Дослідження застосування заводських гібридних кабелів з оптичними та електричними лініями в розумних підстанціях

На даний момент, для раціонального підвищення ефективності та ефективності фази будівництва, глибокого застосування різноманітних проектних досягнень на стадії застосування, продвиження концепції управління повним циклом життя, комплексного застосування різноманітних нових сучасних технологій, встановлення єдиної та централізованої інтерфейсу управління обладнанням, а також підвищення ефективності інтенсивного будівництва на стадіях проектування та будівництва, Корпорація Державної мережі Китаю почала реалізовувати проектування та будівництво підстанцій у стандартизованому розподільному режимі.

Однією з основних цілей є стандартизація параметрів та стандартів інтерфейсу обладнання, що дозволяє первинному обладнанню підключатися до вторинного обладнання, а вторинне обладнання — з'єднуватися між собою в стандартизованому порядку. Це забезпечує, що вторинне проводження можна використовувати в режимі «підключи та працюй», надаючи більш зручні послуги для завдань, таких як тендерна процедура обладнання, експлуатація та технічне обслуговування, а також проектування, одночасно розумно скорочуючи час будівництва. На основі цього, в інтелектуальних підстанціях проведено глибокі дослідження та аналіз застосування заводських оптико-електричних кабелів, що має надзвичайно важливий практичний значення в поточній ситуації.

1. Аналіз області застосування заводських оптико-електричних кабелів на стадії застосування

У сучасних умовах методи проводження, використовувані для клемників традиційних комутаторів та оптоволоконних розподільних коробок підстанцій під час процесу з'єднання, більше не можуть задовольнити новим вимогам заводських підстанцій на стадіях встановлення та експлуатації. Однак, під час будівництва інтелектуальних підстанцій, оскільки при з'єднанні кабелів та оптоволоконних кабелів всередині шаф, необхідні завдання, такі як налаштування кабелів та оптоволоконних кабелів на місці, з'єднання контурів та налагодження контурів, період будівництва є відносно довгим.

Це не лише призводить до низької ефективності будівництва та відносно низької надійності, але також призводить до певних відмінностей у розташуванні, встановленні та методах проводження з'єднуючих пристроїв всередині кожного шафи. Тому застосування технологій процесу на стадії будівництва є надзвичайно складним, що невидимо збільшує вартість роботи на стадії технічного обслуговування, призводячи до загально низької ефективності роботи на стадіях налагодження будівництва та подальшого технічного обслуговування.

Враховуючи цю ситуацію, враховуючи комплексно, застосування заводських оптико-електричних кабелів, які мають переваги швидкого підключення та відключення, довгий термін служби, низьку густину, малі розміри та високу надійність, може краще задовольнити нові вимоги обладнання в інтелектуальних підстанціях до функції «підключи та працюй» в новій ері.

Дослідження застосування заводських оптико-електричних кабелів в інтелектуальних підстанціях

Зазвичай, заводські кабелі прийнятні для позицій між корпусом високовольтного первинного обладнання та інтелектуальними контрольними шафами. Для інтелектуальних підстанцій, що використовують обладнання GIS (географічна інформаційна система), можна обрати двосторонні заводські кабелі для з'єднання вимикачів всередині корпусу GIS з інтелектуальними контрольними шафами, відокремлювачів з інтелектуальними контрольними шафами, механізмів заземлюючих перемикачів з інтелектуальними контрольними шафами, а також коробок кінцевих вузлів головного трансформатора з інтелектуальними контрольними шафами головного трансформатора.

Щодо способу з'єднання на обох кінцях, можна обрати авіаційні штекери для з'єднання, а на обох кінцях можна використовувати заводські збігаючі роз'єми. Потім, відповідно до принципів розділення двохконтурних контурів, розділення сильних та слабких струмів, розділення струмів постійного та змінного струму, можна провести розумну конфігурацію. Після застосування заводських кабелів, рівень компонентів обладнання на стадії зборки буде підвищений. Це не тільки може зекономити простір всередині комутаторів, але також дозволить більш зручне, швидке та ефективне встановлення на місці будівництва.

При з'єднанні інтелектуального контрольного обладнання з різноманітними пристроями рівня секції, такими як пристрої аналізу мереж, пристрої запису осцилограм аварій, пристрої захисту головного трансформатора, пристрої вимірювання та контролю ліній, та пристрої захисту ліній, головним чином використовуються оптоволоконні кабелі. Однак, процес будівництва, використовуваний для встановлення звичайних оптоволоконних кабелів, є більш складним, ніж для кабелів, а вимоги до середовища встановлення під час спаяння оптоволоконних волокон дуже високі. Тому можна обрати заводські оптоволоконні кабелі з заводськими роз'ємами. Під час будівництва на місці можна використовувати спосіб з'єднання без спаяння, що може мінімізувати оптичну аттенюацію та втрати під час будівництва точок спаяння оптоволоконних волокон та підвищити надійність та стабільність оптоволоконного контура під час з'єднання.

2. Аналіз технічних характеристик заводських оптико-електричних кабелів

Оптико-електричні кабелі — це кабелі, в яких ізоляційні провідники вбудовані в структуру оптоволоконних кабелів, інтегруючи медні провідники для передачі електроенергії та оптоволоконні волокна в одне. Оскільки передача електроенергії та передача оптоволоконних сигналів належать до двох абсолютно різних типів передачі, між ними не буде взаємопоміхи під час процесу передачі. Оптико-електричні кабелі не лише мають характеристики звичайних оптоволоконних кабелів, але також відповідають відповідним стандартам та нормативам для передачі електроенергії низького напруги. Вони можуть одночасно вирішити проблеми, що існують при передачі оптичних та електричних сигналів обладнання.

Щодо переваг оптико-електричних кабелів, вони мають характеристики зайняття малої площі, легкості та малого зовнішнього діаметру. У більшості випадків минулого, проблеми, які вимагали використання декількох кабелів та оптоволоконних кабелів разом, тепер можна розумно вирішити, просто використовуючи один гібридний кабель. Однак, застосування оптико-електричних кабелів також має наступні переваги:

•  Під час процесу передачі може одночасно надавати кілька різних типів технологій передачі. Обладнання має сильну розширити можливості та добре адаптується під час застосування, а продукт має відносно широкий охват застосовності.

•  З точки зору застосовних характеристик, вони мають відмінну внутрішню стійкість до тиску та гнучкість, з відносно високою перевагою та відносно високим рівнем зручності під час будівництва.

• Клієнтам не потрібно витрачати надмірні кошти під час процесу закупівлі, а вартість під час будівництва є відносно низькою.

Оскільки гібридний кабель є заводським, на початковій стадії проектування необхідно точно розрахувати та прогнозувати фактичну довжину заводського оптоволоконного кабелю, щоб якомога більше уникнути ситуацій, коли довжина не відповідає стандарту або перевищує його. На даний момент виробники обладнання можуть надавати заводські оптико-електричні кабелі. Діапазон налаштування числа сердець оптоволоконного кабелю становить приблизно 6-48, і можна обрати многомодовий або одномодовий. Типи броні в основному медні або хвильчасті алюмінієві. Довжина може бути виготовлена наперед, а для роз'ємів на обох кінцях можна обрати різні типи електричних або оптичних роз'ємів.

При виборі розподільного рами рекомендується використовувати модульну оптико-електричну розподільну раму, яка може гнучко та науково налаштувати співвідношення оптоволоконних волокон до меді відповідно до різних відмінностей портів обладнання користувача, максимально задовольняючи різні вимоги в процесі управління розподілом енергії.

Відповідно до характеристик оптико-електричних кабелів, в інтелектуальній підстанції, інтелектуальні термінали кожного розділу можна єдино з’єднати в сигнали тривоги про втрату живлення та оптичні сигнали окремих блоків, та передавати їх до пристроїв захисту, вимірювання та контролю розділу, використовуючи такий же тип оптико-електричного кабелю. Коли живлення постійного та змінного струму підключається від панелей розподілу постійного та змінного струму заводу комутаторів, проводження, використовуване для з'єднання обладнання через різні поверхі та місця, може бути єдино спрощено до оптико-електричних кабелів, що дозволяє реалізувати ідею, що всі керуючі сигнали типового розділу з'єднуються одним кабелем.

3. Конкретний аналіз застосування заводських оптико-електричних кабелів

Ця стаття використовує типові розділи на сторонах 110 кВ та 220 кВ певної інтелектуальної підстанції як основні випадки. Порівнюючи конкретні ситуації застосування заводських оптико-електричних кабелів, вона конкретно пояснює основні характеристики застосування заводських оптико-електричних кабелів, наступним чином:

(1) Статистичний аналіз специфікацій та кількості оптико-електричних кабелів на стороні 110 кВ

На основі двобусового способу проводження на стороні 110 кВ та використання обладнання GIS для досліджень, є одинарна конфігурація в інтегрованому пристрої інтелектуального терміналу зблокованого модуля для лінії живлення 110 кВ та розділення; є подвійна конфігурація в інтегрованому пристрої інтелектуального терміналу зблокованого модуля для входу головного трансформатора 110 кВ. Два блоки злиття напруги встановлені в інтелектуальних контрольних позиціях обладнання шин.

Нижче в основному використовується як приклад розділ лінії 110 кВ. Шляхом центрального аналізу кількості оптоволоконних та кабельних ліній між інтелектуальною контрольною шафою та вторинним обладнанням, відсортовано та проаналізовано специфікації та кількість оптико-електричних кабелів на стороні 110 кВ.

Таблиця 1 Статистика коефіцієнтів кабелів та оптоволоконних кабелів у розділах ліній 110 кВ

Як показано в таблиці 1, шляхом центрального підрахунку числа сердець оптоволоконних волокон та кабельних сердець від процесного рівня до рівня розділу в розділі лінії 110 кВ, та комплексного врахування максимального попиту та фактичних запасних сердець, обрано заводський оптико-електричний кабель, складений з одного 12-серцевого оптоволоконного волокна плюс 6×1,5-розмірних медних дротів, для виходу лінії та розділення. Відповідно до подвійної конфігурації головної підстанції, обрано два заводських оптико-електричних кабелі, кожен складений з 12-серцевих оптоволоконних волокон плюс 6×1,5-розмірних медних дротів, для головної інтелектуальної контрольної шафи на стороні 110 кВ.

(2) Статистичний аналіз специфікацій та кількості оптико-електричних кабелів на стороні 220 кВ

На основі двобусового способу проводження на стороні 220 кВ та використання обладнання GIS (Географічна інформаційна система), інтелектуальні термінали та зблоковані модулі розташовані в інтелектуальній контрольній шафі. Дослідження конфігурації процесного рівня та рівня розділу проводиться за допомогою подвійної конфігурації.

Нижче в основному використовується як конкретний приклад розділ лінії 220 кВ. Шляхом статистичного аналізу кількості оптоволоконних та кабельних ліній від інтелектуальної контрольної шафи до приміщення вторинного обладнання, відсортовано та підсумовано фактичні специфікації та кількість оптико-електричних кабелів 220 кВ.

Враховуючи подвійну конфігурацію на стороні 220 кВ, число сердець кабелю та оптоволоконних волокон другого кабелю та його конфігурація такі ж, як у першого кабелю. Конкретний вміст показаний в таблиці 2. Шляхом статистичного аналізу числа сердець кабелю та оптоволоконних волокон від процесного рівня до рівня розділу в розділі лінії 220 кВ, та системного врахування максимального попиту та запасних сердець, кожна інтелектуальна контрольна шафа може використовувати два заводських оптико-електричних кабелі з специфікацією 24-серцевих оптоволоконних волокон плюс 6×1,5 медних дротів.

(3) Збір та аналіз даних про застосування оптико-електричних кабелів в інтелектуальних підстанціях

На основі даних з вищезазначеного статистичного процесу, аналіз показує, що відносно специфікацій, заводські оптико-електричні кабелі, використовувані всередині інтелектуальних підстанцій, можуть бути оптимізовані до 24-серцевих оптоволоконних кабелів + 6-серцевих кабелів та 12-серцевих оптоволоконних кабелів + 6-серцевих кабелів.

Кількість кабелів від інтелектуальних контрольних шаф на кожній стороні 220 кВ та головної підстанції до приміщення вторинного обладнання може бути зменшена до двох, а кількість кабелів від інтелектуальної контрольної шафи на стороні 110 кВ до приміщення вторинного обладнання може бути зменшена до одного.

По мірі того, як знижується вартість матеріалів обладнання в процесі інвестицій, генерується ряд побічних економічних вигод, наступним чином:

• Процесно-орієнтовані та стрімкі рівні зборки компонентів кабелю вищі, а ефективність роботи в процесі будівництва вища. Це може максимально зекономити трудові ресурси та час на будівництво, знизивши вартість встановлення та будівництва на місці.

• Після використання заводських кабелів, можна конкретно підвищити рівень стандартизації користувачів, знизити різноманітність та кількість матеріалів, розумно звільнити зайнятість оригінального складу користувачів, та знизити вартість управління.

• Це знижує обсяг роботи в процесі пізнішої експлуатації та технічного обслуговування, має кращі екологічні характеристики, та більш відповідає загальним вимогам до будівництва "двотипних та стандартизованих" підстанцій.

Таблиця 2 Статистика сердець кабелів та оптоволоконних кабелів у розділах ліній 220 кВ

4. Висновок

В цілому, застосування заводських кабелів в інтелектуальних підстанціях спрямоване на досягнення стандартизованого та регламентованого з'єднання оптоволоконних та кабельних ліній між первинним та вторинним обладнанням, а також між вторинним обладнанням. Це може конкретно підвищити ефективність будівництва та якість процесу вторинного обладнання на стадії будівництва.

Ця стаття в основному обговорює область застосування та технічні характеристики заводських оптико-електричних кабелів. Вона д