Forskning i anvendelsen af forfabrikerede optiske og elektriske hybridkabler i smarte understationer
I øjeblikket har State Grid Corporation of China begyndt at implementere standardiseret fordeling af konstruktion og design af understationer for at fornuftigt forbedre effektiviteten og effektiviteten i den konstruktive fase, dybt anvende forskellige designresultater i anvendelsesfasen, fremme konceptet om fuld livscyklusstyring, kompakt anvende forskellige moderne teknologier, oprette en enhedlig og centraliseret udgangsstyringsgrænseflade, og forbedre effektiviteten af intensiv ingeniørvirksomhed i design- og konstruktionsfasen.
Et af de hovedmål er at standardisere parametrene og grænsefladestandarderne for udstyr, så primærudstyr kan forbindes til sekundærudstyr, og sekundærudstyr kan forbindes på en standardiseret måde. Dette sikrer, at sekundære ledninger er plug-and-play, hvilket giver mere bekvemme tjenester til opgaver som udstyrstillbud, drift og vedligeholdelse, samt ingeniørdesign, samtidig med at det fornuftigt reducerer konstruktionsperioden. På denne baggrund er der blevet udført indgående forskning og analyse af anvendelsen af forfabrikerede optisk-elektriske hybridkabler i intelligente understationer, hvilket har yderst vigtig praktisk betydning i den aktuelle situation.
1. Analyse af anvendelsesområdet for forfabrikerede optisk-elektriske hybridkabler i anvendelsesfasen
I det moderne kontekst kan kablingsmetoderne, der anvendes til terminalblokke i traditionelle skrivebordsskab og fiber-optiske fordelingskasser i understationer under forbindelsesprocessen, ikke længere opfylde de nye krav til forfabrikerede understationer i installations- og driftsfaserne. Samtidig, under konstruktionen af intelligente understationer, da opgaver som kabel- og fiber-optisk kabling på stedet, kredsløbsforbindelser, og kredsløbsfejlfinding er nødvendige, når man forbinder kable og fiber-optiske kabler inde i skabene, er konstruktionsperioden relativt lang.
Dette fører ikke blot til lav konstruktionsvirksomhed og relativt lav pålidelighed, men også til visse forskelle i placering, installation, og kablingsmetoder for forbindelsesenhederne i hver eneste skab. Derfor er anvendelsen af processteknologier i konstruktionsfasen ekstremt svær, hvilket usynligt øger arbejdskosten i vedligeholdelsesfasen og fører til generelt lav virksomhed i konstruktionsfejlfinding og senere vedligeholdelsesfasen.
Givet denne situation, kan anvendelsen af forfabrikerede optisk-elektriske hybridkabler, som har fordelene hurtig tilslutning og frakobling, lang levetid, lav densitet, lille størrelse, og høj pålidelighed, bedre opfylde de nye krav til udstyr i intelligente understationer for plug-and-play funktionalitet i det nye æra, overvejet kompakt.
Forskning i anvendelsen af forfabrikerede optisk-elektriske hybridkabler i intelligente understationer
Generelt er forfabrikerede kabler egnet til positioner mellem hovedparten af højspændingsprimærudstyr og intelligente kontrolskabe. For intelligente understationer, der anvender GIS (Geografisk Information System) udstyr, kan dobbeltsidede forfabrikerede kabler vælges til forbindelserne mellem afbrydere i GIS-hovedparten og intelligente kontrolskabe, mellem afkoplere og intelligente kontrolskabe, mellem jordkontaktmekanisme-kasser og intelligente kontrolskabe, og mellem hovedtransformator-terminalskabe og intelligente kontrolskabe til hovedtransformator.
For forbindelsesmetoden på begge ender kan flyverplug-tilslutninger vælges, og forfabrikerede matchende sokkel kan bruges på begge ender. Derefter kan en rimelig konfiguration udføres ifølge principperne om adskillelse af dobbeltloopkredsløb, adskillelse af stærke og svage strømme, og adskillelse af AC- og DC-strømme. Efter anvendelsen af forfabrikerede kabler vil processniveauet af komponenterne i udstyret under montering blive forhøjet. Dette kan ikke kun spare pladsen i skrivebordsskab, men også gøre installationen på byggestedet mere bekvem, hurtig, og effektiv.Når intelligent kontrolskabe udstyr forbinder til forskellige bays-niveaudetal som netværksanalyseinstrumenter, fejlregistreringssystemer, hovedtransformatorbeskyttelsesudstyr, linjeovervågnings- og styringsudstyr, og linjebeskyttelsesudstyr, anvendes hovedsageligt fiber-optiske kabler. Dog er konstruktionsprocessen, der anvendes til installation af almindelige fiber-optiske kabler, mere kompleks end for kable, og kravene til installationsmiljøet under fiber-optisk fusionsforbindelse er ekstremt høje. Derfor kan forfabrikerede fiber-optiske kabler med forfabrikerede forbindere i fabrikken vælges. Under byggestedsarbejde kan en fusionsfri forbindelsesmetode anvendes, hvilket kan minimere optisk dæmpning og tab under konstruktion af fiber-optiske fusionspunkter og forbedre pålideligheden og stabiliteten af fiber-optiske kredsløb under forbindelse.
2. Analyse af de tekniske karakteristika ved forfabrikerede optisk-elektriske hybridkabler
Optisk-elektriske hybridkabler er kabler, der integrerer isolerede ledere i strukturen af fiber-optiske kabler, og integrerer strømoverførselsguldkable og fiber-optiske tråde i én. Da strømoverførsel og fiber-optisk overførsel hører til to helt forskellige typer overførselsmetoder, vil der ikke være nogen støj mellem dem under overførselsprocessen. Optisk-elektriske hybridkabler har ikke bare de karakteristika, der findes hos almindelige fiber-optiske kabler, men overholder også relevante standarder og specifikationer for lavspændingsstrømoverførsel af kable. De kan samtidig løse problemer, der eksisterer i overførslen af fiber-optiske og elektriske signaler fra udstyr.
Med hensyn til fordelene ved optisk-elektriske hybridkabler, har de karakteristika som lille pladsbrug, letvægt, og lille ydre diameter. I de fleste tilfælde i fortiden, problemer, der krævede flere kabler og fiber-optiske kabler for at løses sammen, kan nu fornuftigt løses ved simpelthen at bruge en hybridkabel. Samtidig har anvendelsen af optisk-elektriske hybridkabler følgende fordele:
Under overførselsprocessen kan det give flere forskellige typer overførselsteknologier samtidigt. Udstyret har stærk udvidelighed og god tilpasningsevne under anvendelse, og produktet har en relativt bred anvendelsesområde.
Med hensyn til anvendelsespræstation, har det fremragende intern presstandsevne og buelighed, med relativt høj overlegenhed og et relativt højt niveau af bekvemmelighed under konstruktion.
Kunder behøver ikke bruge overdreven kostninger under indkøbsprocessen, og kostningen under konstruktion er relativt lav.
Da hybridkable er af forfabrikeret type, er det nødvendigt at beregne og forudsige den faktiske længde af forfabrikerede fiber-optiske kabler præcist i den inledende designfase for at undgå, så vidt muligt, situationer, hvor længden ikke opfylder standarden eller overstiger standarden. I øjeblikket kan udstyrproducenter levere forfabrikerede optisk-elektriske hybridkabler. Anpassningsområdet for antallet af fibere i fiber-optiske kabler er ca. 6 til 48 fibere, og det kan vælges som multimodal eller enkeltmodal. Typen rustning er mest cu eller korreget aluminium. Længden kan forberedes på forhånd, og forskellige typer elektriske forbindere eller fiber-optiske forbindere kan vælges til forbindelserne på begge ender.
Når man vælger en fordelingsramme, anbefales det at bruge en modulær optisk-elektrisk hybridfordelingsramme, som kan fleksibelt og videnskabeligt konfigurere forholdet mellem fiber-optiske tråde og koppar efter de forskellige forskelle i brugerudstyrsportene, maksimalt opfylde de forskellige krav i strømforsyningens forvaltningsproces.
Ifølge de karakteristika ved optisk-elektriske hybridkabler, kan intelligente slutpunkter for hvert bay i en intelligent understation uniformt kombineres til strømnedsbrydelsesalarm-signaler og enhedsoptiske signaler, og overføres til baybeskyttelse, måling, og styringsudstyr ved hjælp af samme type optisk-elektriske hybridkabler. Når AC- og DC-strømforsyninger forbinder fra AC- og DC-fordelingspanelerne i skrivebordsfabrikken, kan kablingen, der anvendes til at forbinde udstyr på tværs af forskellige etager og lokationer, uniformt forenkles til optisk-elektriske hybridkabler, hvilket gør det muligt at realisere ideen, at alle kontrolsignaler for et typisk bay forbinder ved hjælp af en kabel .
3. Specifikt case-analyse af anvendelsen af forfabrikerede optisk-elektriske hybridkabler
Denne artikel tager de typiske bay'er på 110 kV- og 220 kV-siderne af en bestemt intelligent understation som de hovedcases. Ved at sammenligne de specifikke situationer for anvendelsen af forfabrikerede optisk-elektriske hybridkabler, specifikt redegør den for de hovedkarakteristika ved anvendelsen af forfabrikerede optisk-elektriske hybridkabler som følger:
(1) Statistikanalyse af specifikationer og mængder af optisk-elektriske hybridkabler på 110 kV-siden
Baseret på dobbeltbusbar-kablingsmetode på 110 kV-siden og anvendelsen af GIS-udstyr til forskning, er der en enkeltkonfiguration i den integrerede enhed af intelligent slutpunkt fusioneringsenhed for 110 kV-stroemlinje og -sektionering; der er en dobbeltkonfiguration i den integrerede enhed af intelligent slutpunkt fusioneringsenhed for 110 kV-hovedtransformator-indgangslinje. To busbar spændingsfusioneringsenheder er installeret i de intelligente kontrolpositioner for busbarens udstyr.
Følgende tager hovedsageligt 110 kV-linje bay som eksempel. Ved at analysere mængden af fiber-optiske kabler og kable mellem intelligent kontrolskab og sekundærudstyr centrale, sorteres og analyseres specifikationer og mængder af optisk-elektriske hybridkabler på 110 kV-siden.
Tabel 1 Statistik over kabel- og fiber-optiske kabelkoefficienter i 110-kilovolt linjeintervaller
Som vist i tabel 1, ved at tælle antallet af fiber-optiske kerne og kabelkerne fra processlaget til baylaget i 110 kV-linje bay, og systematisk overveje maksimumkravet og faktiske reservekerne, vælges en forfabrikeret optisk-elektrisk hybridkabel sammensat af en 12-kerne fiber-optisk plus 6×1.5-størrelses kobbertråde for udgangslinje og sektioneringsbay. Ifølge den dobbelte konfiguration af hovedtransformator, vælges to forfabrikerede optisk-elektriske hybridkabler, hver sammensat af 12-kerne fiber-optiske plus 6×1.5-størrelses kobbertråde, for hovedintelligent kontrolskab på 110 kV-siden.
(2) Statistikanalyse af specifikationer og mængder af optisk-elektriske hybridkabler på 220 kV-siden
Baseret på dobbeltbusbar-kablingsmetode på 220 kV-siden og anvendelsen af GIS (Geografisk Information System) udstyr, er intelligente slutpunkter og fusioneringsenheder ensartet placeret i intelligente kontrolskabe. Forskningen på konfigurationen af processlaget og baylaget udføres ved hjælp af en dobbeltkonfigurationsmetode.
Følgende tager hovedsageligt 220 kV-linje bay som et specifikt eksempel. Ved at statistisk analysere mængden af fiber-optiske kabler og kable fra intelligent kontrolskab til sekundærudstyrsværelset, sorteres og summeres de faktiske specifikationer og mængder af 220 kV optisk-elektriske hybridkabler.
Efter overvejelse af den dobbelte konfiguration på 220 kV-siden, er antallet af kabelkerne og fiber-optiske kerne af anden kabel og dens konfiguration den samme som den første kabel. Den specifikke indhold vises i tabel 2. Ved at statistisk analysere antallet af kabelkerne og fiber-optiske kerne fra processlaget til baylaget i 220 kV-linje bay, og systematisk overveje maksimumkravet og reservekerne, kan hvert intelligent kontrolskab bruge to forfabrikerede optisk-elektriske hybridkabler med en specifikation af 24-kerne fiber-optiske plus 6×1.5 kobbertråde .
(3) Dataaggregering og analyse af anvendelsen af optisk-elektriske hybridkabler i intelligente understationer
Baseret på data fra ovenstående statistiske proces, viser analysen, at med hensyn til specifikationer, kan de forfabrikerede optisk-elektriske hybridkabler, der anvendes internt i intelligente understationer, optimere til 24-kerne fiber-optiske kabler + 6-kerne kable og 12-kerne fiber-optiske kabler + 6-kerne kable.
Antallet af kable fra intelligente kontrolskabe på hver side af 220 kV- og hovedtransformatorer til sekundærudstyrsværelset kan minimeres til to, og antallet af kable fra intelligent kontrolskab på 110 kV-siden til sekundærudstyrsværelset kan minimeres til en.
Som materialekostnader for udstyr fortsætter med at falde i investeringsprocessen, genereres en række indirekte økonomiske fordele, som følger:
Processorienterede og strømlinede niveauer af kablekomponentmontering er højere, og arbejdseffektiviteten i konstruktionsprocessen er højere. Dette kan maksimere besparelserne i arbejdskraft og ingeniørarbejds tid og reducere omkostningerne til lokalinstallation og konstruktion.
Efter at have anvendt forfabrikerede kabler, kan det specifikt forbedre standardiseringsniveauet for brugere, reducere typenavnene og mængden af materialer, fornuftigt frigive brugernes oprindelige lagerplads, og reducere omkostningerne til forvaltning.
Det reducerer arbejdsbyrden i den senere drift og vedligeholdelsesproces, har bedre grønne og miljøvenlige præstationer, og er mere i overensstemmelse med de samlede krav til opbygningen af "to-type og en-standardisering" understationer.
Tabel 2 Statistik over kabelkerne og fiber-optiske kabelkerne i 220-kilovolt linjeintervaller
4. Konklusion
Sammenfattende set, sigter anvendelsen af forfabrikerede kabler i intelligente understationer mod at opnå standardiserede og regulerede forbindelser for fiber-optiske kabler og kable mellem primær- og sekundærudstyr, samt mellem sekundærudstyr. Dette kan specifikt forbedre konstruktionsvirksomheden og processkvaliteten af sekundærudstyr i konstruktionsfasen.
Denne artikel har hovedsageligt diskuteret anvendelsesområdet og de tekniske karakteristika ved forfabrikerede optisk-elektriske hybridkabler. Den har undersøgt og analyseret den specifikke anvendelse af optisk-elektriske hybridkabler i 220 kV intelligente understationer, og summariseret og analyseret nogle almindelige standardgrænseflader for hybridkabler, der anvendes i 220 kV understationer.
Anvendelsen af forfabrikerede optisk-elektriske hybridkabler kan organisk integrere kable og fiber-optiske kabler. Det kan specifikt reducere belægningsarbejdet på byggestedet, formindske kryds-sektionens størrelse af kablegrave og den faktiske optagne areal, og effektivt nedbringe projektomkostningerne gennem hele projektcyklussen for intelligente understationer.
Indholdet af forskningen i denne artikel fokuserer hovedsageligt på, hvordan man kan bruge optisk-elektriske hybridkabler til at erstatte forfabrikerede fiber-optiske kabler for at forbinde sekundærudstyr mellem skrivebordsskab på tværs af forskellige lokationer og områder som tværs af rum.
