תחנות משנה קומפקטיות 11kV

מָבוֹא

הביקוש הבלתי נלאה לחשמל אמין בעולמנו העירוני והמתועש יותר ויותר מחייב רשתות חלוקת כוח יעילות וחזקות. תחנות משנה קומפקטיות של 11KV (CSS), המכונה גם תחנות משנה ארוזות (PSS) או תחנות יחידה (USS).

מכלולים מהונדסים אלה מייצגים התפתחות משמעותית בתכנון תחנות משנה, ומשלבים רכיבי מפתח ביחידה יחידה שנבדקת מסוג, שנבדקה על ידי המפעל.

מהו תחנת משנה קומפקטית (CSS)?

תחנת משנה קומפקטית היא למעשה מכלול תחנת משנה חשמלית עצמאית, טרום-טרום ונבדק בסביבת מפעל לפני שהועבר לאתר להתקנה.

ספציפית עבורתחנת משנה קומפקטית של 11KVהפונקציה העיקרית היא לקבל כוח חשמלי ברמת המתח הבינוני של 11KV (MV), להפוך אותו למתח נמוך שמיש (LV)-בדרך כלל 400 וולט, 415 וולט, או מתח תלת פאזי דומה (כמו מערכת 380V/220 וולט של LIST LIGHT THE LIRTIONT THE LIRTIONT THE LIRTING THER THE COMINER THER THE COMINER THER THER TO COMINITY TO COMINER THERLOUTE THE LIT THEAROUTE THE LIR THERLOUTIT THERLOUTIT THER THERLOUTIS THE LIR THEARLOUTIS THE LV). שילוב בתוך יחידה יחידה, קומפקטית וסגורהו

שינוי פילוסופיה תכנון זה מציע יתרונות רבים, המעבירים חלק ניכר מעבודות ההרכבה והבדיקה המורכבות מהשדה לסביבת מפעל מבוקרת, ומשפיעים באופן משמעותי על צירי הזמן של הפרויקט ואבטחת איכות.

רכיבי מפתח בתחנת משנה קומפקטית של 11 קילוואט

בעוד שהעיצובים משתנים בין היצרנים (כמו ABB, שניידר אלקטריק, סימנס, איטון ושחקנים אזוריים רבים), CSS טיפוסי 11KV כולל שלושה תאים פונקציונליים עיקריים ששוכנים במתחם משותף:

1. תא מתח בינוני (MV) תא מתגים (צד 11 קילוואט):פרק זה מאכלס את הציוד לחיבור לאספקת 11kV הנכנסת ומתן מיתוג והגנה.
   • יחידה ראשית טבעת (RMU):בחירה נפוצה מאוד, במיוחד עבור רשתות הפצה.
   • לוחות מתג MV:בכמה CSS גדולים יותר או בעיצובים ספציפיים של יישומים, ניתן להשתמש בפנלים מתגים MV עצמאיים עם מפסקי חשמל (ואקום או SF6), המציעים יכולות גבוהות יותר אך עלול להגדיל את טביעת הרגל.
   • הֲגָנָה:הגנה מפני תקלות של זרם יתר ואדמה ניתנת על ידי נתיכים (לעתים קרובות בשילוב מתגי הפסקת עומס) או על ידי ממסרים המפעילים מפסקי MV.
2. תא שנאי:זה מאכלס את שנאי הכוח האחראי על הפסקת המתח מ- 11KV לרמת ה- LV הנדרשת.
   • סוּג:יכול להיות גםשמן שמן(קירור Onan/Onaf) אוסוג יבש(קירור AN/AF, באמצעות שרף יצוק או הספגה בלחץ ואקום).
   • דֵרוּג:בדרך כלל נעים בין 100 קילוואט עד 2500 kVa או אפילו יותר עבור יישומי חלוקה של 11 קילוואט, תלוי בדרישות העומס.
   • קבוצת וקטור ועכבה:פרמטרים סטנדרטיים קריטיים להפעלה מקבילה ולחישובי רמת תקלות.
3. תא מתג נמוך (LV) תא מתג (למשל, צד 415V/240V):פרק זה מכיל את לוח ההפצה של LV לבקרה והגנה על מזיני LV היוצאים.
   • מפסק נכנס עיקרי:מפסק אוויר (ACB) או מפסק מקרים מעוצב (MCCB) המחובר למסופי ה- LV של השנאי.
   • מזינים יוצאים:מספר יחידות MCCB או נתיכים המגנים על מעגלי LV בודדים המספקים עומסים.
   • מכשיר ומדידה:מטרים מתח/זרם, מד אנרגיה (כנדרש על ידי שירות או מתקן).
   • סרגל האוטובוסים:סרגל אוטובוסים של נחושת או אלומיניום המפיצים את כוח ה- LV.
4. מארז ועזרות:הדיור המשותף המספק הגנה ושלמות מבנית.
   • חוֹמֶר:בדרך כלל משתמשים בפלדת גיליון מגולוונת עם גימור צבע עמיד, אם כי לפעמים משתמשים בחומרים אחרים כמו GRP (פוליאסטר מחוזק זכוכית).
   • תואר הגנה:מדורג על פי IEC 60529 (למשל, IP54 או IP55) כדי להגן מפני כניסת אבק וריסוס מים, מה שמבטיח התאמה להתקנה בחוץ.
   • אוורור:מערכות אוורור טבעיות או מאולצות הן מכריעות, במיוחד עבור תא השנאי, לניהול פיזור החום.
   • תכונות משתלבות ובטיחות:משתלבים מכניים ולעיתים חשמליים מונעים פעולות לא בטוחות (למשל, גישה לתא MV בזמן חי).

היתרונות של השימוש בתחנות קומפקטיות של 11 קילוואט

האופי המשולב והטרומי של CSS 11KV מציע יתרונות משכנעים על פני בניית תחנות משנה מסורתיות:

• חיסכון משמעותי בחלל:טביעת הרגל הקומפקטית שלהם אידיאלית לאזורים עירוניים מאוכלסים בצפיפות, אתרים תעשייתיים עם שטח מוגבל או מתקנים תת -קרקעיים.
• זמן התקנה מופחת ועלות:היותו נבנה ונבדק במפעל, עבודה באתר ממוזערת בעיקר להכנת יסוד אזרחית, חיבורי כבלים והזמנת.
• בטיחות משופרת:התכנון המתכתי המצורף עם משתלבי בטיחות מובנים מספק הגנה מעולה לאנשי צוות בהשוואה למתקנים באוויר הפתוח.
• אסתטיקה משופרת והשפעה סביבתית נמוכה יותר:העיצוב הסגור הוא פחות פולשני מבחינה ויזואלית מתחנות תחתוניות פתוחות, ומשתלב טוב יותר לנופים עירוניים או רגישים.
• טבע פלאג-משחק:היחידה המשולבת מפשטת את העיצוב והרכש.
• אמינות גבוהה:הרכבת מפעל בתנאים מבוקרים מובילה בדרך כלל לאיכות ואמינות גבוהה יותר לבנייה בהשוואה להרכבה של השדה.
• גְמִישׁוּת:עיצובים סטנדרטיים מאפשרים שכפול קל יותר, ואילו מושגים מודולריים מציעים מידה מסוימת של התאמה אישית והתרחבות או מעבר עתידי פוטנציאלי, במיוחד עבור גרסאות רכובות החלקה.

היכן מיושמים תחנות משנה קומפקטיות של 11kV?

הרבגוניות והיתרונות של CSS 11kV הופכים אותם למתאימים למגוון רחב של יישומים:

• חלוקת עירונית ומגורים:מתחמי דירות מניעים, פיתוחים ושכונות בהן המרחב נמצא בפרמיה ואסתטיקה חשובים.
• מתקנים תעשייתיים:מתן כוח אמין למפעלים, מפעלי עיבוד, יחידות ייצור, לרוב דורשות טרנספורמציה של כוח ייעודי ומקומי.
• מגזר מסחרי:חיוני לבניינים גדולים כמו קניונים, מגדלי משרדים, מלונות, בתי חולים ומרכזי נתונים שיש להם דרישות כוח משמעותיות.
• פרויקטים של תשתית:אספקת חשמל לשדות תעופה, מערכות רכבת (משיכה ואיתות), יציאות ומנהרות.
• שילוב אנרגיה מתחדשת:חיבור חוות סולאריות (צמחי PV) וחוות רוח לרשת ההפצה של 11 קילוואט, ולעתים קרובות דורשות פתרונות חיצוניים וחזקים.
• ספק כוח זמני:משמש לאתרי בנייה גדולים, אירועים או תרחישים לשיקום כוח חירום בגלל פריסתם המהירה יחסית.

מגמות שוק והקשר פיתוח

הביקוש לתחנות קומפקטיות של 11kV צומח בהתמדה, מונע על ידי מספר מגמות גלובליות ואזוריות מחוברות זו בזו:

• עיור מהיר:צמיחה רציפה של ערים ברחבי העולם מחייבת תשתית חסכונית בחלל, מה שהופך את CSS לפיתרון המועדף על התפתחויות עירוניות חדשות.
• מודרניזציה של רשת:השירותים משדרגים את תשתית ההזדקנות.
• דור מבוזר:הזינוק במקורות אנרגיה מתחדשים (RES) דורש מספר נקודות חיבור רשת מבוזרות.
• התמקד בבטיחות ואמינות:תקנות בטיחות מחמירות יותר ויותר והעלות הגבוהה של הפסקות דוחפות תעשיות ושירותים לעבר פתרונות בטוחים יותר ובוחנים במפעל כמו CSS.
• יעילות עלות:אמנם עלות היחידה הראשונית עשויה להיראות גבוהה יותר מאשר רכיבים בלתי מורכבים, אך החיסכון בקרקע, עבודות אזרחיות, זמן התקנה ותחזוקה מופחתת עלולה לרוב גורמים לעלות בעלות מוחלטת נמוכה יותר.

פרמטרים ומפרטים טכניים מרכזיים

בעת ציון או הערכת CSS של 11 קילוואט, על המהנדסים לשקול מספר פרמטרים קריטיים:

• מתח ראשוני מדורג:11KV (התאמה לרשת MV).
• מתח משני מדורג:למשל, 400V, 415V, 380V/220V (תלוי בתקנים וביישום המקומיים).
• כוח מדורג (KVA):נקבע על ידי דרישת העומס המרבית, בהתחשב במגוון ובצמיחה עתידית.
• תדירות מדורגת:50 הרץ או 60 הרץ (טייוואן פועלת בגובה 60 הרץ).
• MV SwitchGear:
  • סוג: RMU (SF6/AIR/מבודד מוצק), מתגי ניתוק עם נתיכים, מפסק (ואקום/SF6).
  • דירוג זמן קצר עומד בפני זרם ומשך זמן (למשל, 16KA או 20KA למשך 1 שניות).
  • שיא המדורג עם זרם שיא.
  • זרם הפרעה מדורג (עבור מפסקים/מתגים מתמזגים).
• מתג LV:
  • תצורה: מספר ודירוג (אמפר) של מזינים יוצאים (MCCBS/FOSES).
  • דירוג Incomer הראשי (ACB/MCCB).
  • דירוג עמידה בקצרה (KA).
• שַׁנַאי:סוג (שמן/יבש), דירוג KVA, קירור (ONAN/AN), קבוצת וקטור (למשל, DYN11), עכבה אחוז (%Z).
• רמות בידוד (BIL):דירוגי רמת דחף בסיסיים לצדדי MV ו- LV (למשל, 75KV BIL עבור ציוד 11KV).
• מידת ההגנה (דירוג IP):למשל, IP54 מציין הגנה מפני כניסת אבק וריסוס מים מכל הכיוונים.
• סטנדרטים חלים:עמידה בפני בינלאומי רלוונטי (IEC 62271-202) ולסטנדרטים מקומיים שעלולים להיות מקומיים (כמו תקני CNS ספציפיים או דרישות Taipower בטייוואן) היא מכריעה.

השוואה: תחנות משנה קומפקטיות לעומת תחנות משנה קונבנציונאליות

תכונה	תחנת משנה קומפקטית של 11KV (CSS)	תחנת משנה קונבנציונאלית 11kV
עָקֵב	קטן מאוד, אופטימיזציה	גדול, דורש שטח קרקע משמעותי
זמן התקנה	קצר (ימים/שבועות)	ארוך (שבועות/חודשים)
עבודות אזרחיות	מינימלי (כרית יסוד)	נרחב (יסודות, מבנים, גדר)
עֲלוּת	עלות מחזור חיים נמוכה יותר לעיתים קרובות, יחידה ראשונית גבוהה יותר	עלות רכיב נמוכה יותר, פרויקט כולל גבוה יותר
בְּטִיחוּת	גבוה (סגור, זה בזה, נבדק סוג)	בינוני (אוויר פתוח, דורש גישה קפדנית)
סְבִיבָתִי	השפעה חזותית נמוכה, פחות שיבוש באתר	השפעה חזותית גבוהה יותר, יותר עבודה באתר
גְמִישׁוּת	גבוה (סטנדרטי, פוטנציאלי ניתן לשינוי)	נמוך (התקנה קבועה)
תַחזוּקָה	בדרך כלל גישה קלה יותר לחלקים משולבים	יכול לדרוש גישה על שטח גדול יותר

导出到 גוגל 表格

יצרנים עיקריים כמו שניידר אלקטריק, ABB ו- Siemens מספקים לעתים קרובות השוואה מפורטת המדגישים את העלות הכוללת של בעלות ויתרונות מהירות פריסה של פתרונות CSS ביישומים מתאימים.

הנחיות בחירה לתחנות קומפקטיות של 11KV

בחירת ה- CSS הנכון של 11KV דורשת בחינה מדוקדקת של הצרכים הספציפיים לפרויקט:

1. הגדר דרישות עומס:קבע במדויק את הדרישה KVA הנוכחית והעתידית לגודל השנאי בצורה נכונה.
2. נתח ממשק רשת MV:האם זה טבעת או הזנה רדיאלית?
3. חישוב רמות תקלות:קבע את זרם הקצר הקצר המקסימלי המקסימלי בנקודת החיבור MV.
4. להעריך תנאים סביבתיים:שקול טווח טמפרטורות הסביבה, גובה, לחות, פעילות סייסמית ופוטנציאל לקורוזיה.
5. הערך אילוצי אתרים:גורם בשטח זמין, נתיבי גישה למסירה ותחזוקה וכל דרישות אסתטיות.
6. ציין את צרכי ההפצה של LV:קבע את דרישות המספר, הגודל וההגנה עבור מזיני LV יוצאים.
7. שקול אוטומציה ומעקב:האם ה- CSS צריך להשתלב במערכת SCADA?
8. להבטיח תאימות לסטנדרטים:אמת את הציות ל- IEC (IEC) הרלוונטי (IEC) ו-באופן חיוני, תקני ותקנות השירות המקומיים(למשל, תקני טייפאוור בטייוואן).
9. להעריך את היצרנים:שקול מוניטין של היצרן, רישום מסלול, תמיכה טכנית, אחריות וזמינות של חלקי חילוף.

תחנות משנה קומפקטיות 11KV התגלו כאבן יסוד של תשתית הפצה חשמלית מודרנית.

שאלות נפוצות (שאלות נפוצות)