Akıllı Trafo Merkezlerinde Hazır Kullanıma Uygun Optik ve Elektrikli Hibritle Kabloların Uygulaması Üzerine Araştırma

Şu anda, inşaat aşamasındaki verimliliği ve etkinliğini rasyonel bir şekilde artırmak, uygulama aşamasında çeşitli tasarım başarılarını derinlemesine kullanmak, tüm yaşam döngüsü yönetimini teşvik etmek, çeşitli yeni modern teknolojileri kapsamlı olarak uygulamak, birleşik ve merkezi bir ekipman yönetimi arayüzü oluşturmak ve yoğun mühendislik çalışmasının tasarım ve inşaat aşamalarındaki verimliliğini artırmak için Çin Devlet Elektrik Şirketi, standartlaştırılmış dağıtım modelinde trafo merkezlerinin tasarım ve inşasını gerçekleştirmeye başladı.

Bu amaçların biri, ekipman parametrelerini ve arayüz standartlarını standartlaştırmak, birincil ekipmanın ikincil ekipmana ve ikincil ekipmanların birbirine standart bir şekilde bağlanmasını sağlamaktır. Bu, ikincil kablolamanın tak-ve-kullan yapısını sağlar, ekipman ihaleleri, operasyon ve bakım, mühendislik tasarımı gibi görevler için daha kolay hizmetler sunar ve aynı zamanda inşaat süresini makul bir şekilde azaltır. Buna dayanarak, akıllı trafo merkezlerinde, fabrikada önceden monte edilmiş optik-elektrik hibrit kablo kullanımının uygulanması üzerinde derinlemesine araştırma ve analiz yapılmıştır, bu durum mevcut durumda son derece önemli pratik bir öneme sahiptir.

1. Uygulama Aşamasında Önceden Monte Edilmiş Optik-Elektrik Hibrit Kabloların Uygulanabilir Alanının Analizi

Modern bağlamda, geleneksel anahtar panellerindeki ve trafo merkezlerindeki fiber optik dağıtım kutularındaki terminal blokları bağlantı işlemi sırasında kullanılan kablolama yöntemleri, prefabrik trafo merkezlerinin kurulum ve işletme aşamalarındaki yeni gereksinimleri artık karşılayamaz. Ayrıca, akıllı trafo merfozlarının inşası sırasında, dolapların içindeki kablo ve optik kablo bağlantıları, devre bağlantısı ve devre ayarlama gibi görevler gerektiği için, inşaat süresi nispeten uzundur.

Bu, hem düşük inşaat verimliliğine ve nispeten düşük güvenceye yol açar, ayrıca her dolaptaki bağlantı cihazlarının yerleştirilmesi, kurulumu ve kablolama yöntemlerinde belirli farklılıklar ortaya çıkar. Bu nedenle, inşaat aşamasında süreç teknolojilerinin uygulanması son derece zordur, bu da bakımdaki çalışma maliyetini görünmeyen bir şekilde artırır ve inşaat ve sonrası bakım aşamalarında genel olarak düşük çalışma verimliliğine yol açar.

Bu durumu göz önünde bulundurarak, hızlı takma ve çıkarma, uzun ömürlülük, düşük yoğunluk, küçük boyut ve yüksek güvenilirlik avantajlarına sahip olan önceden monte edilmiş optik-elektrik hibrit kablo kullanımının, yeni çağda plug-and-play işlevselliği için akıllı trafo merkezlerindeki ekipmanların yeni gereksinimlerini daha iyi karşılayabileceğini düşünüyorum.

Akıllı Trafo Merkezlerinde Önceden Monte Edilmiş Optik-Elektrik Hibrit Kablo Kullanımına İlişkin Araştırma

Genellikle, önceden monte edilmiş kablolar, yüksek gerilimli birincil ekipmanın ana gövdesi ile akıllı kontrol dolapları arasındaki pozisyonlara uygundur. Coğrafi Bilgi Sistemi (GIS) ekipmanını kullanan akıllı trafo merkezleri için, GIS ana gövdesi içindeki kesici anahtarlardan akıllı kontrol dolaplarına, ayrık anahtarlardan akıllı kontrol dolaplarına, topraklama anahtarı mekanizma kutusundan akıllı kontrol dolaplarına ve ana transformatör terminal kutusundan ana transformatörün akıllı kontrol dolaplarına olan bağlantılar için çift uçlu önceden monte edilmiş kablolar seçilebilir.

Her iki ucun bağlantı yöntemi olarak havacılık fişe konektörleri seçilebilir ve her iki uçta önceden monte edilmiş uyumlu soketler kullanılabilir. Daha sonra, çift döngülü devrelerin ayrılmasına, güçlü ve zayıf akımların ayrılmasına ve AC ve DC akımların ayrılmasına dayalı olarak, makul bir yapılandırma yapılabilir. Önceden monte edilmiş kabloların uygulanmasından sonra, ekipmanın iç bileşenlerinin montaj aşamasındaki seviyesi artacak. Bu, hem anahtar panellerinin içindeki alanı tasarruf edebilecek, hem de inşaat alanında daha kolay, hızlı ve etkili bir kurulum sağlayacaktır.

Akıllı kontrol dolabı ekipmanı, ağ analiz aletleri, hata osiloskop cihazları, ana transformatör koruma cihazları, hat ölçüm ve kontrol cihazları, hat koruma cihazları gibi çeşitli bay düzeyindeki cihazlara bağlandığında, çoğunlukla optik kablolar kullanılır. Ancak, normal optik kabloların kurulumu için kullanılan inşaat süreci, kablolara göre daha karmaşıktır ve fiber optik kaynak splicing sırasında kurulum ortamı için gereksinimler çok yüksektir. Bu nedenle, fabrikada önceden monte edilmiş konektörlerle donatılmış önceden monte edilmiş optik kablolar seçilebilir. Sahne inşaat sırasında, kaynaksız bir bağlantı yöntemi kullanılabilir, bu da fiber optik kaynaştırma noktalarının inşaat sırasında optik zayıflamanın ve kaybın en aza indirilmesini sağlayarak fiber optik döngüsünün bağlantı sırasında güvenilirliğini ve istikrarını artırır.

2. Önceden Monte Edilmiş Optik-Elektrik Hibrit Kablo Teknik Özelliklerinin Analizi

Optik-elektrik hibrit kablolar, optik kablo yapılarında yalıtılmış iletkenler içerir ve güç iletimi için bakır teli ile optik fiberi birleştirir. Güç iletimi ve optik kablo iletimi tamamen farklı iki iletim yöntemidir, bu nedenle iletim sürecinde birbirini etkilemez. Optik-elektrik hibrit kablolar, sadece normal optik kabloların özelliklerine sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda kablo düşük gerilim güç iletimiyle ilgili standartlar ve belirtmelere uygun olur. Ekipmanın optik ve elektrik sinyallerinin iletiminde var olan sorunları eş zamanlı olarak çözebilir.

Optik-elektrik hibrit kabloların avantajları arasında, küçük alana sahip olması, hafif olması ve küçük dış çapı sayılabilir. Geçmişte çoğu durumda, birden fazla kablo ve optik kablo kullanılarak çözülen sorunlar, şimdi tek bir hibrit kablo kullanılarak makul bir şekilde çözülebilir. Aynı zamanda, optik-elektrik hibrit kablo kullanımı aşağıdaki avantajları da sunar:

•  İletim sürecinde, aynı anda birden fazla farklı tip iletim teknolojisi sağlayabilir. Ekipman, uygulama sırasında genişletilebilirliği ve uyumluluğu güçlüdür ve ürün, uygunluk açısından oldukça geniş bir kapsamı vardır.

•  Uygulama performansı açısından, iç basıncı ve eğilme direnci oldukça iyidir, inşaat sırasında oldukça üstünlüğü ve konforu vardır.

• Müşteriler, satın alma sürecinde aşırı maliyet harcamalarına gerek yoktur ve inşaat maliyeti nispeten düşüktür.

Hibrit kablo önceden monte edildiğinden, ilk tasarım aşamasında, önceden monte edilmiş optik kablo için gerçek serme uzunluğunun doğru bir şekilde hesaplanması ve tahmin edilmesi gerekir, böylece mümkün olduğunca standartlara uymayan veya standartları aşan durumların önlenmesi sağlanır. Şu anda, ekipman üreticileri önceden monte edilmiş optik-elektrik hibrit kablolar sağlayabilir. Optik kablo çekirdek sayısı, yaklaşık olarak 6 ila 48 çekirdek arasında özelleştirilebilir ve çok modlu veya tek modlu olarak seçilebilir. Zırh tipleri çoğunlukla bakır veya dalgalı alüminyumdur. Uzunluk önceden monte edilebilir ve her iki uçta çeşitli farklı türde elektrik veya optik konektörler seçilebilir.

Dağıtım çerçevesi seçilirken, modüler optik-elektrik hibrit dağıtım çerçevesi kullanılması önerilir. Bu, kullanıcı ekipman portlarının farklılıklarına göre optik fiber ile bakırın oranını esnek ve bilimsel bir şekilde yapılandırarak, güç dağıtım yönetimi sürecindeki çeşitli ihtiyaçları maksimum düzeyde karşılamayı sağlar.

Optik-elektrik hibrit kabloların özellikleri göz önüne alındığında, bir akıllı trafo merkezinde, her bir bölgenin akıllı terminalleri, güç kaybı uyarı sinyalleri ve birim optik sinyalleri olarak birleştirilebilir ve aynı tür optik-elektrik hibrit kablo kullanılarak bölge koruma, ölçüm ve kontrol ekipmanlarına iletilir. Anahtar panosu fabrikasının AC ve DC dağıtım panelinden AC ve DC güç kaynakları bağlandığında, farklı katlarda ve alanlarda bulunan ekipmanlar arasında kullanılan kablolama, optik-elektrik hibrit kablolarla birleştirilebilir, böylece tipik bir bölgenin tüm kontrol sinyallerinin tek bir kablo kullanılarak bağlanabilmesi fikri gerçekleşebilir.

3. Önceden Monte Edilmiş Optik-Elektrik Hibrit Kablo Kullanımının Özel Vaka Analizi

Bu makale, belirli bir akıllı trafo merkezinin 110 kV ve 220 kV taraflarındaki tipik bölgeleri ana vaka olarak ele alır. Önceden monte edilmiş optik-elektrik hibrit kablo kullanımının spesifik durumlarını karşılaştırarak, önceden monte edilmiş optik-elektrik hibrit kablo kullanımının temel özelliklerini şu şekilde ayrıntılı bir şekilde açıklar:

(1) 110 kV Tarafında Optik-Elektrik Hibrit Kablo Spektrifi ve Miktarlarının İstatistiksel Analizi

110 kV tarafındaki çift anahat kablosu düzeni ve araştırmada GIS ekipmanının kullanılmasına dayanarak, 110 kV güç hattı ve bölünmedeki entegre akıllı terminal birleştirme ünitesinde tek setli bir yapılandırma bulunmaktadır; 110 kV ana transformatör giriş hattındaki entegre akıllı terminal birleştirme ünitesinde çift setli bir yapılandırma bulunmaktadır. Anahat ekipmanının akıllı kontrol pozisyonlarında iki anahat gerilim birleştirme ünitesi yüklüdür.

Aşağıda, 110 kV hat bölgesi örneği alınmıştır. Akıllı kontrol dolabı ile ikincil ekipman arasındaki optik kablo ve kablo miktarlarını merkezi olarak analiz ederek, 110 kV tarafındaki optik-elektrik hibrit kablo spektrifi ve miktarları düzenlenip analiz edilmiştir.

Tablo 1 110 kilovolt hat aralıklarında kablo ve optik kablo katsayılarının istatistikleri

Tablo 1'de gösterildiği gibi, 110 kV hat bölgesindeki süreç katmanından bay katmanına kadar optik fiber çekirdekleri ve kablo çekirdeklerinin sayısını merkezi olarak sayarak, maksimum talebi ve gerçek yedek çekirdekleri kapsamlı bir şekilde göz önünde bulundurarak, çıkış hatları ve bölünme bölgeleri için 12 çekirdekli optik fiber ve 6×1.5 boyutlu bakır telten oluşan önceden monte edilmiş optik-elektrik hibrit kablo seçilmiştir. Ana altmerkezün çift yapılandırmasına dayanarak, 110 kV tarafındaki ana akıllı kontrol dolabı için, her biri 12 çekirdekli optik fiber ve 6×1.5 boyutlu bakır telten oluşan iki önceden monte edilmiş optik-elektrik hibrit kablo seçilmiştir.

(2) 220 kV Tarafında Optik-Elektrik Hibrit Kablo Spektrifi ve Miktarlarının İstatistiksel Analizi

220 kV tarafındaki çift anahat kablosu düzeni ve araştırmada Coğrafi Bilgi Sistemi (GIS) ekipmanının kullanılmasına dayanarak, akıllı terminal ve birleştirme üniteleri akıllı kontrol dolabında birleştirilmiştir. Süreç katmanı ve bay katmanı yapılandırması çift yapılandırmada incelenmiştir.

Aşağıda, 220 kV hat bölgesi belirli bir örnek olarak ele alınmıştır. Akıllı kontrol dolabı ile ikincil ekipman odası arasındaki optik kablo ve kablo miktarlarını istatistiksel olarak analiz ederek, 220 kV optik-elektrik hibrit kablo için gerçek spektrifi ve miktarları düzenlenip toplanmıştır.

220 kV tarafındaki çift yapılandırması göz önünde bulundurulduğunda, ikinci kablo için kablo çekirdekleri ve optik fiber çekirdeklerinin sayısı ve yapılandırması, ilk kablo ile aynıdır. Spesifik içerik Tablo 2'de gösterilmiştir. 220 kV hat bölgesindeki süreç katmanından bay katmanına kadar optik fiber çekirdekleri ve kablo çekirdeklerinin sayısını istatistiksel olarak analiz ederek, maksimum talebi ve yedek çekirdekleri sistemli bir şekilde göz önünde bulundurarak, her bir akıllı kontrol dolabı, 24 çekirdekli optik fiber ve 6×1.5 bakır telten oluşan iki önceden monte edilmiş optik-elektrik hibrit kablo kullanabilir.

(3) Akıllı Trafo Merkezlerinde Optik-Elektrik Hibrit Kablo Kullanımının Veri Toplamı ve Analizi

Yukarıda belirtilen istatistiksel süreçten elde edilen verilere dayanarak, analiz, akıllı trafo merkezlerinde kullanılan önceden monte edilmiş optik-elektrik hibrit kabloların, 24 çekirdekli optik kablo + 6 çekirdekli kablo ve 12 çekirdekli optik kablo + 6 çekirdekli kablo olarak optimize edilebileceği sonucuna ulaşmıştır.

220 kV ve ana altmerkezlerin her iki tarafındaki akıllı kontrol dolaplarından ikincil ekipman odaya giden kablo sayısı, ikiye indirgenebilir ve 110 kV tarafındaki akıllı kontrol dolabından ikincil ekipman odaya giden kablo sayısı, birine indirgenebilir.

Yatırım sürecinde ekipman malzemelerinin maliyetinin sürekli azalmasıyla bir dizi dolaylı ekonomik fayda oluşturulmuştur, bunlar şunlardır:

• Kablo bileşenlerinin montaj sürecinde süreç odaklı ve akışkanlık düzeyi daha yüksektir, inşaat sürecinde çalışma verimliliği daha yüksektir. Bu, emek ve mühendislik zamanını maksimum düzeyde tasarruf edebilir ve saha instalasyonu ve inşaat maliyetini azaltabilir.

• Önceden monte edilmiş kabloların kullanılmasından sonra, kullanıcıların standartlaşma düzeyini özellikle artırabilir, malzeme çeşitlerini ve miktarını azaltabilir, kullanıcıların orijinal stoklarının işgalini makul bir şekilde serbest bırakabilir ve yönetim maliyetini azaltabilir.

• Daha sonraki işletme ve bakım sürecindeki iş yükünü azaltır, daha iyi yeşil ve çevre dostu performansa sahiptir ve "iki tip ve standartlaştırma" altmerkezlerinin inşası için genel gereksinimlere daha uygundur.

Tablo 2 220 kilovolt hat aralıklarında kablo çekirdekleri ve optik kablo çekirdeklerinin istatistikleri

4. Sonuç

Sonuç olarak, akıllı trafo merkezlerinde önceden monte edilmiş kablo kullanımının amacı, birincil ve ikincil ekipmanlar arasındaki ve ikincil ekipmanlar arasındaki optik kablo ve kablo bağlantılarını standartlaştırılmış ve düzenlenmiş bir şekilde sağlamak, inşaat aşamasında ikincil ekipmanların inşaat verimliliğini ve süreç kalitesini artırmaktır.

Bu makale, önceden monte edilmiş optik-elektrik hibrit kablo kullanımının kapsamını ve teknik özelliklerini ana olarak ele almış, 220 kV akıllı trafo merkezlerinde optik-elektrik hibrit kablo kullanımının spesifik uygulamasını incelemiş ve analiz etmiş, 220 kV altmerkezlerinde kullanılan birkaç yaygın hibrit kablo standart arayüzünü özetlemiş ve analiz etmiştir.

Önceden monte edilmiş optik-elektrik hibrit kablo kullanımı, kablo ve optik kabloyu organik bir şekilde birleştirebilir. Özellikle inşaat alanındaki serme iş yükünü azaltabilir, kablo hendeklerinin kesit büyüklüğünü ve gerçek işgal alanını azaltabilir ve akıllı trafo merkezlerinin tüm proje döngüsü boyunca projenin maliyetini etkili bir şekilde düşürebilir.

Bu makaledeki araştırma içeriği, farklı alanlardaki anahtar panoları arasında ve farklı odalar arasında ikincil ekipmanların bağlantısı için önceden monte edilmiş optik kabloların yerine nasıl optik-elektrik hibrit kablolar kullanılacağını odak noktasına alır.