110 kV datu-zentroko prefabricatutako subestazioaren diseinua

Sarrera

Hodei komputazio eta datu handien teknologietako garapena, eta "Internet +" industriei zehar hedatzea azkarra denean, digitaleko ekonomia industria munduko herrialde eta eremuen artean borrokatzen da. Gaur egun, hezkuntza eta ekonomia nagusian oraindik ere garrantzitsuagoa den posizioa hartzen du. Bereziki, COVID-19 pandemiaren ondorioz, munduko ekonomiaren goitiberak intensifikatu dira. Digitaleko ekonomia bakarrik joera desberdina jarri du eta garapen indartsu bat mantentzen du.

GB 50174-2017 Datu-zentroen diseinuko kodea datu-zentroei definitzea ematen dio. Datu-zentroa, datu kudeaketarekin eta gordekin loturiko oinarri instalazioa da, datu informazio mota desberdinak gordeko dituena. Gainera, datu kalkulua eta bidalketarako funtzio oinarrizkoak ere sustatzen ditu, datu handiekin kudeatzeko behar diren eskaintzeko. Datu-zentroen eraikuntza oraindik ere inbertsoaren tendentzia arrunta da.

Datu-zentro industrikoan, digital real estate bezala ezagutzen da, tradizionalen oinarri instalazio projektuetatik askoz alda daitekeena. Hona hemen datu-zentroen ezaugarri nabari batzuk: energia konsumo altua, fidagarritasun eskaerak altuak, eta eraikuntza abiadura azkarra. Datu-zentroen energia-konsumoa kontzentratuta dago, 2N redundanzia konfiguratuz gehienetan. Konsumo handia horrek parke mailako datu-zentro proiektuek 110 kV subestazio pertsonalizatua konfiguratzea dakarte.

Hala ere, 110 kV subestazioen eraikuntzak arazo ugari ditu, honela adierazita: Txinako tradizional 110 kV subestazioen eraikuntza zikloak 12-24 hilabete bitartean doaz, planeamendu, kokapen aukeraketa, inbentarioketa, diseinua, proiektu erregistratzea, materialen erosketa, "lauro edo zabaldu" (uria, elektrizitatea, bideak, telekomunikazioak eta lurren zabaldu), eraikuntza eta instalazioa, konfigurazioa, landareen berreskuratzea eta produzio onartzea barne hartuz. Eraikuntza ziklo luze hori datu-zentroen bidalketarako eskaintza azkarra batzuekin bat etorriko duzu; Bezero eta sare arrazoiengatik, datu-zentro industrikoa txinako Beijing-Tianjin-Hebei eremuan, Yangtze ibar mugara eta Guangdong-Hong Kong-Macau Bay Area tartean zentralizatuta dago. Hona hemen eremu guzti hauek garaitako hiriburuak dira, lurraren erresurtza gutxi dute, eta kokapen muga arazoak soldataz dezakeen planeamenduan; Datu-zentroen subestazioak ere datu-zentroen kapasitate aldaketekin bat etorriko ditu.

Datu-zentroen subestazioen eraikuntzan arazo horientzat, modularrak prekonposatutako subestazioak soluzio garrantzitsua dira. Modularraren diseinu kontzeptuan oinarrituta, prekonposatutako subestazioak, aplikazioan, flexibilitate eta fidagarritasuna dituzte, tradizional subestazioetatik alda daitezke. Prekonposatutako kajakoko sistem guztiak fabrikatan sortzen, instalatzen, kanpo konektatzen, konfiguratzen eta prekonposatzen dira. Amaitzean, zuzenean kokapen puntuan monta daitezke, efizientzia handia lortuz, eraikuntza zailtasuna murriztuz, eta integrazio-maila altua dutenak. Alderdi desberdinetarako subestazioen eraikuntza kasuetarako balio du, eta abantaila nabariak ditu.

Artikulu honek 110 kV subestazio-proiektuaren eraikuntza kasuan, Data Center No.1-ren prekonposatutako subestazioen aplikazio-eskualde, prozesu diseinua eta prekonposatutako kaja diseinua azalduko ditu.

1. Proiektuaren Ikuspegi Orokorra

Data Center No.1-en proiektua Jiangsu probintziako Suzhou hirian kokatuta dago. Proiektu hau zaharreko fabrika-eraikinaren berri-eraikuntza da. Parkean jadanik A, B, C eta D eraikitzen ditu. Eguneroko eraikuntza eduki nagusia parkea bere baitan berreraikitzeko, baina ez aldatuz eraikin planifikatzailek proposatutako baldintzak, eta datu-zentro parke fidagarria batean.

Parke honek GB 50174-2017 Datu-zentroen Diseinuko Kodea-ko A klaseko datu-zentro estandarra erabiliko du, eta 100.000 baino gehiagoko sarbidea duen datu-zentro parke bat eraikiko du. Parke hori 110 kV subestazio bat eraikiko du, parkeko elektrizitate eskaintza beharrei erantzutzeko. Subestazioak 2 ososteko 110 kV publikoaren indarrak sartzen ditu, bakoitzaren kapasitatea 80.000 kVA da, 2N indarraren sistema osatzen dutena. Arrunta dela esparrizko, bakoitzaren lineako karga ehunekoak ez da 50% baino gehiago, hau da, 40.000 kVA. Publikoaren indar bat huts egin badu, beste bat datu-zentroaren guztiak kargatu ahal izango ditu.

Proiektu hau fabrika-eraikinaren berri-eraikuntza denez, A, B, C eta D eraikitako gainean lanpetu den espazioa hartu du, fisikoki muga handia du. Lanegokia espazio gisa erabilgarriak B eraikinen ezkerraldeko espazio irekia eta B eta D eraikinen arteko espazioa dira. Tradizional 110 kV subestazioaren eskema bat, 80.000 kVA kapasitateko bi transformadore nagusi instalatzeko, luzera hira 70 m eta zabalera 40 m dituen laukizuzena beharrezkoa da. B eraikinen ezkerraldeko espazioa 30 m da, eta B eta C eraikinen arteko espazioa 50 m. Subestazioa eta eraikitzen arteko sukalarraren distantziak eta parkeko sukalarraren biribilgunearen eskerrak kontuan hartuz, bi espazioak tradizional subestazioen eraikuntza espazio eskerrak bete ezinezkoa da.

Data Center No.1-en bezeroa Internet enpresa bat da. Bezero honen oinarri datu-zentro-proiektu gisa, parke honek bezeroaren online negozio anitz sostenduko ditu, eta datu trukatzeko, erabiltzeko, gordetzeko eta prozesatzeko beharrezkoa izango da. Bezeroak fidagarritasun altua eskatzen du datu-zentro honentzat, eta bidalketarako data zuri-txikiak ditu.

Bidalketa-datarekin, bezeroaren datu-negozioen garapena azkarra delako, bezeroak datu-zentroaren behar urgi du, eta datu-zentro parke osoa 6 hilabete barru bidali behar da. Fidagarritasunaren aldetik, bezeroak 110 kV subestazioaren bi publikoaren indarrak, bata bestea sustatzen dituen, oso independenteak izan behar dira, sarreratik irteera arte, eta bideak 10 m baino gehiagoko distantziak ditu. GIS, transformadore eta 10 kV sakelariak fisikoki desberdinean kokatuta daude, batzorde baten ondorioz bi publikoaren indarrak eta ondorioz datu-zentro osoaren negozio guztiak eraginak izan ez dezaten.

110 kV subestazio-proiektua Data Center No.1-ek espazio muga, data apurtasuna eta personalizazio eskaera altua ditu, tradizional subestazio forma askotan ezin da proiektuaren eskerrak bete. Lehenbiziko sare elektroaren enpresarekin hitzordua eta zuretu ondoren, ziurtatu zen proiektu honek modularrak prekonposatutako 110 kV subestazioaren forma erabiliko duela.

2. Prozesu Diseinua
2.1 Espazio Fisikoa

110 kV subestazio-proiektuak Data Center No.1-ek 2 sarrera indarr ditu, eta indarrak 220 kV subestazioen A eta B publikoaren indarratik dator. Bi publikoaren indarratik, A eta B, biak parkean hegaztiaren bidez iparretik sartzen dira. Kanpo publikoaren indarraren norabidearen eta parkeko eraikin uneko egoeraren kontuan hartuz, 110 kV subestazioa parkeko hegoaldeko izkina kokatzen da. 110 kV subestazioaren kokapenaren diagrama planoaren ikuspegi orokorra Irudi 1ean agertzen da.

Prekonposatutako subestazioa 82 m luze, 17 m zabala, eta 1,400 m² espazioa du. Baldintzetan berdinak diren tradizional subestazio batean, hiru parametro hauek 70 m, 40 m, eta 2,800 m² dira. Tradizional subestazioarekin alderatuta, espazioa gehiago 50% aurreztu da, eta subestazioaren kokapena kokapenaren arabera zehaztu daiteke, oso flexiblea da.

Irudia 1 110 kV subestazioaren kokapenaren diagrama orokorra

2.2 Prozesu Diseinua

Irudia 2 110 kV subestazioaren prozesu diseinua erakusten du. Subestazioaren barruan bi prekonposatutako GIS (SF6 Gas Insulated Metal Enclosed Switchgear) kajak, prekonposatutako tresna nagusia kaja bat, eta bi kanpo 110 kV transformadore daude. Kokapena linearra da.

2.3 Indarraren Norabidea

Proiektu honen subestazioa oso simetrikoa da. Irudia 2tik ikus daiteke, bi prekonposatutako tresna nagusien kajen arteko sukalarraren erdigunari dagokionez, ezker eta eskuinaldean, A eta B indarraren norabideko prekonposatutako GIS kajak, prekonposatutako tresna nagusia kaja, 110 kV transformadore, eta prekonposatutako kapasitatea kaja daude, eta A eta B indarraren tresnak oso independenteak dira.

Subestazio osoak muga-gardun independentzia bat du, eta datu-zentro parkearen artean independentzia batekin funtzionatzen du. Iparraldean, parkean kanpo independentzia bat aurkitzen da. 110 kV subestazioan sartzeko soilik profesionalak baimenduak dira, eta beste pertsona guztiak ez dute baimenik, subestazioaren funtzionamenduaren fidagarritasuna bermatzeko.

GIS kaja bat erdiguneko prekonposatutako kaja da. Barruan, 2,000 A intentsio handiko 110 kV GIS kombinatutako elektrizitate tresna daude. Disenioaren zati bakoitzean, hexafluorosulfuroa (SF6) garrantzitsua da arkua amaitzeko mediu bat, eta GISan erabil daiteke. Estrukturalki, GIS zati anitzetan banatuta dago, tensio transformadore, atariketa, iturbidera eta terminalak barne hartuz. Zati hauek zuzen konexioa egin behar dute, eta zati bakoitzaren fidagarritasuna bermatzeko tresnen funtzio orokorra [8] errealizatzeko.

Transformadore nagusia oinarrian hiru faseko bi errondo oiloan bistaratutako transformadore bat da, YN zerrenda metodoa erabiliz, tensio maila [10.5 ± (2×2.5%/0.4)] kV da, eta modelu zehatza SZ11-80000/110 da.

Tresna nagusia kaja bi kirol du. Lehen kirola bi 10 kV irteera kabinetu kajak ditu, sukalarraren artean banatuta, eta A eta B indarraren norabideko 10 kV sakelariak eta tresna nagusia kaja daude. 10 kV sakelaria metal armatura sakelariak ditu, vakum iturbidera ditu. Sarrera kabinetuetarako, kapasitatea, eta tresna nagusia kaja, haien intentsio handia eta itsasketa intentsioa 1.25 kA eta 25 kA dira; sarrera lineetarako, 3.15 kA eta 31.5 kA dira. Tresna nagusia kajan kapasitatea 100 kVA hautatuta dago, SC11-mota sekula transformadore bat erabiliz, tensioa [110 ± (8×1.25%/10.5)] kV da, Dyn11 zerrenda, impedimentu tensioa Uk = 4%, IP40 babesa, eta energia efizientzia 2. Sistema fidagarritasuna hobetzeko, 110 kV sarrera line bakoitzak 10 kV busbarren bi zatia du, arazo baten ondorioz arazoaren eskualdea murriztu daiteke.

Bigarren kirola sukalarraren tresna, prekonposatutako kapasitatea kaja, eta abar ditu beharrez. Prekonposatutako kajan kapasitate bank bat konfiguratzen da, presio diferentziaren babesa ditu, eta 6,000 kVA lortu behar da. Aurretik aipaturiko zati guztien ondoren, diseinu honetan nuklearra reactor bat hautatuta dago, reaktantzia maila 12%. Su-konexio txiki oso-tresna, su-konexio 10 Ω eta kapasitate 400 kVA. Bigarren kirola bigarren gela bat du. Bigarren gelak zatitu da hainbat zati, video ikusketa, wattora kabinetuak, elektrizitate kollektorea, arazo grabatzailea, nekatasuna kontrolatzea, telekontrola, komunikazioa, tresna babesa, ordenagailu monitorizatzailea, laguntza inteligente sistema, denbora sinkronizazio sistema, eta abar barne hartuz.

2.3 Indarraren Norabidea

Indarraren norabidean, A eta B indarraren 110 kV publikoaren indarrak biak 17 m zabala duen eskualde laburrestean eskuinaldetik sartzen dira. Bi norabide paralelo batean sartzen dira, 10 m baino gehiagoko distantziarekin, eta A eta B indarraren norabideko prekonposatutako GIS kajetara sartzen dira. A eta B indarraren norabideko GIS-etik transformadoretara, transformadoretatik 10 kV sakelariera, eta 10 kV sakelarietako irteera line guztiak oso independenteak dira, eta 10 m baino gehiagoko distantziarekin.

2.4 Prozesu Diseinuaren Abantailak

Proiektuaren tresna nagusiak, prekonposatutako GIS kajak, 110 kV transformadore, prekonposatutako tresna nagusia kaja, eta abar, guztiak A eta B indarraren norabideen artean oso isolatuta daude. A eta B indarraren norabideko indarraren norabideak oso isolatuta daude. Tradizional subestazioetako aldetik, espazio gutxiago hartzen du, personalizazio-maila altua du, oso flexible eta efektiboa da, eta datu-zentroen fidagarritasun eskerrak bete ditzake.

3. Prekonposatutako Kaja Teknologia

Proiektu honek estazio osoan modularrak prekonposatutako metodoa erabili du. Tokian, soilik oinarri zuzen eta sukalarrak eraikitzeko beharrezko dira. Modularrak prekonposatutako kajen produkzioa eta prosesua eraikuntza zibilarekin batera egin daitezke, eraikuntza zibilaren kopurua askoz murriztuz. Arduratsu eraikuntza zibilaren kopuru handia eta eraikuntza ziklo luzea ebazten ditu, eta subestazioaren eraikuntza denborak eraikuntza zibilaren proiektuak murriztu dezakeen situazioa saihesten du.

3.1 Kaja Teknologia

Prekonposatutako kajak fabrikatan sortzen eta konfiguratzen dira, produktu kalitate handia eta diseinu-altu maila bermatzen dituzte, eta tokiko eraikuntza kalitateak tresnek eragin dezaketen saihesten ditu. Estrukturalki, kaxaaren oinarriko osagaiak kanaleroarekin lotzen dira, eta ateak eta goiak 2 mm espesorreko kalitate ondoa lerrokatutako plaka bat bilatzen dira. Oso estruktura bat da, eta oso ahalbidetu da.

Kaxaren ezaugarriak hiru aspektutan adierazten dira: korrosioaren aurkako, hiru kirolko, eta itsasontzie, eta oinarrizko funtzionamendu eskerrak bete ditzake, eta osagai guztiak lanaldi estabilitate bat mantentzen duten. Gorputxaren kanpoaldea IP54 edo gehiagoko babesa behar du. Prekonposatutako kajak funtzionamendu osoa du, eta oso ahalbidetu, seismikoa eta nievearen ahalbidetua da, tresnen funtzionamendu segurua bermatzeko.

Kajaren barruko tresna oso integra da. Kaja estrukturan diseinuaren bidez eta barne sistema anitzen artean koordinatzen, prekonposatutako kaja tresna funtzionamendu eskerrak bete ditzake. Kaja 110 kV subestazioaren tresna lehenengo, bigarrena, eta komunikazioa kontuan hartzen ditu, eta ingurumen kontrola, argia, argi-emergentzia, sukalarrak, eta su-konexio sistema laguntzaileak kontuan hartzen ditu.

3.2 Kaja Transportua

Kaja asko eskatzen du, zuzeneko humedaderen aurkako eta itsasontzie propietateak, bestela, kalitate funtzionamendua ezin da bermatu. Proiektu honetan bertako errepide transportuaren muga kontuan hartuz, transportu bakoitzaren luzera 14 m baino gutxiago, zabalera 3.4 m baino gutxiago, eta altuera 4.5 m baino gutxiago murriztuta dago. Dimension handiagoa duten prekonposatutako kajak zatitan transportatzen dira, eta dimension txikiagoa duten prekonposatutako kajak osoan transportatzen dira, errepide transportu eskerrak bete dezan. Tokian montatze eskerrak bete badira, hurrengo pausuaren montatzea egiteko transportatu daiteke.

3.3 Tokiko Instalazioa

Proiektu honek modularrak prekonposatutako metodoa erabili du, eraikuntza zibil gutxiago du. Eraikuntza zibil nagusia bi taldeko eraikin nagusi oinarri berriak, 10 m luze eta 6.5 m altu dituzten lau sukalarrak, bi taldeko GIS kaja oinarriak, tresna nagusia kaja oinarri bat, 20 m³ su-konexio txiki oso-tresna, 198 m luze eta 2.3 m altu dituzten hutsune mugak, 14 transformadore nagusi oinarriak, eta 80 m luze eta hormigoi beteta kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo kanpo......