220 kV alueen esiasennetun konttityyppisen sekundäärin yhdistelmälaitteen rastikorjausmekon suunnittelu

Nykyisin useimpien uusissa älypajatukiasemissa toissijainen laite on sijoitettu valmisteilla oleviin kontteihin, jotka sijaitsevat kytkentäalueella. Kun konttien rungot on valmistettu, toissijaiset laitevalmistajat asennuttavat ja testaavat laitteita kontteihin, mikä johtaa melko monimutkaiseen ja hankalaan rakennusprosessiin. Tyypillisessä 220 kV älypajatukiasemassa on yleensä tarpeen pystyttää kaksi valmisteilla olevaa konttia: yksi 220 kV:lle ja toinen 110 kV:lle. Molemmat kontit ovat tyypin II, joiden mitat ovat 6200 mm x 2800 mm x 3300 mm. Tyypin II kontti voi sisältää 19 kytkentälaatikkoa, jonka mitat ovat 800 mm x 600 mm x 2260 mm, mikä johtaa alhaiseen tilankäyttöasteeseen kontin sisällä.

Rakennusprosessissa ilmenneiden huomattavien ongelmien ratkaisemiseksi tässä artikkelissa ehdotetaan räätälöityjen konttien mallin käyttöönottoa. Kontin kokonaisvaltainen suunnittelu toteutetaan optimoimalla kontin rakenne, järjestämällä laitteet kontin sisällä sekä suunnittelemalla optisten ja sähköisten kaaplien reititys, tavoitteena lyhentää rakennusaikataulua ja parantaa tilankäytön tehokkuutta.

1. Hierarkkinen rivistömuotoinen rakennemuoto

Rivistömuotoisen rakennemuodon suunnittelussa toissijaisen laitteen tukeva rakenne pidetään osana valmisteilla olevan kontin rungon rakennetta. Kontin rungon rakenteen yleisessä kontekstissa toteutetaan ylhäältä alas suuntautunut hierarkkinen suunnittelu.

1.1 Rinnakkaisasennusmekanismi

Ensimmäisellä tasolla, ottaen huomioon, että valmisteilla oleva kontti on valmistettu lämpömuodostetuista teräsosista ja muodostettu integraalitekniikalla, suoraviivaisen levyn muotoisen pystykomponentin asentaminen kontin sisälle vaikuttaisi merkittävästi rivistön asennustarkkuuteen, mikä ei ole hyödyllistä projektin toteuttamiselle. Siksi tässä suunnitelmassa kontin valmistusprosessissa asennetaan rivistörakenteen perusrunko kontin sisälle, kuten kuvassa 1 näkyy.

Kuva 1 Rivistömuotoisen rakennemuodon asennuskomponenttien kaavio

Nämä perusalennuskomponentit on valmistettu CNC-mašiinoilla levynkäsittelytekniikan avulla, mikä mahdollistaa mittojen tarkkan hallinnan ja tarjoaa vankan pohjan rivistön yksiköiden asennukselle. Koska perusalennuskomponentit ovat suhteellisen suuret, rungon asennus kontin sisälle suoritetaan samaan aikaan valmisteilla olevan kontin rungon valmistuksen kanssa.

1.2 Rinnakkaisasennusmekanismin toinen taso

Tämä asennuskomponentti toimii rivistön asennuksen keskimmäisenä tasona, jota voidaan käyttää sekä vasemmanpuoleisten että oikeanpuoleisten ydintietoja tukevien moduulien välillä. Se myös palvelee tarkoitusta laitteen palovarauksena.

1.3 Rinnakkaisasennusmekanismin kolmas taso

Rivistön tukena asennetaan yksikkösuojalaitteet, mittaus- ja ohjauslaitteet, kytkimet, lopputerminalit, painikkeet jne. Nämä komponentit kytketään ja testataan itsenäisenä moduulina, muodostaen itsenäisen rivistön toimintayksikön, kuten kuvassa 2 näkyy.

Kuva 2 Rivistön toimintayksikön kaavio

Rivistön valmistus, asennus ja testaus ovat paralleeliprosesseja kontin itse valmistuksen ja asennuksen kanssa, eivätkä vaikuta toistensa rakennusaikatauluun. Tämä muuttaa täysin edellistä tuotantotapaa, jossa kytkentälaatikon kaltaiset rakenteet vaativat kontin sisällä tapahtuvaa kytkentää, mikä parantaa huomattavasti valmisteilla olevien konttien kytkentän tehokkuutta.

Kaikki laitteet asennettuina, rivistön sisällä olevat eri laitteet yhdistetään rivistön ylä- ja alakyljessä olevien horisontaalisesti kulkevien juoksujen kautta, mikä mahdollistaa kontin sisällä olevien laitteiden sileän yhdistämisen. Lisäksi rivistön sisällä olevat juoksut muodostavat ruudukkomaisen rakenteen, joka mahdollistaa eri rivistöjen väliset yhteydet tämän ruudukkomaisen kytkentäjärjestelmän avulla.

Kun kaikki rivistön sisällä olevien laitteiden kytkentä ja testaus on suoritettu, asennetaan rivistön päällys, sivupaneelit ja etupaneelit, kuten kuvassa 3 näkyy.

Kuva 3 Valmiiden rivistöiden asennuksen vaikutuskuva

Valmisteilla olevan kontin rivistön sisällä olevat laitteet on järjestetty siirtymällä. Tässä artikkelissa käytetään 220 kV linjasuojan ja mittaus- ja ohjausyksikön esimerkkiä selittämään 220 kV rivistölaitteen kehyksen järjestystä.

2. Standardoidun järjestelymallin suunnittelu rivistön sisällä oleville laitteille kontissa

Kuten kuvassa 4 näkyy, 220 kV paikallisuuden laiteasennusalueen määritysten mukaan yhdelle välielle on asennettava kaksi suojalaitetta, yksi mittaus- ja ohjauslaitte, kaksi painiketta ja useita terminalit. Kytkentäalueelle on asennettu pystyjuoksut, ja lukitusnäppäimiä on määritelty estämään väärinkäytökset.

Kuva 4 Laitteiden järjestelykaavio

3. Kaapelointiratkaisun suunnittelu
3.1 Optisten ja sähköisten kaaplien erillinen reititys

Rivistön mitat pysyvät 2260 (korkeus) x 700 (leveys) x 600 (syvyys) mm. Jokaisen laitetasoalle on asennettu noin 40 mm korkea juoksulaatikko. Optiset ja sähköiset kaapelit reititetään erillisesti, ja kaikki kaapelit asennetaan luokittain ja zonoidusti. Kuvissa 5 ja optiset kaapelit on asennettu kanavan vasemmalla puolella, kun taas sähköiset kaapelit on asennettu oikealla. Samalla puolella olevat kaapelit ryhmitellään ja asennetaan yhdessä laitteiden asennuspaikkojen mukaan.

Kuva 5 Optisten kaaplien pilkkauksen kaavio

Kuva 6 Kaapelien asennuskaavio

3.2 Keskitetyn siirtorivistön asennus

Kontin sisälle on asennettu 700 mm leveä keskitetty siirtorivistö, joka on tarkoitettu valmisteilla olevien optisten kaaplien ja patch-kaaplien yhdistämiseen. Rivistössä on käytetty 40U-asennuskehystä, ja siirtolaatikot on asennettu kehyksen sisälle, jättäen riittävästi tilaa etusijan optisten kaaplien ja patch-kaaplien asettamiseen. Ulkokauden optiset kaapelit muutetaan patch-kaapleiksi siirtolokerin kautta. Nämä patch-kaapelit muutetaan sitten optisiin kytkentäpatjakkeihin kunkin lokerin sisällä olevien optisten jakeluristikkojen kautta, ja ne yhdistetään eri laitteisiin, jolloin optisten kaaplien yhdistäminen on valmis. Kontin sisällä on asennettu kaapeleiden kanavalle yhdistetty sisään- ja ulospääsy, joka on yhdistetty asemakaaren kaapeliluolaan.

4. Johtopäätökset

• Valmisteilla oleva kontti käyttää hierarkkista rinnakkaisrakennetta. Runko koostuu useista rivistöyksiköistä, mikä mahdollistaa rinnakkaiskonttien ja kontin rungon samanaikaisen ja itsenäisen valmistuksen, mikä parantaa huomattavasti rakennustyötä.

• Rivistön sisällä olevat laitteet on toiminnallisesti zonoidut, mikä standardoi laitteiden järjestelyä kontin sisällä.

• Optiset ja sähköiset kaapelit valmisteilla olevassa kontissa käyttävät alareititystä. Kontin pohjalla on kerroksittain asennettu, ja kytkentälaatikoiden alle on asennettu juoksulaatikot, mikä mahdollistaa optisten ja sähköisten kaaplien erottamisen.