Istraživanje primene prefabriciranih hibridnih optičkih i električnih kabela u pametnim pretplatama

Trenutno, kako bi se racionalno povećala efikasnost i učinkovitost faze građevinske konstrukcije, duboko primenjene različite dizajnerske dostignuće u fazi primene, promovisan koncept upravljanja celog životnog ciklusa, komprehensivno primenjene razne nove moderne tehnologije, uspostavljena jedinstvena i centralizovana sučelja za upravljanje opremom, i poboljšana efikasnost intenzivnog inženjeringa u fazama dizajna i izgradnje, Državna mrežna kompanija Kine (State Grid Corporation of China) započela je implementaciju standardizovanog raspodelnog modela dizajna i izgradnje prekidnih stanica.

Jedan od glavnih ciljeva jeste standardizacija parametara i standarda sučelja opreme, omogućavanje povezivanja primarne opreme sa sekundarnom opremom, i povezivanje sekundarne opreme međusobno na standardizovan način. Ovo osigurava da sekundarna vezanja budu plug-and-play, pružajući još udobnije usluge za zadatke poput licitacije opreme, održavanja i izgradnje, dok istovremeno i razumno smanjuje vreme građevinske konstrukcije. Na osnovu toga, u inteligentnim prekidnim stanicama, provedena su duboka istraživanja i analize primene prefabriciranih optičkih-jelektričnih hibridnih kabela, što ima izuzetno važnu praktičnu značajnu u trenutnoj situaciji.

1. Analiza područja primene prefabriciranih optičkih-jelektričnih hibridnih kabela u fazi primene

U modernom kontekstu, metode vezanja terminalnih blokova u tradicionalnim štitornicama i štitornicama za raspodelu optičkih kabela u prekidnim stanicama tokom procesa povezivanja više ne mogu da ispunjavaju nove zahteve prefabriciranih prekidnih stanica u fazama instalacije i rada. Istovremeno, tokom izgradnje inteligentnih prekidnih stanica, jer su potrebni zadaci kao što su na mestu vezanje kabela i optičkih kabela, povezivanje krugova i debagovanje krugova kada se povezuju kabeli i optički kablovi unutar štitornice, vreme izgradnje građevinskog projekta je relativno dugo.

Ovo ne samo da dovodi do niske efikasnosti izgradnje i relativno niske pouzdanosti, već rezultira i određenim razlikama u postavljanju, instalaciji i metodama vezanja poveznih uređaja unutar svake štitornice. Stoga je primena procesnih tehnologija tokom faze izgradnje izuzetno teška, što nevidljivo povećava trošak posla u fazi održavanja i dovodi do opšte niske efikasnosti rada u fazama debagovanja izgradnje i kasnijeg održavanja.

Uzimajući u obzir ovu situaciju, shodno tome, primena prefabriciranih optičkih-jelektričnih hibridnih kabela, koji imaju prednosti brzog uklapanja i isklapanja, dugog vremena trajanja, niske gustoće, male dimenzije i visoke pouzdanosti, može bolje ispuniti nove zahteve opreme u inteligentnim prekidnim stanicama za funkcionalnost plug-and-play u novoj epohi.

Istraživanje primene prefabriciranih optičkih-jelektričnih hibridnih kabela u inteligentnim prekidnim stanicama

Opšte, prefabricirani kabeli su prikladni za pozicije između tela visokonaponske primarne opreme i inteligentnih kontrolnih štitornica. Za inteligentne prekidne stanice koje koriste GIS (Geografski informacioni sistem) opremu, mogu se izabrati dvostrani prefabricirani kabeli za vezanje prekidnika unutar tela GIS-a i inteligentnih kontrolnih štitornica, između disjunktera i inteligentnih kontrolnih štitornica, između kutija mehanizma zemljača i inteligentnih kontrolnih štitornica, i između kutija glavnog transformatora i inteligentnih kontrolnih štitornica glavnog transformatora.

Što se tiče metoda povezivanja na oba kraja, mogu se izabrati konektori avionskih plugova za povezivanje, a na oba kraja mogu se koristiti prefabricirani poklopni soketi. Zatim, prema principima odvajanja dualnih petlji, odvajanja jake i slabe struje, i odvajanja AC i DC struje, može se izvršiti razumna konfiguracija.Nakon primene prefabriciranih kabela, procesni nivo komponenata unutar opreme tokom montaže će biti poboljšan. To ne samo da može da uštedi prostor unutar štitornica, već i omogući lakše, brže i efikasnije instalacije na mestu izgradnje.

Kada se inteligentna kontrolna štitornica povezuje sa različitim uređajima nivoa intervale, kao što su mrežni analizerski instrumenti, uređaji za snimanje grešaka, uređaji za zaštitu glavnog transformatora, uređaji za merenje i kontrolu linija, i uređaji za zaštitu linija, uglavnom se koriste optički kabeli. Međutim, proces gradnje koji se koristi za instalaciju običnih optičkih kabela je složeniji od procesa kablova, a zahtevi za okruženje instalacije tokom spajanja vlakana su izuzetno visoki. Stoga se mogu izabrati prefabricirani optički kabeli sa prefabriciranim konektorima u fabriki. Toku radova na mestu može se koristiti metoda bez spajanja, koja može svesti na minimum optičku atenuaciju i gubitke tokom gradnje tačaka spajanja vlakana i poboljšati pouzdanost i stabilnost optičke petlje tokom povezivanja.

2. Analiza tehničkih karakteristika prefabriciranih optičkih-jelektričnih hibridnih kabela

Optičko-jelektrični hibridni kabeli su kabeli u kojima su izolovani vodiči ugrađeni u strukturu optičkih kabela, integrirajući vodove za prenos struje i optičke vlakna u jedno. Budući da prenos struje i prenos optičkih kabela pripadaju dva potpuno različita tipa prenosa, neće biti interferencije između njih tokom prenosa. Optičko-jelektrični hibridni kabeli ne samo poseduju karakteristike običnih optičkih kabela, već i služe relevantnim standardima i specifikacijama za prenos niske struje kroz kable. Oni mogu istovremeno rešiti probleme koji postoje u prenosu optičkih i električnih signala opreme.

U pogledu prednosti optičko-jelektričnih hibridnih kabela, oni poseduju karakteristike zauzimanja malog prostora, lakše težine i malog vanjskog prečnika. U većini slučajeva u prošlosti, problemi koji su zahtevali korišćenje više kabela i optičkih kabela za zajedničko rešavanje, sada se mogu razumno rešiti samo korišćenjem jednog hibridnog kabela. Istovremeno, primena optičko-jelektričnih hibridnih kabela ima i sledeće prednosti:

•  Tokom prenosa, može pružiti više različitih tipova prenosnih tehnologija istovremeno. Oprema ima snažnu ekspanzibilnost i dobru prilagodljivost tokom primene, a proizvod ima relativno širok opseg u pogledu primenjivosti.

•  U pogledu performansi primene, poseduje izuzetnu otpornost na unutrašnji pritisak i savijanje, sa relativno visokim nadmoćnim svojstvima i relativno visokim nivoom praktičnosti tokom izgradnje.

• Klijenti ne moraju da utroše prekomjerne troškove tokom procesa nabave, a troškovi tokom izgradnje su relativno niski.

Pošto je hibridni kabel prefabriciranog tipa, u početnoj fazi dizajna potrebno je tačno izračunati i predvideti stvarnu dužinu prefabriciranog optičkog kabela kako bi se, koliko je moguće, spriječile situacije u kojima dužina ne ispunjava standard ili prelazi standard. Trenutno, proizvođači opreme mogu da pruže prefabricirane optičko-jelektrične hibridne kable. Opseg prilagođavanja broja vlakana u optičkom kabelu iznosi otprilike od 6 do 48 vlakana, i može se izabrati multimodalni ili jednomodalni. Tipovi oklopa su uglavnom bakar ili valjakast aluminijum. Dužina se može prefabricirati unaprijed, a za konektore na oba kraja mogu se izabrati različiti tipovi električnih ili optičkih konektora.

Pri izboru distribucijske rampe, preporučuje se korišćenje modularne optičko-jelektrične hibridne distribucijske rampe, koja može fleksibilno i naučno konfigurisati odnos optičkih vlakana i bakra prema različitim razlikama portova opreme klijenata, maksimalno ispunjavajući razne zahteve u procesu upravljanja distribucijom struje.

Prema karakteristikama optičko-jelektričnih hibridnih kabela, u inteligentnoj prekidnoj staniči, inteligentni terminali svakog intervala mogu biti uniformno kombinirani u alarmne signale o gubitku napajanja i jedinice optičkih signala, i preneta na zaštitu, merenje i kontrolnu opremu intervala koristeći isti tip optičko-jelektričnih hibridnih kabela. Kada su spojeni AC i DC napajanja sa AC i DC distribucijskih panela fabrike štitornice, vezanje opreme između različitih spratova i lokacija može biti uniformno pojednostavljeno u optičko-jelektrične hibridne kable, omogućujući realizaciju ideje da su svi kontrolni signali tipičnog intervala spojeni koristeći jedan kabel.

3. Specifična analiza slučaja primene prefabriciranih optičko-jelektričnih hibridnih kabela

Ovaj članak uzima tipične intervale na 110 kV i 220 kV stranama određene inteligentne prekidne stanicu kao glavne slučajeve. Upoređujući specifične situacije primene prefabriciranih optičko-jelektričnih hibridnih kabela, specifično elaborira glavne karakteristike primene prefabriciranih optičko-jelektričnih hibridnih kabela kako sledi:

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

Na osnovu dvostruke busne šeme na 110 kV strani i korišćenja GIS opreme za istraživanje, postoji jedno-set konfiguracija u integriranoj opremi za inteligentni terminalni agregat za 110 kV liniju struje i sekcije; postoji dvo-set konfiguracija u integriranoj opremi za inteligentni terminalni agregat za 110 kV glavni transformator ulazne linije. Dva busna agregata su instalirana u inteligentnim kontrolnim pozicijama opreme busa.

Sledeće se uglavnom uzima 110 kV linija intervala kao primer. Centralno analizirajući količine optičkih kabela i kabela između inteligentne kontrolne štitornice i sekundarne opreme, sortiraju se i analiziraju specifikacije i količine optičko-jelektričnih hibridnih kabela na 110 kV strani.

Tabela 1 Statistika koeficijenata kabela i optičkih kabela u intervalima 110 kilovolata

Kao što je prikazano u Tabeli 1, centralnim brojanjem broja optičkih vlakana i kabela od procesnog nivoa do nivoa intervala u 110 kV linija intervala, i komprehensivnom razmatranjem maksimalnog zahteva i stvarnih rezervnih vlakana, izabran je prefabricirani optičko-jelektrični hibridni kabel sastavljen od jednog 12-vlaknog optičkog vlakna plus 6×1,5 veličine bakarnih voda za izlazne linije i sekcije. Prema dvo-set konfiguraciji glavne podstanice, za glavnu inteligentnu kontrolnu štitornicu na 110 kV strani su izabrani dva prefabricirana optičko-jelektrična hibridna kabela, svaki sastavljen od 12-vlaknog optičkog vlakna plus 6×1,5 veličine bakarnih voda.

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

Na osnovu dvostruke busne šeme na 220 kV strani i korišćenja GIS (Geografski informacioni sistem) opreme, inteligentni terminali i agregati su uniformno raspoređeni u inteligentnoj kontrolnoj štitornici. Istraživanje konfiguracije procesnog nivoa i nivoa intervala vrši se metodom dvo-set konfiguracije.

Sledeće se uglavnom uzima 220 kV linija intervala kao konkretan primer. Statističkim analiziranjem količina optičkih kabela i kabela od inteligentne kontrolne štitornice do sobe sekundarne opreme, sortiraju se i sažimaju stvarne specifikacije i količine 220 kV optičko-jelektričnih hibridnih kabela.

Razmatrajući dvo-set konfiguraciju na 220 kV strani, broj voda kabela i optičkih vlakana drugog kabela i njegova konfiguracija su isti kao kod prvog kabela. Konkretni sadržaj prikazan je u Tabeli 2. Statističkim analiziranjem broja voda kabela i optičkih vlakana od procesnog nivoa do nivoa intervala u 220 kV linija intervala, i sistematskim razmatranjem maksimalnog zahteva i rezervnih vlakana, svaka inteligentna kontrolna štitornica može koristiti dva prefabricirana optičko-jelektrična hibridna kabela sa specifikacijom 24-vlaknog optičkog vlakna plus 6×1,5 bakarnih voda.

(3) Agregacija i analiza podataka o primeni optičko-jelektričnih hibridnih kabela u inteligentnim prekidnim stanicama

Na osnovu podataka iz gore navedenog statističkog procesa, analiza pokazuje da se u pogledu specifikacija, prefabricirani optičko-jelektrični hibridni kabeli koji se koriste unutar inteligentnih prekidnih stanica mogu optimizovati u 24-vlakna optička kabela + 6-vlakna kabela i 12-vlakna optička kabela + 6-vlakna kabela.

Broj kabela od inteligentnih kontrolnih štitornica sa obe strane 220 kV i glavnih podstanica do sobe sekundarne opreme može biti minimiziran na dva, a broj kabela od inteligentne kontrolne štitornice na 110 kV strani do sobe sekundarne opreme može biti minimiziran na jedan.

Kako se troškovi materijala opreme u procesu investicije stalno smanjuju, generiše se niz indirektnih ekonomskih koristi, kako sledi:

• Procesno orijentirani i strujlinasti nivoi montaže komponenti kabela su viši, a efikasnost rada u procesu izgradnje je viša. To može maksimalno uštedjeti radnu snagu i inženjersko vreme i smanjiti troškove na mestu instalacije i izgradnje.

• Nakon korišćenja prefabriciranih kabela, može se specifično poboljšati standardizovani nivo korisnika, smanjiti vrstu i količinu materijala, razumno osloboditi zauzeće originalnog skladišta korisnika i smanjiti troškove upravljanja.

• Smanjuje se radni opterećenje u kasnijem procesu održavanja, ima bolje zeleno i ekološko performanse, i više odgovara ukupnim zahtevima izgradnje "dvo-tip i jedna-standardizacija" prekidnih stanica.

Tabela 2 Statistika voda kabela i optičkih vlakana u intervalima 220 kilovolata

4. Zaključak

Zaključno, primena prefabriciranih kabela u inteligentnim prekidnim stanicama ima za cilj da se ostvari standardizovano i regulisano povezivanje optičkih kabela i kabela između primarne i sekundarne opreme, kao i između sekundarne opreme. To može specifično poboljšati efikasnost izgradnje i procesnu kvalitetu sekundarne opreme tokom faze izgradnje.

Ovaj članak uglavnom je razmatrao područje primene i tehničke karakteristike prefabriciranih optičko-jelektričnih hibridnih kabela. Istražio i analizirao je specifičnu primenu optičko-jelektričnih hibridnih kabela u 220 kV inteligentnim prekidnim stanicama, i sažeo i analizirao nekoliko uobičajenih standardnih sučelja hibridnih kabela koji se koriste u 220 kV prekidnim stanicama.

Korišćenje prefabriciranih optičko-jelektričnih hibridnih kabela može organički integrirati kable i optičke kable. Može specifično smanjiti radni opterećenje na mestu izgradnje, smanjiti presjek kanala za kable i stvarno zauzet površinu, i efektivno smanjiti troškove projekta tijekom cijelog ciklusa projekta inteligentnih prekidnih stanica.

Sadržaj istraživanja u ovom članku uglavnom se fokusira na to kako koristiti optičko-jelektrične hibridne kable da zamenju prefabricirane optičke kable za povezivanje sekundarne opreme između štitornica na različitim lokacijama i u područjima poput između soba.