνται στην περιοχή καλωδίωσης, και προστατευτικά κλείδια εγκαταστάνται για να προλάβουν τυχαίες λειτουργίες.

Σχήμα 4 Διαγράμματος της διάταξης των συστατικών

3. Σχεδιασμός Σχεδίου Καλωδίωσης
3.1 Χωριστή Διαδρομή Φωτοδιαγωγικών και Ηλεκτρικών Καλωδίων

Οι διαστάσεις του ράφι παραμένουν 2260 (ύψος) × 700 (πλάτος) × 600 (βάθος) mm. Ένα καλωδιακό κανάλι με ύψος περίπου 40 mm εγκαταστάται κάτω από κάθε επίπεδο εξοπλισμού. Τα φωτοδιαγωγικά και ηλεκτρικά καλώδια είναι χωρισμένα, και όλα τα καλώδια είναι κατανεμημένα με κατηγοριοποίηση και ζώνη. Όπως φαίνεται στα Σχήματα 5 και 6, οι φωτοδιαγωγικοί καλώδιοι είναι διατεταγμένοι στην αριστερή πλευρά του καναλιού, ενώ τα ηλεκτρικά καλώδια είναι τοποθετημένα στη δεξιά. Τα καλώδια στην ίδια πλευρά είναι συμπιεσμένα και τοποθετούνται μαζί με βάση τις θέσεις εγκατάστασης των συστατικών.

Σχήμα 5 Διαγράμματος διανομής φωτοδιαγωγικών καλωδίων

Σχήμα 6 Διαγράμματος διανομής καλωδίων

3.2 Εγκατάσταση Κεντρικού Πίνακα Μεταφοράς

Ένας κεντρικός πίνακας μεταφοράς προσαρμοσμένων φωτοδιαγωγικών καλωδίων, 700 mm πλάτος, εγκαταστάται μέσα στην καμπίνα. Χρησιμοποιείται για να ενισχύσει τη σύνδεση μεταξύ προσαρμοσμένων φωτοδιαγωγικών καλωδίων και patch cables. Ο πίνακας χρησιμοποιεί ένα πλαίσιο εγκατάστασης 40U, με τα μεταφορικά κουτιά εγκαταστάται μέσα στο πλαίσιο, αφήνοντας αρκετό χώρο για τη διάταξη των προσαρμοσμένων φωτοδιαγωγικών καλωδίων και patch cables. Τα εξωτερικά φωτοδιαγωγικά καλώδια μετατρέπονται σε patch cables μέσω του μεταφορικού κουτιού. Αυτά τα patch cables μετατρέπονται σε φωτοδιαγωγικούς καλώδιους μέσω των φωτοδιαγωγικών διανομικών πλαισίων σε κάθε καμπίνα και συνδέονται με διάφορα συστατικά, ολοκληρώνοντας έτσι τη διαδικασία σύνδεσης των φωτοδιαγωγικών καλωδίων. Μια είσοδος/έξοδος για το κανάλι καλωδίων, που είναι συνδεδεμένη με τον ράχος καλωδίων της σταθμού, παρέχεται μέσα στην καμπίνα.

4. Συμπεράσματα

• Η προσαρμοσμένη καμπίνα χρησιμοποιεί μια ιεραρχική ενσωματωμένη δομή ράφι. Το πλαίσιο αποτελείται από αρκετές μονάδες ράφι, επιτρέποντας την παράλληλη και ανεξάρτητη κατασκευή των ενσωματωμένων καμπίνων και του σώματος της καμπίνας, βελτιώνοντας σημαντικά την αποδοτικότητα κατασκευής.

• Τα συστατικά μέσα στο ράφι είναι ζωνικά λειτουργικά, τυποποιώντας τη διάταξη της εξοπλισμού μέσα στην καμπίνα.

• Τα φωτοδιαγωγικά και ηλεκτρικά καλώδια μέσα στην προσαρμοσμένη καμπίνα χρησιμοποιούν μια μέθοδο καλωδίωσης από το κάτω. Το κάτω μέρος της καμπίνας είναι διατεταγμένο σε επίπεδα, και καλωδιακά κουτιά εγκαταστάνται κάτω από τους πί