תחנת משנה של 220 קילוואט: מבנה, רכיבים ויישומים

מָבוֹא

אתחנת משנה של 220 קילוואטהוא מתקן חשמלי במתח גבוה הממלא תפקיד קריטי במערכות העברת חשמל אזוריות.

כאשר המדינות מרחיבות את תשתיות הכוח שלהן כדי לעמוד בצמיחה תעשייתית, עיור ושילוב אנרגיה מתחדשת, תחנות תחנות 220 קילוואט נפרסות יותר ויותר ברשתות לאומיות, במסדרונות תעשייתיים ובמחברים בין אזוריים.

---

מהו תחנת משנה של 220 קילוואט?

אתחנת משנה של 220 קילוולט (KV)פועל במתח נומינלי של 220,000 וולט והוא בדרך כלל חלק מרשת ההולכה במתח גבוה.

תחנות משנה אלה נועדו בדרך כלל:

• חיבר תחנות כוח לרשתות הילוכים
• אזורי רשת אזוריים
• לספק צרכנים בעלי עומס גבוה כמו תעשיות כבדות או מרכזי נתונים
• לקבל כוח בתפזורת להפצה לתחנות משנה קטנות יותר

---

פונקציות עיקריות של תחנת משנה של 220 קילוואט

• טרנספורמציה מתח: הגדר או הפוך את המתח בין רמות רשת שונות.
• בקרת זרימת כוח: נתב חשמל למזינים ואזורים רצויים.
• הגנת מערכת: בידוד מעגלים פגומים למניעת הפסקות מפלס.
• איזון רשת: נהל שיתוף עומסים בין רשתות מקבילות.
• ניטור ואוטומציה: השתמש ב- SCADA ו- IEDs לצורך אבחון ובקרה בזמן אמת.

---

רכיבי מפתח בתחנת משנה של 220 קילוואט

תחנת משנה של 220 קילוואט כוללת מגוון של ציוד מתח גבוה ומערכות תמיכה.

1.שנאי כוח

• דירוג מתח: 220/132 קילוואט, 220/66 קילוואט, 220/33 קילוואט
• קיבולת: 100 MVA ל- 315 MVA
• קירור: אונאן / אונאף (אוויר טבעי בשמן טבעי / אוויר טבעי מאולץ)
• עשוי לכלול מחליף ברז על עומס (OLTC)

2.מפסקים

• סוג: SF₆ מבודד גז או ואקום (לחלקים מתח נמוך יותר)
• פונקציה: להפריע זרמי תקלות בתנאים לא תקינים
• מותקן על מזינים נכנסים/יוצאים ומפרצי שנאי

3.מבודדים (ניתוק מתגי)

• משמש לבידוד ציוד ללא עומס
• זמין בעיצוב יחיד או כפול הפסקות
• עשוי לכלול מתג אדמה לבטיחות במהלך התחזוקה

4.רובוטריקים נוכחיים (CTS)

• פונקציה: ספק אותות זרם מדרכים למדידה והגנה
• יחס אופייני: 1200/1a, 1500/1a

5.שנאי מתח / קורות חיים

• הפוך את המתח הגבוה לממסרי מגן ומטרים
• יכול לשמש גם כמכשירי צימוד אותות מוביל במערכות תקשורת

6.מעצרי ברק

• הגן על ציוד מפני שביתות ברק ומחלקי מיתוג
• מותקן בערכי קו ובשנאים קרובים

7.מערכת סרגל האוטובוס

• סוגים: אוטובוס יחיד, אוטובוס כפול, אוטובוס עיקרי והעברה
• מוליך כוח בין רכיבים בתחנת המשנה
• חומר: נחושת או אלומיניום, לעתים קרובות צינוריים או מבוססי מוליך

8.לוחות בקרה וממסר

• ממסרים דיגיטליים לבית, מנדטים, מטרים ומודולי קלט/פלט של SCADA
• ממוקם בחדר בקרת תחנת המשנה או בבנייני בקרה טרומיים

9.מערכת הארקה

• מבטיח הבטיחות והגנה על ציוד כוח אדם
• עיצוב רשת עוקב אחר IEEE 80 או סטנדרטים שווים
• Includes earth mat, rods, conductors, and pits

10.מערכת SCADA

• מערכת בקרת פיקוח ורכישת נתונים לניטור מרחוק
• מתממשק לכל מכשירי ההגנה הדיגיטליים (IEDs)
• מאפשר גילוי תקלות בזמן אמת, ניתוח עומס ושלט רחוק

11.בנק סוללות ומטענים

• מספק כוח ללא הפרעה למערכות הגנה ובקרה
• הגיבוי בדרך כלל נמשך 2-6 שעות תלוי בעומס
• בדרך כלל מערכות 220 וולט DC או 110V DC

---

סוגים של תחנות משנה של 220 קילוואט

1.AIS (תחנה מבודדת אוויר)

• ציוד מותקן בחוץ ואוויר הוא מדיום הבידוד העיקרי
• קל יותר לבדוק ולתחזק
• דורש יותר מקום והוא פגיע לזיהום ומזג אוויר

2.GIS (תחנה מבודדת בגז)

• הציוד שוכן בתאי גז SF₆ סגורים מתכת
• קומפקטי, תחזוקה נמוכה, מתאימה לסביבות עירוניות או קשות
• עלות מקדימה גבוהה יותר אך הוצאות תפעוליות לטווח הארוך נמוכות יותר

3.תחנת משנה היברידית

• משלב תכונות של AIS ו- GIS
• מיטוב מקום ועלות
• משמש לעתים קרובות להתאמה מחדש או בשדרוגים חלקים

---

פריסת תחנת משנה של 220 קילוואט

פריסה טיפוסית כוללת:

• 2 קווים נכנסים או יותר (220 קילוואט מזינים)
• 2–4 שנאי חשמל (220/132 או 220/66 קילוואט)
• מזינים יוצאים מרובים לתחנות מתח נמוך יותר
• סרגלות מסודרות באוטובוס כפול או בתכניות מפסקות וחצי
• מפרצי שנאי ומפרצי קו
• בניית חדר בקרה עם SCADA וגיבוי סוללות

---

יישומים של תחנות משנה של 220 קילוואט

תחנות משנה של 220 קילוואט נמצאות בשימוש נרחב ב:

• העברת כוח בינלאומית או בין-אזורית
• פינוי כוח בתפזורת מצמחי הידרו, תרמיים או סולאריים
• חיבור רשת בין אזורי העברה
• מפעילים אשכולות תעשייתיים או אזורים כלכליים
• שילוב מתח גבוה של צמחי אנרגיה מתחדשים (סולארי, רוח)
• קישוריות רשת חוצה גבולות

---

שיקולי עיצוב

בעת תכנון תחנת משנה של 220 קילוואט, מהנדסים שוקלים:

• דרישת עומס וחיזוי רמות תקלות
• תנאים גיאוגרפיים וסביבתיים
• זמינות קרקעות (AIS לעומת GIS)
• אפשרויות הרחבה עתידיות
• Safety and accessibility
• אבטחת סייבר בתחנות המשנה המחוברות ל- SCADA

---

יתרונות של תחנות משנה של 220 קילוואט

• העברה יעילה למרחקים ארוכים
• הפסדי כוח מופחתים בהשוואה למתחים נמוכים יותר
• יכולת עומס גבוהה לרשתות תעשייתיות ושירותים
• יציבות רשת משופרת עם תוכניות הגנה מתאימות
• מוכן לשילוב לפלטפורמות רשת ואוטומציה חכמות

---

אתגרים

• עלויות התקנה וציוד גבוהות
• צורך בכוח עבודה מיומן ותקני הזמנה קפדניים
• ניהול סביבתי (הכללת נפט, טיפול ב- SF₆)
• מורכבות תחזוקה בתצורות מרובות-מפרץ

---

מַסְקָנָה

תחנת משנה של 220 קילוואט היא אבן יסוד של תשתית כוח מודרנית, המספקת העברה יעילה, הגנה ויסות של כוח מתח גבוה.

עם עליית הרשתות החכמות והביקוש לשילוב אנרגיה נקייה, 220 קילוואט עתידיותתחנות משנהיכלול יותר ויותר ניטור דיגיטלי, תכנון GIS, פעולה מרחוק ותחזוקה חזויה המופעלת על ידי AI-מה שהופך אותם לחכמים יותר, בטוחים ואמינים יותר מתמיד.