Table des matières

Introduction

UNSous-station 220 kVest une installation électrique à haute tension qui joue un rôle essentiel dans les systèmes régionaux de transmission d'énergie.

Au fur et à mesure que les pays élargissent leur infrastructure d'électricité pour répondre à la croissance industrielle, à l'urbanisation et à l'intégration des énergies renouvelables, les sous-stations de 220 kV sont de plus en plus déployées dans les réseaux nationaux, les couloirs industriels et les interconnexions interrégionales.

220 kV Substation

Qu'est-ce qu'une sous-station de 220 kV?

UNSublace de 220 kilovolt (KV)fonctionne à une tension nominale de 220 000 volts et fait généralement partie de la grille de transmission haute tension.

Ces sous-stations sont généralement conçues pour:

  • Connectez les centrales électriques aux réseaux de transmission
  • Interface zones de grille régionale
  • Fournir des consommateurs à haute charge comme des industries lourdes ou des centres de données
  • Recevoir une puissance en vrac pour la distribution à des sous-stations plus petites

Fonctions principales d'une sous-station de 220 kV

  • Transformation de tension: Intensifiez ou descendez la tension entre différents niveaux de grille.
  • Contrôle du flux de puissance: Aiminez l'électricité vers les mangeoires et les zones souhaitées.
  • Protection du système: Isoler les circuits défectueux pour éviter les pannes de cascade.
  • Équilibrage de la grille: Gérer le partage de charge entre les réseaux parallèles.
  • Surveillance et automatisation: Utilisez SCADA et IED pour les diagnostics et le contrôle en temps réel.

Composants clés d'une sous-station de 220 kV

Une sous-station de 220 kV comprend une variété d'équipements à haute tension et de systèmes de support.

1 et 1Transformateurs de puissance

  • Tension Évaluation: 220/132 KV, 220/66 KV, 220/33 KV
  • Capacité: 100 MVA à 315 MVA
  • Refroidissement: onan / onaf (huile d'air naturel naturel / huile Air naturel forcé)
  • Peut inclure le changeur de robinet à chargement (OLTC)

2Disjoncteurs

  • Type: SF₆ isolé en gaz ou sous vide (pour les pièces de tension inférieure)
  • Fonction: Interrompre les courants de défaut dans des conditions anormales
  • Installé sur les mangeoires entrantes / sortantes et les baies de transformateur

3 et 3Isolateurs (interrupteurs de déconnexion)

  • Utilisé pour l'isolement d'équipement sans charge
  • Disponible en conception simple ou double
  • Peut inclure un interrupteur de terre pour la sécurité pendant l'entretien

4Transformers actuels (CTS)

  • Fonction: Fournir des signaux de courant à l'échelle pour la mesure et la protection
  • Ratio typique: 1200 / 1A, 1500 / 1A

5Transformers / CVT de tension

  • Démissionner la haute tension pour les relais et les mètres de protection
  • Peut également servir de dispositifs de couplage de signaux de porte-porteurs dans les systèmes de communication

6.Treresseurs de foudre

  • Protégez l'équipement des coups de foudre et de la commutation des surtensions
  • Installé aux entrées de ligne et proches de transformateurs

7Système de barre de barre

  • Types: bus simple, double bus, principal et bus de transfert
  • Entraîne la puissance entre les composants de la sous-station
  • Matériel: cuivre ou aluminium, souvent tubulaire ou conducteur

8Control & Relay Panels

  • Relais numériques, annonceurs, compteurs et modules d'E / S SCADA
  • Situé dans la salle de contrôle des sous-station ou les bâtiments de contrôle préfabriqué

9.Système de mise à la terre

  • Assure la sécurité du personnel et la protection des équipements
  • La conception de la grille suit IEEE 80 ou des normes équivalentes
  • Comprend des tapis de terre, des tiges, des conducteurs et des fosses

10Système SCADA

  • Contrôle de supervision et système d'acquisition de données pour la surveillance à distance
  • Interfaces avec tous les appareils de protection numérique (IED)
  • Permet la détection des défauts en temps réel, l'analyse de la charge et la télécommande

11Banque de batterie et chargeurs

  • Fournit une alimentation ininterrompue pour les systèmes de protection et de contrôle
  • La sauvegarde dure généralement 2 à 6 heures selon la charge
  • Habituellement 220 V Systèmes CC DC ou 110 V

Types de sous-stations de 220 kV

1 et 1AIS (sous-station isolée)

  • L'équipement est installé à l'extérieur et l'air est le principal milieu d'isolation
  • Plus facile à inspecter et à maintenir
  • Nécessite plus d'espace et est vulnérable à la pollution et au temps

2SIG (sous-station isolée en gaz)

  • L'équipement est logé dans des compartiments à gaz SF₆ enclins à métal
  • Compactage, peu maintenance, adapté aux environnements urbains ou difficiles
  • Coût initial plus élevé mais des dépenses d'exploitation à long terme plus faibles

3 et 3Sous-station hybride

  • Combine les caractéristiques de l'AIS et du SIG
  • Optimise l'espace et le coût
  • Souvent utilisé dans la modernisation ou les mises à niveau partielle

Disposition d'une sous-station de 220 kV

Une disposition typique comprend:

  • 2 lignes entrantes ou plus (mangeoires de 220 kV)
  • 2–4 Transformers de puissance (220/132 ou 220/66 KV)
  • Multiples mangeoires sortantes en sous-tensions à basse tension
  • Bus disposés en double bus ou disjoncteur et demi
  • Baies transformateurs et baies de ligne
  • Bâtiment de la salle de contrôle avec SCADA et sauvegarde de batterie

Applications de 220 kV de sous-stations

Les sous-stations de 220 kV sont largement utilisées dans:

  • Transfert de puissance interétatique ou interrégional
  • Évacuation de puissance en vrac des plantes hydro, thermique ou solaire
  • Interconnexion de la grille entre les zones de transmission
  • Alimenter les grappes industrielles ou les zones économiques
  • Intégration à haute tension des usines d'énergie renouvelable (solaire, éolien)
  • Connectivité de la grille transfrontalière

Considérations de conception

Lors de la conception d'une sous-station de 220 kV, les ingénieurs considèrent:

  • Demande de charge et niveaux de défaut prévus
  • Conditions géographiques et environnementales
  • Disponibilité des terres (AIS vs SIG)
  • Possibilités d'expansion futures
  • Sécurité et accessibilité
  • Cybersécurité dans les sous-stations connectées au SCADA

Avantages de 220 kV de sous-stations

  • Transmission à longue distance efficace
  • Réduction des pertes de puissance par rapport aux tensions inférieures
  • Capacité de charge élevée pour les réseaux industriels et utilitaires
  • Stabilité améliorée de la grille avec des schémas de protection appropriés
  • Prêt pour l'intégration pour les plateformes de réseau intelligent et d'automatisation

Défis

  • Coût élevé d'installation et d'équipement
  • Besoin de main-d'œuvre qualifiée et de normes de mise en service strictes
  • Gestion de l'environnement (confinement du pétrole, manipulation SF₆)
  • Complexité de maintenance dans les configurations multi-baies

Conclusion

Une sous-station de 220 kV est une pierre angulaire de l'infrastructure d'énergie moderne, offrant une transmission, une protection et une régulation efficaces de la puissance à haute tension.

Avec la montée des réseaux intelligents et la demande d'intégration d'énergie propre, 220 kVsous-stationsComprendra de plus en plus la surveillance numérique, la conception du SIG, le fonctionnement à distance et la maintenance prédictive alimentée par l'IA - les rendant plus intelligents, plus sûrs et plus fiables que jamais.

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