Indholdsfortegnelse

Indledning

EN220 kV Substationer en højspændings elektrisk facilitet, der spiller en kritisk rolle i regionale kraftoverførselssystemer.

Efterhånden som landene udvider deres magtinfrastruktur til at imødekomme industriel vækst, urbanisering og integration af vedvarende energi, indsættes 220 kV-substationer i stigende grad i nationale gitter, industrielle korridorer og interregionale interconnector.

220 kV Substation

Hvad er en 220 kV substation?

EN220 kilovolt (KV) substationArbejder med en nominel spænding på 220.000 volt og er typisk en del af højspændingsoverførselsnettet.

Disse stationer er generelt designet til:

  • Tilslut kraftværker til transmissionsnet
  • Interface regionale gitterzoner
  • Forsyede forbrugere med høj belastning som tunge industrier eller datacentre
  • Modtag bulkkraft til distribution til mindre stationer

Hovedfunktioner af en 220 kV substation

  • Spændingstransformation: Træd op eller træd spænding mellem forskellige gitterniveauer.
  • Strømstrømstyring: Rute elektricitet til ønskede foderstoffer og zoner.
  • Systembeskyttelse: Isolere defekte kredsløb for at forhindre kaskaderende strømafbrydelser.
  • Gitterbalancering: Administrer belastningsdeling mellem parallelle netværk.
  • Overvågning og automatisering: Brug SCADA og IED'er til realtidsdiagnostik og kontrol.

Nøglekomponenter i en 220 kV substation

En 220 kV-substation inkluderer en række højspændingsudstyr og understøttelsessystemer.

1.Power Transformers

  • Spændingsrating: 220/132 kV, 220/66 kV, 220/33 kV
  • Kapacitet: 100 MVA til 315 MVA
  • Afkøling: Onan / Onaf (Oil Natural Air Natural / Oil Natural Air tvungen)
  • Kan omfatte on-load tap skifter (OLTC)

2.Afbrydere

  • Type: SF₆ gasisoleret eller vakuum (til lavere spændingsdele)
  • Funktion: Afbryd fejlstrømme under unormale forhold
  • Installeret på indkommende/udgående foderstoffer og transformerbugter

3.Isolatorer (afbrydskontakter)

  • Bruges til isolering uden belastning af udstyr
  • Fås i enkelt- eller dobbelt-break-design
  • Kan omfatte jordafbryder til sikkerhed under vedligeholdelse

4.Nuværende transformatorer (CTS)

  • Funktion: Giv nedskaleret aktuelle signaler til måling og beskyttelse
  • Typisk forhold: 1200/1A, 1500/1A

5.Spændingstransformatorer / CVT'er

  • Træd med højspænding for beskyttende relæer og meter
  • Kan også tjene som bærer signalkoblingsenheder i kommunikationssystemer

6.Lynarrestere

  • Beskyt udstyr mod lynnedslag og skiftende overstigninger
  • Installeret ved linjeposter og nær Transformers

7.Busbar System

  • Typer: enkelt bus, dobbeltbus, hoved- og overførselsbus
  • Udfører strøm mellem komponenter inden for stationen
  • Materiale: kobber eller aluminium, ofte rørformet eller lederbaseret

8.Kontrol & relæpaneler

  • Hus digitale relæer, annunciators, meter og scada I/O -moduler
  • Beliggende i understationskontrolrummet eller præfabrikerede kontrolbygninger

9.Jordingssystem

  • Sikrer beskyttelse og udstyr til personale sikkerhed og udstyr
  • Gitterdesign følger IEEE 80 eller tilsvarende standarder
  • Inkluderer jordmåtte, stænger, ledere og grober

10.SCADA SYSTEM

  • Overvågningskontrol og dataindsamlingssystem til fjernovervågning
  • Grænseflader med alle digitale beskyttelsesenheder (IED'er)
  • Aktiverer realtidsfejldetektion, belastningsanalyse og fjernbetjening

11.Batteribank og opladere

  • Giver uafbrudt strøm til beskyttelse og kontrolsystemer
  • Backup varer typisk 2–6 timer afhængigt af belastning
  • Normalt 220V DC eller 110V DC -systemer

Typer af 220 kV Supplation

1.AIS (luftisoleret substation)

  • Udstyr er installeret udendørs, og luft er det primære isoleringsmedium
  • Lettere at inspicere og vedligeholde
  • Kræver mere plads og er sårbar over for forurening og vejr

2.GIS (gasisoleret substation)

  • Udstyr ligger i metalindkastede SF₆-gasrum
  • Kompakt, lav vedligeholdelse, velegnet til by- eller barske miljøer
  • Højere omkostninger på forhånd, men lavere langsigtede driftsudgifter

3.Hybridstation

  • Kombinerer funktioner i AIS og GIS
  • Optimerer plads og omkostninger
  • Ofte brugt i eftermontering eller delvis opgraderinger

Layout af en 220 kV substation

Et typisk layout inkluderer:

  • 2 eller flere indgående linjer (220 kV foderstoffer)
  • 2–4 Power Transformers (220/132 eller 220/66 kV)
  • Flere udadvendte fodere til lavere spændingsstationer
  • Busbarer arrangeret i dobbeltbus eller breaker-and-a-halv-ordninger
  • Transformer Bays og Line Bays
  • Control Room Building med Scada og Battery Backup

Anvendelser af 220 kV -stationer

220 kV -substationer er vidt brugt i:

  • Interstate eller interregional kraftoverførsel
  • Evakuering af bulkkraft fra hydro-, termiske eller solplanter
  • Gitterforbindelse mellem transmissionszoner
  • Powering industrielle klynger eller økonomiske zoner
  • Højspændingsintegration af planter med vedvarende energi (Solar, Wind)
  • Grænseoverskridende gitterforbindelse

Designovervejelser

Når man designer en 220 kV substation, overvejer ingeniører:

  • Forventet efterspørgsel efter belastning og fejlniveauer
  • Geografiske og miljømæssige forhold
  • Landtilgængelighed (AIS vs GIS)
  • Fremtidige udvidelsesmuligheder
  • Sikkerhed og tilgængelighed
  • Cybersikkerhed i Scada-tilsluttede stationer

Fordelene ved 220 kV -stationer

  • Effektiv transmission med lang afstand
  • Nedsatte effekttab sammenlignet med lavere spændinger
  • Høj belastningskapacitet til industrielle og værktøjsnetværk
  • Forbedret gitterstabilitet med korrekte beskyttelsesordninger
  • Integrationsklar til smarte gitter- og automatiseringsplatforme

Udfordringer

  • Omkostninger til høj installation og udstyr
  • Behov for kvalificeret arbejdsstyrke og strenge idriftsættelsesstandarder
  • Miljøstyring (olieindeslutning, SF₆ -håndtering)
  • Vedligeholdelseskompleksitet i multi-bay-konfigurationer

Konklusion

En substation på 220 kV er en hjørnesten i moderne effektinfrastruktur, der giver effektiv transmission, beskyttelse og regulering af højspændingseffekt.

Med stigningen i smarte gitter og efterspørgsel efter ren energiintegration, fremtidige 220 kVSupplationVil i stigende grad indeholde digital overvågning, GIS-design, fjernbetjening og AI-drevet forudsigelig vedligeholdelse-hvilket gør dem smartere, sikrere og mere pålidelige end nogensinde før.

Substations