220kV सबस्टेशन में प्रीफैब्रिकेट कैबिन टाइप द्वितीय संयुक्त उपकरण के रैक माउंटेड संरचना का डिज़ाइन योजना

वर्तमान में, नए-निर्मित स्मार्ट सबस्टेशनों में अधिकांश द्वितीयक उपकरण प्रिफैब्रिकेटेड कैबिनों में स्थापित होते हैं, जो स्विचगियर क्षेत्र में स्थित होते हैं। कैबिन बनाने के बाद, द्वितीयक उपकरण निर्माता कैबिनों में प्रवेश करके इन्हें स्थापित और ट्रायल करते हैं, जिससे निर्माण प्रक्रिया बहुत जटिल और भारी हो जाती है। एक आदर्श 220 kV स्मार्ट सबस्टेशन में आमतौर पर दो प्रिफैब्रिकेटेड कैबिनों की स्थापना की आवश्यकता होती है: एक 220 kV के लिए और एक 110 kV के लिए। दोनों कैबिन II प्रकार के होते हैं, जिनका आकार 6200mm×2800mm×3300mm होता है। एक II प्रकार का कैबिन 19 स्विचबोर्डों को समायोजित कर सकता है, जिनका आकार 800mm×600mm×2260mm होता है, जिससे कैबिन के अंदर का स्थान उपयोग की दर कम हो जाती है।

प्रिफैब्रिकेटेड कैबिन मॉडल के निर्माण प्रक्रिया में उभरने वाली प्रमुख समस्याओं को दूर करने के लिए, यह पेपर रैक-टाइप प्रिफैब्रिकेटेड कैबिन मॉडल के अपनाने का प्रस्ताव रखता है। प्रिफैब्रिकेटेड कैबिन का समग्र डिजाइन कैबिन संरचना के विन्यास, कैबिन के अंदर उपकरणों की व्यवस्था, और ऑप्टिकल और इलेक्ट्रिकल केबलों की रूटिंग जैसे पहलुओं से किया जाता है, जिसका लक्ष्य निर्माण अवधि को कम करना और स्थान उपयोग की दक्षता में सुधार करना है।

1. स्तरीय नेस्टेड रैक संरचना योजना

रैक-टाइप संरचना के डिजाइन में, द्वितीयक उपकरणों की लोड-बियरिंग संरचना को प्रिफैब्रिकेटेड कैबिन शरीर संरचना का एक अभिन्न भाग माना जाता है। कैबिन शरीर संरचना के समग्र संदर्भ में, ऊपर से नीचे की ओर स्तरीय डिजाइन किया जाता है।

1.1 नेस्टेड इनस्टॉलेशन संरचना

पहले स्तर पर, प्रिफैब्रिकेटेड कैबिन शरीर को गर्म-रोल्ड सेक्शन स्टील से बनाया जाता है और इसे इंटीग्रल वेल्डिंग द्वारा बनाया जाता है, इसलिए प्रिफैब्रिकेटेड कैबिन के अंदर आयताकार शीट-जैसे ऊर्ध्वाधर घटकों को सीधे स्थापित करने से रैक की स्थापना योग्यता पर बड़ा प्रभाव पड़ता है, जो परियोजना के लिए अनुकूल नहीं है। इसलिए, इस योजना में, प्रिफैब्रिकेटेड कैबिन के निर्माण की प्रक्रिया के दौरान, कैबिन के अंदर रैक संरचना का बुनियादी ढांचा स्थापित किया जाता है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है।

चित्र 1 रैक-माउंटेड संरचना आधार के इनस्टॉलेशन घटकों का स्कीमेटिक डायग्राम

इन बुनियादी इनस्टॉलेशन घटकों को सीएनसी मशीनों द्वारा शीट मेटल प्रोसेसिंग के माध्यम से बनाया जाता है, जिससे आयामों पर सटीक नियंत्रण होता है और रैक यूनिट्स की स्थापना के लिए मजबूत आधार प्रदान किया जाता है। बुनियादी इनस्टॉलेशन घटकों के अपेक्षाकृत बड़े आकार के कारण, कैबिन के अंदर फ्रेम की स्थापना प्रिफैब्रिकेटेड कैबिन शरीर के निर्माण के साथ-साथ की जाती है।

1.2 नेस्टेड इनस्टॉलेशन संरचना का दूसरा स्तर

रैक स्थापना के मध्य लेयर के रूप में, यह इनस्टॉलेशन घटक दाईं और बाईं ओर दोनों तरफ के कोर फंक्शनल मॉड्यूल्स द्वारा साझा किया जा सकता है। इसका उपयोग उपकरणों के लिए अग्निशमन अलगाव के लिए भी किया जाता है।

1.3 नेस्टेड इनस्टॉलेशन संरचना का तीसरा स्तर

रैक बियरिंग यूनिट पर, एकल-बे प्रोटेक्शन उपकरण, मेजरमेंट और कंट्रोल उपकरण, स्विच, टर्मिनल ब्लॉक, बटन आदि स्थापित होते हैं। इन घटकों को एक स्वतंत्र मॉड्यूल के रूप में वायरिंग और ट्रायल किया जाता है, जिससे एक स्वतंत्र रैक फंक्शनल यूनिट बनता है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है।

चित्र 2 रैक फंक्शनल यूनिट का स्कीमेटिक डायग्राम

रैक का उत्पादन, स्थापना, और ट्रायल कैबिन के उत्पादन और स्थापना के समानांतर प्रक्रियाएँ हैं, जो एक दूसरे के निर्माण कार्यक्रम पर प्रभाव नहीं डालती हैं। यह पिछले उत्पादन मोडल को पूरी तरह से बदल देता है, जहाँ स्विचबोर्ड-टाइप संरचनाओं के लिए कैबिन के अंदर वायरिंग की आवश्यकता थी, जिससे प्रिफैब्रिकेटेड कैबिनों में वायरिंग की दक्षता में बहुत बड़ी सुधार हुई है।

सभी उपकरणों की स्थापना के बाद, रैक के अंदर विभिन्न उपकरण रैक के ऊपर और नीचे के वायर ट्रफ के माध्यम से आरोपित होते हैं, जो कैबिन के अंदर के उपकरणों के बीच बिना किसी बाधा के एकीकरण को संभव बनाते हैं। इसके अलावा, रैक के अंदर के वायर ट्रफ एक ग्रिड-जैसी संरचना बनाते हैं, जिसके माध्यम से रैकों के बीच विभिन्न उपकरणों को इस ग्रिड-शेप की वायरिंग प्रणाली के माध्यम से जोड़ा जा सकता है।

रैक के अंदर के सभी उपकरणों की वायरिंग और ट्रायल के पूरा होने के बाद, रैक के टॉप कवर, साइड कवर प्लेट, और फ्रंट कवर प्लेट स्थापित किए जाते हैं, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है।

चित्र 3 पूर्ण रैक स्थापना का इफेक्ट ड्राइंग

प्रिफैब्रिकेटेड कैबिन के रैक के अंदर के उपकरणों को ऑफसेट तरीके से व्यवस्थित किया गया है। इस लेख में 220 kV लाइन प्रोटेक्शन और मेजरमेंट और कंट्रोल यूनिट का उदाहरण लिया गया है ताकि 220 kV रैक उपकरण फ्रेमवर्क की व्यवस्था को दर्शाया जा सके।

2. प्रिफैब्रिकेटेड कैबिन के रैक के अंदर के उपकरणों की व्यवस्था की मानकीकृत योजना का डिजाइन

चित्र 4 में दिखाए गए अनुसार, 220 kV सबस्टेशन के उपकरण इंस्टॉलेशन क्षेत्र की कॉन्फिगरेशन आवश्यकताओं के अनुसार, एकल बे के लिए दो प्रोटेक्शन उपकरण, एक मेजरमेंट और कंट्रोल उपकरण, दो बटन, और कई टर्मिनल ब्लॉक की आवश्यकता होती है। वायरिंग क्षेत्र में ऊर्ध्वाधर वायर ट्रफ स्थापित किए जाते हैं, और अचानक काम करने से रोकने के लिए लॉकिंग बकल्स की व्यवस्था की जाती है।

चित्र 4 उपकरण व्यवस्था का स्कीमेटिक डायग्राम

3. केबल लेयिंग योजना का डिजाइन
3.1 ऑप्टिकल और इलेक्ट्रिकल केबलों की अलग-अलग रूटिंग

रैक का आकार 2260 (ऊंचाई) × 700 (चौड़ाई) × 600 (गहराई) mm रहता है। प्रत्येक लेयर उपकरण के नीचे लगभग 40 mm ऊंचाई का एक वायर ट्रफ स्थापित किया जाता है। ऑप्टिकल और इलेक्ट्रिकल केबलों को अलग-अलग रूट किया जाता है, और सभी केबलों को वर्गीकृत और जोन के अनुसार लगाया जाता है। चित्र 5 और 6 में दिखाए गए अनुसार, फाइबर ऑप्टिक जंपर्स चैनल के बाईं ओर व्यवस्थित किए जाते हैं, जबकि इलेक्ट्रिकल केबल दाईं ओर स्थित होते हैं। एक ही तरफ के केबल उपकरणों की स्थापना स्थानों के अनुसार बंधकर रखे जाते हैं।

चित्र 5 ऑप्टिकल केबल स्प्लिट-फाइबर लेयिंग का स्कीमेटिक डायग्राम

चित्र 6 केबल लेयिंग का स्कीमेटिक डायग्राम

3.2 केंद्रीय स्थानांतरण रैक की स्थापना

कैबिन के अंदर 700 mm चौड़ा प्रिफैब्रिकेटेड ऑप्टिकल केबलों के लिए एक केंद्रीय स्थानांतरण रैक स्थापित किया जाता है। यह प्रिफैब्रिकेटेड ऑप्टिकल केबलों और पैच केबलों के बीच कनेक्शन को सुविधाजनक बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। रैक 40U इंस्टॉलेशन फ्रेमवर्क का उपयोग करता है, जिसमें ट्रांसफर बॉक्स फ्रेमवर्क के अंदर स्थापित किए जाते हैं, जिससे फ्रंट-एंड प्रिफैब्रिकेटेड ऑप्टिकल केबलों और पैच केबलों के लिए पर्याप्त स्थान छोड़ा जाता है। आउटडोर ऑप्टिकल केबलों को पैच केबलों में ट्रांसफर कैबिनेट के माध्यम से बदला जाता है। इन पैच केबलों को फिर ऑप्टिकल डिस्ट्रीब्यूशन फ्रेम के माध्यम से फाइबर ऑप्टिक जंपर्स में बदला जाता है और विभिन्न उपकरणों से जोड़ा जाता है, जिससे ऑप्टिकल केबल कनेक्शन प्रक्रिया पूरी हो जाती है। कैबिन के अंदर स्टेशन के केबल ट्रेंच से जुड़े केबल चैनल के लिए एक इनलेट/आउटलेट प्रदान किया जाता है।

4. निष्कर्ष

• प्रिफैब्रिकेटेड कैबिन में स्तरीय नेस्टेड रैक संरचना का उपयोग किया जाता है। फ्रेमवर्क कई रैक यूनिट्स से बना होता है, जिससे नेस्टेड कैबिन और कैबिन शरीर को साथ-साथ और स्वतंत्र रूप से निर्मित किया जा सकता है, जिससे निर्माण दक्षता में बहुत बड़ा सुधार होता है।

• रैक के अंदर के उपकरणों को कार्यात्मक रूप से जोन किया जाता है, जिससे कैबिन के अंदर के उपकरणों की व्यवस्था मानकीकृत हो जाती है।

• प्रिफैब्रिकेटेड कैबिन के अंदर के ऑप्टिकल और इलेक्ट्रिकल केबलों के लिए निचली रूटिंग विधि का उपयोग किया जाता है। कैबिन के नीचे लेयर वाइज व्यवस्थित किया जाता है, और स्विचबोर्डों के नीचे वायर ट्रफ बॉक्स स्थापित किए जाते हैं, जिससे ऑप्टिकल और इलेक्ट्रिकल केबलों का अलग-अलग विभाजन हो जाता है।