Ինչպես նախագծել քաղաքային էլեկտրացանցերի համար նախատեսված ենթակայանները

Հիմնական քաղաքային ենթակայանների նախագծման սահմանափակումներ՝ տարածք, անվտանգություն և էսթետիկա

Բարձր խտությամբ միջավայրերում տարածքային սահմանափակումների преодоление

Տարածքը միշտ սահմանափակ է քաղաքային ենթակայանների համար, հատկապես այն դեպքում, երբ մեծ քաղաքներում հողի գինը կարող է հասնել ինը միլիոն դոլարից ավելի մեկ ակրի համար՝ համաձայն Քաղաքային հողի ինստիտուտի վերջերս տրված տվյալների: Գազով մեկուսացված միացման սարքավորումները ֆիզիկական տարածքի անհրաժեշտությունը նվազեցնում են մոտավորապես երկու երրորդով՝ համեմատած սովորական օդով մեկուսացված համակարգերի հետ, ինչը դրանք գործնականում անհրաժեշտ դարձնում է խիտ բնակեցված տարածքներում էլեկտրամատակարարման ենթակառուցվածքների տեղադրման համար: Մոդուլային մոտեցումը թույլ է տալիս ինժեներներին տեղադրել տրանսֆորմատորները և այլ սարքավորումները ուղղաձիգ, այլ ոչ թե հորիզոնական ուղղությամբ: Նախապատրաստված ենթակայանների միավորները զգալիորեն արագացնում են աշխատանքները սահմանափակ տարածքներում, օրինակ՝ ենթակայանների ստորերկյա սենյակներում կամ շենքերի միջև գտնվող նեղ հետին փողոցներում: Բոլոր սարքավորումների իմաստավորված տեղադրումը երաշխավորում է դրանց շուրջ բավարար տարածքի առկայությունը սպասարկման աշխատանքների համար՝ միաժամանակ ապահովելով օրեցօր անխափան գործառույթների իրականացումը:

Անվտանգության ապահովում օպտիմալացված հողաշարժման և քայլի/շոշափման լարման վերահսկման միջոցով

Ճշգրիտ հողավորման համակարգերը սահմանափակում են քայլի և շփման պոտենցիալները 5 Վ-ից ցածր մակարդակում վթարման ժամանակ՝ համաձայն IEEE 80-2013 ստանդարտների: Մեկ այլ մոտեցում ներառում է.

• Խորը մտցված էլեկտրոդներ, որոնք հասնում են ցածր դիմադրությամբ հողի շերտերին
• Բոլոր մետաղական կառուցվածքների հավասար պոտենցիալի միացում
• Կոտրված քարերի ծածկույթ (0.15 մ խորությամբ), որը մեծացնում է շփման դիմադրությունը

Հողավորման ցանցի ամբողջականության անընդհատ մոնիտորինգը կանխում է կոռոզիայի առաջացումը, որը պատճառաբանում է ենթակայանների ավարտված աշխատանքի 17%-ը (EPRI 2023): Ինտեգրված պաշտպանության համակարգերը փակ քաղաքային տեղակայանքներում աղացման վտանգը նվազեցնում են 92%-ով, ինչը հաստատվել է 2024 թվականի «Էլեկտրական անվտանգության զեկույցում»:

Համապատասխանություն քաղաքային պահանջներին՝ վիզուալ ինտեգրման և աղմուկի նվազեցման վերաբերյալ

Քաղաքները սահմանափակում են ենթակայանների աղմուկի մակարդակը 55 դԲ(Ա) սահմանից ցածր սեփականության սահմաններում՝ համաձայն WHO-ի ուղեցույցների: Սա իրականացվում է հետևյալ միջոցներով.

• Ցածր աղմուկի տրանսֆորմատորներ (<65 դԲ)՝ ձայնամեկուսացնող կապույտներով
• Կոմպոզիտ նյութերից պատրաստված ակուստիկ արգելափակիչներ
• Ռեզոնանսի կամ աղմուկի ամպլիֆիկացիայի կանխման համար ստրատեգիական օդային մատակարարման դիզայն

Էսթետիկ ինտեգրումը ներառում է կանաչ պատեր, շրջակա շենքերին համապատասխանող ճարտարապետական պատվանդաններ և բարձր լարման գծերի երկաթուղային տեղադրում: Չիկագոյի Ռիվերբանկ ենթակայանը հաջող վիզուալ թույլատրելի ազդեցության օրինակ է՝ նրա օդափոխման կառույցները միաժամանակ հանդիսանում են հանրային արվեստի ստեղծագործություններ, մինչդեռ պահպանվում է N+1 կրկնակիությունը:

ԳԻՍ ընդդեմ ԱԻՍ. Քաղաքային տարածքների համար օպտիմալ ենթակայանի տեխնոլոգիայի ընտրություն

Ինչու՞ գազային մեկուսացված միացման սարքավորումները (ԳԻՍ) գերակշռում են սահմանափակ տարածք ունեցող ենթակայանների նախագծման մեջ

Գազով մեկուսացված սարքավորումները (GIS) իսկապես առանձնահատուկ արժեքավոր են այն խճճված քաղաքային տարածքներում, որտեղ հողի գինը գերազանցում է մեկ ակրի համար ինը միլիոն դոլարը: Կոմպակտ դիզայնը՝ այդ կնքված SF6 խցիկներով, զբաղեցնում է մոտավորապես 70 %-ով ավելի քիչ տարածք, քան օդով մեկուսացված սարքավորումները (AIS), ինչը շատ կարևոր է, երբ ենթակայանները պետք է տեղավորվեն այնպիսի տարածքներում, որոնց չափսերը միայն ստանդարտի 30 %-ն են: Մեկ այլ մեծ առավելություն. GIS-ը չի վնասվում օդում եղած փոշու կամ մոտակա ափերից եկող աղի ազդեցությամբ, ուստի վթարումները արդյունաբերական ձեռնարկությունների կամ ափերի մոտ գտնվող վայրերում տեղի են ունենում մոտավորապես 40 %-ով ավելի հազվադեպ: Սպասարկման առումով այս համակարգերը կարող են առանց ստուգման աշխատել տասն տարի և ավելի, այսինքն՝ երեք անգամ ավելի երկար, քան սովորական AIS սարքավորումները: Դա ժամանակի ընթացքում նշանակում է մոտավորապես 2,1 միլիոն դոլարի խնայողություն, չնայած սկզբնական ծախսերը 20–30 % բարձր են: Այս բոլոր պատճառներով ճարտարագետների մեծամասնությունը առաջին ընտրությունը անում է GIS-ը՝ մեծ քաղաքների, մետրոյի հանգույցների և հիվանդանոցների համար էլեկտրամատակարարման համակարգեր նախագծելիս, որտեղ հավաստիությունը չի կարող վտանգվել:

Երբ օդով մեկուսացված կապարանները (AIS) մնում են հնարավոր քաղաքային վերակառուցումների համար

Օդով մեկուսացված կայանքները դեռևս կիրառվում են իրական աշխարհում՝ աշխատելու համար հին քաղաքային ցանցերում, որտեղ գոյություն ունեցող կայանքները հեշտացնում են սարքավորումների միացումը: Երբ դիտարկվում է այնպիսի հին ենթակայանների ընդլայնումը, որոնք գոյություն ունեն 100 տարից ավելի, մասնավորապես 11–33 կՎ լարման միջակայքում, վերջերս կատարված ցանցի ժամանակակիցացման հետազոտությունների համաձայն, ԱԻԿ-ի (օդով մեկուսացված կայանքների) տեղադրումը մոտավորապես 40 %-ով ավելի էժան է, քան ԳԻԿ-ի (գազով մեկուսացված կայանքների) մոդերնիզացիան: ԱԻԿ-ի արտաքին տեղադրման փաստը նշանակում է, որ ինժեներները կարող են մաս-մաս թարմացնել առանձին մասեր՝ ամբողջությամբ չանջատելով համակարգը, ինչը հատկապես կարևոր է այն տարածքներում, որտեղ էլեկտրականության մատակարարման ընկերություններին թույլատրվում է անջատել էլեկտրամատակարարումը միայն կարճ ժամանակով՝ հաճախ ընդամենը չորս ժամ: Այո, ԳԻԿ-ը ավելի լավ է դիմանում ծայրահեղ եղանակային պայմաններին, սակայն ԱԻԿ-ը բավարար է այն վայրերում, որտեղ փոշին ու կեղտը չեն առաջացնում մշտական խնդիրներ, եթե սովորական սպասարկումը ապահովում է մաքրությունը: Եվ երբ անցումային աշխատանքների տարբեր փուլերի միջև ժամանակավոր էլեկտրամատակարարման լուծումներ են ստեղծվում, ԱԻԿ-ի պարզ կառուցվածքը թույլ է տալիս աշխատավորների համակարգը վերամիացնել մոտավորապես երկու անգամ ավելի արագ, քան դա հնարավոր է լինելու ԳԻԿ-ի տարբերակների դեպքում:

Էլեկտրական և ջերմային դասավորության օպտիմալացում քաղաքային ենթակայանների համար

Ստորգետնյան կաբելների ինտեգրում, էլեկտրամագնիսական միջավայրի ազդեցության նվազեցում և համակարգված հողաշարժ

Այսօրվա դեպքում ավելի ու ավելի շատ քաղաքային էլեկտրական ենթակայաններ անցնում են ստորգետնյա կաբելային միացումների, քանի որ այլևս չկա բավարար տեղ օդային գծերի համար, ընդ որում՝ որևէ մեկը չի ցանկանում, որ այդ տարազգացող սյուները խառնեն քաղաքային լանդշաֆտը: Սակայն այստեղ կա մեկ խնդիր. բոլոր այդ կաբելների ստորգետնյա տեղադրումը կարող է առաջացնել լուրջ էլեկտրամագնիսական միջամտության խնդիրներ, որոնք խաթարում են ճշգրիտ կառավարման համակարգերը և կապի սարքավորումները: Այս խնդրի լուծման համար ինժեներները ստիպված են տեղադրել հատուկ էկրանավորված կաբելներ, համոզվել, որ էլեկտրական փուլերը ճիշտ են հավասարակշռված տեղադրման ժամանակ, և ֆիզիկապես առանձնացնել տվյալների կաբելները հզորության գծերից: Մեկ այլ անհրաժեշտ կողմ է ճիշտ հողավորումը: Ենթակայանի բոլոր մետաղական մասերը՝ ներառյալ կաբելների ծածկույթները, խողովակային ցանցերը և նույնիսկ ստալյան կառուցվածքը ինքնում՝ պետք է միացված լինեն մեկ ընդհանուր հողավորման ցանցի: Այս կառուցվածքը օգնում է անվտանգ կերպով վերահղել ցանկացած վտանգավոր էլեկտրական ավարիա և համապատասխանում է IEEE 80-2013 ստանդարտում նշված խիստ անվտանգության պահանջներին՝ շփման և քայլի լարումների վերաբերյալ:

Ջերմային կառավարման ռազմավարություններ փակ կամ ստորերկրյա տեղադրման ենթակայանների համար

Ջերմային կառավարումը պարտադիր է տարածքային սահմանափակումներ ունեցող, փակ կամ ստորերկրյա ենթակայաններում՝ որտեղ ջերմության կուտակումը արագացնում է մեկուսացման վատացումը և կրճատում սարքավորումների ծառայության ժամկետը: Արդյունավետ ռազմավարություններն են.

• Պասսիվ լուծումներ՝ ջերմությունը կլանող պատերի շաղախապատում, ջերմային զանգվածի ինտեգրում և հաշվարկային հեղուկային դինամիկայի (CFD) մոդելավորման միջոցով օդի շրջանառության ճանապարհների օպտիմալացում
• Ակտիվ սառեցում՝ միջին լարման սարքավորումների համար ստիպված օդի շրջանառության համակարգեր, բարձր բեռնվածության գոտիների համար հեղուկով սառեցվող տրանսֆորմատորներ
  Կանխատեսող ջերմային մոնիտորինգ՝ ներդրված IoT սենսորների և արհեստական ինտելեկտի հիման վրա հիմնված անոմալիաների հայտնաբերման միջոցով՝ կանխում է տաք կետերի առաջացումը և երկարացնում ակտիվների ծառայության ժամկետը մինչև 50%-ով համեմատած անկառավարվող միջավայրերի հետ:

Քաղաքային ենթակայանների ապագայի ապահովում. Մասշտաբավորելիություն, Ինտելեկտուալություն և Վերականգնվող էներգիայի համար պատրաստվածություն

Քաղաքային էլեկտրացանցերը պետք է համապատասխանեն էլեկտրական տранսպորտի մեքենաների, տեղական էներգիայի արտադրության և կլիմայական մարտահրավերների աճող պահանջներին: Ժամանակակից ենթակայանների նախագծերը այժմ ներառում են մոդուլային բաղադրիչներ, որոնք թույլ են տալիս էներգետիկ կազմակերպություններին աստիճանաբար ընդարձակել հզորությունը՝ այլ ուղղությամբ ամեն ինչ միանգամից կառուցելու փոխարեն: Սա հեշտացնում է EV լիցքավորման կայանների, փոքր տեղական էլեկտրացանցերի կամ նորակառույց թաղամասերի միացումը՝ առանց մեծ խափանումների: Ինտելեկտուալ տեխնոլոգիաներն էլ ներառվում են, իսկ արհեստական ինտելեկտը և ինտերնետին միացված սենսորները օգնում են կանխատեսել սարքավորումների հնարավոր ավարիաները, իրական ժամանակում հավասարակշռել էլեկտրական բեռնվածությունը և արագ այնտեղայնացնել խնդիրները՝ այնպես, որ անջատումները չտևեն երկար: Քամու և արեգակնային էներգիայի նման վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների համար հատուկ կոնֆիգուրացիաները օգնում են կառավարել դրանց անկանխատեսելի բնույթը՝ միաժամանակ պահպանելով լարումների կայունությունը, նույնիսկ երբ էներգիան ցանցով երկու ուղղությամբ է հոսում: Այս հարմարվողականությունները ապահովում են, որ ավելցուկային մատակարարման դեպքում մենք ավելի քիչ մաքուր էներգիա կորցնենք: Ապագայի վերաբերյալ մտածելիս՝ այն քաղաքները, որոնք ներդրումներ են կատարում մասշտաբավորելի ենթակառուցվածքներում, ինտելեկտուալ մոնիտորինգի համակարգերում և կանաչ էներգիայի համար ճկունության մեջ, կառուցում են իրենց էլեկտրական ցանցերի ավելի ուժեղ հիմքեր:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ի՞նչն է գազով մեկուսացված շարժական սարքավորումների (GIS) օգտագործման հիմնական առավելությունը քաղաքային ենթակայաններում

GIS-ը զբաղեցնում է մինչև 70 % պակաս տարածք, քան օդով մեկուսացված շարժական սարքավորումները (AIS), ինչը դարձնում է այն իդեալական խիտ բնակեցված քաղաքային միջավայրերի համար

Ինչպե՞ս են քաղաքային ենթակայանները ապահովում անվտանգությունը

Օպտիմալացված հողաշարժման համակարգերի, հավասարապոտենցիալ միացման և ավարտական վթարումների կանխարգելման համար շարունակական մոնիտորինգի, ինչպես նաև ինտեգրված պաշտպանության համակարգերի օգտագործման միջոցով՝ աղեղային պայթյունների ռիսկերի նվազեցման համար

Ի՞նչ ռազմավարություններ են օգտագործվում ենթակայաններում ջերմային կառավարման համար

Ռազմավարությունները ներառում են պասսիվ լուծումներ, ինչպես օրինակ՝ ջերմային զանգվածի ինտեգրումը և ակտիվ սառեցման համակարգերը, ինչպես նաև IoT սենսորների օգտագործմամբ առաջնահերթ ջերմային մոնիտորինգը