Análisis de las Técnicas de Construcción e Instalación de Saltos Inter-Bay para Subestaciones UHV

Las subestaciones UHV (Ultra Alta Tensión) son un componente crítico de los sistemas de energía. Para cumplir con los requisitos fundamentales de los sistemas de energía, las líneas de transmisión asociadas deben mantenerse en buen estado operativo. Durante la operación de las subestaciones UHV, es esencial implementar correctamente las técnicas de instalación y construcción de saltos entre estructuras para garantizar una interconexión racional entre ellas, satisfaciendo así las necesidades operativas básicas de las subestaciones UHV y mejorando integralmente sus capacidades de servicio.

Basándose en esto, este artículo investiga las técnicas de instalación y construcción de saltos utilizadas en las subestaciones UHV, analiza metodologías específicas de instalación de saltos entre estructuras, asegura la aplicación efectiva de estas técnicas de construcción, garantiza conexiones adecuadas entre las estructuras y, en última instancia, promueve la mejora de las capacidades de servicio de la subestación para satisfacer las demandas correspondientes del sistema de energía.

1. Visión general de las subestaciones UHV
Las subestaciones UHV representan una medida fundamental para permitir la transmisión eficiente de energía eléctrica dentro de los sistemas de energía. En los actuales sistemas de energía, las plantas de generación de gran escala suelen estar ubicadas lejos de los centros de carga. Por lo tanto, la electricidad generada en estas plantas se transmite generalmente a través de subestaciones elevadoras que aumentan los niveles de tensión antes de la transmisión a larga distancia. Esto permite que la energía se entregue de acuerdo con los estándares relevantes, cumpliendo con los requisitos básicos de suministro de energía a los centros de carga. En los centros de carga, las redes de distribución de baja tensión realizan luego la distribución de energía en grados para entregar electricidad a los usuarios finales a diferentes niveles de tensión, satisfaciendo plenamente las demandas de electricidad de los usuarios.

Las subestaciones UHV funcionan como subestaciones elevadoras diseñadas específicamente para la transmisión de energía a larga distancia y alta capacidad, y sirven como base para la operación estable de todo el sistema de energía. En la operación práctica, la potencia activa transmitida a través de una línea de transmisión trifásica de CA se da por:

P = √3 × U × I × cosφ = I²R (1)

Según la fórmula anterior, cuando la potencia transmitida es constante, cuanto mayor sea el nivel de tensión de transmisión, menor será la corriente, permitiendo el uso de conductores con secciones transversales más pequeñas. Así, durante la transmisión, las subestaciones UHV reducen eficazmente el costo de entrega de energía y permiten un control razonable de los gastos de transmisión. Las pérdidas de potencia y la disipación de energía en las líneas se reducen en consecuencia, y la distancia de transmisión se extiende significativamente (por ejemplo, las líneas de 10 kV transmiten más de 6-20 km, 110 kV más de 50-150 km, y 220 kV más de 100-300 km).

Es evidente que el uso de subestaciones UHV ayuda a reducir los costos de transmisión de energía. Por lo tanto, para cumplir con los requisitos de servicio básicos de los sistemas de energía, es esencial una gestión adecuada de las subestaciones UHV para garantizar su capacidad de servicio, cumplir con las necesidades operativas prácticas, minimizar interferencias e impactos adversos, mejorar integralmente el rendimiento operativo de las subestaciones UHV y garantizar el cumplimiento de los estándares normales de operación del sistema de energía.

2. Investigación sobre las técnicas de construcción de instalación de saltos entre estructuras
Considerando las características fundamentales de las subestaciones UHV, esta sección estudia las técnicas de instalación de saltos aplicadas entre estructuras, con el objetivo de aprovechar al máximo las capacidades de servicio de las subestaciones UHV y asegurar que proporcionen un soporte superior al sistema de energía en la operación real. Por lo tanto, es necesario realizar una investigación detallada de las técnicas de instalación de saltos, como se explica a continuación.

2.1 Flujo del proceso de construcción
Para cumplir con los requisitos operativos prácticos, la instalación de saltos debe llevarse a cabo de manera racional según un flujo de proceso bien definido, mejorando así la calidad de la construcción y asegurando un rendimiento confiable de los saltos. La calidad de la instalación de saltos entre estructuras determina directamente el progreso general y la calidad de la construcción de la subestación. Por lo tanto, es crucial calcular con precisión la longitud de corte del conductor requerido, asegurando una alta precisión en los cálculos para que el personal de campo pueda realizar la prefabricación y el izado basándose en estos resultados. Se deben realizar simulaciones repetitivas, comparaciones y análisis empíricos para controlar eficazmente el proceso de construcción.

Para satisfacer los requisitos específicos de instalación de saltos, se debe seguir el proceso de construcción mostrado en la Figura 1 para garantizar el cumplimiento de los estándares de las subestaciones UHV y asegurar el rendimiento de servicio de la subestación. El método de construcción detallado puede consultarse en el contenido básico ilustrado en la Figura 1.

2.2 Preparación de la construcción
Antes de la construcción, se debe realizar un trabajo preparatorio adecuado, incluyendo el estudio del esquema de diseño de saltos entre estructuras para subestaciones UHV. Analizando las condiciones básicas de los tramos de saltos, se puede asegurar que el diseño sea racional y cumpla con los requisitos de construcción reales, reduciendo los riesgos de seguridad y mejorando integralmente la capacidad de servicio del diseño.

A continuación, se deben preparar los materiales de construcción requeridos durante la fase de construcción, y se debe realizar la inspección y prueba del equipo para asegurar que la calidad del equipo cumpla con los estándares relevantes.

Además, para garantizar la calidad de la instalación de saltos, se deben implementar medidas de control para los tramos de saltos. Esto incluye analizar los parámetros relevantes de los tramos de saltos y realizar los cálculos necesarios para asegurar una construcción posterior fluida.

Luego, se debe realizar un briefing técnico adecuado para asegurar que todo el personal de construcción comprenda completamente los puntos clave del proceso de instalación de saltos y pueda implementar eficazmente las técnicas requeridas, garantizando así la calidad de la construcción.

2.3 Montaje de la cadena de aisladores
Basado en las condiciones básicas del proceso de construcción, después de completar las preparaciones iniciales, se puede proceder con el montaje de la cadena de aisladores. En la instalación real, primero se realiza un control de calidad de las cadenas de aisladores mediante pruebas de tensión para verificar su idoneidad. Luego, combinado con las inspecciones de calidad previas, se examina visualmente la apariencia y la calidad de las cadenas de aisladores para asegurar que cumplan con los requisitos.

Después de la confirmación, revise los planos de diseño de la cadena de aisladores para comprobar posibles problemas de interferencia o colisión. Si no existen tales problemas, proceda con la instalación. Tenga en cuenta que durante la instalación, las direcciones de apertura de todos los pernos de resorte deben estar uniformemente alineadas para garantizar que su rendimiento cumpla con los requisitos operativos y logre los resultados de construcción deseados.

Durante el montaje de la cadena de aisladores, se debe tener cuidado para evitar daños durante el levantamiento. Se puede adoptar una estructura con discos grandes y pequeños alternados (los discos se refieren a las placas en forma de paraguas en los aisladores) y el espaciado de los discos debe controlarse adecuadamente. Además, se deben aplicar medidas antienvejecimiento a las cadenas de aisladores. El personal de construcción está estrictamente prohibido de pisar los aisladores o permitir que objetos afilados los rayen, asegurando que las cadenas de aisladores permanezcan en buen estado durante el levantamiento y cumplan con los requisitos de uso posteriores.

Antes del levantamiento, se deben realizar pruebas de resistencia a la tracción, pruebas de rendimiento eléctrico y pruebas de envejecimiento de la aislación para asegurar que las cadenas de aisladores posean suficiente resistencia mecánica y estabilidad, evitando daños durante el izado.

Además, se deben evitar colisiones entre las cadenas de aisladores. Es esencial un fijación adecuada de las cadenas y se deben utilizar razonablemente dispositivos de sujeción apropiados para cumplir con los requisitos de construcción.

2.4 Medición y cálculo
Este paso comienza calculando las posiciones de conexión. Basándose en los resultados del cálculo, se realizan luego mediciones en campo correspondientes para garantizar la precisión de los datos y cumplir con las necesidades de construcción.

A continuación, se debe calcular la longitud de corte del conductor. Este cálculo afecta directamente la calidad de la instalación de la línea flexible, ya que cualquier error influirá en la flecha de la línea. Por lo tanto, se deben integrar múltiples verificaciones en el sitio en el proceso de control de diseño.

Primero, determine los parámetros de cálculo clave, principalmente: longitud de la cadena de aisladores, distancia entre puntos de suspensión, flecha y peso del conductor. Después de establecer estos parámetros básicos, mida directamente la longitud de la cadena de aisladores usando una cinta métrica de acero—específicamente, mida la distancia entre el anillo de suspensión en U y el anillo de suspensión del tensor—para cumplir con los requisitos de datos reales y mejorar la precisión del cálculo.

La medición de la distancia entre puntos de suspensión debe realizarse tres veces, y se debe utilizar el valor promedio de las tres lecturas para asegurar que la medición refleje las condiciones reales, reduzca los riesgos de seguridad, mejore la confiabilidad de la medición y evite errores de cálculo causados por falta de precisión en los datos.

Una vez completadas todas las mediciones, calcule la longitud de corte del conductor. Este cálculo se puede realizar inicialmente utilizando software especializado para obtener resultados precisos. Estos resultados luego sirven como referencia para las actividades de construcción posteriores, asegurando la alineación con los requisitos reales del campo y evitando instalaciones incorrectas.

2.5 Apretado del conductor e instalación de accesorios
En este paso de construcción, primero limpie a fondo las capas internas y la superficie externa del conductor. Luego, según la longitud de apretado especificada, asegúrese de que el conductor se inserte completamente en el orificio expandido del accesorio de compresión para lograr un llenado completo, mejorando así la calidad del apretado.

A continuación, aplique uniformemente grasa de contacto térmico en las superficies de contacto, cubriendo las hebras de aluminio exteriores del conductor. Se debe prestar atención a la calidad de la construcción para evitar defectos.

Luego, realice el apretado del tensor, siguiendo estrictamente los procedimientos de construcción requeridos. Envuelva el área de apretado del tensor con película plástica para facilitar el desmoldeo. Una vez completado el apretado, pule la sección apretada para asegurar una transición suave y mantener la calidad general de la construcción.

Finalmente, instale los accesorios estrictamente de acuerdo con las especificaciones y los requisitos de diseño relevantes para asegurar que la instalación cumpla con las necesidades prácticas y minimice los problemas potenciales.

2.6 Instalación del conductor
Para cumplir con los requisitos básicos de construcción, este paso de instalación debe realizarse de conformidad con las normas de instalación del conductor. Para diagramas de instalación detallados, consulte el contenido básico mostrado en la Figura 2.

El trabajo de instalación debe realizarse de acuerdo con el contenido básico mostrado en la Figura 2, lo que puede satisfacer los requisitos fundamentales de la construcción real, asegurar la calidad de instalación del conductor, reducir los peligros de seguridad y mejorar integralmente la calidad del servicio de construcción.

Durante el proceso de instalación real, el conductor se transporta primero al lugar de construcción designado. Luego, se utiliza una grúa para levantar el conductor. Después de conectar un extremo, el levantamiento continúa hasta que ambos extremos están completamente instalados. Durante el proceso de levantamiento, se debe tener cuidado de evitar la fricción dura entre el conductor y el suelo para evitar la deformación permanente que podría afectar el rendimiento del conductor.

Refiriéndose a la configuración básica en la Figura 2, se levanta primero un extremo de la cadena de aisladores, mientras que el otro extremo se conecta al conductor. Posteriormente, se tensa el cable de acero para finalmente conectar el anillo de suspensión en U del conductor al punto de suspensión del marco estructural, cumpliendo así con los requisitos de construcción reales.

Durante este proceso, el personal de construcción debe asegurar que el conductor no roce ni choque con ningún equipo en el suelo, garantizando así la calidad de la instalación, minimizando los riesgos de seguridad, mejorando integralmente la capacidad de servicio de la subestación UHV y permitiendo que el sistema eléctrico sirva mejor a los consumidores de electricidad.

2.7 Re-medición del hundimiento
Después de la construcción, para verificar la calidad de la implementación del hundimiento, se debe realizar una re-medición del hundimiento basada en las condiciones reales del sitio. El objetivo principal de este paso es garantizar la calidad del hundimiento, eliminar desviaciones y confirmar que la diferencia vertical entre el punto más bajo del conductor y los puntos de suspensión es apropiada.

En la práctica, se coloca un nivel óptico cerca del lado inferior del conductor y se calibra el plano horizontal de referencia. Luego, se sostiene un bastón de nivel verticalmente en el punto de suspensión y se toma la lectura a través del nivel óptico. A continuación, se coloca un medidor de distancia láser en la posición correspondiente a la lectura del bastón para medir la distancia entre el plano horizontal de referencia y el punto de suspensión. Esta medición se repite varias veces y se calcula el valor promedio.

Luego, se mide la distancia desde el conductor hasta el plano horizontal de referencia y se selecciona el valor mínimo. Finalmente, se calcula el hundimiento utilizando la ecuación (2):

factual = h₁ – h₂ (2)

Utilizando la fórmula anterior, se puede determinar el valor real del hundimiento, satisfaciendo los requisitos básicos de construcción, garantizando un control razonable del hundimiento, permitiendo un control de calidad adecuado de la instalación de los saltos, mejorando integralmente la eficacia de la construcción y promoviendo eficazmente la calidad general de la construcción.

3. Conclusión
Este documento, basado en las condiciones reales de las subestaciones UHV, primero hace una breve revisión de los aspectos fundamentales de las subestaciones UHV y luego investiga las técnicas de instalación de saltos inter-bay. Alineándose con los requisitos específicos de la construcción de saltos, el estudio asegura un control razonable de todo el proceso de instalación. Esto garantiza que la metodología de instalación de saltos cumpla con las necesidades operativas básicas de las subestaciones UHV, mejore sus capacidades de servicio, reduzca los peligros de seguridad y apoye integralmente a las subestaciones UHV en la prestación de servicios de elevación de tensión de alta calidad al sistema eléctrico.