11kv συμπαγείς υποσταθμούς

Εισαγωγή

Η αμείλικτη ζήτηση για αξιόπιστη ηλεκτρική ενέργεια στον ολοένα και πιο αστικοποιημένο και βιομηχανοποιημένο κόσμο μας απαιτεί αποτελεσματικά και ισχυρά δίκτυα διανομής ενέργειας. 11kv συμπαγείς υποσταθμούς (CSS), επίσης γνωστοί ως υποσταθμοί συσκευασμένων (PSS) ή ενιαίμικοι υποσταθμοί (USS).

Αυτά τα μηχανικά συγκροτήματα αντιπροσωπεύουν μια σημαντική εξέλιξη στο σχεδιασμό του υποσταθμού, ενσωματώνοντας τα βασικά συστατικά σε μια ενιαία, δοκιμασμένη με τύπο, εργοστασιακή μονάδα.

Τι είναι ένας συμπαγής υποσταθμός (CSS);

Ένας συμπαγής υποσταθμός είναι ουσιαστικά ένα αυτοτελές συγκρότημα ηλεκτρικού υποσταθμού, προκατασκευασμένο και δοκιμασμένο σε ένα εργοστασιακό περιβάλλον πριν μεταφερθεί στον τόπο εγκατάστασης.

Συγκεκριμένα για έναΟ συμπαγής υποσταθμός 11kV, η πρωταρχική λειτουργία είναι να λαμβάνετε ηλεκτρική ισχύ σε επίπεδο μέσης τάσης 11kv (MV), να την μετατρέψετε σε χρησιμοποιήσιμη χαμηλή τάση (LV)-συνήθως 400V, 415V ή παρόμοιες τριμηνιαίες τάσεις. Ενσωμάτωση σε μία μόνο, συμπαγή και κλειστή μονάδα.

Αυτή η μετατόπιση φιλοσοφίας σχεδιασμού προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα, μετακινώντας μεγάλο μέρος της πολύπλοκης συναρμολόγησης και δοκιμών από το πεδίο σε ένα ελεγχόμενο εργοστασιακό περιβάλλον, επηρεάζοντας σημαντικά τα χρονοδιαγράμματα έργων και τη διασφάλιση της ποιότητας.

Βασικά συστατικά ενός συμπαγούς υποσταθμού 11kv

Ενώ τα σχέδια ποικίλλουν μεταξύ των κατασκευαστών (όπως η ABB, η Schneider Electric, η Siemens, η Eaton και πολλοί περιφερειακοί παίκτες), ένα τυπικό CSS 11KV περιλαμβάνει τρία κύρια λειτουργικά διαμερίσματα που στεγάζονται μέσα σε ένα κοινό περίβλημα:

1. Μεσαία τάση (MV) Διακόπτης διαμερίσματος (πλευρά 11kV):Αυτή η ενότητα στεγάζει τον εξοπλισμό για τη σύνδεση με την εισερχόμενη τροφοδοσία 11KV και την παροχή αλλαγής και προστασίας.
   • Κύρια μονάδα δακτυλίου (RMU):Μια πολύ κοινή επιλογή, ειδικά για τα δίκτυα διανομής.
   • Πίνακες διακόπτη MV:Σε ορισμένα μεγαλύτερα CSs ή συγκεκριμένα σχέδια εφαρμογών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αυτόνομα πάνελ Switchgear MV με διακόπτες κυκλώματος (κενό ή SF6), προσφέροντας υψηλότερες δυνατότητες αλλά ενδεχομένως αυξάνοντας το αποτύπωμα.
   • Προστασία:Η προστασία υπερέντασης και προστασίας σφάλματος γης παρέχεται είτε με ασφάλειες (συχνά σε συνδυασμό με διακόπτες διακοπής φορτίου) είτε με ρελέ λειτουργικά διακόπτες κυκλώματος MV.
2. Διαμέρισμα μετασχηματιστή:Αυτό στεγάζει τον μετασχηματιστή ισχύος που είναι υπεύθυνος για την αποχώρηση της τάσης από 11kv στο απαιτούμενο επίπεδο LV.
   • Τύπος:Μπορεί να είναι είτεεμβάπτιση πετρελαίου(Ψύξη onan/onaf) ήξηρός τύπος(AN/AF ψύξη, χρησιμοποιώντας ρητίνη χυτοσίνης ή εμποτισμό πίεσης κενού).
   • Εκτίμηση:Συνήθως κυμαίνεται από περίπου 100 kVA έως 2500 kVA ή ακόμη υψηλότερα για εφαρμογές διανομής 11kv, ανάλογα με τις απαιτήσεις φορτίου.
   • Vector Group & αντίσταση:Τυποποιημένες παραμέτρους κρίσιμες για τους υπολογισμούς παράλληλης λειτουργίας και επιπέδου σφάλματος.
3. Χαμηλή τάση (LV) Διακόπτης (π.χ. πλευρά 415V/240V):Αυτή η ενότητα περιέχει την πλακέτα διανομής LV για τον έλεγχο και την προστασία των εξερχόμενων τροφοδότες LV.
   • Κύριος εισερχόμενος διακόπτης:Ένας διακόπτης κυκλώματος αέρα (ACB) ή χυτευμένος διακόπτης κυκλώματος θήκης (MCCB) που συνδέεται με τους ακροδέκτες LV του μετασχηματιστή.
   • Εξερχόμενοι τροφοδότες:Πολλαπλές μονάδες MCCBS ή FUSE που προστατεύουν μεμονωμένα κυκλώματα LV που παρέχουν φορτία.
   • Όργανα & μέτρηση:Μετρητές τάσης/ρεύματος, μετρητές ενέργειας (όπως απαιτείται από τη χρησιμότητα ή την εγκατάσταση).
   • Busbars:Οι δοχείες χαλκού ή αλουμινίου που διανέμουν την ισχύ LV.
4. Πλούσιο & Βοηθοί:Η κοινή στέγαση που παρέχει προστασία και δομική ακεραιότητα.
   • Υλικό:Συνήθως χρησιμοποιούνται μερικές φορές γαλβανισμένες χάλυβα με ανθεκτικό φινίρισμα, αν και μερικές φορές χρησιμοποιούνται άλλα υλικά όπως το GRP (γυαλί ενισχυμένος πολυεστέρας).
   • Πτυχίο προστασίας:Βαθμολογείται σύμφωνα με το IEC 60529 (π.χ., IP54 ή IP55) για την προστασία από την είσοδο σκόνης και το ψεκασμό νερού, εξασφαλίζοντας την καταλληλότητα για υπαίθρια εγκατάσταση.
   • Αερισμός:Τα φυσικά ή αναγκαστικά συστήματα εξαερισμού είναι κρίσιμα, ειδικά για το διαμέρισμα μετασχηματιστή, για τη διαχείριση της διάχυσης θερμότητας.
   • Χαρακτηριστικά αλληλοσύνδεσης και ασφάλειας:Οι μηχανικές και μερικές φορές ηλεκτρικές αλληλογραφίες εμποδίζουν μη ασφαλείς λειτουργίες (π.χ. πρόσβαση στο διαμέρισμα MV ενώ ζουν).

Πλεονεκτήματα της χρήσης 11kv συμπαγείς υποσταθμούς

Η ολοκληρωμένη και προκατασκευασμένη φύση του 11KV CSS προσφέρει επιθετικά πλεονεκτήματα έναντι της παραδοσιακής κατασκευής του υποσταθμού:

• Σημαντική εξοικονόμηση χώρου:Το συμπαγές αποτύπωμα τους είναι ιδανικό για πυκνοκατοικημένες αστικές περιοχές, βιομηχανικές τοποθεσίες με περιορισμένο χώρο ή υπόγειες εγκαταστάσεις.
• Μειωμένος χρόνος εγκατάστασης και κόστος:Όντας εργοστασιακά και δοκιμασμένα, η επιτόπια εργασία ελαχιστοποιείται κυρίως στην προετοιμασία των πολιτικών θεμελίων, στις συνδέσεις καλωδίων και στη θέση σε λειτουργία.
• Ενισχυμένη ασφάλεια:Ο κλειστός, μεταλλικός σχεδιασμός με ενσωματωμένες αλληλεπιδράσεις ασφαλείας παρέχει ανώτερη προστασία για το προσωπικό σε σύγκριση με τις υπαίθριες εγκαταστάσεις.
• Βελτιωμένη αισθητική και χαμηλότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις:Ο κλειστός σχεδιασμός είναι οπτικά λιγότερο ενοχλητικός από τους υπαίθριους υποσταθμούς, συνδυάζοντας καλύτερα τα αστικά ή ευαίσθητα τοπία.
• Plug-and-Play Nature:Η ολοκληρωμένη μονάδα απλοποιεί το σχεδιασμό και τις προμήθειες.
• Υψηλή αξιοπιστία:Η εργοστασιακή συναρμολόγηση υπό ελεγχόμενες συνθήκες γενικά οδηγεί σε υψηλότερη ποιότητα και αξιοπιστία κατασκευής σε σύγκριση με τη συναρμολόγηση του πεδίου.
• Ευκαμψία:Τα τυποποιημένα σχέδια επιτρέπουν την ευκολότερη αναπαραγωγή, ενώ οι αρθρωτές έννοιες προσφέρουν κάποιο βαθμό προσαρμογής και πιθανή μελλοντική επέκταση ή μετεγκατάσταση, ιδιαίτερα για εκδόσεις με ολίσθηση.

Πού εφαρμόζονται οι συμπαγείς υποσταθμοί 11kv;

Η ευελιξία και τα πλεονεκτήματα των 11KV CSS τα καθιστούν κατάλληλα για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών:

• Αστική και οικιακή διανομή:Η τροφοδοσία των συγκροτημάτων διαμερισμάτων, των εξελίξεων στέγασης και των γειτονιών όπου ο χώρος βρίσκεται σε ένα ασφάλιστρο και αισθητικό θέμα.
• Βιομηχανικές εγκαταστάσεις:Παροχή αξιόπιστης ισχύος στα εργοστάσια, εργοστάσια επεξεργασίας, μονάδες παραγωγής, που συχνά απαιτούν ειδικό, τοπικό μετασχηματισμό ενέργειας.
• Εμπορικός τομέας:Βασικά για μεγάλα κτίρια όπως εμπορικά κέντρα, πύργοι γραφείων, ξενοδοχεία, νοσοκομεία και κέντρα δεδομένων που έχουν σημαντικές απαιτήσεις ισχύος.
• Έργα υποδομής:Παροχή ισχύος για αεροδρόμια, σιδηροδρομικά συστήματα (έλξη και σηματοδότηση), θύρες και σήραγγες.
• Ενσωμάτωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας:Σύνδεση των ηλιακών εκμεταλλεύσεων (PV Plants) και των αιολικών πάρκων στο πλέγμα διανομής 11kv, που συχνά απαιτούν υπαίθριες, ισχυρές λύσεις.
• Προσωρινή τροφοδοσία:Χρησιμοποιείται για μεγάλα εργοτάξια, γεγονότα ή σενάρια αποκατάστασης έκτακτης ανάγκης λόγω της σχετικά γρήγορης ανάπτυξής τους.

Τάσεις της αγοράς και πλαίσιο ανάπτυξης

Η ζήτηση για συμπαγή υποσταθμούς 11kv αυξάνεται σταθερά, οδηγείται από αρκετές διασυνδεδεμένες παγκόσμιες και περιφερειακές τάσεις:

• Ταχεία αστικοποίηση:Η συνεχής ανάπτυξη των πόλεων παγκοσμίως απαιτεί την υποδομή διαστημικής αποδοτικής δομής, καθιστώντας την CSS την προτιμώμενη λύση για νέες αστικές εξελίξεις.
• Εκσυγχρονισμός πλέγματος:Οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας αναβαθμίζουν τη γήρανση της υποδομής.
• Κατανεμημένη γενιά:Η αύξηση των πηγών ανανεώσιμης ενέργειας (RES) απαιτεί πολλά σημεία σύνδεσης πλέγματος.
• Εστίαση στην ασφάλεια και την αξιοπιστία:Όλο και αυστηρότεροι κανονισμοί ασφαλείας και το υψηλό κόστος των διακοπών προωθούν τις βιομηχανίες και τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας προς εγγενώς ασφαλέστερες λύσεις που έχουν δοκιμαστεί από εργοστάσια όπως το CSS.
• Κόστος-αποτελεσματικότητα:Ενώ το αρχικό κόστος μονάδας μπορεί να φαίνεται υψηλότερο από τα μη συναρμολογημένα εξαρτήματα, η εξοικονόμηση σε γη, τα αστικά έργα, ο χρόνος εγκατάστασης και η ενδεχομένως μειωμένη συντήρηση συχνά οδηγούν σε χαμηλότερο συνολικό κόστος ιδιοκτησίας.

Βασικές τεχνικές παραμέτρους και προδιαγραφές

Κατά τον προσδιορισμό ή την αξιολόγηση ενός CSS 11KV, οι μηχανικοί πρέπει να εξετάσουν αρκετές κρίσιμες παραμέτρους:

• Αξιολογημένη πρωτογενή τάση:11kV (ευθυγράμμιση με το δίκτυο MV).
• Αξιολογημένη δευτερεύουσα τάση:π.χ., 400V, 415V, 380V/220V (ανάλογα με τα τοπικά πρότυπα και την εφαρμογή).
• Ονομαστική ισχύς (KVA):Καθορίζεται από τη μέγιστη ζήτηση φορτίου, λαμβάνοντας υπόψη την ποικιλομορφία και τη μελλοντική ανάπτυξη.
• Ονομαστική συχνότητα:50 Hz ή 60 Hz (Ταϊβάν λειτουργεί σε 60Hz).
• MV Switchgear:
  • Τύπος: RMU (SF6/Air/Solid μονωμένο), διακόπτες αποσύνδεσης με ασφάλειες, διακόπτη κυκλώματος (κενό/SF6).
  • Ονομασμένη βραχυπρόθεσμη αντοχή ρεύματος & διάρκεια (π.χ. 16ka ή 20ka για 1 δευτερόλεπτο).
  • Ονομαστική κορυφή ρεύματος αντοχής.
  • Ονομασμένο ρεύμα διακοπής (για διακόπτες κυκλώματος/διακόπτες συγχώνευσης).
• LV Switchgear:
  • Διαμόρφωση: Αριθμός και βαθμολογία (Amperes) των εξερχόμενων τροφοδότες (MCCBS/ασφάλειες).
  • Κύρια βαθμολογία εισερχόμενων (ACB/MCCB).
  • Βαθμολογία βραχυκυκλώματος (KA).
• Μετασχηματιστής:Τύπος (λάδι/ξηρό), βαθμολογία KVA, ψύξη (onan/an), ομάδα φορέα (π.χ., dyn11), ποσοστιαία αντίσταση (%z).
• Επίπεδα μόνωσης (BIL):Βασικές αξιολογήσεις επιπέδου ώθησης για τις πλευρές MV και LV (π.χ. 75kV BIL για εξοπλισμό 11kV).
• Βαθμός προστασίας (βαθμολογία IP):Π.χ., IP54 υποδεικνύει προστασία από την είσοδο σκόνης και το ψεκασμό νερού από όλες τις κατευθύνσεις.
• Ισχύοντα πρότυπα:Η συμμόρφωση με τα σχετικά διεθνή (IEC 62271-202) και τα ενδεχομένως τοπικά πρότυπα (όπως συγκεκριμένα πρότυπα του ΚΝΣ ή απαιτήσεις taipower στην Ταϊβάν) είναι ζωτικής σημασίας.

Σύγκριση: συμπαγείς υποσταθμοί έναντι συμβατικών υποσταθμών

Χαρακτηριστικό	Ο συμπαγής υποσταθμός 11kv (CSS)	Συμβατικός υποσταθμός 11KV
Ιχνος	Πολύ μικρό, βελτιστοποιημένο	Μεγάλο, απαιτεί σημαντική έκταση γης
Χρόνος εγκατάστασης	Σύντομη (ημέρες/εβδομάδες)	Μακρύς (εβδομάδες/μήνες)
Αστικά έργα	Ελάχιστο (Pad Foundation)	Εκτεταμένο (θεμέλια, δομές, φράχτη)
Κόστος	Χαμηλότερο κόστος κύκλου ζωής συχνά, υψηλότερη αρχική μονάδα	Χαμηλότερο κόστος συνιστωσών, υψηλότερο συνολικό έργο
Ασφάλεια	Υψηλή (κλειστό, αλληλοσυνδεδεμένο, δοκιμασμένο τύπο)	Μέτρια (υπαίθριος, απαιτεί αυστηρή πρόσβαση)
Περιβαλλοντικός	Χαμηλή οπτική επίδραση, λιγότερη διάσπαση του τόπου	Υψηλότερη οπτική επίδραση, περισσότερη εργασία τοποθεσίας
Ευκαμψία	Υψηλό (τυποποιημένο, ενδεχομένως μετακινούμενο)	Χαμηλή (σταθερή εγκατάσταση)
Συντήρηση	Γενικά ευκολότερη πρόσβαση σε ολοκληρωμένα μέρη	Μπορεί να απαιτήσει πρόσβαση σε μεγαλύτερη περιοχή

导出到 Google 表格

Οι κύριοι κατασκευαστές όπως η Schneider Electric, η ABB και η Siemens συχνά παρέχουν λεπτομερείς συγκρίσεις που υπογραμμίζουν το συνολικό κόστος της ιδιοκτησίας και της ταχύτητας ανάπτυξης των λύσεων CSS σε κατάλληλες εφαρμογές.

Καθοδήγηση επιλογής για υποσταθμούς συμπαγούς 11kv

Η επιλογή του σωστού CSS 11KV απαιτεί προσεκτική εξέταση των ειδικών για το έργο ανάγκες:

1. Καθορίστε τις απαιτήσεις φόρτωσης:Προσδιορίστε με ακρίβεια την παρούσα και μελλοντική ζήτηση KVA για το μέγεθος του μετασχηματιστή σωστά.
2. Αναλύστε τη διεπαφή δικτύου MV:Είναι δαχτυλίδι ή ακτινική τροφή;
3. Υπολογίστε τα επίπεδα σφάλματος:Προσδιορίστε το μέγιστο μελλοντικό ρεύμα βραχυκυκλώματος στο σημείο σύνδεσης MV.
4. Αξιολογήστε τις περιβαλλοντικές συνθήκες:Εξετάστε το εύρος θερμοκρασίας περιβάλλοντος, το υψόμετρο, την υγρασία, τη σεισμική δραστηριότητα και τις δυνατότητες διάβρωσης.
5. Αξιολογήστε τους περιορισμούς του χώρου:Παράγοντας στον διαθέσιμο χώρο, διαδρομές πρόσβασης για παράδοση και συντήρηση και τυχόν αισθητικές απαιτήσεις.
6. Καθορίστε τις ανάγκες διανομής LV:Προσδιορίστε τον αριθμό, το μέγεθος και τις απαιτήσεις προστασίας για εξερχόμενους τροφοδότες LV.
7. Εξετάστε την αυτοματοποίηση και την παρακολούθηση:Πρέπει το CSS να ενσωματωθεί με ένα σύστημα SCADA;
8. Εξασφαλίστε τη συμμόρφωση των προτύπων:Επαληθεύστε τη συμμόρφωση με τη σχετική διεθνή (IEC) καιΒασικά, τα τοπικά πρότυπα και κανονισμούς χρησιμότητας(π.χ., πρότυπα Taipower στην Ταϊβάν).
9. Αξιολογήστε τους κατασκευαστές:Εξετάστε τη φήμη του κατασκευαστή, την ιστορία, την τεχνική υποστήριξη, την εγγύηση και τη διαθεσιμότητα ανταλλακτικών.

Οι συμπαγείς υποσταθμοί 11kV εμφανίστηκαν ως ακρογωνιαίος λίθος της σύγχρονης υποδομής ηλεκτρικής κατανομής.

Συχνές ερωτήσεις (FAQ)