Pembangunan dan Penggunaan Substesen Prafabrikasi Pintar Berukuran Kecil

Dengan pembangunan yang dipercepat kota pintar, rangkaian pengedaran bandar terus dinaik taraf dan direnovasi, dan pembinaan projek pengebumian laluan udara juga berjalan dengan lancar. Sejumlah besar laluan udara 10 kV sedang digantikan oleh kabel bawah tanah. Mengambil kira situasi semasa seperti ruang yang terhad di beberapa jalan bandar dan kekurangan lokasi pemasangan peralatan, tuntutan yang lebih tinggi diletakkan pada saiz, struktur, dan prestasi stesen transformasi prefabrikasi tradisional.

Berdasarkan aplikasi stesen transformasi prefabrikasi tradisional, artikel ini melakukan penyelidikan dan analisis serta merancang stesen transformasi prefabrikasi miniatur, cerdas, dan berlandskap. Stesen transformasi prefabrikasi ini mempunyai struktur padat, prestasi stabil, kepraktisan yang kuat, dan kebolehpercayaan bekalan tenaga yang tinggi. Ia dapat mengintensifkan penggunaan ruang bandar utama, mencapai harmoni dan kesatuan dengan persekitaran sekitar, dan boleh digunakan secara meluas dalam projek naik taraf dan renovasi rangkaian pengedaran bandar.

1 Reka Bentuk Penampilan Stesen Transformasi Prefabrikasi Miniatur Cerdas

Mengambil kira keperluan seperti lokasi geografi, kadar penggunaan ruang, dan had-had persekitaran, stesen transformasi prefabrikasi miniatur cerdas menggunakan susun atur panjang dan sempit. Isinya hanya dua pertiga daripada stesen transformasi prefabrikasi asal. Casing (termasuk bahagian atas, pintu, bahagian bawah, dan komponen logam dalaman) dan lampiran-lampirannya semua dibuat daripada keluli tahan karat 304, manakala dalaman menggunakan plat besi SGCC galvanis panas, dan bahan-bahan isolasi dan tahan api ditambah ke dinding sekeliling. Permukaan luar dicat hijau gelap, yang kedua-duanya menarik dan mesra alam.

Casing mempunyai kekuatan mekanikal yang cukup dan prestasi seismik untuk memastikan ia tidak mudah rosak atau berubah bentuk semasa pengangkutan, pemasangan, dan pengangkatan. Bahagian atas casing menggunakan struktur "zigzag" dengan kemiringan 5°. Ia adalah struktur dua lapis yang mempunyai kesan mengasingkan radiasi cahaya matahari. Ia dilengkapi dengan eaves anti-aliran balik dan saluran ventilasi, dan bahagian atas casing boleh dilepas. Pintu casing adalah struktur bolt anti-pencurian dua lapis dan membuka ke luar. Bahagian bawah casing adalah galvanis panas dan tersambung tanpa sela dengan badan casing. Terdapat lubang manusia di bahagian bawah, dan strip-seal dipasang di sekitar lubang manusia. Peranti segel kabel tahan api disediakan di kedua-dua sisi, dengan segelan yang baik dan langkah-langkah anti-kelembapan yang lengkap.

Semua bahagian lasan dan sambungan komponen luaran stesen transformasi prefabrikasi miniatur cerdas tertutup dengan baik, dan ia mempunyai ciri-ciri seperti tahan air, tahan debu, tahan karat, dan perlindungan terhadap radiasi ultraviolet. Ia kedua-duanya menarik dan mesra alam. Tanpa keperluan pemeliharaan, tempoh hidup normalnya boleh mencapai 40 tahun.

2 Struktur dan Fungsi Tata Letak Stesen Transformasi Prefabrikasi Miniatur Cerdas
2.1 Reka Bentuk Tata Letak Struktur

Struktur stesen transformasi prefabrikasi miniatur cerdas sederhana. Dalaman casing dibahagikan kepada enam bilik fungsional utama: bilik transformer, bilik tegangan tinggi, bilik tegangan rendah, bilik automasi, bilik komunikasi, dan bilik pengumpulan penggunaan tenaga. Bilik-bilik fungsional ini sepenuhnya dipisahkan satu sama lain dan disusun dalam bentuk "mata".

Stesen ini boleh mempunyai pintu di keempat-empat sisinya, memenuhi keperluan pemeliharaan membuka pintu di tiga sisi. Pintu pelindung bilik tegangan tinggi dan bilik tegangan rendah dilengkapi dengan interlok mekanikal untuk memastikan pintu bilik tegangan tinggi hanya boleh dibuka apabila pintu bilik tegangan rendah dibuka. Setiap bilik fungsional menggunakan kaedah ventilasi semula jadi yang bebas untuk memenuhi keperluan semua peralatan elektrik terhadap suhu dan kelembapan. Apabila perlu, pemanas, pengering lembap, dan peralatan lain boleh ditambah untuk memastikan operasinya selamat dan boleh dipercayai di luar.

Komponen-komponen utama stesen ini termasuk: transformer celup minyak, unit ring main 10 kV switch udara plastik shell (di sisi tegangan rendah) segel dengan gas SF6, antara muka cepat bekalan tenaga kecemasan standard (di sisi busbar tegangan rendah), serta unit terminal stesen, meter umum, pengumpul, terminal konfigurasi cerdas, terminal komunikasi serat optik, dll.

2.2 Reka Bentuk Bilik Fungsional

(1) Bilik Transformer. Bilik transformer termasuk transformer, radiator, penghubungan busbar, dan jaringan keselamatan, dll. Transformer menggunakan transformer distribusi silikon baja penuh atau amorfus alloy celup minyak efisiensi energi tahap pertama. Sisi tegangan tinggi dilengkapi dengan kepala kabel prefabrikasi plug-in, dan bushing tegangan rendah dilengkapi dengan selongsong perlindungan insulasi. Kapasitasnya boleh dipilih sebagai 500 kV·A atau 630 kV·A.

(2) Bilik Tegangan Tinggi. Bilik tegangan tinggi terdiri daripada unit-unit ring main 10 kV, yang dibahagikan kepada lemari unit masuk dan keluar, dan keduanya ditutup secara bebas. Unit ring main adalah struktur penuh insulasi dan kotak bersama, menggunakan gas SF6 untuk pemadam busur dan insulasi. Kotak gas dilengkapi dengan peranti paparan tekanan gas dengan nod bantu alarm biasa terbuka. Kotak gas dan badan lemari dibuat daripada bahan keluli tahan karat 304 dan aluminium zinc plate berkualiti tinggi masing-masing, dan permukaan badan lemari menggunakan proses semburan epoksi statik.

Lemari unit dibahagikan kepada bilik sekunder, bilik saklar beban, dan bilik kabel dari atas ke bawah. Bilik sekunder terletak di bahagian atas lemari unit. Panel bilik dilengkapi dengan saklar on-off, lampu penunjuk on-off, saklar transfer jarak jauh/tempatan, serta penunjuk ralat dan hidup, dll. Unit saklar beban lemari unit biasanya memilih peralatan gabungan saklar beban dan fuse batas arus. Di antaranya, saklar beban boleh memutuskan arus beban yang ditetapkan dan arus pemindahan apabila ralat berlaku di sisi tegangan rendah transformer; fuse batas arus boleh memotong pelbagai arus pendek antara fasa, arus pendek ke bumi, dan arus overbeban.

Saklar beban boleh mencapai pembukaan, penutupan, dan penggalian melalui operasi elektrik dan manual, dan operasinya mudah dan mudah. Unit saklar beban dan unit saklar penggalian mempunyai fungsi interlok "lima pencegahan" yang boleh dipercayai. Bilik kabel lemari unit terutamanya menggunakan parit kabel tegangan tinggi untuk masuk dan keluar dari bawah tanah. Posisi terminal kabel masuk dan keluar mudah untuk pemasangan, dan trafo arus tegangan tinggi terbuka dipasang.

(3) Bilik Tegangan Rendah. Bilik tegangan rendah terutamanya terdiri daripada peralatan switch tegangan rendah, bilik bekalan tenaga kecemasan, dan lubang manusia, dll. Warna badan lemari tegangan rendah sama dengan lemari tegangan tinggi, menggunakan RAL7035. Meter multifungsi digital plug-in dipasang pada panel lemari tegangan rendah, yang boleh menunjukkan voltan dan arus dan menyokong komunikasi RS-485. Garis keluar tegangan rendah menggunakan switch udara plastik shell empat litar nol-flying-arc. Sisi tegangan rendah disediakan dengan garis neutral dan garis bumi, kedua-duanya disusun di bahagian bawah lemari tegangan rendah.

Busbar tegangan rendah transformer dimasukkan ke dalam peralatan switch tegangan rendah dari bilik bekalan tenaga kecemasan, direka untuk dapat dilepas. Selepas penukaran penghubungan, ia menjadi garis pengedar tegangan rendah ke kabel keluar di bahagian bawah lemari tegangan rendah. Jumlah litar output boleh direka fleksibel mengikut keperluan. Bilik bekalan tenaga kecemasan harus disertai dengan instruksi operasi, dan lubang manusia mudah untuk pemeliharaan manual.

(4) Bilik Automasi. Stesen transformasi prefabrikasi dilengkapi dengan bilik automasi yang bebas, di mana terminal automasi pengedaran (DTU) memantau dan mengawal keadaan operasi litar masuk dan keluar 10 kV, mencapai fungsi seperti ukuran jarak jauh, isyarat jarak jauh, kawalan jarak jauh, dan penyesuaian jarak jauh. DTU menggunakan tenaga listrik utama sebagai keutamaan. Apabila tiada syarat untuk bekalan tenaga utama, ia menggunakan transformer potensial untuk bekalan tenaga dan menggunakan bateri simpanan sebagai sumber tenaga sandaran.

Ia mempunyai modul pengurusan tenaga bina dalam, yang boleh memenuhi output AC220V dan DC24V dan menyediakan sumber tenaga arus bolak-balik AC220V untuk mekanisme operasi elektrik unit ring main.DTU menyokong pelbagai cara komunikasi dan protokol komunikasi, dan mempunyai 2 antara muka siri RS-485 dan 2 antara muka rangkaian (RJ45), yang kompatibel dengan protokol seperti IEC101, IEC104, dan CDT; DTU dipasang secara keseluruhan dalam lemari dinding, menggunakan plug aviation, yang mudah untuk pengebualan, pemasangan, dan pemeliharaan di tempat, dan boleh memenuhi keperluan tata letak ruang untuk set terminal dan sumber tenaga sandaran.

(5) Bilik Komunikasi. Stesen transformasi prefabrikasi dilengkapi dengan bilik komunikasi yang bebas, yang dikonfigurasikan dengan rak pemecahan optik, switch Ethernet industri, dan unit jaringan optik, dan mengekalkan slot penghubungan dan lubang masuk dan keluar untuk kabel optik komunikasi, pigtail, dan kabel kuasa. Bilik ini boleh mentransmisikan data pemantauan di dalam stesen transformasi prefabrikasi ke platform pemantauan cerdas, supaya dapat memantau keadaan operasinya dan data secara real-time.

(6) Bilik Pengumpulan Penggunaan Tenaga. Bilik pengumpulan penggunaan tenaga terletak di atas bilik komunikasi. Ia dilengkapi dengan posisi pemasangan terminal transformator cerdas, pengumpul, dan meter umum area transformator, serta ruang pemasangan blok terminal dan kotak ujian penghubungan bergabung, dan mengekalkan slot penghubungan dan lubang masuk dan keluar untuk isyarat sampel dan kabel komunikasi.

Bilik ini bertanggungjawab untuk mengukur pelbagai parameter operasi stesen transformasi prefabrikasi dan merupakan hub komunikasi data tenaga listrik. Di satu sisi, ia mengumpulkan dan menyimpan data tenaga listrik yang dihasilkan dalam bentuk komunikasi siri oleh meter tenaga listrik digital. Di sisi lain, ia mentransmisikan data tenaga listrik yang dikumpulkan ke komputer utama sistem otomasi penjenisan tenaga listrik melalui saluran hulu.

2.3 Reka Bentuk Peranti Penggalian

Elektrod penggalian stesen transformasi prefabrikasi miniatur cerdas menggunakan paip besi tergalvanis. Busbar penggalian besi saluran disediakan dengan 2 terminal penggalian tembaga yang disambungkan ke elektrod penggalian, dengan luas keratan rentas kontak elektrik 160 mm² dan tanda yang jelas. Garis neutral tegangan rendah transformer disambung langsung ke badan penggalian. Di antaranya, bilik transformer, bilik tegangan tinggi, dan bilik tegangan rendah disambungkan satu sama lain menggunakan terminal penggalian.

Kabel penggalian keselamatan sekunder peralatan elektrik ditambah dengan selongsong pelindung transparan, dan kabel tembaga mempunyai luas keratan rentas 4 mm²; semua pintu lemari, bahagian logam, dan rangka logam disambung secara berterusan dan boleh dipercayai ke tanah. Rangka penggalian luar dasar dimasukkan ke bahagian bawah stesen transformasi prefabrikasi dari sisi dalam dasar dan disambungkan ke terminal penggalian di stesen, menggunakan kaedah pengebumian langsung. Rintangan penggalian stesen transformasi prefabrikasi tidak melebihi 1 Ω.

3 Keperluan Teknikal Stesen Transformasi Prefabrikasi Miniatur Cerdas
3.1 Prinsip Elektrikal

Stesen transformasi prefabrikasi miniatur cerdas sesuai untuk rangkaian pengedaran 10/0.4 kV sistem AC tiga fasa. Ia mengintegrasikan peralatan switch tegangan tinggi, transformer pengedaran, dan peralatan pengedaran tegangan rendah mengikut skema penghubungan tertentu. Sisi tegangan tinggi menggunakan penghubungan busbar tunggal, dengan dua litar masuk dan satu litar keluar. Perlindungan fuse diset pada sisi transformer. Setelah ditransformasikan oleh transformer pengedaran, busbar tegangan rendah boleh direka dengan empat litar pengedar tegangan rendah mengikut keperluan, dan tidak ada switch utama tegangan rendah yang diset.

3.2 Tempat-tempat yang Sesuai

Stesen transformasi prefabrikasi miniatur cerdas ini sesuai untuk digunakan di tempat luar seperti peningkatan rangkaian pengedaran bandar, komuniti perumahan, kilang dan usaha, bangunan pejabat komersial, kawasan perniagaan, kawasan hijau awam, kawasan pemeliharaan budaya, dan taman.

3.3 Syarat-syarat Persekitaran Penggunaan

• Ketinggian: tidak melebihi 1,000 m.

•  Suhu ambien: terendah adalah -25 °C, tertinggi adalah 45 °C; purata tahunan suhu tertinggi tidak melebihi 20 °C, dan purata bulanan suhu tertinggi tidak melebihi 35 °C.

• Kelembapan relatif: pada 20 °C, purata bulanan tertinggi tidak melebihi 90%, dan purata harian tertinggi tidak melebihi 95%.

• Tahan gempa: percepatan mendatar tanah tidak melebihi 0.2 g (g mewakili percepatan graviti), dan percepatan menegak tanah adalah 0.1 g.

• Intensiti sinaran matahari: apabila laju angin adalah 0.5 m·s⁻¹, intensiti sinaran matahari tidak melebihi 0.1 W·cm⁻².

• Ketebalan pelapisan ais maksimum: 10 mm.

•  Tahap pencemaran: tidak melebihi tahap III

• Kecerunan tanah: tidak lebih besar daripada 3°.

• Lokasi pemasangan: luar, tanpa bahaya ledakan, kebakaran, korosi kimia, atau getaran yang teruk.

Jika tidak sesuai dengan syarat-syarat persekitaran normal penggunaan di atas, ia perlu dinegosiasikan dan diselesaikan antara pengguna dan pembuat.

4 Penerimaan Prototaip Stesen Transformasi Prefabrikasi Miniatur Cerdas

Stesen transformasi prefabrikasi miniatur cerdas diprototaipkan oleh Jiangsu Qihou Intelligent Electrical Equipment Co., Ltd. Pusat Inspeksi Kualiti untuk Peralatan Transmisi dan Pengedaran Tegangan Tinggi Industri Mekanikal menguji komponen-komponen utama mengikut piawaian nasional dan industri yang berkaitan, dan hasil ujian itu layak. Syarikat Tenaga Listrik Shanghai Negara melakukan penerimaan menyeluruh terhadap saiz, penampilan, dan prestasi prototaip ini, dan hasil penerimaan itu layak.

5 Kesimpulan

Stesen transformasi prefabrikasi miniatur cerdas yang dikembangkan dalam artikel ini mengintegrasikan kelebihan stesen transformasi prefabrikasi sedia ada di dalam dan luar negara. Ia mempunyai kelebihan struktur yang sederhana, jejak kaki yang kecil, keselamatan dan kebolehpercayaan, keindahan dan ramah alam, bebas dari pemeriksaan dan pemeliharaan, dan tuntutan pemeliharaan yang rendah. Ia mempunyai nilai promosi dan aplikasi yang penting dalam pembinaan dan peningkatan rangkaian pengedaran bandar.