פיתוח ויישום של תחנת מתח מיניאטורית חכמה מוכנה מראש
עם התאוצה בבניית ערים חכמות, הרשת המפוצלת בערים מתעדכנת ומתחדשת באופן קבוע, והבנייה של פרויקטים להצניע קווי אוויר נעה גם היא בהתקדמות יציבה. מספר גדול של קווי אוויר ב-10 kV מוחלפים בכבלים תת-קרקעיים. בהתחשב במצב הנוכחי כגון מרחב מוגבל על חלק מהכבישים העירוניים ומחסור במקומות התקנה של ציוד, ישנן דרישות גבוהות יותר לנפח, מבנה וביצועים של תחנות הספק המקוריות המבוכנות מראש.
מבוסס על היישום של תחנות הספק המקוריות המבוכות מראש, מאמר זה מנהל מחקר וניתוח ומייצר תחנת הספק מיניאטורית, חכמה ותלת-ממדית. תחנת הספק זו מצטיינת במבנה קומפקטי, ביצועים יציבים, יכולת שימוש גבוהה ואמינות אספקת חשמל גבוהה. היא יכולה להשתמש באופן מרוכז במרחב האורבני המרכזי, להשיג הרמוניה ואחדות עם הסביבה הסובבת, ויכולה להתאים באופן רחב לשדרוג ולשיפוץ פרויקטים של רשתות מפוצלות בערים.
1 עיצוב החיצוני של תחנת הספק המיניאטורית החכמה
בהתחשב בדרישות כגון מיקום גאוגרפי, יעילות שימוש במרחב וограничения окружения, миниатюрная интеллектуальная сборная подстанция использует удлиненную и узкую компоновку. Ее объем составляет всего две трети от объема оригинальной сборной подстанции. Корпус (включая верхнюю часть, двери, нижнюю часть и внутренние металлические детали) и его принадлежности изготовлены из нержавеющей стали 304, в то время как внутри используется тонкая стальная пластина с горячим цинковым покрытием SGCC, а также добавлены теплоизоляционные и огнестойкие материалы к окружающим стенам. Наружная поверхность окрашена в темно-зеленый цвет, что является эстетически привлекательным и экологичным.
הכיסוי יש לו חוזק מכני ועמידות לרעידות כבירה כדי להבטיח שהוא לא ייפגע או יעוות בקלות במהלך ההובלה, ההתקנה וההעלאה. הצמרת של הכיסוי מצוידת במבנה "משולש" עם שיפוע של 5°. זהו מבנה דו-שכבתי שיש לו השפעת הפרדה של הקרינה השמשית. הוא מצויד במכסה גג אנטי-זרם הפוך ובקנה הנשמה, והצמרת של הכיסוי ניתנת להפרדה. דלתות הכיסוי הן מבנה מנעול אבטחה כפול ופותחות כלפי חוץ. החלק התחתון של הכיסוי הוא מצופה צינק חם ומחובר באופן חלק לגוף הכיסוי. יש ספין בתחתית, והותקנו פסי חיטוי מסביב לספין. מתקנים חסרי לוהט לקידוד כבלים מותקנים משני הצדדים, עם חיטוי טוב ואמצעי הגנה מלאים מפני לחות.
כל חלקי הלחימה והמפרקים החיצוניים של תחנת הספק המיניאטורית החכמה מוטמעים היטב, ויש להם תכונות כמו עמידות במים, עמידות באבק, עמידות בקורוזיה והגנה מפני קרינה על-סגול. היא גם יפה וירוקה. ללא צורך בתחזוקה, תוחלת החיים הנורמלית שלה יכולה להגיע עד 40 שנים.
2 תכנון המבנה והפונקציות של תחנת הספק המיניאטורית החכמה
2.1 תכנון המבנה
המבנה של תחנת הספק המיניאטורית החכמה פשוט. הפנים של הכיסוי מחולקות לשישה חדרי פונקציה ראשיים: חדר המبدل, חדר מתח גבוה, חדר מתח נמוך, חדר אוטומציה, חדר תקשורת וחדר איסוף צריכת חשמל. חדרי הפונקציה הללו מופרדים לחלוטין אחד מהשני ומסודרים בצורה "עין".
תחנת הספק הזו יכולה לדון בארבעה צדדים, המקיימת את דרישות התחזוקה של פתיחת דלתות בשלושה צדדים. הדלתות המגן של חדר המתח הגבוה וחדר המתח הנמוך מצוידות באינטרלוק מכני כדי להבטיח שהדלת של חדר המתח הגבוה יכולה להיפתח רק כאשר דלת חדר המתח הנמוך פתוחה. כל חדר פונקציה אימץ שיטה טבעית עצמאית של הנשמה כדי לעמוד בדרישות כל הציוד החשמלי לטמפרטורה ולחות. כאשר נדרש, ניתן להוסיף מתחממים, מייבשים וכדומה כדי להבטיח את פעילותו בטוחה ומאמינה בחוץ.
הרכיבים העיקריים של תחנת הספק זו כוללים: טרנספורמרים מוצפים שמן, יחידות מעגלים מרכזיות של 10 kV עם מתגים אוויריים פלסטיים (בצד המתח הנמוך) המכוסים בגז SF6, ממשקים מהירים סטנדרטיים של מוצא חירום (בצד הלוח המתח הנמוך), כמו גם יחידות סופיות של תחנה, מדדי כללי, מרכזים, טרמינלים תצורה חכמה, טרמינלים תקשורת אופטית, וכו'.
2.2 תכנון חדרי הפונקציות
(1) חדר המبدل. חדר המبدل כולל טרנספורמרים, מקררים, חיבורי חיבורים מרכזיים ורשתות הגנה, וכן. הטרנספורמר משתמש בטרנספורמר מפוצל שמן עם שיעור יעילות אנרגיה ראשון או טרנספורמר מפוצל שמן עם אלואיד זכוכיתי. הצד המתח גבוה מצויד בראשי כבלים מוכנים לתצורה, והראשי המתח נמוך מצויד בשרטוטי הגנה מבודדים. הקיבולת יכולה לבחור בין 500 kV·A או 630 kV·A.
(2) חדר המתח גבוה. חדר המתח גבוה מורכב מיחידות מעגלים מרכזיות של 10 kV, המופרדות לשני תאים - תאי כניסה ותאי יציאה, ושניהם מופרדים באופן עצמאי. יחידה המעגלים המרכזית היא מבנה מבודד לחלוטין וקופסתי, המשתמש בגז SF6 לפינוי חשמל ולהגנה על מבודד. קופסת הגז מצוידת במכשיר תצוגת לחץ גז עם נקודת עזר תמיד פתוחה להתרעה. קופסת הגז וגוף התיבהbuat dari baja nirkarat 304 dan plat seng berlapis aluminium berkualitas tinggi masing-masing, dan permukaan badan lemari menggunakan proses penyemprotan epoksi statis.
Rak unit dibagi menjadi ruang sekunder, ruang saklar beban, dan ruang kabel dari atas ke bawah. Ruang sekunder terletak di bagian atas rak unit. Panel ruangan tersebut dilengkapi dengan sakelar on-off, indikator on-off, sakelar transfer jarak jauh/lokal, serta indikator kesalahan dan hidup, dll. Unit saklar beban rak unit biasanya memilih perangkat listrik kombinasi dari saklar beban dan sekring pembatas arus. Di antaranya, saklar beban dapat memutus arus beban yang ditentukan dan arus transfer ketika terjadi gangguan pada sisi tegangan rendah transformator; sekring pembatas arus dapat memotong berbagai arus pendek fase-ke-fase, arus pendek tanah, dan arus overload.
Saklar beban dapat mencapai membuka, menutup, dan menghubungkan ke tanah melalui operasi listrik dan manual, dan operasinya sederhana dan mudah. Unit saklar beban dan unit saklar grounding memiliki fungsi interlock "lima pencegahan" yang andal. Ruang kabel rak unit sebagian besar menggunakan parit kabel tegangan tinggi untuk masuk dan keluar dari bawah tanah. Posisi terminal kabel masuk dan keluar sangat nyaman untuk dipasang, dan trafo arus tekanan tinggi terbuka dipasang.
(3) Ruang Tegangan Rendah. Ruang tegangan rendah terutama terdiri dari panel switchboard tegangan rendah, kompartemen sumber daya darurat, dan lubang inspeksi, dll. Warna tubuh panel tegangan rendah sama dengan warna panel tegangan tinggi, menggunakan RAL7035. Meter multifungsi digital plug-in dipasang pada panel panel tegangan rendah, yang dapat menampilkan tegangan dan arus dan mendukung komunikasi RS-485. Jalur keluar tegangan rendah menggunakan empat sirkuit switch udara plastik shell zero-flying-arc. Sisi tegangan rendah disediakan dengan garis netral dan garis tanah, keduanya ditempatkan di bagian bawah panel tegangan rendah.
Busbar tegangan rendah dari transformator diperkenalkan ke dalam panel switchboard tegangan rendah dari kompartemen sumber daya darurat, dirancang agar dapat dilepas. Setelah konversi kabel, ini menjadi feeder tegangan rendah ke kabel keluar di bagian bawah panel tegangan rendah. Jumlah sirkuit output dapat dirancang secara fleksibel sesuai kebutuhan. Kompartemen sumber daya darurat harus disertai instruksi operasi, dan lubang inspeksi nyaman untuk pemeliharaan manual.
(4) Ruang Otomatisasi. Substansi pra-pembuatan dilengkapi dengan ruang otomatisasi independen, di mana terminal otomatisasi distribusi (DTU) memantau dan mengontrol kondisi operasional rangkaian jalur masuk dan keluar 10 kV, mencapai fungsi seperti pengukuran jarak jauh, penandaan jarak jauh, kontrol jarak jauh, dan penyesuaian jarak jauh. DTU lebih memilih pasokan daya utama. Ketika tidak ada kondisi untuk pasokan daya utama, ia menggunakan transformator potensial untuk pasokan daya dan menggunakan baterai cadangan sebagai sumber daya cadangan.
Memiliki modul manajemen daya built-in, yang dapat memenuhi output AC220V dan DC24V dan menyediakan sumber daya arus bolak-balik AC220V untuk mekanisme operasi listrik unit main ring.DTU mendukung beberapa metode komunikasi dan protokol komunikasi, dan memiliki 2 antarmuka serial RS-485 dan 2 antarmuka jaringan (RJ45), yang kompatibel dengan protokol seperti IEC101, IEC104, dan CDT; DTU dipasang secara keseluruhan dalam lemari dinding, menggunakan colokan penerbangan, yang nyaman untuk bongkar, pasang, dan perawatan di tempat, dan dapat memenuhi persyaratan tata letak ruang untuk satu set terminal dan sumber daya cadangan.
(5) Ruang Komunikasi. Substansi pra-pembuatan dilengkapi dengan ruang komunikasi independen, yang dikonfigurasikan secara internal dengan rak distribusi optik, switch Ethernet industri, dan unit jaringan optik, dan mereservasi slot kabel dan lubang masuk/keluar untuk kabel optik komunikasi, pigtail, dan kabel daya. Ruang ini dapat mentransmisikan data pemantauan di dalam substansi pra-pembuatan ke platform pemantauan cerdas, sehingga dapat memonitor status operasional dan datanya secara real-time.
(6) Ruang Pengumpulan Konsumsi Daya. Ruang pengumpulan konsumsi daya terletak di atas ruang komunikasi. Ini dilengkapi dengan posisi pemasangan untuk terminal transformator distribusi cerdas, konsentrator, dan meter umum area transformator, serta ruang pemasangan untuk blok terminal dan kotak uji kabel gabungan, dan mereservasi slot kabel dan lubang masuk/keluar untuk sinyal sampel dan kabel komunikasi.
Ruang ini bertanggung jawab untuk mengukur berbagai parameter operasional substansi pra-pembuatan dan merupakan pusat komunikasi data energi listrik. Di satu sisi, ia mengumpulkan dan menyimpan data energi listrik yang dihasilkan oleh meter energi listrik digital dalam bentuk komunikasi seri. Di sisi lain, ia mentransmisikan data energi listrik yang dikumpulkan ke komputer utama sistem otomasi penagihan energi listrik melalui saluran upstream.
2.3 Desain Perangkat Penyambungan ke Tanah
Elektroda penyambungan ke tanah substansi pra-pembuatan miniatur cerdas menggunakan pipa besi galvanis. Busbar penyambungan ke tanah balok kanal dilengkapi dengan dua terminal tembaga penyambungan ke tanah yang terhubung ke elektroda penyambungan ke tanah, dengan luas penampang kontak listrik 160 mm² dan tanda yang jelas. Garis netral tegangan rendah transformator terhubung langsung ke badan penyambungan ke tanah. Di antaranya, ruang transformator, ruang tegangan tinggi, dan ruang tegangan rendah terhubung satu sama lain menggunakan terminal penyambungan ke tanah.
Kabel penyambungan ke tanah sekunder aman peralatan listrik ditambah dengan selubung pelindung transparan, dan kawat tembaga memiliki luas penampang 4 mm²; semua pintu lemari, bagian logam, dan kerangka logam terhubung secara berkelanjutan dan andal ke tanah. Jaringan penyambungan ke tanah eksternal fondasi diperkenalkan ke bagian bawah substansi pra-pembuatan dari sisi dalam fondasi dan terhubung ke terminal penyambungan ke tanah di stasiun, menggunakan metode penanaman langsung. Hambatan penyambungan ke tanah substansi pra-pembuatan tidak lebih dari 1 Ω.
3 Persyaratan Teknis Substansi Pra-Pembuatan Miniatur Cerdas
3.1 Prinsip Listrik
Substansi pra-pembuatan miniatur cerdas cocok untuk jaringan distribusi sistem AC tiga fasa 10/0.4 kV. Ini mengintegrasikan peralatan switchgear tegangan tinggi, transformator distribusi, dan perangkat distribusi tegangan rendah sesuai dengan skema pengkabelan tertentu. Sisi tegangan tinggi menggunakan pengkabelan bus tunggal, dengan dua jalur masuk dan satu jalur keluar. Perlindungan sekring dipasang di sisi transformator. Setelah ditransformasikan oleh transformator distribusi, busbar tegangan rendah dapat didesain dengan 4 jalur pengumpan tegangan rendah sesuai kebutuhan, dan tidak ada saklar utama tegangan rendah yang dipasang.
3.2 Tempat Aplikasi
Substansi pra-pembuatan miniatur cerdas ini cocok untuk digunakan di luar ruangan seperti renovasi jaringan distribusi perkotaan, perumahan, pabrik dan perusahaan, gedung perkantoran komersial, distrik bisnis, area hijau publik, area perlindungan budaya, dan taman.
3.3 Kondisi Lingkungan Penggunaan
Ketinggian: tidak melebihi 1,000 m.
Suhu lingkungan: terendah adalah -25 °C, tertinggi adalah 45 °C; suhu rata-rata tahunan tertinggi tidak melebihi 20 °C, dan suhu rata-rata bulanan tertinggi tidak melebihi 35 °C.
Kelembaban relatif: pada 20 °C, rata-rata bulanan tertinggi tidak melebihi 90%, dan rata-rata harian tertinggi tidak melebihi 95%.
Tahan gempa: percepatan horizontal tanah tidak melebihi 0.2 g (g mewakili percepatan gravitasi), dan percepatan vertikal tanah adalah 0.1 g.
Intensitas sinar matahari: saat kecepatan angin 0.5 m·s⁻¹, intensitas radiasi sinar matahari tidak melebihi 0.1 W·cm⁻².
Ketebalan lapisan es maksimum: 10 mm.
Tingkat pencemaran: tidak melebihi level III
Kemiringan tanah: tidak lebih dari 3°.
Lokasi pemasangan: luar ruangan, tanpa bahaya ledakan, kebakaran, korosi kimia, atau getaran hebat.
Jika tidak sesuai dengan kondisi lingkungan normal penggunaan di atas, perlu dinegosiasikan dan diselesaikan antara pengguna dan produsen.
4 Penerimaan Prototipe Substansi Pra-Pembuatan Miniatur Cerdas
Substansi pra-pembuatan miniatur cerdas diprototipe oleh Jiangsu Qihou Intelligent Electrical Equipment Co., Ltd. Pusat Inspeksi Kualitas Peralatan Transmisi dan Distribusi Tegangan Tinggi Industri melakukan tes pada komponen utama sesuai standar nasional dan standar industri yang relevan, dan hasil tes memenuhi syarat. State Grid Shanghai Electric Power Company melakukan penerimaan komprehensif terhadap ukuran, tampilan, dan kinerja prototipe ini, dan hasil penerimaannya memenuhi syarat.
5 Kesimpulan
Substansi pra-pembuatan miniatur cerdas yang dikembangkan dalam artikel ini mengintegrasikan keunggulan substansi pra-pembuatan yang ada di dalam negeri dan luar negeri. Memiliki keunggulan struktur sederhana, jejak kaki kecil, keamanan dan keandalan, keindahan dan ramah lingkungan, bebas dari inspeksi dan perawatan, dan persyaratan perawatan rendah. Memiliki nilai promosi dan aplikasi penting dalam pembangunan dan renovasi jaringan distribusi perkotaan.
