Istraživanje primjene prefabriciranih hibridnih optičkih i električnih kabela u pametnim podstationama

Trenutno, kako bi se racionalno unaprijedila učinkovitost i efikasnost faze izgradnje inženjerskih projekata, duboko primijenjeni razni dizajnerski rezultati u fazi primjene, promovirana koncept cjelovitog upravljanja ciklusom života, kompjelativno primijenjene razne nove moderne tehnologije, uspostavljena jedinstvena i centralizirana sučelja za upravljanje opremom, te poboljšana učinkovitost intenzivnih inženjerskih radova u fazama dizajna i izgradnje, Državna mrežna korporacija Kine započela je s implementacijom standardiziranog raspodijeljenog načina dizajna i izgradnje pretvorbnih stanica.

Jedan od glavnih ciljeva jest standardizirati parametre i standardi sučelja opreme, omogućujući da se primarna oprema poveže s sekundarnom opremom, a sekundarna oprema međusobno na standardiziran način. To osigurava da je sekundarno kabliranje plug-and-play, pružajući više udobnih usluga za zadatke poput licitiranja opreme, održavanja i čuvanja, te inženjerskog dizajna, uz istovremeno razumno smanjenje vremena potrebnog za izgradnju inženjerskih projekata. Na temelju toga, u pametnim pretvorbnim stanicama provedena su duboka istraživanja i analize primjene predizrađenih optičko-električnih hibridnih kabela, što ima izuzetno važnu praktičnu značajku u trenutnoj situaciji.

1. Analiza područja primjene predizrađenih optičko-električnih hibridnih kabela u fazi primjene

U modernom kontekstu, metode kablarice koje se koriste za terminalne blokove tradicionalnih šaltera i distribucijskih okvira vlaknenih kabela u pretvorbnim stanicama tijekom procesa povezivanja više ne mogu zadovoljavati nove zahtjeve prefabriciranih pretvorbenih stanica u fazama instalacije i operacije. U isto vrijeme, tijekom izgradnje pametnih pretvorbenih stanica, budući da su potrebni zadaci poput kablarice i vlaknenih kabela na mjestu, povezivanje krugova i ispitivanje krugova tijekom povezivanja kabela i vlaknenih kabela unutar ormara, inženjerski projekti traju relativno dugo.

To ne samo da dovodi do niske učinkovitosti izgradnje i relativno niske pouzdanosti, već rezultira određenim razlikama u postavljanju, instalaciji i metodama kablarice spojnih uređaja unutar svakog ormara. Stoga je primjena procesnih tehnologija tijekom faze izgradnje izuzetno teška, što nevidljivo povećava troškove rada u fazi održavanja i dovodi do općenito niske učinkovitosti rada tijekom ispitivanja izgradnje i kasnijeg održavanja.

Uzimajući u obzir ovu situaciju, razmatrajući sve, primjena predizrađenih optičko-električnih hibridnih kabela, koji imaju prednosti brzog spajanja i odspajanja, dugog vremena trajanja, niske gustoće, male veličine i visoke pouzdanosti, može bolje zadovoljiti nove zahtjeve opreme u pametnim pretvorbenim stanicama za funkcionalnost plug-and-play u novoj dobi.

Istraživanje primjene predizrađenih optičko-električnih hibridnih kabela u pametnim pretvorbenim stanicama

Općenito, predizrađeni kabeli su prikladni za pozicije između glavnog tijela visokonaponske primarne opreme i inteligentnih kontrolnih ormarâ. Za pametne pretvorbe koristeći GIS (Geografski informacijski sustav) opremu, dvosmjerne predizrađene kable mogu biti odabrane za povezivanje prekidača unutar glavnog tijela GIS-a i inteligentnih kontrolnih ormarâ, izolatora i inteligentnih kontrolnih ormarâ, mehanizama zemljenja i inteligentnim kontrolnim ormarima, te glavnim transformatorima i terminalnim ormarima glavnog transformatora.

Kao i za način povezivanja na obje strane, mogu se odabrati zračni štapovi za povezivanje, a na obje strane mogu se koristiti predizrađeni priključci. Zatim, prema principima odvojenja dualnih petlji, jakih i slabi struja, te AC i DC struje, može se provesti razumna konfiguracija.Nakon primjene predizrađenih kabela, procesni nivo komponenti unutar opreme tijekom montaže bit će poboljšan. To ne samo da može uštedjeti prostor unutar šaltera, već omogućuje i lakšu, bržu i učinkovitiju instalaciju na građevinskom terenu.

Kada se inteligentna kontrolna oprema povezuje s različitim uređajima na nivou intervala, poput uređaja za analizu mreže, uređaja za oscilografiranje grešaka, uređaja za zaštitu glavnog transformatora, uređaja za mjerenje i kontrolu linija, te uređaja za zaštitu linija, uglavnom se koriste optički kabeli. Međutim, postupak izgradnje koristi za instalaciju običnih optičkih kabela složeniji je od kablova, a zahtjevi za okruženje instalacije tijekom spajanja vlakana vrlo su visoki. Stoga se mogu odabrati predizrađeni optički kabeli sa predizrađenim priključcima u tvornici. Tijekom građevinskih radova na terenu, može se koristiti bezspajanje, što može minimizirati optičku atenuaciju i gubitke tijekom izgradnje točaka spajanja vlakana i poboljšati pouzdanost i stabilnost optičke petlje tijekom povezivanja.

2. Analiza tehničkih karakteristika predizrađenih optičko-električnih hibridnih kabela

Optičko-električni hibridni kabeli su kabeli u kojima su izolirani vodiči ugrađeni u strukturu optičkih kabela, integrirajući vodove za prijenos struje i optičke vlakna u jedno. Budući da prijenos struje i optički prijenos pripadaju dvema potpuno različitim tipovima metoda prijenosa, neće biti međusobne interferencije tijekom procesa prijenosa. Optičko-električni hibridni kabeli ne samo posjeduju karakteristike običnih optičkih kabela, već i služe relevantnim standardima i specifikacijama za prijenos niskonaponske struje kablova. Oni mogu istodobno riješiti probleme koji postoje u prijenosu optičkih i električnih signala opreme.

U pogledu prednosti optičko-električnih hibridnih kabela, oni imaju karakteristike zauzimanja malog prostora, lagane težine i male vanjske promjere. U većini slučajeva u prošlosti, probleme koje je trebalo riješiti koristeći više kablova i optičkih kabela, sada se mogu razumno riješiti koristeći samo jedan hibridni kabel. U isto vrijeme, primjena optičko-električnih hibridnih kabela također ima sljedeće prednosti:

•  Tijekom procesa prijenosa, može pružiti više različitih vrsta tehnologija prijenosa istodobno. Oprema ima snažnu ekstenzibilnost i dobrih prilagodljivost tijekom primjene, a proizvod ima relativno širok raspon u pogledu primjenjivosti.

•  U pogledu performansi primjene, ima odličnu otpornost na unutarnji tlak i savijanje, s relativno visokom nadmoćju i relativno visokim stupnjem praktičnosti tijekom izgradnje.

• Klijenti ne moraju utrošiti previše troškova tijekom procesa nabave, a troškovi tijekom izgradnje su relativno niski.

Budući da je hibridni kabel predizrađenog tipa, u početnoj fazi dizajna potrebno je točno izračunati i predvidjeti stvarnu dužinu predizrađenog optičkog kabela kako bi se što više sprečile situacije gdje dužina ne ispunjava standard ili prelazi standard. Trenutno, proizvođači opreme mogu pružiti predizrađene optičko-električne hibridne kable. Raspon prilagođavanja broja vlakana u optičkom kabelu iznosi otprilike 6 do 48 vlakana, a može se odabrati multimodalni ili jednomodalni. Vrste oklopova su uglavnom bakar ili valjakast aluminij. Dužina se može predizraditi unaprijed, a za priključke na obje strane mogu se odabrati različiti tipovi električnih ili optičkih priključaka.

Pri odabiru distribucijskog okvira, preporučuje se upotreba modularnog optičko-električnog hibridnog distribucijskog okvira, koji može fleksibilno i znanstveno konfigurirati omjer optičkih vlakana i bakra prema različitim razlikama priključaka korisničke opreme, maksimalno zadovoljavajući različite zahtjeve u procesu upravljanja distribucijom struje.

Prema karakteristikama optičko-električnih hibridnih kabela, u pametnoj pretvorbenoj stanici, inteligentni terminali svakog intervala mogu se uniformno kombinirati u alarmne signale gubitka napajanja i jedinice optičkih signala, i prenositi na zaštitnu, mjernu i kontrolnu opremu intervala koristeći isti tip optičko-električnog hibridnog kabela. Kada se AC i DC napajanja povezuju s AC i DC distribucijskim panelima tvorničkog šaltera, kablarica koja se koristi za povezivanje opreme na različitim spratovima i lokacijama može se uniformno pojednostavniti u optičko-električne hibridne kable, omogućujući realizaciju ideje da su svi kontrolni signali tipičnog intervala povezani koristeći jedan kabel.

3. Specifična analiza primjene predizrađenih optičko-električnih hibridnih kabela

Ovaj članak uzima kao glavne primjere tipične intervale na 110 kV i 220 kV stranama određene pametne pretvorbe. Usporedbom specifičnih situacija primjene predizrađenih optičko-električnih hibridnih kabela, detaljno elaborira na glavne karakteristike primjene predizrađenih optičko-električnih hibridnih kabela kao što slijedi:

(1) Statistička analiza specifikacija i količina optičko-električnih hibridnih kabela na 110 kV strani

Na temelju dvostruke busbarske sheme na 110 kV strani i korištenja GIS opreme za istraživanje, postoji jednosetna konfiguracija u integriranom uređaju za spajanje mjerilnih jedinica inteligentnog terminala za 110 kV snaga linija i sekcije; postoji dvosetna konfiguracija u integriranom uređaju za spajanje mjerilnih jedinica inteligentnog terminala za 110 kV glavni transformator ulazne linije. Dva bus voltage mjerilna jedinica su instalirana u inteligentnim kontrolnim pozicijama opreme busbara.

Sljedeće se uglavnom uzima kao primjer 110 kV intervala linije. Centralnom analizom količina optičkih kabela i kablova između inteligentnog kontrolnog ormara i sekundarne opreme, sortiraju i analiziraju specifikacije i količine optičko-električnih hibridnih kabela na 110 kV strani.

Tablica 1 Statistika koeficijenata kablova i optičkih kablova u 110-kilovolt intervalima linija

Kao što pokazuje Tablica 1, centralnim brojanjem broja optičkih vlakana i vodova kablova od procesne do intervalne razine u 110 kV intervalu linije, i kompleksnim razmatranjem maksimalnog potiska i stvarnih rezervnih vodova, odabran je predizrađeni optičko-električni hibridni kabel sastavljen od 12-vlaknog optičkog kabela plus 6×1.5 bakrenih vodova za izlazne linije i sekcije. Prema dvosetnoj konfiguraciji glavne pretvorbe, za glavni inteligentni kontrolni ormar na 110 kV strani odabrana su dva predizrađena optičko-električna hibridna kabela, svaki sastavljen od 12-vlaknog optičkog kabela plus 6×1.5 bakrenih vodova.

(2) Statistička analiza specifikacija i količina optičko-električnih hibridnih kabela na 220 kV strani

Na temelju dvostruke busbarske sheme na 220 kV strani i korištenja GIS (Geografski informacijski sustav) opreme, inteligentni terminali i mjerilne jedinice su uniformno raspoređeni u inteligentnom kontrolnom ormari. Istraživanje konfiguracije procesne i intervalne razine provodi se dvosetnim metodom.

Sljedeće se uglavnom uzima kao specifični primjer 220 kV intervala linije. Statističkom analizom količina optičkih kabela i kablova od inteligentnog kontrolnog ormara do sekundarnog opreme prostora, sortiraju i sumiraju stvarne specifikacije i količine 220 kV optičko-električnih hibridnih kabela.

Uzimajući u obzir dvosetnu konfiguraciju na 220 kV strani, broj vodova kablova i optičkih vlakana drugog kabela i njegova konfiguracija su isti kao i prvog kabela. Konkretni sadržaj prikazan je u Tablici 2. Statističkom analizom broja vodova kablova i optičkih vlakana od procesne do intervalne razine u 220 kV intervalu linije, i sistematskim razmatranjem maksimalnog potiska i rezervnih vodova, svaki inteligentni kontrolni ormar može koristiti dva predizrađena optičko-električna hibridna kabela s specifikacijom 24-vlaknog optičkog kabela plus 6×1.5 bakrenih vodova.

(3) Agregacija i analiza podataka o primjeni optičko-električnih hibridnih kabela u pametnim pretvorbenim stanicama

Na temelju podataka iz gore navedenog statističkog procesa, analiza pokazuje da se u pogledu specifikacija, predizrađeni optičko-električni hibridni kabeli korišteni unutar pametnih pretvorbenih stanica mogu optimizirati na 24-vlakne optičke kable + 6-vodne kable i 12-vlakne optičke kable + 6-vodne kable.

Broj kablova od inteligentnih kontrolnih ormarâ na svakoj strani 220 kV i glavne pretvorbe do sekundarnog opreme prostora može se minimalizirati na dva, a broj kablova od inteligentnog kontrolnog ormara na 110 kV strani do sekundarnog opreme prostora može se minimalizirati na jedan.

S nastavkom smanjenja troškova materijala opreme u procesu investicija, generiraju se niz indirektnih ekonomskih prednosti, kao što slijedi:

• Procesno-orijentirani i streamlinirani nivoi montaže komponenti kablova su viši, a učinkovitost rada tijekom izgradnje je veća. To može maksimalno smanjiti troškove rada i vremena izgradnje i smanjiti troškove instalacije i izgradnje na terenu.

• Nakon upotrebe predizrađenih kablova, može se specifično poboljšati stupanj standardizacije korisnika, smanjiti vrstu i količinu materijala, razumno osloboditi zauzeće originalne skladišne površine korisnika i smanjiti troškove upravljanja.

• Smanjuje se radno opterećenje u kasnijem procesu održavanja, ima bolje zeleno i ekološko iskustvo, te je u skladu s općim zahtjevima izgradnje "dvije vrste i jedna standardizacija" pretvorbenih stanica.

Tablica 2 Statistika vodova kablova i optičkih vlakana u 220-kilovolt intervalima linija

4. Zaključak

Zaključno, primjena predizrađenih kablova u pametnim pretvorbenim stanicama ima za cilj postići standardizirane i regulirane veze između optičkih kablova i kablova između primarne i sekundarne opreme, kao i između sekundarne opreme. To može specifično poboljšati učinkovitost izgradnje i kvalitetu procesa sekundarne opreme tijekom faze izgradnje.

Ovaj članak uglavnom je obradio područje primjene i tehničke karakteristike predizrađenih optičko-električnih hibridnih kabela. Istražio i analizirao je specifičnu primjenu optičko-električnih hibridnih kabela u 220 kV pametnim pretvorbenim stanicama, te sumirao i analizirao nekoliko uobičajenih standardnih sučelja hibridnih kabela korištenih u 220 kV pretvorbenim stanicama.

Upotrebom predizrađenih optičko-električnih hibridnih kabela može se organički integrirati kablovi i optički kablovi. To može specifično smanjiti radno opterećenje pri položenju na građevinskom terenu, smanjiti presjek kablovnih jarakova i stvarnu zauzetu površinu, te učinkovito smanjiti troškove projekta tijekom cijelog ciklusa projekta pametnih pretvorbenih stanica.

Istraživački sadržaj u ovom članku uglavnom se fokusira na to kako upotrijebiti optičko-električne hibridne kable za zamjenu predizrađenih optičkih kablova za povezivanje sekundarne opreme između šaltera na različitim lokacijama i u područjima poput između prostora.