Subestacións compactas de 11kV

Introdución

A implacable demanda de electricidade fiable no noso mundo cada vez máis urbanizado e industrializado require redes de distribución de enerxía eficientes e robustas. Subestacións compactas de 11kv (CSS), tamén coñecido como subestacións envasadas (PSS) ou subestacións unitidas (USS).

Estas montaxes deseñadas representan unha evolución significativa no deseño de subestacións, integrando compoñentes clave nunha única unidade construída por fábrica.

Que é unha subestación compacta (CSS)?

Unha subestación compacta é esencialmente un conxunto de subestación eléctrica autónoma, prefabricado e probado nun ambiente de fábrica antes de ser transportado ao sitio para a súa instalación.

Concretamente para unSubestación compacta de 11kv, a función primaria é recibir enerxía eléctrica a nivel de tensión media de 11kV (MV), transformala ata unha tensión de baixa tensión (LV)-normalmente 400V, 415V ou tensións de tres fases similares (como o sistema 380V/220V a miúdo derivado a nivel inferior en Taiwán, aínda que a potencia de LV de 415V/240V é unha potencia directa. integración dentro dunha unidade única, compacta e pechada.

Este cambio de filosofía de deseño ofrece numerosas vantaxes, movendo gran parte do complexo asemblea e probas do campo desde o campo a un ambiente de fábrica controlado, afectando significativamente os prazos de tempo e a garantía de calidade.

Compoñentes clave dunha subestación compacta de 11kv

Aínda que os deseños varían entre fabricantes (como ABB, Schneider Electric, Siemens, Eaton e numerosos xogadores rexionais), un CSS de 11kV típico comprende tres compartimentos funcionais principais aloxados dentro dun recinto compartido:

1. Compartimento de conmutador de tensión media (MV) (lado de 11kv):Esta sección alberga o equipo para conectarse á subministración de 11kV entrante e proporcionar a conmutación e protección.
   • Unidade principal do anel (RMU):Unha elección moi común, especialmente para as redes de distribución.
   • Paneis de conmutador MV:Nalgúns CSS máis grandes ou deseños específicos de aplicacións, pódense empregar paneis autónomos de cambio de MV con interruptores (baleiro ou SF6), ofrecendo maiores capacidades pero potencialmente aumentando a pegada.
   • Protección:A protección contra os fallos de sobrecorrente e a terra ofrécese por fusibles (a miúdo combinados con interruptores de rotura de carga) ou por relés que operan interruptores de circuítos MV.
2. Compartimento do transformador:Isto alberga o transformador de enerxía responsable de abandonar a tensión de 11kV ata o nivel de LV requirido.
   • Tipo:Pode ser calquera dos dousImmerado de aceite(Refrixeración onan/onaf) outipo seco(AN/AF refrixeración, usando resina fundida ou impregnación da presión do baleiro).
   • Valoración:Normalmente oscilan entre 100 kVa ata 2500 kVa ou incluso superiores para aplicacións de distribución de 11kV, dependendo dos requisitos de carga.
   • Grupo vectorial e impedancia:Parámetros normalizados críticos para o funcionamento paralelo e os cálculos do nivel de fallos.
3. Compartimento de conmutador de baixa tensión (LV) (por exemplo, lado 415V/240V):Esta sección contén a placa de distribución de LV para controlar e protexer os alimentadores de LV saíntes.
   • Principal interruptor de entrada:Un interruptor de aire (ACB) ou un interruptor de funcións moldeado (MCCB) conectado aos terminais LV do transformador.
   • Alimentadores saíntes:Múltiples unidades MCCBs ou fusibles que protexen circuítos individuais de LV subministrando cargas.
   • Instrumentación e medición:Contadores de tensión/corrente, contadores de enerxía (segundo o requirido pola utilidade ou a instalación).
   • Barras de autobús:Barras de cobre ou aluminio distribuíndo a potencia LV.
4. Recinto e auxiliares:A vivenda común que proporciona protección e integridade estrutural.
   • Material:Normalmente, a folla galvanizada de aceiro con acabado de pintura duradeira, aínda que ás veces se usan outros materiais como GRP (poliéster reforzado de vidro).
   • Titulación de protección:Clasificado segundo IEC 60529 (por exemplo, IP54 ou IP55) para protexerse contra a entrada de po e o spray de auga, garantindo a idoneidade para a instalación ao aire libre.
   • Ventilación:Os sistemas de ventilación natural ou forzada son cruciais, especialmente para o compartimento do transformador, para xestionar a disipación de calor.
   • Características de intercambio e seguridade:Os enlaces mecánicos e ás veces eléctricos evitan operacións inseguras (por exemplo, accedendo ao compartimento MV mentres están en directo).

Vantaxes de utilizar subestacións compactas de 11kv

A natureza integrada e prefabricada de CSS de 11kV ofrece vantaxes convincentes sobre a construción tradicional da subestación:

• Aforro de espazo significativo:A súa pegada compacta é ideal para áreas urbanas densamente poboadas, sitios industriais con espazo limitado ou instalacións subterráneas.
• Tempo de instalación reducido e custo:Ao ser construído en fábrica e probado, o traballo in situ minimízase principalmente á preparación da fundación civil, ás conexións por cable e á posta en servizo.
• Mellor seguridade:O deseño metálico pechado con enlaces de seguridade incorporados proporciona unha protección superior para o persoal en comparación coas instalacións ao aire libre.
• Improved Aesthetics & Lower Environmental Impact:O deseño pechado é visualmente menos intrusivo que as subestacións ao aire libre, mesturando mellor en paisaxes urbanas ou sensibles.
• Natureza de plug-and-play:A unidade integrada simplifica o deseño e a contratación.
• Alta fiabilidade:A montaxe de fábrica en condicións controladas xeralmente leva a unha maior calidade e fiabilidade de construción en comparación coa montaxe de campo.
• Flexibilidade:Os deseños normalizados permiten unha replicación máis sinxela, mentres que os conceptos modulares ofrecen certo grao de personalización e potencial expansión ou recolocación futura, especialmente para versións montadas por deslizamento.

Onde se aplican as subestacións compactas de 11kV?

A versatilidade e as vantaxes de CSS de 11kV fan que sexan adecuadas para unha ampla gama de aplicacións:

• Distribución urbana e residencial:Potenciando complexos de apartamentos, desenvolvementos de vivendas e barrios onde o espazo está en materia de premio e estética.
• Instalacións industriais:Proporcionar poder fiable ás fábricas, procesar plantas, unidades de fabricación, a miúdo requirindo unha transformación de enerxía localizada dedicada.
• Sector comercial:Esencial para edificios grandes como centros comerciais, torres de oficina, hoteis, hospitais e centros de datos que teñen importantes demandas de enerxía.
• Proxectos de infraestrutura:Subministración de enerxía para aeroportos, sistemas ferroviarios (tracción e sinalización), portos e túneles.
• Integración de enerxías renovables:Conectando explotacións solares (plantas fotovoltaicas) e parques eólicos á rede de distribución de 11kV, a miúdo requirindo solucións robustas ao aire libre.
• Subministración de enerxía temporal:Usado para grandes canteiros de construción, eventos ou escenarios de restauración de enerxía de emerxencia debido ao seu despregamento relativamente rápido.

Tendencias do mercado e contexto de desenvolvemento

A demanda de subestacións compactas de 11kV está crecendo constantemente, impulsada por varias tendencias mundiais e rexionais interconectadas:

• Urbanización rápida:O crecemento continuo das cidades de todo o mundo require unha infraestrutura eficiente no espazo, convertendo a CSS na solución preferida para os novos desenvolvementos urbanos.
• Modernización da rede:As utilidades están a actualizar a infraestrutura de envellecemento.
• Xeración distribuída:O aumento das fontes de enerxía renovable (RES) require numerosos puntos de conexión de rede distribuída.
• Concéntrase na seguridade e fiabilidade:As normas de seguridade cada vez máis estritas e o elevado custo das interrupcións impulsan as industrias e as utilidades cara a solucións inherentemente máis seguras e probadas por fábrica como CSS.
• Efectividade do custo:Aínda que o custo unitario inicial pode parecer superior aos compoñentes non montados, o aforro en terreos, obras civís, tempo de instalación e mantemento potencialmente reducido adoita producir un menor custo total de propiedade.

Parámetros técnicos clave e especificacións

Ao especificar ou avaliar un CSS de 11kV, os enxeñeiros deben considerar varios parámetros críticos:

• Tensión primaria clasificada:11kV (aliñando coa rede MV).
• Tensión secundaria nominal:Por exemplo, 400V, 415V, 380V/220V (dependendo das normas e da aplicación locais).
• Potencia nominal (KVA):Determinado pola demanda máxima de carga, considerando a diversidade e o crecemento futuro.
• Frecuencia nominal:50 Hz ou 60 Hz (Taiwán opera a 60Hz).
• Switchgear MV:
  • Tipo: RMU (SF6/Air/Solid illado), interruptores desconectores con fusibles, interruptor (baleiro/SF6).
  • Valorado a curta duración de corrente e duración (por exemplo, 16ka ou 20ka durante 1 seg).
  • Corrente de soporte de pico clasificado.
  • A corrente de interrupción nominal (para interruptores de circuítos/interruptores fundidos).
• Switchgear LV:
  • Configuración: número e clasificación (amperios) de alimentadores saíntes (MCCB/fusibles).
  • Clasificación principal de ingresos (ACB/MCCB).
  • Clasificación de soporte de curtocircuíto (KA).
• Transformador:Tipo (aceite/seco), clasificación KVA, refrixeración (onan/an), grupo vectorial (por exemplo, Dyn11), impedancia porcentual (%z).
• Niveis de illamento (BIL):Clasificacións básicas de nivel de impulso para lados MV e LV (por exemplo, 75kv BIL para equipos de 11kV).
• Grao de protección (clasificación IP):Por exemplo, IP54 indica protección contra a entrada de po e o spray de auga desde todas as direccións.
• Estándares aplicables:É crucial o cumprimento dos estándares internacionais internacionais (IEC 62271-202) e potencialmente locais (como os estándares específicos do SNC ou os requisitos de Taipower en Taiwán).

Comparación: subestacións compactas vs. subestacións convencionais

Característica	Subestación compacta de 11kv (CSS)	Subestación convencional de 11kv
Pegada	Moi pequeno, optimizado	Grande, require unha área terrestre importante
Tempo de instalación	Curto (días/semanas)	Longo (semanas/meses)
Obras civís	Mínimo (almofada de fundación)	Extenso (fundacións, estruturas, valos)
Custo	Menor custo do ciclo de vida a miúdo, unidade inicial máis alta	Menor custo de compoñentes, maior proxecto global
Seguridade	Alto (pechado, entrelazado, probado tipo)	Moderado (ao aire libre, require acceso estrito)
Ambiental	Baixo impacto visual, menos interrupción do sitio	Maior impacto visual, máis traballo no sitio
Flexibilidade	Alto (normalizado, potencialmente recolocable)	Baixo (instalación fixa)
Mantemento	Xeralmente máis sinxelo acceso a pezas integradas	Pode requirir acceso por unha área máis grande

导出到 Google 表格

Os principais fabricantes como Schneider Electric, ABB e Siemens adoitan ofrecer comparacións detalladas que destacan o custo total da propiedade e das vantaxes de velocidade de despregamento das solucións CSS en aplicacións adecuadas.

Orientación de selección para subestacións compactas de 11kV

A elección do CSS de 11kV adecuado require unha consideración minuciosa das necesidades específicas do proxecto:

1. Definir os requisitos de carga:Determinar con precisión a demanda de KVA presente e futura para dimensionar correctamente o transformador.
2. Analizar a interface de rede MV:¿É un anel ou un feed radial?
3. Calcula os niveis de falla:Determinar a corrente máxima de curtocircuíto prospectivo no punto de conexión MV.
4. Avaliar as condicións ambientais:Considere o rango de temperatura ambiente, a altitude, a humidade, a actividade sísmica e o potencial de corrosión.
5. Avaliar as restricións do sitio:Factor no espazo dispoñible, rutas de acceso para a entrega e mantemento e calquera requisito estético.
6. Especifique as necesidades de distribución de VV:Determinar os requisitos de número, tamaño e protección para os alimentadores de LV saíntes.
7. Considere a automatización e o seguimento:O CSS necesita integrarse cun sistema SCADA?
8. Asegúrese de cumprir as normas:Verifique o cumprimento da Internacional relevante (IEC) eCrucialmente, normas e regulamentos locais de utilidade(por exemplo, estándares de Taipower en Taiwán).
9. Avaliar os fabricantes:Considere a reputación do fabricante, historial, soporte técnico, garantía e dispoñibilidade de recambios.

As subestacións compactas de 11kV xurdiron como pedra angular da moderna infraestrutura de distribución eléctrica.

Preguntas frecuentes (preguntas frecuentes)