Design av rackmontert struktur for forhåndsmontert hytte-type sekundær kombinert utstyr i 220kV understasjon

For øyeblikket er de fleste sekundære enheter i nylig byggede intelligente spenningsstasjoner plassert inni forhåndsmonterte hytter beliggende i bryterommet. Etter at hyttekroppene er produsert, går sekundære utstyrprodusenter inn i hyttene for installasjon og justering, noe som fører til en ganske komplisert og tung konstruksjonsprosess. En typisk 220 kV intelligent spenningsstasjon krever vanligvis oppsett av to forhåndsmonterte hytter: én for 220 kV og én for 110 kV. Begge hytter er av Type II, med dimensjoner på 6200mm×2800mm×3300mm. En Type II-hytte kan romme 19 skap med dimensjoner på 800mm×600mm×2260mm, noe som fører til en lav romutnyttelsesgrad inni hytten.

For å løse de fremtredende problemene i konstruksjonsprosessen for modellen med forhåndsmonterte hytter for intelligente spenningsstasjoner, foreslår denne artikkelen bruk av en rammetyper modell for forhåndsmonterte hytter. Den generelle designen av forhåndsmonterte hytter utføres fra aspekter som optimalisering av hyttestrukturen, plassering av utstyr inne i hytten, og routing av optiske og elektriske kabler, med mål om å redusere konstruksjonsperioden og forbedre effektiviteten i romutnyttelsen.

1. Hierarkisk innledd rammestrukturløsning

I designet av rammestrukturen regnes lastbærende struktur for sekundære enheter som et integrert del av forhåndsmonterte hyttelegemer. Under den generelle konteksten for hyttelegemer, implementeres en top-down hierarkisk design.

1.1 Innledd installasjonsstruktur

På første nivå, vurderes det at forhåndsmonterte hyttelegemer er laget av varmvalsede stålprofiler og dannet ved helvegssvelding, direkte installasjon av rektangulære platerformede vertikale komponenter inne i forhåndsmonterte hytter ville ha en betydelig innvirkning på installasjonsnøyaktigheten til rammen, noe som ikke er til hjelp for prosjektimplementering. Derfor, i denne løsningen, under produksjonsprosessen for forhåndsmonterte hytter, installeres en grunnramme for rammestrukturen inne i hytten, som vist i figur 1.

Figur 1 Skisse av installasjonskomponenter for rammemontert strukturell grunnlag

Disse grunnleggende installasjonskomponentene er produsert av CNC-maskiner gjennom bladmetallbehandling, som muliggjør nøyaktig kontroll av dimensjoner og gir et solid grunnlag for installasjon av rackenheter. Gitt den relativt store størrelsen på de grunnleggende installasjonskomponentene, foretas installasjonen av rammen inne i hytten samtidig med produksjonen av forhåndsmonterte hyttelegemer.

1.2 Det andre nivået av den innledd installasjonsstrukturen

Som mellomlag for rammemontering, kan denne installasjonskomponenten deles av kjernefunksjonsmoduler på begge høyre- og venstre siden. Den har også formål med brannisolering for utstyr.

1.3 Det tredje nivået av den innledd installasjonsstrukturen

På rammemonteringsenheten, installeres enheter for enkeltbåsbeskyttelse, måling- og kontrollenheter, skruer, terminalblokker, knapper osv. Disse komponentene kobles sammen og justeres som en uavhengig modul, danner en selvstendig funksjonsenhet for rammemontering, som illustrert i figur 2.

Figur 2 Skisse av rammefunksjonsenhet

Produksjon, installasjon og justering av rammene er parallelle prosesser til produksjon og installasjon av selve hytten, uten å påvirke hverandres konstruksjonsplaner. Dette omdanner helt den tidligere produksjonsmetoden der skapetype-strukturer krever kablingsinni-hytten, noe som vesentlig forbedrer effektiviteten i kablingsarbeid i forhåndsmonterte hytter.

Etter at alt utstyr er installert, kobles ulike enheter i rammene sammen gjennom over- og underledninger som løper horisontalt gjennom rammene, noe som muliggjør ubrudt tilkobling av utstyr inne i hytten. I tillegg danner ledningstrøggene inne i rammene en rutelignende struktur, som lar ulike enheter mellom rammene kobles sammen via dette rutelignende kablingsystemet.

Når all kabling og justering av utstyr inne i rammene er fullført, installeres toppdekslet, sidepaneler og frontpaneler til rammene, som vist i figur 3.

Figur 3 Effektskisse av ferdig rammemontering

Utstyret inne i rammene i forhåndsmonterte hytter er plassert på en offset måte. Denne artikkelen tar en 220 kV linje beskyttelse og måling- og kontrollenhet som eksempel for å illustrere oppsettet av 220 kV rammemontert utstyr.

2. Design av standardiseringsløsning for utstyrsplassering inne i rammene i forhåndsmonterte hytter

Som vist i figur 4, ifølge konfigurasjonskravene for et 220 kV transformatorsted i utstyrsinstallasjonsområdet, er det nødvendig å konfigurere to beskyttelsesenheter, én måling- og kontrollenhet, to knapper og flere terminalblokker for en enkeltbås. Vertikale ledningstrøgger er installert i kablingsområdet, og låsesliper er konfigurert for å unngå uhell.

Figur 4 Skisse av enhetsoppsett

3. Design av kablingsløsning
3.1 Særskilt routing av optiske og elektriske kabler

Dimensjonene for rammene er fortsatt 2260 (høyde) × 700 (bredde) × 600 (dybde) mm. En ledningstrøg med en høyde på ca. 40 mm er installert under hver lags utstyr. Optiske og elektriske kabler er særskilt ruttet, og alle kabler er lagt ut i en klassifisert og zonert måte. Som vist i figurer 5 og 6, er fiberhoppere plassert på venstre side av kanalen, mens elektriske kabler er plassert på høyre side. Kabler på samme side er bundet sammen og plassert etter installasjonsposisjonene for enhetene.

Figur 5 Skisse av optisk kabel split-fiber oppsett

Figur 6 Skisse av kabeloppsett

3.2 Installasjon av en sentralisert overføringsramme

En sentralisert overføringsramme for forhåndsmonterte fiberoptiske kabler, 700 mm bred, er installert inne i hytten. Den brukes for å forenkle tilkoblingen mellom forhåndsmonterte fiberoptiske kabler og patchkabler. Rammene bruker en 40U installasjonsramme, med overføringsbokser installert inne i rammen, som lar nok plass til layout av forhåndsmonterte fiberoptiske kabler og patchkabler foran. Utendørs fiberoptiske kabler blir konvertert til patchkabler gjennom overføringskabinettet. Disse patchkablene blir så transformert til fiberhoppere gjennom optiske distribusjonsrammer i hvert kabinet og kobles til ulike enheter, slik at fiberoptisk kabeltilkobling prosessen blir fullført. En inngang/utgang for kabelkanalen, som er koblet til anleggets kabelgruve, er tilgjengelig inne i hytten.

4. Konklusjoner

• Forhåndsmonterte hytter bruker en hierarkisk innledd rammestruktur. Rammen er sammensatt av flere rammeeenheter, noe som muliggjør at innledd hytter og hyttelegemer kan produseres samtidig og uavhengig, noe som vesentlig forbedrer konstruksjonsnøyaktigheten.

• Enheter inne i rammene er funksjonelt zoned, standardiserer plasseringen av utstyr inne i hytten.

• Optiske og elektriske kabler inne i forhåndsmonterte hytter bruker en bunnrouting-metode. Bunnen av hytten er lagd i lag, og ledningstrøgskasser er installert under skapene, noe som sikrer separasjon av optiske og elektriske kabler.