Pagsasaliksik sa Paggamit ng mga Nakapresyo na Optical at Electrical Hybrid Cables sa Smart Substations

Sa kasalukuyan, upang mapataas nang masinsinan ang epekibilidad at kapakanan ng yugto ng konstruksyon ng inhenyeriya, malalim na gamitin ang iba't ibang mga natamong disenyo sa yugto ng aplikasyon, ipromote ang konsepto ng buong siklo ng pamamahala, komprehensibong gamitin ang iba't ibang bagong modernong teknolohiya, itatag ang iisang pinagsamang interface ng pagpapamahala ng kagamitan, at mapabuti ang epektividad ng mabigat na inhenyeriya sa mga yugto ng disenyo at konstruksyon, nagsimula ang State Grid Corporation of China na isakatuparan ang disenyo at konstruksyon ng mga substation sa pamamaraang nakatakdang distribusyon.

Isa sa pangunahing layunin ay upang istandarduhin ang mga parameter at pamantayan ng interface ng kagamitan, nagbibigay-daan para ang unang kagamitan ay maugnay sa ikalawang kagamitan, at ang ikalawang kagamitan ay maugnay sa bawat isa sa isang istandard na paraan. Ito ay nag-uugnay na ang secondary wiring ay plug-and-play, nagbibigay ng mas convenient na serbisyo para sa mga gawain tulad ng bidding ng kagamitan, operasyon at pag-aalamin, at disenyo ng inhenyeriya, habang din nararapat na binabawasan ang oras ng konstruksyon ng inhenyeriya. Batay dito, sa mga intelligent substations, isinasagawa ang malalim na pagsusuri at analisis sa aplikasyon ng prefabricated optical-electrical hybrid cables, na may napakahalagang praktikal na kahalagahan sa kasalukuyang sitwasyon.

1. Pagsusuri ng Saklaw ng Pag-apply ng Prefabricated Optical-Electrical Hybrid Cables sa Yugto ng Aplikasyon

Sa modernong konteksto, ang mga pamamaraan ng wiring na ginagamit para sa mga terminal blocks sa tradisyonal na switchboards at fiber optic distribution boxes sa mga substation sa proseso ng koneksyon ay hindi na maaaring tugunan ang mga bagong pangangailangan ng prefabricated substations sa mga yugto ng instalasyon at operasyon. Sa parehong panahon, sa konstruksyon ng mga intelligent substations, dahil kinakailangan ang mga gawain tulad ng on-site cable at optical cable wiring, circuit connection, at circuit debugging kapag ang mga kable at optical cable sa loob ng mga cabinet ay konektado, ang oras ng konstruksyon ng inhenyeriya ay medyo mahaba.

Ito ay hindi lamang nagdudulot ng mababang epektividad ng konstruksyon at relatibong mababang reliabilidad, kundi nagreresulta rin sa ilang pagkakaiba sa paglalagay, instalasyon, at mga pamamaraan ng wiring ng mga koneksyon na kagamitan sa loob ng bawat cabinet. Dahil dito, ang aplikasyon ng mga teknolohiya ng proseso sa yugto ng konstruksyon ay napakahirap, na hindi nakikita ang pagtaas ng gastos sa yugto ng pag-aalamin at nagreresulta sa pangkalahatang mababang epektividad ng trabaho sa yugto ng pag-debug at pag-aalamin ng susunod.

Dahil dito, sa kabuuan, ang aplikasyon ng prefabricated optical-electrical hybrid cables, na may mga katangian ng mabilis na plug at unplug, mahabang buhay, mababang densidad, maliit na sukat, at mataas na reliabilidad, ay mas maaaring tugunan ang mga bagong pangangailangan ng kagamitan sa intelligent substations para sa plug-and-play functionality sa bagong panahon.

Pagsasaliksik sa Aplikasyon ng Prefabricated Optical-Electrical Hybrid Cables sa Intelligent Substations

Karaniwan, ang mga prefabricated kable ay angkop sa posisyon sa pagitan ng pangunahing bahagi ng high-voltage primary equipment at intelligent control cabinets. Para sa mga intelligent substations na gumagamit ng GIS (Geographic Information System) equipment, maaaring pumili ng double-ended prefabricated kable para sa mga koneksyon sa pagitan ng mga circuit breakers sa loob ng pangunahing bahagi ng GIS at intelligent control cabinets, sa pagitan ng mga disconnector at intelligent control cabinets, sa pagitan ng grounding switch mechanism boxes at intelligent control cabinets, at sa pagitan ng main transformer terminal boxes at intelligent control cabinets ng main transformer.

Para sa paraan ng koneksyon sa parehong dulo, maaaring pumili ng aviation plug connectors para sa koneksyon, at maaaring gamitin ang prefabricated matching sockets sa parehong dulo. Pagkatapos, batay sa mga prinsipyo ng paghihiwalay ng dual-loop circuits, paghihiwalay ng matibay at mahina na current, at paghihiwalay ng AC at DC currents, maaaring gawin ang wastong konfigurasyon.Pagkatapos ng aplikasyon ng prefabricated kable, ang antas ng proseso ng mga komponente sa loob ng kagamitan sa panahon ng assembly ay lalago. Ito ay hindi lamang magbabawas ng espasyo sa loob ng mga switchboards, kundi magbibigay rin ng mas convenient, mabilis, at epektibong instalasyon sa lugar ng konstruksyon.

Kapag ang mga kagamitan ng intelligent control cabinet ay konektado sa iba't ibang bay-level devices tulad ng network analysis instruments, fault oscillograph devices, main transformer protection devices, line measurement and control devices, at line protection devices, ang optical cables ang pangunahing ginagamit. Gayunpaman, ang proseso ng konstruksyon na ginagamit para sa instalasyon ng ordinaryong optical cables ay mas komplikado kaysa sa mga kable, at ang mga pangangailangan sa kalagayang pambiente sa panahon ng fiber optic fusion splicing ay napakataas. Kaya, maaaring pumili ng prefabricated optical cables na may prefabricated connectors mula sa factory. Sa panahon ng on-site construction, maaaring gamitin ang fusion-free connection method, na maaaring minimisahin ang optical attenuation at loss sa panahon ng konstruksyon ng fiber optic fusion points at mapabuti ang reliabilidad at estabilidad ng fiber optic loop sa panahon ng koneksyon.

2. Pagsusuri ng mga Katangian ng Teknolohiya ng Prefabricated Optical-Electrical Hybrid Cables

Ang mga optical-electrical hybrid cables ay mga kable na may insulated conductors na nakapaloob sa istraktura ng optical cables, na naglalagay ng power transmission copper wires at optical fibers sa iisang bagay. Dahil ang power transmission at optical cable transmission ay dalawang ganap na iba't ibang uri ng paraan ng transmisyon, walang interference sa pagitan nila sa panahon ng transmisyon. Ang mga optical-electrical hybrid cables hindi lamang mayroong mga katangian ng ordinaryong optical cables, kundi sumasang-ayon din sa mga kaugnay na pamantayan at specifications para sa low-voltage power transmission ng mga kable. Maaari silang tugunan ang mga isyu na umiiral sa transmisyon ng optical at electrical signals ng kagamitan.

Sa mga katangian ng optical-electrical hybrid cables, mayroon silang mga katangian ng maliit na espasyo, lightweight, at maliit na outer diameter. Sa karamihan ng mga kaso noong nakaraan, ang mga problema na nangangailangan ng paggamit ng maraming kable at optical cables upang ma-solve ay maaaring mas maayos na tugunan ng paggamit lamang ng iisang hybrid kable. Sa parehong panahon, ang aplikasyon ng optical-electrical hybrid cables ay may mga sumusunod na mga katangian:

•  Sa panahon ng transmisyon, maaari itong magbigay ng maraming iba't ibang uri ng teknolohiya ng transmisyon. Ang kagamitan ay may malakas na expandability at magandang adaptability sa panahon ng aplikasyon, at ang produkto ay may mas malawak na saklaw sa termino ng applicability.

•  Sa termino ng performance ng aplikasyon, mayroon itong excellent na internal pressure resistance at bendability, na may mas mataas na superiority at mas mataas na antas ng convenience sa panahon ng konstruksyon.

• Ang mga customer ay hindi kailangang mag-iskedyul ng sobrang halaga sa panahon ng procurement process, at ang cost sa panahon ng konstruksyon ay mas mababa.

Dahil ang hybrid kable ay prefabricated type, sa panahon ng unang yugto ng disenyo, kinakailangan ng tumpak na pagkalkula at paghula ng aktwal na haba ng prefabricated optical kable upang makaiwas, hangga't maaari, sa mga sitwasyon kung saan ang haba ay hindi sumasakto sa standard o lumalampas sa standard. Sa kasalukuyan, maaaring magbigay ng prefabricated optical-electrical hybrid cables ang mga manufacturer ng kagamitan. Ang customization range ng bilang ng cores ng optical kable ay humigit-kumulang 6 hanggang 48 cores, at maaaring pumili ng multimode o single mode. Ang mga uri ng armors ay karaniwang copper o corrugated aluminum. Ang haba ay maaaring prefabricate sa unang panahon, at maaaring pumili ng iba't ibang uri ng electrical connectors o optical connectors para sa connectors sa parehong dulo.

Kapag pumili ng distribution frame, inirerekomenda ang paggamit ng modular optical-electrical hybrid distribution frame, na maaaring mapagpalit at siyentipikong ma-configure ang ratio ng optical fibers sa copper ayon sa iba't ibang pagkakaiba ng user equipment ports, na nagsasagawa ng maximum na pagtugon sa iba't ibang pangangailangan sa proseso ng power distribution management.

Batay sa mga katangian ng optical-electrical hybrid cables, sa intelligent substation, maaaring i-unify ang mga intelligent terminals ng bawat bay sa mga alarm signal ng power loss at unit optical signals, at mai-transmit sa bay protection, measurement, at control equipment gamit ang iisang uri ng optical-electrical hybrid kable. Kapag ang AC at DC power supplies ay konektado mula sa AC at DC distribution panels ng switchgear factory, ang wiring na ginagamit para sa koneksyon ng kagamitan sa iba't ibang palapag at lugar ay maaaring i-unify sa optical-electrical hybrid cables, na nagpapahintulot sa pagkamit ng ideya na lahat ng control signals ng typical bay ay konektado gamit ang iisang kable.

3. Partikular na Pagsusuri ng Kaso ng Aplikasyon ng Prefabricated Optical-Electrical Hybrid Cables

Ang artikulong ito ay gumagamit ng mga typical bays sa 110 kV at 220 kV sides ng isang tiyak na intelligent substation bilang pangunahing mga kaso. Sa pamamaraan ng paghahambing ng partikular na sitwasyon ng aplikasyon ng prefabricated optical-electrical hybrid cables, ito ay partikular na nagpapaliwanag sa mga pangunahing katangian ng aplikasyon ng prefabricated optical-electrical hybrid cables bilang sumusunod:

(1) Statistical Analysis ng mga Specification at Bilang ng Optical-Electrical Hybrid Cables sa 110 kV Side

Batay sa double-busbar wiring mode sa 110 kV side at ang paggamit ng GIS equipment para sa pagsasaliksik, mayroong single-set configuration sa integrated device ng intelligent terminal merging unit para sa 110 kV power line at sectionalization; mayroong double-set configuration sa integrated device ng intelligent terminal merging unit para sa 110 kV main transformer incoming line. Dalawang bus voltage merging units ang nai-install sa mga intelligent control positions ng busbar equipment.

Ang sumusunod ay pangunahing gumagamit ng 110 kV line bay bilang halimbawa. Sa pamamaraan ng sentral na pagsusuri ng bilang ng optical cables at cables sa pagitan ng intelligent control cabinet at secondary equipment, ang mga specification at bilang ng optical-electrical hybrid cables sa 110 kV side ay isinasalin at sinusuri.

Table 1 Statistics ng cable at optical cable coefficients sa 110-kilovolt line intervals

Tulad ng ipinapakita sa Table 1, sa pamamaraan ng sentral na pagbilang ng bilang ng optical fiber cores at cable cores mula sa proseso layer hanggang sa bay layer sa 110 kV line bay, at komprehensibong pag-consider ang maximum demand at aktwal na spare cores, ang prefabricated optical - electrical hybrid cable na binubuo ng isang 12 - core optical fiber plus 6×1.5 - sized copper wires ang pinili para sa outgoing line at sectionalization bays. Ayon sa dual - configuration ng main substation, dalawang prefabricated optical - electrical hybrid cables, bawat isa na binubuo ng 12 - core optical fibers plus 6×1.5 - sized copper wires, ang pinili para sa main intelligent control cabinet sa 110 kV side.

(2) Statistical Analysis ng mga Specification at Bilang ng Optical - Electrical Hybrid Cables sa 220 kV Side

Batay sa double - busbar wiring mode sa 220 kV side at ang paggamit ng GIS (Geographic Information System) equipment, ang mga intelligent terminals at merging units ay naka-arrange nang uniform sa intelligent control cabinet. Ang pagsasaliksik sa configuration ng proseso layer at bay layer ay isinasagawa gamit ang dual - configuration method.

Ang sumusunod ay pangunahing gumagamit ng 220 kV line bay bilang partikular na halimbawa. Sa pamamaraan ng statistical analysis ng bilang ng optical cables at cables mula sa intelligent control cabinet hanggang sa secondary equipment room, ang aktwal na mga specification at bilang ng 220 kV optical - electrical hybrid cables ay isinasalin at sinusuportahan.

Sa pag-consider ng dual - configuration sa 220 kV side, ang bilang ng cable cores at optical fiber cores ng pangalawang kable at ang kanyang configuration ay pareho sa unang kable. Ang partikular na nilalaman ay ipinapakita sa Table 2. Sa pamamaraan ng statistical analysis ng bilang ng cable cores at optical fiber cores mula sa proseso layer hanggang sa bay layer sa 220 kV line bay, at systematic na pag-consider ng maximum demand at spare cores, bawat intelligent control cabinet ay maaaring gamitin ang dalawang prefabricated optical - electrical hybrid cables na may specification ng 24 - core optical fibers plus 6×1.5 copper wires.

(3) Data Aggregation at Analysis ng Aplikasyon ng Optical - Electrical Hybrid Cables sa Intelligent Substations

Batay sa data mula sa nabanggit na statistical process, ang analysis ay nagpapakita na sa termino ng mga specification, ang mga prefabricated optical - electrical hybrid cables na ginagamit sa loob ng intelligent substations ay maaaring i-optimize sa 24 - core optical cables + 6 - core cables at 12 - core optical cables + 6 - core cables.

Ang bilang ng cables mula sa intelligent control cabinets sa bawat side ng 220 kV at main substations hanggang sa secondary equipment room ay maaaring iminimize sa dalawa, at ang bilang ng cables mula sa intelligent control cabinet sa 110 kV side hanggang sa secondary equipment room ay maaaring iminimize sa isa.

Bilang ang cost ng mga kagamitan ng materials sa investment process ay patuloy na bumababa, ang serye ng indirect economic benefits ay nagsisimula, bilang sumusunod:

• Ang proseso - oriented at streamlined levels ng cable component assembly ay mas mataas, at ang epektividad ng trabaho sa panahon ng konstruksyon ay mas mataas. Ito ay maaaring makamit ang maximum na savings sa labor at oras ng inhenyeriya at bawasan ang cost ng on - site installation at konstruksyon.

• Pagkatapos gamitin ang prefabricated cables, ito ay partikular na mapapabuti ang antas ng standardization ng mga user, bawasan ang variety at bilang ng materials, rasonable na irelease ang occupancy ng orihinal na inventory ng mga user, at bawasan ang cost ng pagpapamahala.

• Ito ay binabawasan ang workload sa huling operasyon at pag-aalamin, may mas mahusay na green at environmental protection performance, at mas angkop sa pangkalahatang pangangailangan ng konstruksyon ng "two - type and one - standardization" substations.

Table 2 Statistics ng Cable Cores at optical cable Cores sa 220-kilovolt line intervals

4. Conclusion

Sa kabuuan, ang aplikasyon ng prefabricated cables sa intelligent substations ay may layuning makamit ang istandard at regulated na koneksyon para sa optical cables at cables sa pagitan ng primary at secondary equipment, at sa pagitan ng secondary equipment. Ito ay partikular na mapapabuti ang epektividad ng konstruksyon at kalidad ng proseso ng secondary equipment sa panahon ng yugto ng konstruksyon.

Ang artikulong ito ay pangunahing nagtalakay sa saklaw ng aplikasyon at mga katangian ng teknolohiya ng prefabricated optical - electrical hybrid cables. Ito ay nag-aral at nagsusuri ng partikular na aplikasyon ng optical - electrical hybrid cables sa 220 kV intelligent substations, at nagsusuma at nagsusuri ng ilang karaniwang standard na interface ng hybrid cables na ginagamit sa 220 kV substations.

Ang paggamit ng prefabricated optical - electrical hybrid cables ay maaaring organically integrate ang cables at optical cables. Ito ay partikular na mababawasan ang laying workload sa lugar ng konstruksyon, bawasan ang cross - sectional size ng cable trenches at aktwal na occupied area, at epektibong bawasan ang project cost sa buong cycle ng proyekto ng intelligent substations.

Ang nilalaman ng pagsasaliksik sa artikulong ito ay pangunahing nakatuon sa kung paano gamitin ang optical-electrical hybrid cables upang palitan ang prefabricated optical cables para sa koneksyon ng secondary equipment sa pagitan ng switchboards sa iba't ibang lugar at sa mga lugar tulad ng sa pagitan ng mga kwarto.