Проектирование и технология производства сборных блочно-модульных подстанций

1. Характеристики производительности сборных кабин-подстанций

Характеристики производительности сборных кабин-подстанций следующие:

• Малая площадь: благодаря модульной конструкции, может использоваться двухуровневая трехмерная планировка, что позволяет сэкономить на затратах на приобретение земли.

• Гибкость в строительстве подстанции: имеет низкие требования к месту расположения подстанции. Планировка может гибко регулироваться в зависимости от фактических условий на месте (например, формы земельного участка и геологии). Подстанцию можно переносить, она мобильна.

• Снижение объема работ на стройплощадке: в традиционном режиме строительства подстанций объем земляных работ на стройплощадке велик. Оборудование нужно собирать, подключать и отлаживать после доставки на место, что сильно зависит от климата и окружающей среды, что приводит к длительному сроку строительства. В режиме сборных кабин оборудование предварительно устанавливается, подключается и отлаживается на заводе. Работы на месте сводятся к стыковке кабин и межкабельному подключению. Влияние климата и окружающей среды минимально, срок строительства короткий.

• Снижение сложности управления строительством на месте: в традиционном режиме строительства сначала строятся фундаменты, затем устанавливается оборудование, а затем строится распределительное устройство. Цикл проекта длительный, с перекрестными операциями, что усложняет управление. В режиме сборных кабин на месте требуется только простое строительство фундамента для сборной кабины. После завершения работы гражданские строители могут уйти, а затем дожидаться установки сборной кабины. Это исключает перекрестные работы, и управление строительством становится относительно простым.

• Хорошая экологичность: в традиционном режиме "мокрого" строительства объем земляных работ велик, что приводит к большому количеству пыли, вызывая значительное загрязнение пылью окружающей среды и оказывая большое влияние на окружающую среду. В режиме сборных кабин корпус кабины изготавливается в целом и транспортируется на место. Объем земляных работ на месте мал, что приводит к относительно небольшому влиянию на окружающую среду, и это экологично.

•  Привлекательный внешний вид и гармония с окружающей средой: в режиме сборных кабин можно проводить индивидуальную окраску внешней поверхности в соответствии с окружающей средой повышающей подстанции, чтобы достичь гармонии с окружающей средой. Одновременно сборные кабины-подстанции имеют хорошие функции изоляции электромагнитного излучения и снижения шума, и легко принимаются окружающими жителями.

• Короткий срок строительства: срок строительства сборных кабин-подстанций короткий. Строительство фундамента и производство сборных кабин проводятся одновременно, срок строительства составляет около трех месяцев.

• Низкая общая стоимость: в традиционном режиме строительства стоимость относительно фиксирована, возможности оптимизации стоимости ограничены. Сборные кабины-подстанции позволяют снизить затраты на гражданское строительство и установку. Срок строительства сокращается, подключение к сети и выработка электроэнергии осуществляются раньше, что позволяет получить выгоду заранее. Общая стоимость снижается примерно на 10%.

2. Технология проектирования сборных кабин-подстанций

В соответствии с Q/GDW 1795 - 2013 <Общие правила трехмерного моделирования сетей>, выпущенными Государственной сетевой компанией Китая, используются параметрическое моделирование и методы твердотельного моделирования для проведения трехмерного проектирования сборных кабин-продуктов.

•  Параметрическое моделирование: это процесс моделирования, использующий несколько наборов параметров для ограничения взаимосвязей и размеров геометрических элементов в графике, что приводит к созданию графиков с различными топологическими связями. Изменяя параметры, можно изменять и контролировать геометрическую форму графика. Это позволяет быстро выполнить трехмерное моделирование продуктов, похожих на сборные кабины.

• Твердотельное моделирование: параметрическая модель используется как основа для твердотельного моделирования. Параметры каждого 3D вокселя связаны с ней. После детализации компонентов сборной кабины (крыша, стены, основание и интегрированное оборудование) они собираются в 3D модель продукта сборной кабины.

• Производственные чертежи: твердотельное моделирование используется для создания производственных чертежей каждого компонента, автоматически генерируется связанный список материалов (BOM). Одновременно возможно сканирование QR-кода на чертеже для предварительного просмотра 3D модели онлайн, что повышает эффективность обработки и производства.

•  Визуализация: применяется передовая технология визуализации для рендеринга деталей внешнего вида, внутренних сцен и освещения окружающей среды созданной модели сборной кабины, реализуется цифровое визуальное проектирование сборной кабины, представляющее форму продукта во всех аспектах для пользователей.

Используется технология CAE-моделирования для проведения имитационного анализа структуры сборной кабины в условиях подъема, ветровой нагрузки, снежной нагрузки и землетрясений, чтобы проверить надежность структуры кабины, снизить затраты на проектирование, сократить цикл проектирования и повысить надежность продукта.

•  Имитация подъема: используется технология CAE-моделирования для анализа напряжений и деформаций модуля сборной кабины под воздействием гравитационной нагрузки при подъеме. Точки подъема находятся в четырех отверстиях для крепления подъемных ушек на нижнем швеллере одного модуля.

• Имитация снежной нагрузки: с использованием технологии CAE-моделирования, согласно требованиям GB 50009 - 2012 <Нормы нагрузок на строительные конструкции>, моделируется структурное напряжение сборной кабины при снежной нагрузке с периодом возврата 50 лет.

• Имитация ветровой нагрузки: с использованием технологии CAE-моделирования, согласно требованиям GB 50009 - 2012 <Нормы нагрузок на строительные конструкции>, моделируется структурное напряжение сборной кабины на каждой стороне двускатной крыши здания при ветровой нагрузке.

• Модальный анализ: в отличие от естественных характеристик периода колебаний высотных зданий, структура сборной кабины формируется путем сварки большого количества профилей из сортового проката. Ее естественная частота должна рассчитываться методом модального анализа. Полученные моды и спектр сейсмического воздействия могут использоваться для сейсмического анализа сборной кабины.

• Имитация землетрясения: с использованием технологии ответного анализа, согласно требованиям GB 50260 - 2013 <Нормы сейсмостойкого проектирования электрических установок>, моделируется структурное напряжение сборной кабины при сейсмической интенсивности 8 баллов.

• Имитация освещенности: с использованием программного обеспечения для имитации освещенности моделируются и рассчитываются значения освещенности нормального освещения, аварийного освещения и аварийного эвакуационного освещения внутри сборной кабины, чтобы соответствовать требованиям DL/T 5390 - 2014 <Технические регламенты осветительного проектирования электростанций и подстанций>, обеспечивая комфортную среду для эксплуатации и обслуживания внутри кабины.

3. Технологический процесс сборных кабин-подстанций

Технологический процесс сборных кабин-подстанций следующий:

•  Производственный процесс: сборная кабина изготавливается на стандартизированном заводе, что обеспечивает качество продукции сборной кабины. Процесс показан на рисунке 1.

•  Процесс антикоррозийной защиты: в зависимости от различных сценариев применения выбираются различные степени антикоррозийной защиты и методы покрытия, чтобы обеспечить, что сборная кабина не ржавеет в течение всего срока службы.

• Процесс теплоизоляции: используется трехслойная теплоизоляционная конструкция "стальная пластина + базальтовая вата и полиуретан + стеновые панели машинного помещения и огнестойкая теплоизоляционная базальтовая вата", дополненная нагревателями и кондиционерами, чтобы обеспечить, что температура внутри кабины находится в подходящем диапазоне.

•  Процесс водонепроницаемости: для разделительных кабин, склонных к протечкам, используются герметики с высоким коэффициентом сжатия и атмосферостойкие силиконовые герметики, а также комбинированные водонепроницаемые крышки, чтобы обеспечить, что кабина не пропускает воду.

•  Процесс пыленепроницаемости: используется технология герметизации автомобилей, то есть применяются высокоэластичные уплотнительные полосы (EPDM-резина), чтобы обеспечить защиту от пыли, влаги и конденсата. Для кабельных отверстий высокого и низкого напряжения используются удобные для герметизации отверстия, а внутри кабины случайным образом размещаются уплотнительные резиновые кольца для этих отверстий.

•  Процесс вентиляции: учитывая климатические условия и факторы окружающей среды, в районах с большим количеством ветра и песка, в крайне холодных районах и в районах с высоким уровнем загрязнения внутри сборной кабины используются электрические заслонки или микроположительное давление для защиты от пыли, чтобы обеспечить защиту от пыли, влаги и конденсата, а также стабильную работу оборудования.

• Процесс внутренней отделки: для предварительного монтажа трубопроводов питания и освещения используются огнестойкие PVC-трубы, а для предварительного монтажа противопожарного и контрольного оборудования используются оцинкованные трубы. Обычно для вторичного оборудования на полу используются антистатические полы, а для первичного оборудования — изолирующие резиновые подложки. Для потолка используется каркасная интегрированная система, которая удобна для установки, эстетична в целом и удобна для последующего обслуживания.

• Процесс распределения питания: внутри сборной кабины устанавливаются распределительные щиты питания, нормального освещения, аварийного освещения и щиты обслуживания в соответствии с различными функциональными требованиями. Среди них, распределительный щит аварийного освещения может обеспечивать централизованное питание 36 В, реализуя функции, такие как удаленный мониторинг и пожарная сигнализация.