Хүрбэлзүүрт хүчдлийн тархалтын газрыг худалдаа, үйлдвэрлэл, аж ахуйн салбарын шаардлагад нийцүүлэн хэрхэн төсөлдөх вэ?

Түлхүүр хотын дэд станц дизайн хязгаарлалт: Зай, Аюулгүй байдлын хангамж, Дизайн

Өндөр нягтсаргүй орчинд зай хязгаарлалтыг давах

Хотын дэд станцүүдийн хувьд зай үргэлж хязгаарлагдмуйн шалтгаан нь том хотуудад газрын үнэ нь Урбан Лэнд Институтын сүүлд гаргасан өгөгдлөөр акр тутмаа есөн сая долларын дээр хүрдэг. Хийн изоляци бүхий төхөөрөмжүүд нь агаарын изоляци бүхий уламжлалт системүүдтэй харьцуулж физик зайг ойролцоогоор гурван хоёртүүдээр багасгадаг, түүн дагуу нягт суурин бүсүүдэд цахилгаан дотоодын бүтцийг суурилуулахад үүнийг ашиглах нь үнэндээ шаардлагатай болой. Модуль хандлага инженерүүдийн трансформаторууд ба бусад төхөөрөмжүүдийг хэвтээ чигт тархуулахын оронд босоо чигт давхардуулахыг хүлээлгэн өгдөг. Урьдчилан бүтээсэн дэд станцүүдийн нэгжүүд нь дотоодын коммуникацийн тасалгаа юм уу барилгын хооронд бүснүүдийн нарийн хойшоо гудамж зэрэг хязгаарлагдмуйн нөхцөлд ажиллахдаа хугацааг илүү хурдан үүрдэг. Бүх төхөөрөмжүүдийн оюун ухаанын байршлыг тодорхойлох нь үйлдлийн үргэлжлүүлэхийн зэрэгцээд бүх төхөөрөмжүүдийн тойронд засвар үйлдлийн хүрээлэнд хангалттай зай үлдээхийг хангадаг.

Оптимизацийн замаар газардуулалт ба алхам/хүртэл хүчдлийн хяналтыг хангаж аюулгүй байдлыг хабзүүрлэх

Зөв газардуулалтын системүүд нь IEEE 80-2013 стандартын дагуу гэмтлийн үед алхам/хүртэлх потенциалыг 5 В-аас доош хязгаарлана. Давхардмал нандин арга бүрдүүлдэг:

• Гүн хөндлөн тавигдаж, бага бүтээмжит шүүлттэй хөрсний давхрагууд руу хүрч буй электродууд
• Бүх металлическ структуруудын потенциал тэнцвэрлэлт
• Хүртэлх бүтээмжит шүүлттэйг нэмэгдүүлэхийн тулд (0.15 м гүн) хумхуйд хүүрсэн чулууны гадаргуу

Газардуулалтын торын бүтэн бүтэцтүүний тасралтгүй хяналт нь коррозион гэмтлийг урьдчилан саархуулж — түүн дотор цахилгаан станцын үйл ажиллагаа зогсож буй тохиолдлуудын 17% нь коррозион гэмтлийн улмаас үүсдэг (EPRI 2023). Интеграцилан хамгаалалтын системүүд нь хаалттай хотын сууринхүүдэд нь дугуйлт-сүүдрийн аюулд 92%-иар бууруулж, 2024 оны Цахилгаан Аюулгүй Бүлгийн тайланд баталдаг.

Хотын заалтүүдийн дагуу визуал интеграци болон дууг бууруулах шаардлагуудыг хангах

Хотууд нь цахилгаан станцын дууны түвшнийг хөрш газрын хилд 55 дБ(А)-аас доош байлгахыг шаарддаг, үүн нь ДОХ-ын заалтүүдтэй нийцмүүр. Үүнийг дараах аргаар хангаж буй:

• Дууг бууруулах бүлүүрт хайрцагт бүрхүүлтэй бага дуут трансформаторууд (<65 дБ)
• Нийлмүүл материалуудыг ашиглан бүрдүүлсэн дууг түүхүүлэх саархуулагчид
• Резонанс юм уу дууг нэмэгдүүлэх үзэлд саархуулагч стратегийн салхилуулах дизайн

Эстетик интеграци включает ногоон хану, орчны барилдагаас төстэй архитектурал халхлавч ба өндөр хүчдлийн шугамыг дэлхийн дотор байрлуулалт. Чикаго хотын Ривербанк дэд станц нь амжилттай визуал бүрэн зөрчлийн жишээ юм — түүний агаар солилцооны бүтэц нь зэрэгцээ нь нийтийн урлагийн бүтэц үүрэг гүйцэтгэдэг, мөн N+1 давхардлыг хадгалж үлдээдэг.

ГИС vs. АИС: Хотын талбарт дэд станцын сонголтын хамгийн тохиромжтой технологи

Хаягт изоляцилан хийн төхөөрөмж (ГИС) яагаад хязгаарлагдмуйн талбарт дэд станцын дизайн-д доминант байдаг

Хийн изоляциот түлхүүрт төхөөрөмж (GIS) нь газрын үнэ нь акр тутмаа дөрвөн сая долларын дээр хүрдэг шиг нүүрлүүр хотын дүүрэн бүснүүдэд үнэнхүй тодорхой гялалзаж бүүр. SF6-ийн герметик камеруудтай нь бүтээмжит дизайн нь Агаарын изоляциот түлхүүрт төхөөрөмж (AIS)-тэй харьцуулж 70 хувьд цөөн газар эзэлдэг, үүнээс шалтгаалан дэд станцүүд нь өмнөх стандартын хэмжээнд харьцуулж гурван дахин бага газар — зөвхөн 30 хувь газар — дээр бүүр сууж чаддаг. Нөгөө том давуу тал? GIS нь агаарт буй нүүрлүүр юмс болон ойролцоох тэнгисийн цагаан тосноос ноцтой гомдож неүрхүүр, ийнхүү үйлдвэрүүдийн ойролцоох бүснүүд эсвэл тэнгисийн уртас дагуух бүснүүдэд гомдож неүрхүүр тохиолдлууд 40 хувьд цөөн бүүр. Түлхүүрт төхөөрөмжүүдийн үйлдлийн хугацаанд харьяалагдах үйлчилгээний хугацаа нь AIS-тэй харьцуулж гурван дахин урт — 10 жилд нь гурван удаа үйлчилгээ хийдэг. Үүнээс үүдэн нийтдээ 2,1 сая доллар хадгалдаг, харин анхны зардал нь AIS-тэй харьцуулж 20–30 хувьд өндөр бүүр. Бүх үүнээс шалтгаалан инженерүүд ихэвчлэн түлхүүрт төхөөрөмж (GIS) ашиглан том хотууд, метроны төвүүд, үйлчилгээний төвүүд, нөмрүүд, омогтой газруудын хүчдлийн системүүдийг төхөөрөмжлөдөг, учир нь надёжность нь хамгийн чухал шаардлага бүүр.

Агаарын изоляциот төхөөрөмж (AIS) хотын хуучин системүүдийг шинэчлэх үед хүчинтэй үлдмүү

Агаарын изоляциот түлхүүрт төхөөрөмж нь хуучин хотын цахилгаан шүүлтүүд дээр ажиллах үед по-принципиалд бодит дэлхийн хэрэглээг хадгалж үлдэж буй. Сүүлд үүнд хийгдсэн судалгааны үр дүнгүүдийн дагуу, 100 гаруй жилийн өмнө бүтээгдсэн, үүн дундаа 11–33 кВ хүчдэлийн хүрээнд бүтээгдсэн хуучин дэд станцүүдийг өргөтгөх үед АИТ төхөөрөмж суулгах нь ГИТ системүүдийг шинэчлэхтэй харьцуулж үүнд орж ирж буй зардал приоритетноо 40 хувь бага бөлгөөн. АИТ төхөөрөмж гадаа бүтээгдсэн учир инженерүүд бүх системийг бүтнээр нь зогсоолгүй, хэсэг хэсгээр нь шинэчлэж чадаж, үүн нь цахилгааны компаниудын хувьд цахилгааныг зогсоолгүй үлдэх хугацаа тун бүтнээр хязгаарлагдмуйн (жишээ нь, нег үе доторх хамгийн ихдээ дөрвөн цаг) тухайд онцгой чухал утга үлдэж буй. Түүн дундаа, ГИТ төхөөрөмж хүнд цаг агаарын нөхцөлд илүү сайн төдийгүй, АИТ төхөөрөмж нь хөрс, тоос, бохирдлын аюул тогтмол бүтнээр байхгүй газруудад хангалттай сайн ажиллаж, харин ердийн үйлдүүлэлтүүдийн хүрээнд төхөөрөмжийн цэвэр байдал хадгалж үлдэж буй. Мөн ажилд орж буй үед, түлхүүрт төхөөрөмжийн шилжин буй фазүүдийн хооронд түрхийн цахилгаан хангамуйн шийдлүүд суулгах үед АИТ төхөөрөмжийн хялбар дизайн нь бригадүүдийн ГИТ төхөөрөмжийн хувьд боломжтойгоос хоёр гуравтаяа хурдан ажиллуулж чадаж.

Хотын дэд станцүүдийн цахилгаан ба дулааны байгуулалтын сонголт

Дэд газар доорх кабелүүдийн интеграци, ЦХИ-г багасгах арга хэмжээ, хооронд уялдаа бүхий газардуулалт

Өдгөө хотын цахилгаан станцууд нь гүний кабелийн хэрэглээг нэмэгдүүлж байна. Учир нь нисэх шугамд хангалттай орон байхгүй. Мөн хэн ч хотын зурагг хамарсан муухай дугуйнуудтай байхыг хүсэхгүй байна. Гэхдээ энд нэг асуудал байна. Газрын доорхи бүх кабелийг суулгах нь маш хүнд асуудал үүсгэж, цахилгаан магнитын саад үүсгэж, хялбар хяналтын систем, харилцаа холбооны тоног төхөөрөмжийг эвдэрдэг. Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд инженерүүд тусгай хамгаалалттай кабелийг суурилуулж, цахилгаан шатахууны хэсгийг зөв тэнцвэртэй байлгаж, мэдээллийн кабелийг цахилгаан шугамнаас ялгаж байх хэрэгтэй. Өөр нэг маш чухал зүйл бол газарт зөв суурилуулж байх явдал юм. Өргөтгөлийн станцын бүх металлын хэсгийг - кабелийн хаалтыг, утасны сүлжээг, тэр ч байтугай цамхаг төслийг - нэг том хөргөгдлийн сүлжээгээр холбох ёстой. Энэ тохируулга нь аюултай цахилгаан алдааг аюулгүйгаар зайлуулахын тулд тусалдаг бөгөөд IEEE 80-2013 стандартад заасан хатуу аюулгүй байдлын стандартыг хангадаг.

Хаалттай эсвэл гүүрний дээвэрт суурилуулсан дэд станцын конфигурацийн дулааны менежментийн стратеги

Дулааны хяналт нь орон зай хязгаарлагдсан, хаалттай, эсвэл доод зэргийн дэд станцуудад хэлэлцэх боломжгүй бөгөөд халуун дулааны хуримтлалын хурдац нь давхаргын уналтыг хурдасгаж, тоног төхөөрөмжийн амьдралыг богино болгодог. Үйл ажиллагааны үр дүнтэй стратеги нь:

• Пассив шийдэл: дулааныг шингээх хана, дулааны массыг нэгтгэх, тооцооллын шилжилтийн динамикийн (CFD) загварчлалын тусламжтайгаар агаарын урсгалын замыг сайжруулах
• Ажилтай хүйтэн: дунд даралтын тоног төхөөрөмжийн хүчээр агааржуулах систем; өндөр ачаалалтай бүсэд зориулсан устай хүйтэнчлэх трансформатор
  Өргөдлийн эрчим хүчний хяналт-шинжилгээд орсон IoT мэдрэгч болон хиймэл оюун ухааны түлшээр дамжуулан аномалийн илрүүлгийг ашиглажхарилцалгүй орчинд харьцуулахад хатуу цэгүүдийг урьдчилан сэргийлж, хөрөнгийн амьдралыг

Ирээдүйд зориулсан хот суурин дэд станц: өргөжин тэлж, ухаалаг, сэргээгдэх эрчим хүчний бэлэн байдал

Хотын цахилгаан дүүрэлтүүд нь цахилгаан төхөөрөмжүүд (EV), бүсийн цахилгаан үйлдвэрлэл, климатын үүрдүүдтэй холбоотой өсөж буй шаардлагад нүүр тулдуур хүртэл хүрэх ёстой. Өнөөдөр модерн дэд станцүүд нь модуль хэсгүүдтэй хангагдаж, цахилгаан дүүрэлтүүд нь бүх зүйлсийг нэг удаа барьж дуусгахын оронд чадалд нь постепенно нэмж орж буй болой. Энэ нь цахилгаан төхөөрөмжүүдийн цэнхэр станцүүд, жижиг бүсийн цахилгаан сүлжээнүүд эсвэл шинээр хөгжүүлсэн дүүрэлтүүдтэй холбогдохыг хялбарчилж, том масштабт нисгүүд үүсгүүлж, ажиллагаа тасралтгүй үргэлжлүүлж буй болой. Оюун ухааны технологи мөн интеграци хийгдэж буй — умсгүүдийн хүч, интернеттэй холбогдсон сенсорүүд нь төхөөрөмжүүдийн гэмтэх магадлалыг урьдчилан таамаглах, цахилгаан ачааллыг бодит цагт тэнцвэртшүүлэх, асуудлыг хурдан изоляци хийх зорилгоор ашиглагдаж буй. Сүлжээний хувьд салхи ба нарны цахилгаан үйлдвэрлэлийн төрөлд онцгой конфигурациүүд нь түүний таамаглаж болохгүй байдалд төвлөрөн, цахилгааны хүчдлийг тогтвортой хадгалж, цахилгааны гүйдэл сүлжээ дотор хоёр талаар гүйдэл үүсгүүлж буй үед ч тогтвортой байхыг хангаж буй. Эдгээр адаптациүүд нь цахилгааны илүүдэл үүсгүүлж буй үед цэвэр цахилгааны алдагдалыг багасгаж буй. Ирэхид харцлан, масштабируем инфраструктурын, оюун ухааны мониторинг системүүдийн, ногоон энергийн хувьд нэрвүүдтэй байхын хүртэл хөрвүүлж буй хотүүд нь цахилгаан сүлжээнүүдийн хүчтэр суурь бүтээж буй.

Түгээмэл асуулт

Хотын дэд станцүүдэд хий-изоляцилан хамгаалагч төхөөрөмж (GIS) ашиглаж буй үндсэн давуу тал юу вэ?

GIS нь агаар-изоляцилан хамгаалагч төхөөрөмж (AIS)-тэй харьцуулж 70% хүртэл бага газар зай шаардууд.

Хотын дэд станцүүд хүн ам, хөрш хүн амын аюулгүй байдлыг хэрхэн хангаж буй?

Аюулгүй байдлыг хангахын тулд оптимизацилан газардуулалт, потенциал тэнцвэрлүүлэлт, гэмтлийн үүднүүр урьдчилан саархуулж буй тасралтгүй мониторинг, мөн дугуйралт-цохилт (arc-flash) аюулд хориг үүсгэх интеграцилан хамгаалалт системүүд ашиглана.

Дэд станцүүдэд дулаан удирдлагын ямар стратеги ашиглана?

Стратегиудад пассив шийдлүүд (жишээ нь: дулааны массын интеграци), идэвхт хөхрүүлэлтийн системүүд, мөн IoT сенсорүүд ашиглан урьдчилан дулааны мониторинг орно.