Sommario

Introduzione

UN220 kV sottostazioneè un impianto elettrico ad alta tensione che svolge un ruolo fondamentale nei sistemi di trasmissione di energia regionale.

Man mano che i paesi espandono le loro infrastrutture di potere per soddisfare la crescita industriale, l'urbanizzazione e l'integrazione delle energie rinnovabili, le sottostazioni di 220 kV vengono sempre più implementate in reti nazionali, corridoi industriali e interconnettori inter-regionali.

220 kV Substation

Cos'è una sottostazione da 220 kV?

UN220 kilovolt (kv) sottostazioneFunziona a una tensione nominale di 220.000 volt ed è in genere parte della griglia di trasmissione ad alta tensione.

Queste sottostazioni sono generalmente progettate per:

  • Collegare le centrali elettriche alle griglie di trasmissione
  • Interfaccia zone di griglia regionali
  • Fornire consumatori ad alto carico come industrie pesanti o data center
  • Ricevi energia sfusa per la distribuzione a sottostazioni più piccole

Funzioni principali di una sottostazione da 220 kV

  • Trasformazione della tensione: Aumenta o aumenta la tensione tra diversi livelli di griglia.
  • Controllo del flusso di potenza: Instradare l'elettricità verso alimentatori e zone desiderati.
  • Protezione del sistema: Isolare i circuiti difettosi per prevenire interruzioni a cascata.
  • Bilanciamento della griglia: Gestisci la condivisione del carico tra reti parallele.
  • Monitoraggio e automazione: Usa SCADA e IED per la diagnostica e il controllo in tempo reale.

Componenti chiave di una sottostazione da 220 kV

Una sottostazione da 220 kV include una varietà di apparecchiature e sistemi di supporto ad alta tensione.

1.Transformers di potere

  • Valutazione della tensione: 220/132 kV, 220/66 kV, 220/33 kV
  • Capacità: da 100 MVA a 315 MVA
  • Raffreddamento: onan / onaf (aria naturale naturale naturale / petrolio naturale forzata)
  • Può includere il cambio di rubinetto sul carico (OLTC)

2.Interruttori di circuito

  • Tipo: SF₆ isolato a gas o vuoto (per parti di tensione inferiore)
  • Funzione: interrompere le correnti di guasto in condizioni anormali
  • Installato su alimentatori in arrivo/in uscita e baie di trasformatore

3.Isolatori (interruttori di disconnessione)

  • Utilizzato per l'isolamento senza carico dell'attrezzatura
  • Disponibile nel design singolo o a doppia pausa
  • Può includere l'interruttore di terra per la sicurezza durante la manutenzione

4.Transformers di corrente (CTS)

  • Funzione: fornire segnali di corrente ridimensionati per la misurazione e la protezione
  • Rapporto tipico: 1200/1a, 1500/1A

5.Transformers / CVT di tensione

  • Scegli l'alta tensione per relè protettivi e contatori
  • Può anche fungere da dispositivi di accoppiamento del segnale portante nei sistemi di comunicazione

6.Arrestatori di fulmini

  • Proteggi le attrezzature dai fulmini e dalle spese di commutazione
  • Installati alle voci di linea e nei trasformatori vicino

7.Sistema busbar

  • Tipi: bus single, doppio bus, main e bus di trasferimento
  • Conduce potere tra i componenti all'interno della sottostazione
  • Materiale: rame o alluminio, spesso tubolare o a base di conduttori

8.Pannelli di controllo e relè

  • House Relays Digital Relays, Annunciatori, Metri e Scada I/O Moduli
  • Situato nella sala di controllo della sottostazione o negli edifici di controllo prefabbricati

9.Sistema di messa a terra

  • Garantisce la sicurezza del personale e la protezione delle attrezzature
  • Il design della griglia segue IEEE 80 o standard equivalenti
  • Include tappetini di terra, aste, conduttori e fosse

10.Sistema SCADA

  • Sistema di controllo del controllo e acquisizione dei dati per il monitoraggio remoto
  • Interfacce con tutti i dispositivi di protezione digitale (IEDS)
  • Abilita il rilevamento dei guasti in tempo reale, l'analisi del carico e il telecomando

11.Battery Bank e caricabatterie

  • Fornisce energia ininterrotta per i sistemi di protezione e controllo
  • Il backup in genere dura 2-6 ore a seconda del carico
  • Di solito sistemi da 220 V CC o 110 V CC

Tipi di sottostazioni da 220 kV

1.AIS (sottostazione isolata d'aria)

  • L'attrezzatura è installata all'aperto e l'aria è il mezzo di isolamento principale
  • Più facile da ispezionare e mantenere
  • Requires more space and is vulnerable to pollution and weather

2.GIS (sottostazione isolata a gas)

  • L'attrezzatura è alloggiata in scomparti a gas SF₆ chiusi in metallo
  • Compatto, a bassa manutenzione, adatto per ambienti urbani o difficili
  • Costo iniziale più elevato ma spese operative più basse a lungo termine

3.Sottostazione ibrida

  • Combina le caratteristiche di AIS e GIS
  • Ottimizza lo spazio e il costo
  • Spesso utilizzato per gli aggiornamenti di retrofitting o parziali

Layout di una sottostazione da 220 kV

Un layout tipico include:

  • 2 o più linee in arrivo (alimentatori da 220 kV)
  • 2–4 trasformatori di potenza (220/132 o 220/66 kV)
  • Multiple outgoing feeders to lower-voltage substations
  • Busbar disposti in doppio autobus o schemi di interruzione e mezza
  • Trasformatore baie e baie di linea
  • Edificio della sala di controllo con SCADA e backup della batteria

Applicazioni di sottostazioni da 220 kV

Le sottostazioni da 220 kV sono ampiamente utilizzate in:

  • Trasferimento di energia interstatale o interstatale
  • Evacuazione della potenza in blocco da piante idro, termiche o solari
  • Interconnessione della griglia tra le zone di trasmissione
  • Alimentare cluster industriali o zone economiche
  • Integrazione ad alta tensione degli impianti di energia rinnovabile (solare, vento)
  • Connettività della griglia transfrontaliera

Considerazioni di progettazione

Quando si progettano una sottostazione da 220 kV, gli ingegneri considerano:

  • Richiesta di carico prevista e livelli di guasto
  • Condizioni geografiche e ambientali
  • Disponibilità del terreno (AIS vs GIS)
  • Possibilità di espansione futura
  • Sicurezza e accessibilità
  • Sicurezza informatica nelle sottostazioni con legatura SCADA

Vantaggi di 220 kV sottostazioni

  • Trasmissione efficiente a lunga distanza
  • Perdite di potenza ridotte rispetto alle tensioni inferiori
  • Elevata capacità di carico per reti industriali e di utilità
  • Stabilità della griglia migliorata con schemi di protezione adeguati
  • Pronto per l'integrazione per la griglia intelligente e le piattaforme di automazione

Sfide

  • Alti costi di installazione e attrezzatura
  • Necessità di forza lavoro qualificata e rigorosi standard di messa in servizio
  • Gestione ambientale (contenimento del petrolio, gestione SF₆)
  • Complessità di manutenzione nelle configurazioni multi-bay

Conclusione

Una sottostazione da 220 kV è una pietra miliare della moderna infrastruttura di potenza, che fornisce trasmissione efficiente, protezione e regolazione della potenza ad alta tensione.

Con l'ascesa di reti intelligenti e la domanda di integrazione di energia pulita, futuro 220 kVsottostazionipresenterà sempre più monitoraggio digitale, progettazione GIS, funzionamento remoto e manutenzione predittiva alimentata dall'intelligenza artificiale, rendendoli più intelligenti, più sicuri e più affidabili che mai.

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