Πίνακας περιεχομένων
- Εισαγωγή
- Τι είναι ένας υποσταθμός 220 kV;
- Κύριες λειτουργίες ενός υποσταθμού 220 kV
- Βασικά συστατικά ενός υποσταθμού 220 kV
- 1. Μετασχηματιστές ισχύος
- 2. Circuit Breakers
- 3. Οι απομονωτές (αποσυνδέστε τους διακόπτες)
- 4. Τρέχοντες μετασχηματιστές (CTS)
- 5. Μετασχηματιστές τάσης / CVTS
- 6.
- 7.
- 8. Πίνακες ελέγχου και ρελέ
- 9. Σύστημα γείωσης
- 10. Σύστημα SCADA
- 11. Τράπεζα μπαταριών και φορτιστές
- Τύποι υποσταθμών 220 kV
- 1. AIS (υποσταθισμός με μόνωση αέρα)
- 2. GIS (υποσταθμός με αέριο)
- 3. Υβριδικός υποσταθμός
- Διάταξη υποσταθμού 220 kV
- Εφαρμογές υποσταθμών 220 kV
- Σχεδιασμός
- Πλεονεκτήματα 220 kV υποσταθμών
- Προκλήσεις
- Σύναψη
Εισαγωγή
ΕΝΑΥποσταγμός 220 kVείναι μια ηλεκτρική εγκατάσταση υψηλής τάσης που διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στα περιφερειακά συστήματα μετάδοσης ισχύος.
Καθώς οι χώρες επεκτείνουν την υποδομή εξουσίας τους για την κάλυψη της βιομηχανικής ανάπτυξης, της αστικοποίησης και της ενσωμάτωσης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, 220 kV υποσταθμοί αναπτύσσονται ολοένα και περισσότερο σε εθνικά δίκτυα, βιομηχανικούς διαδρόμους και διαπεριφερειακές διασυνδέσεις.
Τι είναι ένας υποσταθμός 220 kV;
ΕΝΑ220 kilovolt (kV) υποσταθμόςΛειτουργεί σε ονομαστική τάση 220.000 βολτ και είναι συνήθως μέρος του πλέγματος μετάδοσης υψηλής τάσης.
Αυτοί οι υποσταθμοί είναι γενικά σχεδιασμένοι να:
- Συνδέστε τις μονάδες παραγωγής ενέργειας σε δίκτυα μεταφοράς
- Περιφερειακές ζώνες πλέγματος διασύνδεσης
- Προμηθεύουν καταναλωτές υψηλού φορτίου όπως βαρέων βιομηχανιών ή κέντρα δεδομένων
- Λάβετε χύδην δύναμη διανομής σε μικρότερους υποσταθμούς
Κύριες λειτουργίες ενός υποσταθμού 220 kV
- Μετασχηματισμός τάσης: Εμπιστευθείτε ή παραιτήστε την τάση μεταξύ διαφορετικών επιπέδων πλέγματος.
- Έλεγχος ροής ισχύος: Διαδρομή ηλεκτρικής ενέργειας σε επιθυμητές τροφοδότες και ζώνες.
- Προστασία συστήματος: Απομόνωση ελαττωματικών κυκλωμάτων για την πρόληψη των διακοπών.
- Εξισορρόπηση δικτύου: Διαχείριση κοινής χρήσης φορτίου μεταξύ παράλληλων δικτύων.
- Παρακολούθηση και αυτοματοποίηση: Χρησιμοποιήστε το SCADA και το IEDS για διαγνωστικά και έλεγχο σε πραγματικό χρόνο.
Βασικά συστατικά ενός υποσταθμού 220 kV
Ένας υποσταθμός 220 kV περιλαμβάνει μια ποικιλία εξοπλισμού υψηλής τάσης και συστήματα υποστήριξης.
1.Μετασχηματιστές ισχύος
- Βαθμολογία τάσης: 220/132 KV, 220/66 KV, 220/33 KV
- Χωρητικότητα: 100 MVA έως 315 MVA
- Ψύξη: ONAN / ONAF (Φυσικό αέρα Φυσικό / Φυσικό αέρα πετρελαίου αναγκασμένος)
- Μπορεί να συμπεριλάβει on-load tap changer (OLTC)
2.Διακόπτες κυκλώματος
- Τύπος: SF₆ Μοθεωμένο με αέριο ή κενό (για μέρη χαμηλότερης τάσης)
- Λειτουργία: Διακοπή ρεύματα σφάλματος κατά τη διάρκεια μη φυσιολογικών καταστάσεων
- Εγκαταστάθηκε σε εισερχόμενους/εξερχόμενους τροφοδότες και κόλπους μετασχηματιστών
3.Απομονωτές (αποσυνδέστε τους διακόπτες)
- Χρησιμοποιείται για απομόνωση εξοπλισμού χωρίς φορτίο
- Διατίθεται σε σχέδιο μονής ή διπλής διακοπής
- Μπορεί να περιλαμβάνει διακόπτη γης για ασφάλεια κατά τη συντήρηση
4.Τρέχοντες μετασχηματιστές (CTS)
- Λειτουργία: Παρέχετε σήματα ρεύματος κλιμακούμενου για μέτρηση και προστασία
- Τυπική αναλογία: 1200/1Α, 1500/1Α
5.Μετασχηματιστές τάσης / CVT
- Βγείτε υψηλής τάσης για προστατευτικά ρελέ και μετρητές
- Μπορεί επίσης να χρησιμεύσει ως συσκευές σύζευξης σήματος φορέα στα συστήματα επικοινωνίας
6.Αστραπές
- Προστατέψτε τον εξοπλισμό από τις απεργίες κεραυνών και τις υπερτάσεις μεταγωγής
- Εγκαταστάθηκε σε καταχωρήσεις γραμμής και κοντά σε μετασχηματιστές
7.Σύστημα busbar
- Τύποι: Μονό λεωφορείο, διπλό λεωφορείο, κύριο και λεωφορείο μεταφοράς
- Διεξάγει ισχύ μεταξύ των εξαρτημάτων μέσα στον υποσταθμό
- Υλικό: Χαλκός ή αλουμίνιο, συχνά σωληνοειδές ή αγωγό
8.Πάνελ ελέγχου & ρελέ
- House Digital Relays, Annunciators, Meters και SCADA I/O Modules
- Βρίσκεται στην αίθουσα ελέγχου του υποσταθμού ή τα προκατασκευασμένα κτίρια ελέγχου
9.Σύστημα γείωσης
- Εξασφαλίζει την ασφάλεια και την προστασία του εξοπλισμού του προσωπικού
- Ο σχεδιασμός του πλέγματος ακολουθεί το IEEE 80 ή τα ισοδύναμα πρότυπα
- Περιλαμβάνει χαλάκι γης, ράβδους, αγωγούς και κοιλότητες
10.Σύστημα SCADA
- Σύστημα εποπτείας ελέγχου και απόκτησης δεδομένων για απομακρυσμένη παρακολούθηση
- Διεπαφές με όλες τις ψηφιακές προστατευτικές συσκευές (IEDs)
- Επιτρέπει την ανίχνευση σφάλματος σε πραγματικό χρόνο, την ανάλυση φορτίου και το τηλεχειριστήριο
11.Τράπεζα μπαταριών και φορτιστές
- Παρέχει αδιάλειπτη ισχύ για συστήματα προστασίας και ελέγχου
- Το αντίγραφο ασφαλείας διαρκεί συνήθως 2-6 ώρες ανάλογα με το φορτίο
- Συνήθως συστήματα 220V DC ή 110V DC
Τύποι υποσταθμών 220 kV
1.AIS (υποσταθισμός με μόνωση αέρα)
- Ο εξοπλισμός είναι εγκατεστημένος σε εξωτερικούς χώρους και ο αέρας είναι το κύριο μέσο μόνωσης
- Ευκολότερο να επιθεωρήσετε και να διατηρήσετε
- Απαιτεί περισσότερο χώρο και είναι ευάλωτο στη ρύπανση και τον καιρό
2.GIS (υποσταθισμός με αέριο)
- Ο εξοπλισμός στεγάζεται σε διαμερίσματα αερίου SF₆ με μεταλλικό
- Συμπαγή, χαμηλή συντήρηση, κατάλληλη για αστικά ή σκληρά περιβάλλοντα
- Υψηλότερο κόστος εκ των προτέρων αλλά χαμηλότερα μακροπρόθεσμα λειτουργικά έξοδα
3.Υβριδικός υποσταθμός
- Συνδυάζει χαρακτηριστικά AIS και GIS
- Βελτιστοποιεί το χώρο και το κόστος
- Συχνά χρησιμοποιείται για την αναβάθμιση ή μερικές αναβαθμίσεις
Διάταξη υποσταθμού 220 kV
Μια τυπική διάταξη περιλαμβάνει:
- 2 ή περισσότερες εισερχόμενες γραμμές (220 kV τροφοδότες)
- 2-4 μετασχηματιστές ισχύος (220/132 ή 220/66 kV)
- Πολλαπλοί εξερχόμενοι τροφοδότες σε υποσταθμούς χαμηλότερης τάσης
- Busbars διατεταγμένα σε διπλό λεωφορείο ή διακόπτες και μισό σχήματα
- Μετασχηματιστές και όρμους
- Κτίριο ελέγχου αίθουσας με scada και backup μπαταρίας
Εφαρμογές υποσταθμών 220 kV
Οι υποσταθμοί 220 kV χρησιμοποιούνται ευρέως σε:
- Διακρατική ή διαπεριφερειακή μεταφορά ισχύος
- Χύδην εκκένωση ισχύος από υδροηλεκτρικά, θερμικά ή ηλιακά φυτά
- Διασύνδεση πλέγματος μεταξύ των ζωνών μετάδοσης
- Τροφοδοσία βιομηχανικών συστάδων ή οικονομικών ζωνών
- High-voltage integration of renewable energy plants (solar, wind)
- Διασυνοριακή συνδεσιμότητα πλέγματος
Σχεδιασμός
Κατά το σχεδιασμό ενός υποσταθμού 220 kV, οι μηχανικοί εξετάζουν:
- Προβλεπόμενη ζήτηση φορτίου και επίπεδα σφάλματος
- Γεωγραφικές και περιβαλλοντικές συνθήκες
- Διαθεσιμότητα γης (AIS vs GIS)
- Μελλοντικές δυνατότητες επέκτασης
- Ασφάλεια και προσβασιμότητα
- Ασφάλεια στον κυβερνοχώρο σε υποσταθμούς που συνδέονται με SCADA
Πλεονεκτήματα 220 kV υποσταθμών
- Αποτελεσματική μετάδοση μεγάλων αποστάσεων
- Reduced power losses compared to lower voltages
- Υψηλή χωρητικότητα φορτίου για βιομηχανικά και βοηθητικά δίκτυα
- Ενισχυμένη σταθερότητα του πλέγματος με τα κατάλληλα συστήματα προστασίας
- Έτοιμη για ενσωμάτωση για πλατφόρμες έξυπνων δικτύων και αυτοματισμού
Προκλήσεις
- Υψηλό κόστος εγκατάστασης και εξοπλισμού
- Ανάγκη για εξειδικευμένο εργατικό δυναμικό και αυστηρά πρότυπα θέσης σε λειτουργία
- Περιβαλλοντική διαχείριση (περιορισμό πετρελαίου, χειρισμός SF₆)
- Πολυπλοκότητα συντήρησης σε διαμορφώσεις πολλαπλών βημάτων
Σύναψη
Ένας υποσταθμός 220 kV είναι ένας ακρογωνιαίος λίθος της σύγχρονης υποδομής ισχύος, παρέχοντας αποτελεσματική μετάδοση, προστασία και ρύθμιση της ισχύος υψηλής τάσης.
Με την άνοδο των έξυπνων δικτύων και τη ζήτηση για ολοκλήρωση καθαρής ενέργειας, μελλοντικά 220 kVυποσταθμοίθα διαθέτει όλο και περισσότερο ψηφιακή παρακολούθηση, σχεδιασμό GIS, απομακρυσμένη λειτουργία και προγνωστική συντήρηση που λειτουργεί με AI-καθιστώντας τους πιο έξυπνες, ασφαλέστερες και πιο αξιόπιστες από ποτέ.
