Subestacions compactes de 11kV

Presentació

La demanda implacable d’electricitat fiable al nostre món cada cop més urbanitzat i industrialitzat necessita xarxes de distribució d’energia eficients i robustes. 11KV Substacions compactes (CSS), també coneguda com a subestacions envasades (PSS) o subestacions unides (USS).

Aquests conjunts dissenyats representen una evolució significativa en el disseny de la subestació, integrant components clau en una sola unitat de tipus de fàbrica, provat per tipus.

Què és una subestació compacta (CSS)?

Una subestació compacta és essencialment un conjunt de subestació elèctrica autònoma, prefabricat i provat en un entorn de fàbrica abans de ser transportat al lloc per a la seva instal·lació.

Específicament per a unSubestació compacta de 11kV, La funció primària és rebre energia elèctrica al nivell de tensió mitjana de 11kV (mV), transformar-la cap a un sistema de baix tensió (LV) utilitzable-comunament 400V, 415V o tensions tripleses similars (com el sistema de 380V/220V sovint derivat aigües avall a Taiwan, tot i que 415V/240V és una sortida directa directa a nivell global) i distribuir-la a través de la potència integrada, i distribuir-la a través de la potència integrada, i distribuir-la a través de la potència integrada, i la distribució Integració dins d’una unitat única, compacta i tancada.

Aquest canvi de filosofia de disseny ofereix nombrosos avantatges, traslladant bona part del complex muntatge i els treballs de prova del camp a un entorn de fàbrica controlat, afectant significativament els terminis del projecte i la garantia de la qualitat.

Components clau d’una subestació compacta d’11kV

Mentre que els dissenys varien entre els fabricants (com ABB, Schneider Electric, Siemens, Eaton i nombrosos jugadors regionals), un típic CSS de 11kV inclou tres principals compartiments funcionals que es troben dins d’un recinte compartit:

1. Commutador de commutació de tensió mitjana (MV) (costat de 11kV):Aquesta secció allotja l'equip per connectar -se a la subministrament d'11kV i proporcionar commutació i protecció.
   • Unitat principal de l'anell (RMU):Una elecció molt comuna, especialment per a les xarxes de distribució.
   • Panells de commutació MV:En alguns CSS més grans o dissenys específics d'aplicacions, es podrien utilitzar panells de commutació MV autònoms amb interruptors de circuit (buit o SF6), oferint capacitats més altes, però potencialment augmentant la petjada.
   • Protecció: protecció:La protecció de falles de sobrecàrrega i terra es proporciona per fusibles (sovint combinats amb interruptors de pausa de càrrega) o per relés que operen els interruptors de circuit MV.
2. Compartiment del transformador:Això allotja el transformador de potència responsable de baixar la tensió des de 11kV fins al nivell de LV requerit.
   • Tipus:Pot ser -hoImmersit per petroli(Refredament onan/onaf) ode tipus sec(Refredament AN/AF, mitjançant resina de fosa o impregnació de pressió de buit).
   • Classificació:Normalment oscil·la entre uns 100 kVA fins a 2500 kVA o fins i tot superior per a aplicacions de distribució d’11kV, segons els requisits de càrrega.
   • Grup vectorial i impedància:Paràmetres normalitzats crítics per a càlculs paral·lels de funcionament i nivell de falles.
3. Compartiment de commutació de baixa tensió (LV) (per exemple, costat de 415V/240V):Aquesta secció conté la placa de distribució de LV per controlar i protegir els alimentadors de LV sortints.
   • Interruptor principal:Un interruptor de circuit d'aire (ACB) o un interruptor de funcions modelat (MCCB) connectat als terminals LV del transformador.
   • Feeders sortint:Múltiples MCCBS o unitats de fusibles que protegeixen els circuits de LV individuals que subministren càrregues.
   • Instrumentació i mesura:Meters de tensió/corrent, comptadors d’energia (segons requereix la utilitat o la instal·lació).
   • Barres de bus:Barres de coure o alumini distribuint la potència LV.
4. Recinte i auxiliars:L’habitatge comú que proporciona protecció i integritat estructural.
   • Material:Generalment, de xapa galvanitzada amb acabat de pintura duradora, tot i que de vegades s’utilitzen altres materials com GRP (polièster reforçat de vidre).
   • Grau de protecció:Valorat segons l’IEC 60529 (per exemple, IP54 o IP55) per protegir -se contra l’entrada de pols i el ruixat d’aigua, garantint la idoneïtat per a la instal·lació a l’aire lliure.
   • Ventilació:Els sistemes de ventilació natural o forçat són crucials, especialment per al compartiment del transformador, per gestionar la dissipació de la calor.
   • Característiques de seguretat i de seguretat:Els interlocutors mecànics i de vegades elèctrics eviten operacions no segures (per exemple, accedir al compartiment MV mentre viu).

Avantatges d’utilitzar subestacions compactes d’11kV

La naturalesa integrada i prefabricada de 11kV CSS ofereix avantatges convincents respecte a la construcció tradicional de subestació:

• Estalvi d’espai significatiu:La seva petjada compacta és ideal per a zones urbanes densament poblades, llocs industrials amb espai limitat o instal·lacions subterrànies.
• Temps i cost d’instal·lació reduïda:Al ser construït i provat de fàbrica, el treball in situ es minimitza principalment per a la preparació de fonaments civils, les connexions per cable i la posada en servei.
• Seguretat millorada:El disseny tancat i metàl·lic amb interbloquets de seguretat integrat proporciona una protecció superior al personal en comparació amb les instal·lacions a l'aire lliure.
• L'estètica millorada i un impacte ambiental inferior:El disseny tancat és visualment menys intrusiu que les subestacions a l'aire lliure, barrejant millor en paisatges urbans o sensibles.
• Natura plug-and-play:La unitat integrada simplifica el disseny i la contractació.
• Alta fiabilitat:El muntatge de fàbrica en condicions controlades generalment condueix a una major qualitat de construcció i fiabilitat en comparació amb el muntatge de camp.
• Flexibilitat:Els dissenys estandarditzats permeten una replicació més fàcil, mentre que els conceptes modulars ofereixen un cert grau de personalització i potencial expansió o reubicació futura, especialment per a versions muntades a la patinada.

On s’apliquen subestacions compactes d’11kV?

La versatilitat i els avantatges dels CSS d’11kV els fan adequats per a una àmplia gamma d’aplicacions:

• Distribució urbana i residencial:Alimentació de complexos d'apartaments, desenvolupaments d'habitatges i barris on l'espai es troba a la primera i l'estètica.
• Instal·lacions industrials:Proporcionar potència fiable a les fàbriques, plantes de processament, unitats de fabricació, sovint requereixen una transformació de potència localitzada i dedicada.
• Sector comercial:Essencial per a edificis grans com ara centres comercials, torres d’oficines, hotels, hospitals i centres de dades que tinguin exigències d’energia importants.
• Projectes d’infraestructura:Subministrament de potència per a aeroports, sistemes de ferrocarril (tracció i senyalització), ports i túnels.
• Integració de les energies renovables:Connexió de granges solars (plantes fotovoltaiques) i parcs eòlics a la xarxa de distribució d’11kV, sovint requerint solucions robustes a l’aire lliure.
• Alimentació temporal:S'utilitza per a llocs de construcció grans, esdeveniments o escenaris de restauració d'emergència a causa del seu desplegament relativament ràpid.

Tendències del mercat i context de desenvolupament

La demanda de subestacions compactes d’11kV creix constantment, impulsada per diverses tendències globals i regionals interconnectades:

• Urbanització ràpida:El creixement continu de ciutats a tot el món necessita infraestructures eficients espacials, cosa que fa de CSS la solució preferida per a nous desenvolupaments urbans.
• Modernització de la xarxa:Les utilitats estan actualitzant la infraestructura envellida.
• Generació distribuïda:L’augment de les fonts d’energia renovable (RES) requereix nombrosos punts de connexió distribuïts de la xarxa.
• Centreu -vos en la seguretat i la fiabilitat:Les regulacions de seguretat cada cop més estrictes i l’elevat cost de les interrupcions impulsen les indústries i els serveis públics cap a solucions inherentment més segures i provades de fàbrica com CSS.
• Cost-efectivitat:Si bé el cost unitari inicial pot semblar superior als components no muntats, l’estalvi en la terra, les obres civils, el temps d’instal·lació i el manteniment potencialment reduït sovint donen lloc a un menor cost total de propietat.

Paràmetres i especificacions tècniques clau

En especificar o avaluar un CSS de 11kV, els enginyers han de considerar diversos paràmetres crítics:

• Tensió primària nominal:11KV (Alineació amb la xarxa MV).
• Tensió secundària nominal:per exemple, 400V, 415V, 380V/220V (segons els estàndards locals i l’aplicació).
• Potència nominal (KVA):Determinat per la demanda màxima de càrrega, tenint en compte la diversitat i el creixement futur.
• Freqüència nominal:50 Hz o 60 Hz (Taiwan opera a 60Hz).
• MV SwitchGear:
  • Tipus: RMU (SF6/Air/Solid Aïllat), interruptor de desconnector amb fusibles, interruptor de circuit (buit/SF6).
  • Resistència a curt termini de curt termini i durada (per exemple, 16ka o 20ka durant 1 seg).
  • El pic classificat per resistir el corrent.
  • Corrent d’interrupció nominal (per a interruptors de circuits/interruptors fusionats).
• LV SwitchGear:
  • Configuració: nombre i qualificació (amperes) dels alimentadors sortints (MCCBS/Fuses).
  • Qualificació principal principal (ACB/MCCB).
  • Qualificació de curtcircuit (KA).
• Transformador:Tipus (oli/sec), qualificació KVA, refrigeració (onan/an), grup vectorial (per exemple, din11), percentatge percentual (%z).
• Nivells d’aïllament (BIL):Valoracions bàsiques a nivell d’impulsos per als costats de MV i LV (per exemple, 75kV BIL per a equips d’11kV).
• Grau de protecció (qualificació IP):Per exemple, IP54 indica protecció contra l’entrada de pols i el ruixat d’aigua de totes les direccions.
• Normes aplicables:El compliment de les normes internacionals rellevants (IEC 62271-202) i les normes potencialment locals (com els estàndards específics del SNC o els requisits de Taipower a Taiwan) és crucial.

Comparació: subestacions compactes vs. subestacions convencionals

Distintiu	Subestació compacta de 11kV (CSS)	Subestació convencional de 11kV
Petjada	Molt petit, optimitzat	Gran, requereix una superfície terrestre important
Temps d’instal·lació	Curt (dies/setmanes)	Llarg (setmanes/mesos)
Obres civils	Minimal (Pad Foundation)	Extens (fonaments, estructures, tanca)
Costar	Un menor cost del cicle de vida sovint, una unitat inicial més elevada	Menor cost dels components, un projecte global més elevat
Seguretat	Alt (tancat, entrellaça, provat per tipus)	Moderat (aire obert, requereix un accés estricte)
Ambiental	Impacte visual baix, menys interrupció del lloc	Més impacte visual, més treball del lloc
Flexibilitat	Alt (estandarditzat, potencialment trasllable)	Baixa (instal·lació fixa)
Manteniment	Generalment més fàcil accés a les parts integrades	Pot requerir accés per una àrea més gran

导出到 Google 表格

Els principals fabricants com Schneider Electric, ABB i Siemens solen proporcionar comparacions detallades que destaquen el cost total de la propietat i els avantatges de velocitat de desplegament de les solucions CSS en aplicacions adequades.

Guia de selecció per a subestacions compactes d’11kV

L’elecció del CSS d’11kV adequat requereix una consideració acurada de les necessitats específiques del projecte:

1. Definiu els requisits de càrrega:Determineu amb precisió la demanda de KVA present i futur per dimensionar correctament el transformador.
2. Analitzeu la interfície de xarxa MV:És un anell o un aliment radial?
3. Calculeu els nivells de falla:Determineu el corrent màxim de curtcircuit potencial al punt de connexió MV.
4. Avaluar les condicions ambientals:Considereu el rang de temperatura ambient, l’altitud, la humitat, l’activitat sísmica i el potencial de corrosió.
5. Avaluar les restriccions del lloc:Factor en l’espai disponible, les rutes d’accés per al lliurament i el manteniment i qualsevol requisit estètic.
6. Especifiqueu les necessitats de distribució de LV:Determineu el nombre, la mida i els requisits de protecció dels alimentadors de LV sortints.
7. Penseu en l'automatització i el seguiment:El CSS necessita integrar -se amb un sistema SCADA?
8. Assegurar el compliment de les normes:Verifiqueu el compliment de la internacional rellevant (IEC) iCrucialment, normes i regulacions locals d’utilitat(per exemple, els estàndards Taipower a Taiwan).
9. Avaluar els fabricants:Penseu en la reputació del fabricant, la trajectòria, el suport tècnic, la garantia i la disponibilitat de recanvis.

Les subestacions compactes de 11KV han aparegut com una pedra angular de la infraestructura de distribució elèctrica moderna.

Preguntes freqüents (FAQ)