Investigación sobre a aplicación de cabos híbridos ópticos e eléctricos prefabricados en subestacións intelixentes
Actualmente, para aumentar de forma racional a eficiencia e a efectividade da fase de construción de enxeñaría, aplicar profundamente varios logros de deseño na fase de aplicación, promover o concepto de xestión do ciclo de vida completo, aplicar comprehensivamente varias novas tecnoloxías modernas, establecer unha interface de xestión de equipos unificada e centralizada, e mellorar a eficiencia da enxeñaría intensiva nas etapas de deseño e construción, a Corporación Estatal de Red Eléctrica de China comezou a implementar o deseño e a construción de subestacións nun modo de distribución estandarizado.
Un dos obxectivos principais é estandarizar os parámetros e as normas de interfaz dos equipos, permitindo que os equipos primarios se conecten aos secundarios, e que os equipos secundarios se conecten entre si de forma estandarizada. Isto asegura que o cableado secundario sexa plug-and-play, proporcionando servizos máis convenientes para tarefas como a licitación de equipos, a operación e mantemento, e o deseño de enxeñaría, ao mesmo tempo que reduce de forma razonable o tempo de construción da obra. Basándonos nisto, nas subestacións intelixentes, se realizou unha investigación e análise en profundidade sobre a aplicación de cables híbridos óptico-eléctricos prefabricados, que ten unha importancia práctica extremadamente importante na situación actual.
1. Análise do alcance aplicable dos cables híbridos óptico-eléctricos prefabricados na fase de aplicación
No contexto moderno, os métodos de cableado utilizados para os bornes terminais nos cuadros de mando tradicionais e as caixas de distribución de fibra óptica nas subestacións durante o proceso de conexión xa non poden satisfacer os novos requisitos das subestacións prefabricadas nas etapas de instalación e operación. Ao mesmo tempo, durante a construción de subestacións intelixentes, xa que se requiren tarefas como o cableado de cables e fibras ópticas no local, a conexión de circuitos e a depuración de circuitos ao conectar os cables e fibras ópticas dentro dos armarios, o período de construción da obra é relativamente longo.
Isto non só conduce a unha baixa eficiencia de construción e unha confiabilidade relativamente baixa, senón que tamén resulta en certas diferenzas na colocación, instalación e métodos de cableado dos dispositivos de conexión dentro de cada armario. Polo tanto, a aplicación de tecnoloxías de proceso durante a fase de construción é extremadamente difícil, o que aumenta invisiblemente o custo de traballo na fase de mantemento e leva a unha eficiencia de traballo xeralmente baixa nas fases de depuración de construción e mantemento posteriores.
Dada esta situación, considerando de forma comprehensiva, a aplicación de cables híbridos óptico-eléctricos prefabricados, que teñen as vantaxes de rápido enchufar e desenchufar, lonxeva duración, baixa densidade, pequeno tamaño e alta confiabilidade, pode satisfacer mellor os novos requisitos dos equipos en subestacións intelixentes para a funcionalidade plug-and-play na nova era.
Investigación sobre a aplicación de cables híbridos óptico-eléctricos prefabricados en subestacións intelixentes
Xeralmente, os cables prefabricados son adecuados para as posicións entre o corpo principal do equipo primario de alta tensión e os armarios de control intelixente. Para subestacións intelixentes que utilizan equipos GIS (Sistema de Información Xeográfica), pódense seleccionar cables prefabricados de dúas puntas para as conexións entre os interruptores dentro do corpo principal do GIS e os armarios de control intelixente, entre os interruptores de manobra e os armarios de control intelixente, entre as cajas de mecanismos de interruptores de terra e os armarios de control intelixente, e entre as cajas de terminales do transformador principal e os armarios de control intelixente do transformador principal.
En canto ao método de conexión en ambos os extremos, pódense seleccionar conectores de tipo avión para a conexión, e usar soquetes prefabricados compatibles en ambos os extremos. Entón, segundo os principios de separación de circuitos de dobre bucle, separación de correntes fortes e débiles, e separación de correntes AC e DC, pódese realizar unha configuración razonable.Despois da aplicación de cables prefabricados, o nivel de proceso dos compoñentes dentro do equipo durante a montaxe será mellorado. Isto non só pode poupar o espazo dentro dos cuadros de mando, senón que tamén permite unha instalación máis conveniente, rápida e eficiente no local de construción.
Cando o equipo do armario de control intelixente está conectado a diversos dispositivos de nivel de bahía, como instrumentos de análise de rede, dispositivos de oscilograma de fallos, dispositivos de protección do transformador principal, dispositivos de medida e control de liña, e dispositivos de protección de liña, principalmente se usan fibras ópticas. No entanto, o proceso de construción utilizado para a instalación de fibras ópticas comúns é máis complexo que o de los cables, e os requisitos para o ambiente de instalación durante a fusión de fibras ópticas son extremadamente altos. Polo tanto, pódense seleccionar fibras ópticas prefabricadas con conectores prefabricados na fábrica. Durante a construción no local, pódese utilizar un método de conexión sen fusión, que pode minimizar a atenuación e a perda óptica durante a construción dos puntos de fusión de fibras ópticas e mellorar a confiabilidade e estabilidade do bucle de fibra óptica durante a conexión.
2. Análise das características técnicas dos cables híbridos óptico-eléctricos prefabricados
Os cables híbridos óptico-eléctricos son cables que incorporan conductores aislados dentro da estrutura de fibras ópticas, integrando os fios de cobre para transmisión de enerxía e as fibras ópticas en un. Dado que a transmisión de enerxía e a transmisión de fibras ópticas pertencen a dous tipos completamente diferentes de métodos de transmisión, non hai interferencia entre eles durante o proceso de transmisión. Os cables híbridos óptico-eléctricos non só posúen as características de fibras ópticas comúns, senón que tamén cumprir coas normas e especificacións pertinentes para a transmisión de enerxía de baixa tensión de cables. Poden abordar simultaneamente os problemas existentes na transmisión de sinais ópticos e eléctricos dos equipos.
En canto ás vantaxes dos cables híbridos óptico-eléctricos, teñen as características de ocupar pouco espazo, ser ligeros e ter un diámetro exterior pequeno. En moitas ocasións no pasado, os problemas que requirían o uso de múltiples cables e fibras ópticas para resolver agora poden ser resoltos de forma razonable usando simplemente un cable híbrido. Ao mesmo tempo, a aplicación de cables híbridos óptico-eléctricos tamén ten as seguintes vantaxes:
Durante o proceso de transmisión, pode proporcionar múltiples tipos diferentes de tecnoloxías de transmisión simultáneamente. O equipo ten unha forte capacidade de expansión e boa adaptabilidade durante a aplicación, e o produto ten unha cobertura relativamente amplia en termos de aplicabilidade.
En termos de rendemento de aplicación, ten unha excelente resistencia interna á presión e flexibilidade, con unha superioridade relativamente alta e un nivel relativamente alto de comodidade durante a construción.
Os clientes non necesitan gastar custos excesivos durante o proceso de adquisición, e o custo durante a construción é relativamente baixo.
Dado que o cable híbrido é do tipo prefabricado, durante a etapa de deseño inicial, é necesario calcular e prever con precisión a lonxitude real de tendido do cable óptico prefabricado para evitar, tanto como sea posible, situaciones onde a lonxitude non cumpra o estándar ou supere o estándar. Actualmente, os fabricantes de equipos poden proporcionar cables híbridos óptico-eléctricos prefabricados. O rango de personalización do número de núcleos de la fibra óptica é aproximadamente de 6 a 48 núcleos, y puede seleccionarse como multimodo o monomodo. Los tipos de blindaje son en su mayoría de cobre o aluminio corrugado. La longitud se puede prefabricar por adelantado, y se pueden seleccionar varios tipos diferentes de conectores eléctricos u ópticos para los conectores en ambos extremos.
Ao seleccionar un distribuidor, recoméndase usar un distribuidor híbrido óptico-eléctrico modular, que pode configurar de forma flexible e científica a relación de fibras ópticas a cobre segundo as diferentes diferenzas dos portos de equipos de usuarios, maximizando a satisfacción de varias exigencias no proceso de xestión de distribución de enerxía.
Segundo as características dos cables híbridos óptico-eléctricos, nunha subestación intelixente, as terminais intelixentes de cada bahía poden ser unificadas en sinais de alarma de perda de enerxía e sinais ópticos de unidade, e transmitidas ao equipo de protección, medida e control de bahía usando o mesmo tipo de cable híbrido óptico-eléctrico. Cando as fontes de enerxía AC e DC están conectadas desde os paneles de distribución AC e DC da fábrica de equipamentos de conmutación, o cableado usado para conectar os equipos entre diferentes andares e sitios pode simplificarse uniformemente en cables híbridos óptico-eléctricos, permitindo a realización da idea de que todos os sinais de control dunha bahía típica están conectados usando un único cable.
3. Análise específica de casos de aplicación de cables híbridos óptico-eléctricos prefabricados
Este artigo toma como casos principais as bahías típicas dos lados de 110 kV e 220 kV dunha subestación intelixente determinada. Ao comparar as situacións específicas da aplicación de cables híbridos óptico-eléctricos prefabricados, elabora específicamente sobre as principais características da aplicación de cables híbridos óptico-eléctricos prefabricados como segue:
(1) Análise estatística das especificacións e cantidades de cables híbridos óptico-eléctricos no lado de 110 kV
Basándose no modo de cableado de dobre barramento no lado de 110 kV e o uso de equipos GIS para a investigación, hai unha configuración única no dispositivo integrado da unidade de combinación do terminal intelixente para a liña de enerxía de 110 kV e a seccionamento; hai una configuración de dobre conjunto no dispositivo integrado da unidade de combinación do terminal intelixente para a liña de entrada do transformador principal de 110 kV. Instálanse dúas unidades de combinación de tensión de barramento nas posicións de control intelixente dos equipos de barramento.
O seguinte toma principalmente como exemplo a bahía de liña de 110 kV. Ao analizar de forma centralizada as cantidades de fibras ópticas e cables entre o armario de control intelixente e o equipo secundario, ordeánse e analízanse as especificacións e cantidades de cables híbridos óptico-eléctricos no lado de 110 kV.
Táboa 1 Estatísticas dos coeficientes de cable e fibra óptica nas intervalos de liña de 110 kilovoltios
Como se mostra na Táboa 1, ao contar centralizadamente o número de núcleos de fibra óptica e de cable desde a capa de proceso ata a capa de bahía na bahía de liña de 110 kV, e considerando de forma comprehensiva a máxima demanda e os núcleos de reserva reais, seleccionouse un cable híbrido óptico-eléctrico prefabricado composto por unha fibra óptica de 12 núcleos máis 6×1.5 fios de cobre para as bahías de liña de saída e seccionamento. Segundo a configuración dual da subestación principal, seleccionáronse dous cables híbridos óptico-eléctricos prefabricados, cada un composto por 12 núcleos de fibra óptica máis 6×1.5 fios de cobre, para o armario de control intelixente principal no lado de 110 kV.
(2) Análise estatística das especificacións e cantidades de cables híbridos óptico-eléctricos no lado de 220 kV
Basándose no modo de cableado de dobre barramento no lado de 220 kV e o uso de equipos GIS (Sistema de Información Xeográfica), os terminais intelixentes e as unidades de combinación están dispostos de forma uniforme no armario de control intelixente. A investigación sobre a configuración da capa de proceso e a capa de bahía realiza-se utilizando un método de configuración dual.
O seguinte toma principalmente como exemplo específico a bahía de liña de 220 kV. Ao analizar estatísticamente as cantidades de fibras ópticas e cables desde o armario de control intelixente ata a sala de equipos secundarios, ordeánse e resúmanse as especificacións e cantidades reais dos cables híbridos óptico-eléctricos de 220 kV.
Considerando a configuración dual no lado de 220 kV, o número de núcleos de cable e de fibra óptica do segundo cable e a súa configuración son os mesmos que os do primeiro cable. O contido específico amóstrase na Táboa 2. Ao analizar estatísticamente o número de núcleos de cable e de fibra óptica desde a capa de proceso ata a capa de bahía na bahía de liña de 220 kV, e considerar de forma sistemática a máxima demanda e os núcleos de reserva, cada armario de control intelixente pode usar dous cables híbridos óptico-eléctricos prefabricados con unha especificación de 24 núcleos de fibra óptica máis 6×1.5 fios de cobre.
(3) Agregación e análise de datos da aplicación de cables híbridos óptico-eléctricos en subestacións intelixentes
Basándose nos datos do proceso de estadística mencionado anteriormente, a análise indica que, en termos de especificacións, os cables híbridos óptico-eléctricos prefabricados utilizados dentro das subestacións intelixentes poden optimizarse en fibras ópticas de 24 núcleos + cables de 6 núcleos e fibras ópticas de 12 núcleos + cables de 6 núcleos.
O número de cables desde os armarios de control intelixente de cada lado de 220 kV e subestacións principais ata a sala de equipos secundarios pode minimizarse a dous, e o número de cables desde o armario de control intelixente no lado de 110 kV ata a sala de equipos secundarios pode minimizarse a un.
A medida que o custo dos materiais de equipo no proceso de investimento continúa diminuíndo, xéranse unha serie de beneficios económicos indirectos, como segue:
Os niveis de orientación ao proceso e de fluxo de montaxe de componentes de cable son máis altos, e a eficiencia de traballo no proceso de construción é máis alta. Isto pode maximizar a poupanza de man de obra e tempo de enxeñaría e reducir o custo de instalación e construción no local.
Despois de usar cables prefabricados, pode especificamente mellorar o nivel de estandarización dos usuarios, reducir a variedade e a cantidade de materiais, liberar de forma razonable a ocupación do inventario orixinal dos usuarios, e reducir o custo de xestión.
Reduz a carga de traballo no proceso posterior de operación e mantemento, ten un rendemento mellor de verde e medioambiental, e está máis en concordancia cos requisitos xerais da construción de subestacións "dous tipos e unha estandarización".
Táboa 2 Estatísticas dos núcleos de cable e de fibra óptica nas intervalos de liña de 220 kilovoltios
4. Conclusión
En resumo, a aplicación de cables prefabricados en subestacións intelixentes pretende lograr conexiones estandarizadas e reguladas para fibras ópticas e cables entre equipos primarios e secundarios, así como entre equipos secundarios. Isto pode especificamente mellorar a eficiencia de construción e a calidade de proceso de equipos secundarios durante a fase de construción.
Este artigo discute principalmente o alcance de aplicación e as características técnicas dos cables híbridos óptico-eléctricos prefabricados. Estuda e analiza a aplicación específica de cables híbridos óptico-eléctricos en subestacións intelixentes de 220 kV, e resume e analiza varias interfaces estándar comúns de cables híbridos utilizados en subestacións de 220 kV.
O uso de cables híbridos óptico-eléctricos prefabricados pode integrar orgánicamente cables e fibras ópticas. Pode especificamente reducir a carga de tendido no local de construción, diminuir a sección transversal de trincheiras de cable e a área real ocupada, e cortar eficazmente o custo do proxecto durante todo o ciclo de proxecto de subestacións intelixentes.
O contido de investigación neste artigo centrase principalmente en como usar cables híbridos óptico-eléctricos para substituír fibras ópticas prefabricadas para conectar equipos secundarios entre cuadros de mando en diferentes sitios e áreas, como entre salas.
