Công nghệ thi công đặt cáp và đấu dây tối ưu cho trạm điện mặt trời: Một phương pháp dựa trên BIM

1 Nghiên cứu về Công nghệ Đặt Dây và Lắp Ráp Dây Điện của Trạm Điện Mặt Trời
1.1 Thu Thập Dữ Liệu

Trước khi xây dựng mô hình BIM cho việc đặt dây, cần nắm vững các thông số chi tiết của các thiết bị liên quan, vật liệu sử dụng trong thi công và điều kiện hiện trường, nhằm cải thiện độ chính xác của mô hình. Để đảm bảo mô hình BIM có thể phản ánh chính xác tình trạng thực tế tại công trường, cốt lõi nằm ở việc thu thập và nhập chính xác các thông số kỹ thuật cụ thể của thiết bị chính. Những thông số này bao gồm kích thước chính xác của hố cáp, thông số kỹ thuật chi tiết của tủ phân phối, kích thước đường kính ngoài của dây điện và thông số cụ thể của rãnh dây. Mối quan hệ giữa những thông số này và mô hình dây điện phải tuân theo quy tắc sau:

Trong công thức, P là tập hợp các tham số chính; I là độ chính xác của mô hình đặt dây; f ánh xạ P đến I; và g là hàm điều chỉnh. Việc thu thập thông số chính xác ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình xây dựng mô hình và tính ứng dụng sau này. Trong quá trình thu thập dữ liệu, các thông số thiết bị có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Sự thay đổi dữ liệu của bất kỳ thiết bị nào cũng có thể gây ra phản ứng dây chuyền, đòi hỏi phải điều chỉnh kịp thời các thông số liên quan. Do đó, trong giai đoạn thu thập dữ liệu, cần linh hoạt điều chỉnh chiến lược dựa trên điều kiện hiện trường để đảm bảo sự nhất quán và chính xác của dữ liệu.

1.2 Xây Dựng Mô Hình Dây Điện

Trong quá trình xây dựng, các dây dẫn được bọc thành dây điện. Để kết nối dây điện với các đầu nối thiết bị, cần lắp đặt các đầu nối ở cuối dây. Mô hình hình học của dây điện là một bao bọc từ việc quét mặt cắt ngang dọc theo trục tâm. Giản hóa mặt cắt ngang thành hình tròn (bán kính r), và sử dụng R(s) = (d1(s), d2(s), d3(s)) để định nghĩa khung tọa độ cục bộ trên trục tâm S. Hình học của dây điện được diễn đạt chính xác qua phương trình tham số, mô tả việc xây dựng bề mặt bao bọc.

Trong công thức, W đại diện cho ma trận biên cục bộ; C(s) đại diện cho điểm định vị tọa độ toàn cầu; M(s) đại diện cho ma trận biến đổi xoay. Mô hình hình học của dây điện được xây dựng dựa trên công thức này được thể hiện trong Hình 1.

Trong Hình 1, đường đứt nét S đánh dấu rõ ràng trục tâm của dây điện. Một điểm đặc trưng trên S được lấy làm nút q, nơi xây dựng hệ tọa độ cục bộ R để mô tả thuộc tính hướng của mặt cắt ngang. Cụ thể, d₁ (vector đơn vị theo hướng pháp tuyến chính) định nghĩa hướng pháp tuyến chính của mặt cắt ngang; d₂ (vector đơn vị theo hướng song pháp, vuông góc với d₁) tinh chỉnh mô tả hướng; d₃ (vector đơn vị theo hướng tiếp tuyến dọc theo S) cho thấy xu hướng kéo dài của dây điện tại q. Mặt cắt ngang tại q được giả định là hình tròn với bán kính r₀, tạo nên một mô hình hình học hoàn chỉnh với các vector hướng cho việc phân tích dây điện cụ thể sau này.

Như được thể hiện trong Hình 2, dây điện cụ thể được định nghĩa bằng bốn đỉnh v₁–v₄, chia nó thành ba đoạn l₁: v₁–v₂; l₂: v₂–v₃; l₃: v₃–v₄, với v₁ và v₄ là các điểm cuối. Đối với mỗi đoạn, thuộc tính hướng và hình dạng của mặt cắt ngang được xác định bởi vị trí/độ dài của nó trên S và mô hình hình học. Do đó, các đoạn l1–l3 tương ứng với các mặt cắt ngang C₁–C₃, cùng tạo nên biểu diễn hình học của dây điện.

1.3 Đặt Dây Điện

Kết hợp chi tiết từ Hình 1 và Hình 2 cho phép nắm bắt chính xác mô hình hình học và đặc điểm phân đoạn của dây điện. Mô hình mô tả chính xác các yếu tố hình học cốt lõi (trục tâm, hình dạng mặt cắt ngang, thuộc tính hướng) và cho phép phân tích sâu hơn dây điện thông qua phân đoạn tinh vi, cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc đặt dây hiệu quả.

Trong quá trình chuẩn bị trước khi đặt, dựa vào mô hình để tính toán tổng chiều dài của các loại dây điện khác nhau. Tổ chức dữ liệu thành bảng tiêu chuẩn theo loại dây, cung cấp thông tin và hướng dẫn chính xác cho quá trình thi công. Phương pháp đặt dây trong dự án này sử dụng chôn trực tiếp để đảm bảo chuyên nghiệp và hiệu quả.