11 كيلو فولت المحطات الفرعية المدمجة

مقدمة

يتطلب الطلب بلا هوادة على الكهرباء الموثوقة في عالمنا الحضري والصناعي المتزايد شبكات توزيع الطاقة الفعالة والقوية. 11 كيلو فولت المحطات الفرعية المدمجة (CSS)، والمعروفة أيضًا باسم المحطات الفرعية المعبأة (PSS) أو المحطات الفرعية الموحدة (USS).

تمثل هذه التجميعات المهندسة تطورًا كبيرًا في تصميم المحطات الفرعية ، ودمج المكونات الرئيسية في وحدة واحدة ، تم اختبارها من النوع ، مصنوعة من المصنع.

ما هو محطة فرعية مضغوطة (CSS)؟

يعد المحطات الفرعية المدمجة في الأساس مجموعة محطات كهربائية قائمة بذاتها ، تم تصنيعها واختبارها في بيئة مصنع قبل نقلها إلى الموقع للتثبيت.

خصيصا ل11 كيلو فولت المضغوط الفرعية، تتمثل الوظيفة الأساسية في تلقي الطاقة الكهربائية على مستوى الجهد المتوسط ​​(MV) 11 كيلو فولت ، وتحويلها إلى الجهد المنخفض القابل للاستخدام (LV)-عادةً 400 فولت ، 415 فولت ، أو فولتية ثلاثية المراحل مماثلة (مثل نظام 380V/220V في كثير من الأحيان مستمدة في تايوان في تايوان ، على الرغم من 415V/240 فول. التكامل داخل وحدة واحدة ، مضغوطة ، مغلقة.

يوفر تحول فلسفة التصميم هذا العديد من المزايا ، حيث نقل الكثير من أعمال التجميع والاختبار المعقدة من الحقل إلى بيئة مصنع خاضعة للرقابة ، مما يؤثر بشكل كبير على الجداول الزمنية للمشروع وضمان الجودة.

المكونات الرئيسية لمحطة فرعية مضغوطة 11 كيلو فولت

بينما تختلف التصميمات بين الشركات المصنعة (مثل ABB و Schneider Electric و Siemens و Eaton والعديد من اللاعبين الإقليميين) ، فإن CSS النموذجي 11kV يضم ثلاث مقصورات وظيفية رئيسية موجودة في حاوية مشتركة:

1. مقصورة مفاتيح الجهد المتوسطة (MV) (الجانب 11 كيلو فولت):This section houses the equipment for connecting to the incoming 11kV supply and providing switching and protection. Common configurations include:
   • الوحدة الرئيسية الحلقية (RMU):اختيار شائع للغاية ، خاصة بالنسبة لشبكات التوزيع.
   • لوحات مفاتيح MV:في بعض CSS الأكبر أو تصميمات التطبيقات المحددة ، يمكن استخدام لوحات مفاتيح MV المستقلة مع قواطع الدوائر (الفراغ أو SF6) ، مما يوفر قدرات أعلى ولكن من المحتمل أن تزيد من البصمة.
   • حماية:يتم توفير حماية الصدع الزائد والخطأ إما عن طريق الصمامات (غالبًا ما يتم دمجها مع مفاتيح كسر الحمل) أو عن طريق عمليات قاطع دائرة MV تعمل.
2. مقصورة المحولات:هذا يضم محول الطاقة المسؤول عن التنقيب عن الجهد من 11 كيلو فولت إلى مستوى LV المطلوب.
   • يكتب:يمكن أن يكون أيضامعطاة النفط(Onan/Onaf التبريد) أوجاف من النوع(AN/AF التبريد ، باستخدام راتنجات المصبوب أو تشريب ضغط الفراغ).
   • تصنيف:يتراوح عادة بين حوالي 100 كيلو فولت أمبير حتى 2500 كيلو فولت أمبير أو حتى أعلى لتطبيقات التوزيع 11kV ، اعتمادًا على متطلبات الحمل.
   • مجموعة المتجهات والمقاومة:المعلمات الموحدة مهمة لحسابات التشغيل المتوازية وحسابات مستوى الصدع.
3. مقصورة مفاتيح الجهد المنخفض (LV) (على سبيل المثال ، الجانب 415V/240V):يحتوي هذا القسم على لوحة توزيع LV للسيطرة على وحماية مغذيات LV الصادرة.
   • الكسارة الرئيسية الواردة:قاطع دائرة هواء (ACB) أو قاطع دائرة العلبة المقولبة (MCCB) متصلة بمحطات LV للمحول.
   • المغذيون المنتهية ولايته:MCCBs متعددة أو وحدات الصمامات التي تحمي دوائر LV الفردية التي توفر الأحمال.
   • الأجهزة والقياس:الجهد/العدادات الحالية ، عدادات الطاقة (كما هو مطلوب من قبل الأداة أو المنشأة).
   • busbars:النحاس أو الألومنيوم بوسبار توزيع قوة LV.
4. العلبة والفوسيليون:السكن المشترك يوفر الحماية والنزاهة الهيكلية.
   • مادة:عادةً ما يتم استخدام الصلب المجلفن من الصلب مع الطلاء المتين ، على الرغم من استخدام مواد أخرى مثل GRP (البوليستر المقوى بالزجاج) في بعض الأحيان.
   • درجة الحماية:تم تقييمه وفقًا لـ IEC 60529 (على سبيل المثال ، IP54 أو IP55) للحماية من دخول الغبار ورذاذ الماء ، مما يضمن ملاءمة التثبيت في الهواء الطلق.
   • تهوية:تعتبر أنظمة التهوية الطبيعية أو القسرية أمرًا بالغ الأهمية ، خاصة بالنسبة لحجرة المحولات ، لإدارة تبديد الحرارة.
   • ميزات المتشابكة والسلامة:تمنع التعشيق الميكانيكي وأحيانًا عمليات غير آمنة (على سبيل المثال ، الوصول إلى مقصورة MV أثناء الحياة).

مزايا استخدام محطات فرعية مضغوطة 11 كيلو فولت

توفر الطبيعة المتكاملة والمسبقة لـ 11kV CSS مزايا مقنعة على بناء المحطات الفرعية التقليدية:

• وفورات كبيرة في الفضاء:تعد بصمة مضغوطة مثالية للمناطق الحضرية المكتظة بالسكان أو المواقع الصناعية ذات المساحة المحدودة أو المنشآت تحت الأرض.
• انخفاض وقت التثبيت والتكلفة:كونه مصنوعًا من المصنع واختباره ، يتم تقليل العمل في الموقع في المقام الأول إلى إعداد الأساس المدني ، واتصالات الكابلات ، والتكليف.
• السلامة المعززة:يوفر التصميم المرفق والمعدني مع تعشيق السلامة المدمج حماية فائقة للموظفين مقارنة بالتركيبات في الهواء الطلق.
• تحسين الجماليات وتأثير بيئي أقل:التصميم المرفق أقل تطفلاً بصريًا من المحطات الفرعية في الهواء الطلق ، ويمتزج بشكل أفضل في المناظر الطبيعية الحضرية أو الحساسة.
• طبيعة التوصيل والتشغيل:الوحدة المتكاملة تبسط التصميم والمشتريات.
• موثوقية عالية:يؤدي تجميع المصنع في ظل الظروف الخاضعة للرقابة عمومًا إلى ارتفاع جودة البناء والموثوقية مقارنة بالتجميع الميداني.
• المرونة:تسمح التصميمات الموحدة بتكرار أسهل ، في حين توفر المفاهيم المعيارية درجة من التخصيص والتوسع أو النقل المستقبلي المحتمل ، وخاصة بالنسبة للإصدارات المثبتة على SKID.

أين يتم تطبيق محطات فرعية مضغوطة 11 كيلو فولت؟

إن براعة ومزايا 11kV CSS تجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات:

• التوزيع الحضري والسكني:تشغيل المجمعات السكنية ، وتطورات الإسكان ، والأحياء حيث تكون المساحة في مسألة قسطية وجمالية.
• المرافق الصناعية:توفير طاقة موثوقة للمصانع ، ومصانع المعالجة ، ووحدات التصنيع ، وغالبًا ما تتطلب تحويل طاقة متخصص ومترجمة.
• القطاع التجاري:من الضروري للمباني الكبيرة مثل مراكز التسوق وأبراج المكاتب والفنادق والمستشفيات ومراكز البيانات التي لديها متطلبات كبيرة في الطاقة.
• مشاريع البنية التحتية:توفير الطاقة للمطارات وأنظمة السكك الحديدية (الجر والإشارات) والموانئ والأنفاق.
• تكامل الطاقة المتجددة:ربط المزارع الشمسية (نباتات PV) ومزارع الرياح بشبكة توزيع 11 كيلو فولت ، وغالبًا ما تتطلب حلولًا في الهواء الطلق والقوية.
• إمدادات الطاقة المؤقتة:تستخدم لمواقع البناء الكبيرة أو الأحداث أو سيناريوهات استعادة طاقة الطوارئ بسبب نشرها السريع نسبيًا.

اتجاهات السوق وسياق التنمية

يتزايد الطلب على المحطات الفرعية المدمجة 11kV بشكل مطرد ، مدفوعة بالعديد من الاتجاهات العالمية والإقليمية المترابطة:

• التحضر السريع:يستلزم النمو المستمر للمدن في جميع أنحاء العالم البنية التحتية الموفرة للفضاء ، مما يجعل CSS الحل المفضل للتطورات الحضرية الجديدة.
• تحديث الشبكة:تقوم المرافق بترقية البنية التحتية للشيخوخة.
• الجيل الموزع:تتطلب الزيادة في مصادر الطاقة المتجددة (RES) العديد من نقاط اتصال الشبكة الموزعة.
• التركيز على السلامة والموثوقية:إن لوائح السلامة الصارمة بشكل متزايد والتكلفة العالية لانقطاع التيار الكهربائي تدفع الصناعات والمرافق نحو حلول أكثر أمانًا ومختبرة المصنع مثل CSS.
• فعالية التكلفة:على الرغم من أن تكلفة الوحدة الأولية قد تبدو أعلى من المكونات غير المجمعة ، فإن المدخرات في الأراضي والأعمال المدنية ووقت التثبيت والصيانة المحتملة التي يحتمل أن تؤدي إلى انخفاض تكلفة الملكية.

المعلمات والمواصفات الفنية الرئيسية

عند تحديد أو تقييم CSS 11kV ، يجب على المهندسين النظر في العديد من المعلمات الحرجة:

• الجهد الأساسي المصنفة:11kV (محاذاة مع شبكة MV).
• الجهد الثانوي المصنف:على سبيل المثال ، 400V ، 415V ، 380V/220V (اعتمادًا على المعايير والتطبيق المحلي).
• القوة المصنفة (KVA):تحددها الحد الأقصى للطلب على الحمل ، بالنظر إلى التنوع والنمو في المستقبل.
• التردد المقنن:50 هرتز أو 60 هرتز (تايوان تعمل في 60 هرتز).
• MV Switchgear:
  • النوع: RMU (SF6/AIR/SOLID INSITED) ، مفاتيح قطع الاتصال مع الصمامات ، قاطع الدائرة (الفراغ/SF6).
  • تصنيف الوقت القصير للوقت الحالي والمدة (على سبيل المثال ، 16KA أو 20KA لمدة 1 ثانية).
  • تصنيف الذروة تحمل التيار.
  • مقاطعة المقاطعة الحالية (لقواطع الدائرة/مفاتيح الانصهار).
• مفتاح LV:
  • التكوين: الرقم والتصنيف (amperes) من المغذيات الصادرة (MCCBs/الصمامات).
  • تصنيف INCOMER الرئيسي (ACB/MCCB).
  • تصنيف الدائرة القصيرة تصنيف (KA).
• محول:النوع (الزيت/الجاف) ، تصنيف KVA ، التبريد (Onan/AN) ، مجموعة المتجهات (على سبيل المثال ، Dyn11) ، النسبة المئوية للمقاومة (٪ z).
• مستويات العزل (BIL):تصنيفات مستوى الدافع الأساسي لجوانب MV و LV (على سبيل المثال ، 75kV BIL لمعدات 11kV).
• درجة الحماية (تصنيف IP):على سبيل المثال ، يشير IP54 إلى الحماية من دخول الغبار ورذاذ الماء من جميع الاتجاهات.
• المعايير المعمول بها:الامتثال للمعايير الدولية ذات الصلة (IEC 62271-202) والمعايير المحلية المحتملة (مثل معايير CNS المحددة أو متطلبات Taipower في تايوان) أمر بالغ الأهمية.

المقارنة: المحطات الفرعية المدمجة مقابل المحطات الفرعية التقليدية

ميزة	11 كيلو فولت بمحطة فرعية مضغوطة (CSS)	التقليدية 11 كيلو فولت المحطات الفرعية
البصمة	صغيرة جدا ، محسنة	كبير ، يتطلب مساحة أرضية كبيرة
وقت التثبيت	قصير (أيام/أسابيع)	طويل (أسابيع/شهور)
الأعمال المدنية	الحد الأدنى (لوحة الأساس)	واسعة (الأسس ، الهياكل ، السياج)
يكلف	في كثير من الأحيان تكلفة دورة الحياة في كثير من الأحيان ، وحدة أولية أعلى	انخفاض تكلفة المكون ، مشروع إجمالي أعلى
أمان	عالية (مغلقة ، متشابكة ، اختبار النوع)	معتدل (في الهواء الطلق ، يتطلب وصول صارم)
البيئة	التأثير البصري المنخفض ، انقطاع في الموقع أقل	التأثير البصري العالي ، المزيد من العمل في الموقع
المرونة	عالية (موحدة ، يحتمل أن تكون قابلة للنقل)	منخفض (تثبيت ثابت)
صيانة	عمومًا أسهل الوصول إلى الأجزاء المتكاملة	يمكن أن تتطلب الوصول عبر مساحة أكبر

导出到 Google 表格

غالبًا ما توفر الشركات المصنعة الرئيسية مثل Schneider Electric و ABB و Siemens مقارنات مفصلة تبرز التكلفة الإجمالية للملكية وسرعة النشر لحلول CSS في التطبيقات المناسبة.

إرشادات الاختيار لمحطات فرعية مضغوطة 11 كيلو فولت

يتطلب اختيار CSS الصحيح 11 كيلو فولت دراسة متأنية للاحتياجات الخاصة بالمشروع:

1. تحديد متطلبات التحميل:حدد بدقة الطلب الحالي والمستقبل KVA على حجم المحول بشكل صحيح.
2. تحليل واجهة شبكة MV:هل هي حلقة أم تغذية شعاعية؟
3. حساب مستويات الصدع:تحديد الحد الأقصى لتيار الدائرة القصيرة المحتملة في نقطة اتصال MV.
4. تقييم الظروف البيئية:النظر في نطاق درجة الحرارة المحيطة ، والارتفاع ، والرطوبة ، والنشاط الزلزالي ، وإمكانية التآكل.
5. تقييم قيود الموقع:عامل في المساحة المتاحة ، وطرق الوصول للتسليم والصيانة ، وأي متطلبات جمالية.
6. حدد احتياجات توزيع LV:تحديد عدد وحجم ومتطلبات الحماية لمغذيات LV الصادرة.
7. النظر في الأتمتة والمراقبة:هل تحتاج CSS إلى الاندماج مع نظام SCADA؟
8. ضمان امتثال المعايير:تحقق من الامتثال للدولة الدولية ذات الصلة (IEC) وبشكل حاسم ، معايير وأنظمة المرافق المحلية(على سبيل المثال ، معايير التايبور في تايوان).
9. تقييم الشركات المصنعة:Consider manufacturer reputation, track record, technical support, warranty, and availability of spare parts.

برزت 11 كيلو فولت المحطات الفرعية المدمجة كزاوية للبنية التحتية للتوزيع الكهربائي الحديث.

الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)