Superons compacts 11KV

Introduction

La demande incessante d'électricité fiable dans notre monde de plus en plus urbanisé et industrialisé nécessite des réseaux de distribution d'énergie efficaces et robustes. Sous-substances compactes 11KV (CSS), également connu sous le nom de sous-stations emballées (PSS) ou de sous-stations unitalisées (USS).

Ces assemblages d'ingénierie représentent une évolution significative de la conception de la sous-station, intégrant les composants clés dans une seule unité de type Type, construite en usine.

Qu'est-ce qu'une sous-station compacte (CSS)?

Une sous-station compacte est essentiellement un assemblage de sous-station électrique autonome, préfabriqué et testé dans un environnement d'usine avant d'être transporté sur le site pour l'installation.

Spécifiquement pour unSous-station compacte 11KV, la fonction principale consiste à recevoir une puissance électrique au niveau de la tension moyenne 11 kV (MV), la transformer en une tension basse tension (LV) utilisable - généralement 400V, 415V, ou une tension triphasée similaire (comme le système 380V / 220V souvent dérivé en aval dans le Taiwan, et la distribution de la puissance de 415V / 240V est une sortie LV directe commune) - et distribuer ce lv / 240v intégration dans une unité unique, compacte et fermée.

Ce changement de philosophie de conception offre de nombreux avantages, déplaçant une grande partie des travaux d'assemblage et de test complexes du terrain dans un environnement d'usine contrôlé, ce qui a un impact considérable sur les délais du projet et l'assurance qualité.

Composants clés d'une sous-station compacte de 11 kV

Alors que les conceptions varient entre les fabricants (comme ABB, Schneider Electric, Siemens, Eaton et de nombreux acteurs régionaux), un CSS de 11 kV typique comprend trois principaux compartiments fonctionnels logés dans une enceinte partagée:

1. Compartiment d'interrupteur à tension moyenne (MV) (côté 11KV):Cette section abrite l'équipement pour se connecter à l'approvisionnement entrant de 11 kV et fournir une commutation et une protection.
   • Unité principale de l'anneau (RMU):Un choix très courant, en particulier pour les réseaux de distribution.
   • Panneaux d'appareillage MV:Dans certains CSS plus importants ou des conceptions d'applications spécifiques, des panneaux d'appareillage MV autonomes avec des disjoncteurs (vide ou SF6) peuvent être utilisés, offrant des capacités plus élevées mais potentiellement augmenter l'empreinte.
   • Protection:La protection contre les défauts de surintensité et de terre est fournie soit par des fusibles (souvent combinés avec des interrupteurs de rupture de charge), soit par des relais fonctionnant des disjoncteurs MV.
2. COMPARTIMENT TRANSFORME:Cela abrite le transformateur de puissance responsable de la démission de la tension de 11kV au niveau LV requis.
   • Taper:Peut être soità l'huile(Onan / onaf refroidissement) oude type sec(Refroidissement AN / AF, en utilisant une résine coulée ou une imprégnation de pression sous vide).
   • Notation:Généralement, varie d'environ 100 kVA à 2500 kVa ou même plus pour les applications de distribution de 11 kV, selon les exigences de charge.
   • Groupe vectoriel et impédance:Paramètres standardisés critiques pour le fonctionnement parallèle et les calculs de niveau de défaut.
3. Compartiment d'appareillage à basse tension (LV) (par ex., Côté 415 V / 240V):Cette section contient la carte de distribution LV pour contrôler et protéger les mangeoires LV sortantes.
   • Maisseur principal:Un disjoncteur d'air (ACB) ou un disjoncteur de boîtier moulé (MCCB) connecté aux bornes LV du transformateur.
   • Mangeoires sortants:Plusieurs unités MCCBS ou fusibles protégeant les circuits LV individuels fournissant des charges.
   • Instrumentation et mesure:Tension / compteurs de courant, compteurs d'énergie (comme l'exige l'utilité ou l'installation).
   • Bus:Bus en cuivre ou en aluminium distribuant la puissance LV.
4. Enceinte et auxiliaires:Le logement commun offrant une protection et une intégrité structurelle.
   • Matériel:Habituellement, une tôle d'acier galvanisée avec une finition de peinture durable, bien que d'autres matériaux comme GRP (polyester renforcé en verre) soient parfois utilisés.
   • Diplôme de protection:Classé conformément à la CEI 60529 (par exemple, IP54 ou IP55) pour se protéger contre la péniche de poussière et le pulvérisation d'eau, assurant la pertinence pour l'installation extérieure.
   • Ventilation:Les systèmes de ventilation naturels ou forcés sont cruciaux, en particulier pour le compartiment du transformateur, pour gérer la dissipation de la chaleur.
   • Caractéristiques de verrouillage et de sécurité:Les verrouillage mécaniques et parfois électriques empêchent les opérations dangereuses (par exemple, l'accès au compartiment MV en direct).

Avantages de l'utilisation de sous-stations compactes de 11 kV

La nature intégrée et préfabriquée du CSS 11KV offre des avantages convaincants par rapport à la construction traditionnelle des sous-states:

• Économies d'espace importantes:Leur empreinte compacte est idéale pour les zones urbaines densément peuplées, les sites industriels avec un espace limité ou des installations souterraines.
• Temps d'installation réduit et coût:Le fait d'être construit et testé en usine, les travaux sur place sont minimisés principalement à la préparation des fondations civiles, aux connexions du câble et à la mise en service.
• Sécurité améliorée:La conception métallique fermée avec des verrouillages de sécurité intégrée offre une protection supérieure au personnel par rapport aux installations en plein air.
• Amélioration de l'esthétique et de l'impact environnemental inférieur:La conception fermée est visuellement moins intrusive que les sous-stations en plein air, se mélangeant mieux dans des paysages urbains ou sensibles.
• Nature plug-and-play:L'unité intégrée simplifie la conception et l'approvisionnement.
• Fiabilité élevée:L'assemblage d'usine dans des conditions contrôlées entraîne généralement une qualité de construction et une fiabilité plus élevées par rapport à l'assemblage de champ.
• Flexibilité:Les conceptions standardisées permettent une réplication plus facile, tandis que les concepts modulaires offrent un certain degré de personnalisation et une expansion ou une relocalisation future potentielle, en particulier pour les versions montées sur le dérapage.

Où sont appliqués les sous-stations compactes de 11 kV?

La polyvalence et les avantages du CSS 11KV les rendent adaptés à un large éventail d'applications:

• Distribution urbaine et résidentielle:Les complexes d'appartements, les développements de logements et les quartiers où l'espace est à une matière de qualité supérieure et esthétique.
• Installations industrielles:Fournir une puissance fiable aux usines, aux usines de traitement, aux unités de fabrication, nécessitant souvent une transformation de puissance localisée dédiée.
• Secteur commercial:Essentiel pour les grands bâtiments comme les centres commerciaux, les tours de bureaux, les hôtels, les hôpitaux et les centres de données qui ont des demandes d'électricité importantes.
• Projets d'infrastructure:Fourniture de l'énergie pour les aéroports, les systèmes ferroviaires (traction et signalisation), les ports et les tunnels.
• Intégration d'énergie renouvelable:La connexion des fermes solaires (plantes photovoltaïques) et des parcs éoliens à la grille de distribution de 11 kV, nécessitant souvent des solutions extérieures et robustes.
• Alimentation temporaire:Utilisé pour les grands chantiers de construction, les événements ou les scénarios de restauration de puissance d'urgence en raison de leur déploiement relativement rapide.

Tendances du marché et contexte de développement

La demande de sous-stations compactes de 11 kV est en croissance constante, tirée par plusieurs tendances mondiales et régionales interconnectées:

• Urbanisation rapide:La croissance continue des villes du monde entier nécessite une infrastructure spatiale, ce qui fait du CSS la solution préférée pour les nouveaux développements urbains.
• Modernisation de la grille:Les services publics améliorent les infrastructures vieillissantes.
• Génération distribuée:La poussée des sources d'énergie renouvelables (RES) nécessite de nombreux points de connexion de la grille distribués.
• Concentrez-vous sur la sécurité et la fiabilité:Les réglementations de sécurité de plus en plus strictes et le coût élevé des pannes poussent les industries et les services publics vers des solutions intrinsèquement plus sûres et testées en usine comme le CSS.
• Effectif:Bien que le coût unitaire initial puisse sembler plus élevé que les composants non assemblés, les économies de terre, les travaux civils, le temps d'installation et la maintenance potentiellement réduite entraînent souvent un coût total de possession inférieur.

Paramètres techniques clés et spécifications

Lors de la spécification ou de l'évaluation d'un CSS de 11 kV, les ingénieurs doivent considérer plusieurs paramètres critiques:

• Tension primaire nominale:11KV (alignement avec le réseau MV).
• Tension secondaire nominale:par exemple, 400v, 415v, 380v / 220v (selon les normes et les applications locales).
• Power nominal (KVA):Déterminé par la demande maximale de charge, en considérant la diversité et la croissance future.
• Fréquence nominale:50 Hz ou 60 Hz (Taiwan opère à 60 Hz).
• Appareillage de commutation MV:
  • Type: RMU (SF6 / Air / Solid Isulated), CONCEECTEUR COMMUTATEURS AVEC FUSE, BRISEUR DE CIRCUIT (vide / SF6).
  • Coupure et durée avec le courant et la durée du courant (par exemple, 16KA ou 20KA pendant 1 seconde).
  • Courant de support de pic nominal.
  • Courant d'interruption nominal (pour les disjoncteurs / interrupteurs fusionnés).
• Appareillage LV:
  • Configuration: numéro et note (ampères) des mangeoires sortantes (MCCBS / FUSE).
  • Évaluation des incomiter principale (ACB / MCCB).
  • Réglage du court-circuit (KA).
• Transformateur:Type (huile / sec), cote KVA, refroidissement (onan / an), groupe vecteur (par exemple, dyn11), pourcentage d'impédance (% z).
• Niveaux d'isolation (BIL):Notes de niveau d'impulsion de base pour les côtés MV et LV (par exemple, 75 kV BIL pour l'équipement de 11 kV).
• Degré de protection (cote IP):Par exemple, IP54 indique une protection contre l'entrée de poussière et le pulvérisation d'eau de toutes les directions.
• Normes applicables:La conformité à l'international pertinent (CEI 62271-202) et aux normes potentiellement locales (comme les normes CNS spécifiques ou les exigences de TAIPOWER à Taiwan) est cruciale.

Comparaison: sous-stations compactes par rapport aux sous-stations conventionnelles

Fonctionnalité	Soupcher compact 11kV (CSS)	Sous-station de 11 kV conventionnelle
Empreinte	Très petit, optimisé	Grand, nécessite une superficie importante
Temps d'installation	Court (jours / semaines)	Long (semaines / mois)
Travaux civils	Minimal (pad de fondation)	Extensif (fondations, structures, clôture)
Coût	Coût du cycle de vie plus bas Souvent, unité initiale plus élevée	Coût des composants plus bas, projet global plus élevé
Sécurité	Élevé (fermé, entre verrouillé, testé de type)	Modéré (en plein air, nécessite un accès strict)
Environnement	Faible impact visuel, moins de perturbation du site	Impact visuel plus élevé, plus de travail sur site
Flexibilité	Élevé (standardisé, potentiellement relocable)	Faible (installation fixe)
Entretien	Accès généralement plus facile aux pièces intégrées	Peut nécessiter un accès sur une plus grande surface

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Les principaux fabricants comme Schneider Electric, ABB et Siemens fournissent souvent des comparaisons détaillées mettant en évidence le coût total de la propriété et la vitesse de déploiement des avantages des solutions CSS dans des applications appropriées.

Conseils de sélection pour les sous-stations compactes 11KV

Choisir le bon CSS 11KV nécessite une attention particulière aux besoins spécifiques au projet:

1. Définir les exigences de charge:Déterminez avec précision la demande de KVA actuelle et future pour dimensionner correctement le transformateur.
2. Analyser l'interface du réseau MV:Est-ce un anneau ou un flux radial?
3. Calculer les niveaux de défaut:Déterminez le courant de court-circuit potentiel maximal au point de connexion MV.
4. Évaluer les conditions environnementales:Considérez la plage de température ambiante, l'altitude, l'humidité, l'activité sismique et le potentiel de corrosion.
5. Évaluer les contraintes du site:Facteur dans l'espace disponible, les voies d'accès pour la livraison et la maintenance et toutes les exigences esthétiques.
6. Spécifiez les besoins de distribution LV:Déterminez le nombre, la taille et les exigences de protection pour les mangeoires LV sortantes.
7. Envisagez l'automatisation et la surveillance:Le CSS doit-il s'intégrer à un système SCADA?
8. Assurer la conformité des normes:Vérifiez le respect de l'international pertinent (CEI) etSurtout, les normes et réglementations locales des services publics(par exemple, normes TAIPOWER à Taiwan).
9. Évaluer les fabricants:Considérez la réputation du fabricant, les antécédents, le support technique, la garantie et la disponibilité des pièces de rechange.

Les sous-stations compactes de 11KV sont devenues la pierre angulaire de l'infrastructure de distribution électrique moderne.

Questions fréquemment posées (FAQ)