11kV Sostazioni compatte

Introduzione

L'incessante domanda di elettricità affidabile nel nostro mondo sempre più urbanizzato e industrializzato richiede reti di distribuzione di energia efficienti e solide. Sostazioni compatte da 11kV (CSS), noto anche come sottostazioni confezionate (PSS) o sottostazioni univate (USS).

Questi gruppi ingegnerizzati rappresentano una significativa evoluzione nella progettazione di sottostazioni, integrando i componenti chiave in un'unica unità di tipo in fabbrica.

Cos'è una sottostazione compatta (CSS)?

Una sottostazione compatta è essenzialmente un gruppo di sottostazioni elettriche autonome, prefabbricato e testato in un ambiente di fabbrica prima di essere trasportato sul sito per l'installazione.

Specificamente per un11kV Sostazione compatta, la funzione primaria è quella di ricevere energia elettrica a livello di tensione media (MV) di 11 kV, trasformarla in una bassa tensione utilizzabile (LV)-comunemente 400 V, 415 V o simili tensioni trifase (come il sistema LV 380V/220 V spesso derivato a valle in TAIWAN, sebbene 415V/240v è un alimentazione a livello globale a 380 V. Integrazione all'interno di un'unità singola, compatta e chiusa.

Questo spostamento della filosofia del design offre numerosi vantaggi, spostando gran parte del complesso lavoro di assemblaggio e test dal campo in un ambiente di fabbrica controllato, influenzando significativamente le tempistiche del progetto e la garanzia della qualità.

Componenti chiave di una sottostazione compatta da 11kV

Mentre i progetti variano tra i produttori (come ABB, Schneider Electric, Siemens, Eaton e numerosi attori regionali), un tipico CSS da 11kV comprende tre principali compartimenti funzionali alloggiati all'interno di un recinto condiviso:

1. Viaggio di medie tensioni (MV) Compirment (lato 11kV):Questa sezione ospita l'attrezzatura per il collegamento alla fornitura di 11kV in arrivo e la fornitura di commutazione e protezione.
   • Ring Main Unit (RMU):Una scelta molto comune, in particolare per le reti di distribuzione.
   • Pannelli MV di quadro:In alcuni CSS più grandi o progetti di applicazione specifici, potrebbero essere utilizzati pannelli autonomi MV con interruttori (vuoto o SF6), offrendo capacità più elevate ma potenzialmente aumentando l'impronta.
   • Protezione:La protezione da sovracorrente e di guasti della terra è fornita da fusibili (spesso combinati con interruttori di rottura del carico) o da relè che operano interruttori MV.
2. Compartimento del trasformatore:Ciò ospita il trasformatore di potenza responsabile di abbassare la tensione da 11kV al livello LV richiesto.
   • Tipo:Può essere neancheimmerto dall'olio(Onan/ONAF Cooling) otipo secco(Raffreddamento AN/AF, usando resina fuso o impregnazione della pressione del vuoto).
   • Valutazione:In genere varia da circa 100 kVA fino a 2500 kVA o anche per applicazioni di distribuzione 11kV, a seconda dei requisiti di carico.
   • Gruppo vettoriale e impedenza:Parametri standardizzati fondamentali per il funzionamento parallelo e i calcoli del livello di guasto.
3. Vesto a bassa tensione (LV) Compitatore (ad es. Lato 415 V/240V):Questa sezione contiene la scheda di distribuzione LV per il controllo e la protezione degli alimentatori LV in uscita.
   • Main Breaker in arrivo:Un interruttore di virgole (ACB) o un interruttore di case modellato (MCCB) collegato ai terminali LV del trasformatore.
   • Alimentatori in uscita:Più unità MCCB o fusibili che proteggono singoli circuiti LV che forniscono carichi.
   • Strumentazione e misurazione:Contatori di tensione/corrente, contatori di energia (come richiesto dall'utilità o dalla struttura).
   • BusBar:Busbar di rame o in alluminio che distribuiscono la potenza LV.
4. Recinto e ausiliari:L'edilizia abitativa comune che fornisce protezione e integrità strutturale.
   • Materiale:Di solito lamiera galvanizzata con finitura di vernice resistente, sebbene vengono talvolta utilizzati altri materiali come il GRP (poliestere rinforzato in vetro).
   • Grado di protezione:Valutato secondo IEC 60529 (ad es. IP54 o IP55) per proteggere dall'ingresso di polvere e spray per l'acqua, garantendo l'idoneità per l'installazione esterna.
   • Ventilazione:I sistemi di ventilazione naturali o forzati sono cruciali, specialmente per il compartimento del trasformatore, per gestire la dissipazione del calore.
   • Caratteristiche di interblocco e sicurezza:Gli interblocchi meccanici e talvolta elettrici impediscono operazioni non sicure (ad es. Accesso al compartimento MV durante il vivo).

Vantaggi dell'utilizzo di sottostazioni compatte a 11kV

La natura integrata e prefabbricata del CSS 11kV offre vantaggi convincenti sulla costruzione di sottostazioni tradizionali:

• Risparmio di spazio significativo:La loro impronta compatta è ideale per aree urbane densamente popolate, siti industriali con spazio limitato o installazioni sotterranee.
• Tempo e costo di installazione ridotto:Essendo costruiti in fabbrica e testato, il lavoro in loco è ridotto principalmente alla preparazione della fondazione civile, alle connessioni via cavo e alla messa in servizio.
• Sicurezza avanzata:La progettazione metallica chiusa con interblocchi di sicurezza integrata fornisce una protezione superiore per il personale rispetto alle installazioni all'aperto.
• Estetico migliorato e un impatto ambientale inferiore:Il design chiuso è visivamente meno invadente delle sottostazioni all'aperto, fondendo meglio i paesaggi urbani o sensibili.
• Natura plug-and-play:L'unità integrata semplifica la progettazione e l'approvvigionamento.
• Alta affidabilità:L'assemblaggio di fabbrica in condizioni controllate porta generalmente a una maggiore qualità e affidabilità di costruzione rispetto all'assemblaggio del campo.
• Flessibilità:I progetti standardizzati consentono una replica più semplice, mentre i concetti modulari offrono un certo grado di personalizzazione e potenziale espansione o trasferimento futura, in particolare per le versioni montate su skid.

Dove vengono applicate le sottostazioni compatte 11kV?

La versatilità e i vantaggi dei CSS 11kV li rendono adatti per una vasta gamma di applicazioni:

• Distribuzione urbana e residenziale:Powering apartment complexes, housing developments, and neighborhoods where space is at a premium and aesthetics matter.
• Strutture industriali:Fornire energia affidabile a fabbriche, impianti di lavorazione, unità di produzione, spesso richiedono trasformazione di potenza localizzata e localizzata.
• Settore commerciale:Essenziale per grandi edifici come centri commerciali, torri di uffici, hotel, ospedali e data center che hanno richieste di energia significative.
• Progetti infrastrutturali:Fornire energia per aeroporti, sistemi ferroviari (trazione e segnalazione), porte e tunnel.
• Integrazione delle energie rinnovabili:Collegare le aziende agricole solari (piante fotovoltaiche) e i parchi eolici alla rete di distribuzione 11kV, che richiedono spesso soluzioni esterne e robuste.
• Alimentazione temporanea:Utilizzato per grandi cantieri di costruzione, eventi o scenari di ripristino dell'energia di emergenza a causa della loro distribuzione relativamente rapida.

Tendenze del mercato e contesto di sviluppo

La domanda di sottostazioni compatte a 11kV è costantemente in crescita, guidata da diverse tendenze globali e regionali interconnesse:

• Rapida urbanizzazione:La crescita continua delle città in tutto il mondo richiede infrastrutture a efficienza spaziale, rendendo CSS la soluzione preferita per i nuovi sviluppi urbani.
• Modernizzazione della griglia:Le utility stanno aggiornando l'infrastruttura di invecchiamento.
• Generazione distribuita:L'ondata di fonti di energia rinnovabile (RES) richiede numerosi punti di connessione a rete distribuiti.
• Concentrati sulla sicurezza e affidabilità:Le norme di sicurezza sempre più rigorose e l'elevato costo delle interruzioni spingono le industrie e i servizi pubblici verso soluzioni intrinsecamente più sicure e testate in fabbrica come CSS.
• Costo-efficacia:Mentre il costo unitario iniziale potrebbe sembrare superiore a quelli non assemblati, i risparmi in terra, le opere civili, il tempo di installazione e la manutenzione potenzialmente ridotta spesso comportano un costo totale di proprietà inferiore.

Parametri e specifiche tecnici chiave

Quando si specificano o valutano un CSS da 11kV, gli ingegneri devono considerare diversi parametri critici:

• Tensione primaria nominale:11KV (allineamento con la rete MV).
• Tensione secondaria classificata:ad esempio, 400V, 415V, 380V/220V (a seconda degli standard e dell'applicazione locali).
• Potenza nominale (KVA):Determinato dalla massima domanda di carico, considerando la diversità e la crescita futura.
• Frequenza nominale:50 Hz o 60 Hz (Taiwan opera a 60Hz).
• MV Switchgear:
  • Tipo: RMU (SF6/AIR/Solid Isolato), interruttori di disconnettore con fusibili, interruttore (vuoto/SF6).
  • Restringa la corrente e la durata di breve durata di breve durata (ad es. 16Ka o 20ka per 1 sec).
  • Picco nominale Restringi la corrente.
  • Corrente interruzione classificata (per interruttori di circuiti/interruttori fusi).
• Switchgear LV:
  • Configurazione: numero e valutazione (ampere) degli alimentatori in uscita (MCCB/fusibili).
  • Rating incomer principale (ACB/MCCB).
  • La valutazione del corto circuito resisti (KA).
• Trasformatore:Tipo (olio/secco), valutazione KVA, raffreddamento (onan/an), gruppo vettoriale (ad es. Dyn11), impedenza percentuale (%z).
• Livelli di isolamento (BIL):Valutazioni a livello di impulso di base per lati MV e LV (ad es. 75kV Bil per apparecchiature 11kV).
• Grado di protezione (valutazione IP):Ad esempio, IP54 indica la protezione contro l'ingresso di polvere e lo spruzzo d'acqua da tutte le direzioni.
• Standard applicabili:Il rispetto dei pertinenti internazionali (IEC 62271-202) e degli standard potenzialmente locali (come gli standard specifici del SNC o i requisiti di Taipower in Taiwan) è cruciale.

Confronto: sottostazioni compatte vs. sottostazioni convenzionali

Caratteristica	11kV Sostazione compatta (CSS)	Sottostazione convenzionale 11kV
Orma	Molto piccolo, ottimizzato	Grande, richiede una superficie terrestre significativa
Tempo di installazione	Breve (giorni/settimane)	Long (settimane/mesi)
Opere civili	Minimo (pad di fondazione)	Esteso (fondazioni, strutture, recinzione)
Costo	Costo del ciclo di vita inferiore spesso, unità iniziale più alta	Costo del componente inferiore, progetto complessivo più elevato
Sicurezza	Alto (chiuso, interblocato, testato di tipo)	Moderato (all'aperto, richiede un accesso rigoroso)
Ambientale	Basso impatto visivo, meno interruzione del sito	Maggiore impatto visivo, più lavoro del sito
Flessibilità	Alto (standardizzato, potenzialmente trasferibile)	Basso (installazione fissa)
Manutenzione	Generalmente più facile accesso alle parti integrate	Può richiedere l'accesso attraverso un'area più grande

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I principali produttori come Schneider Electric, ABB e Siemens spesso forniscono confronti dettagliati che evidenziano il costo totale della proprietà e i vantaggi della velocità di distribuzione delle soluzioni CSS in applicazioni adeguate.

Guida di selezione per sottostazioni compatte a 11kV

La scelta del CSS 11kV giusto richiede un'attenta considerazione delle esigenze specifiche del progetto:

1. Definire i requisiti di carico:Determinare accuratamente la domanda KVA presente e futura per dimensionare correttamente il trasformatore.
2. Analizzare l'interfaccia di rete MV:È un anello o un mangime radiale?
3. Calcola i livelli di guasto:Determinare la corrente massima prospettica di cortocircuito nel punto di connessione MV.
4. Valutare le condizioni ambientali:Considera l'intervallo di temperatura ambiente, l'altitudine, l'umidità, l'attività sismica e il potenziale per la corrosione.
5. Valuta i vincoli del sito:Fattore nello spazio disponibile, percorsi di accesso per la consegna e la manutenzione e qualsiasi requisito estetico.
6. Specificare le esigenze di distribuzione LV:Determinare i requisiti del numero, delle dimensioni e della protezione per gli alimentatori LV in uscita.
7. Prendi in considerazione l'automazione e il monitoraggio:Il CSS deve integrarsi con un sistema SCADA?
8. Garantire la conformità degli standard:Verifica la conformità con il pertinente internazionale (IEC) eFondamentalmente, standard e regolamenti di utilità locali(ad esempio, standard di Taipower a Taiwan).
9. Valuta i produttori:Prendi in considerazione la reputazione del produttore, i track record, il supporto tecnico, la garanzia e la disponibilità di pezzi di ricambio.

Le sottostazioni compatte a 11kV sono emerse come una pietra miliare della moderna infrastruttura di distribuzione elettrica.

Domande frequenti (FAQ)