Inhoudsopgave

Invoering

A220 kV -onderstationis een hoogspannings elektrische faciliteit die een cruciale rol speelt in regionale stroomtransmissiesystemen.

Naarmate landen hun machtsinfrastructuur uitbreiden om te voldoen aan industriële groei, verstedelijking en integratie van hernieuwbare energie, worden er in toenemende mate 220 kV-onderstations ingezet in nationale rasters, industriële corridors en interregionale interconnectoren.

220 kV Substation

Wat is een substation van 220 kV?

A220 kilovolt (kv) onderstationWerkt op een nominale spanning van 220.000 volt en maakt meestal deel uit van het hoogspanningstransmissieret.

Deze onderstations zijn over het algemeen ontworpen om:

  • Verbind stroominstallaties met transmissieretten
  • Interface regionale rasterzones
  • Leveren consumenten met een hoge belasting zoals zware industrieën of datacenters
  • Bulkvermogen ontvangen voor distributie naar kleinere onderstations

Hoofdfuncties van een substation van 220 kV

  • Spanningstransformatie: Stap de spanning op of stap de spanning tussen verschillende roosterniveaus.
  • Power Flow Control: Route elektriciteit naar gewenste feeders en zones.
  • Systeembescherming: Isoleer defecte circuits om trapsingen te voorkomen.
  • Rasterbalancering: Beheer het delen van laden tussen parallelle netwerken.
  • Monitoring en automatisering: Gebruik SCADA en IED's voor realtime diagnostiek en controle.

Belangrijkste componenten van een substation van 220 kV

Een substation van 220 kV omvat een verscheidenheid aan hoogspanningsapparatuur en ondersteuningssystemen.

1.Power Transformers

  • Spanningsbeoordeling: 220/132 kV, 220/66 kV, 220/33 kV
  • Capaciteit: 100 MVA tot 315 MVA
  • Koeling: Onan / onaf (Oil Natural Air Natural / Oil Natural Air Forced)
  • Kan een on-load tap changer (OLTC) omvatten

2.Stroomonderbrekers

  • Type: SF₆ gas-geïsoleerde of vacuüm (voor onderdelen met een lagere spanning)
  • Functie: onderbreek foutstromen tijdens abnormale omstandigheden
  • Geïnstalleerd op inkomende/uitgaande feeders en transformatorbaaien

3.Isolatoren (schakelaars loskoppelen)

  • Gebruikt voor niet-geladen isolatie van apparatuur
  • Beschikbaar in het ontwerp van één of dubbele breek
  • Kan de aardwitte omvatten voor veiligheid tijdens onderhoud

4.Huidige transformatoren (CTS)

  • Functie: geef verkleinde stroomsignalen voor meting en bescherming
  • Typische verhouding: 1200/1A, 1500/1A

5.Spanningstransformatoren / CVT's

  • Stap de hoge spanning af voor beschermende relais en meters
  • Kan ook dienen als carrier -signaalkoppelingsapparaten in communicatiesystemen

6.Blikseminrichters

  • Bescherm apparatuur tegen blikseminslag en schakelschik
  • Geïnstalleerd op lijnvermeldingen en bijna transformatoren

7.Busbar -systeem

  • Soorten: enkele bus, dubbele bus, hoofd- en transferbus
  • Voert kracht uit tussen componenten in het onderstation
  • Materiaal: koper of aluminium, vaak buisvormig of geleider gebaseerd

8.Control & Relay Panels

  • Huis digitale relais, annunciatoren, meters en SCADA I/O -modules
  • Gelegen in de substation -controlekamer of geprefabriceerde bedieningsgebouwen

9.Aardingssysteem

  • Zorgt voor bescherming van personeelsveiligheid en apparatuur
  • Rasterontwerp volgt IEEE 80 of gelijkwaardige normen
  • Inclusief aardmat, staven, geleiders en putten

10.SCADA -systeem

  • Toezichtcontrole en data -acquisitiesysteem voor monitoring op afstand
  • Interfaces met alle digitale beschermende apparaten (IED's)
  • Schakelt realtime foutdetectie, belastinganalyse en afstandsbediening in

11.Batterijbank en opladers

  • Biedt ononderbroken stroom voor bescherming en besturingssystemen
  • Back -up duurt meestal 2-6 uur, afhankelijk van de belasting
  • Meestal 220V DC of 110V DC -systemen

Soorten 220 kV -onderstations

1.AIS (lucht-geïsoleerde onderstation)

  • Apparatuur wordt buiten geïnstalleerd en lucht is het primaire isolatiemedium
  • Gemakkelijker te inspecteren en te onderhouden
  • Vereist meer ruimte en is kwetsbaar voor vervuiling en weer

2.GIS (gas-geïsoleerde onderstation)

  • Uitrusting is gehuisvest in metalen afgesloten SF₆-gascompartimenten
  • Compacte, onderhoudsarme, geschikt, geschikt voor stedelijke of harde omgevingen
  • Hogere kosten vooraf, maar lagere langdurige bedrijfskosten

3.Hybride substation

  • Combineert functies van AIS en GIS
  • Optimaliseert ruimte en kosten
  • Vaak gebruikt bij retrofit- of gedeeltelijke upgrades

Lay -out van een substation van 220 kV

Een typische lay -out omvat:

  • 2 of meer inkomende lijnen (220 kV feeders)
  • 2–4 Power Transformers (220/132 of 220/66 kV)
  • Meerdere uitgaande feeders naar lagere spanningstations
  • Busbars gerangschikt in dubbele bus- of breker-schema's
  • Transformator baaien en lijnbaaien
  • Controlekamergebouw met SCADA en batterijback -up

Toepassingen van 220 kV -onderstations

220 kV -onderstations worden veel gebruikt in:

  • Interstate of interregionale stroomoverdracht
  • Bulkvermogensevacuatie van hydro-, thermische of zonneplanten
  • Raster -interconnectie tussen transmissiezones
  • Industriële clusters of economische zones voeden
  • Hoogspanningsintegratie van fabrieken voor hernieuwbare energie (zonne-energie, wind)
  • Grensoverschrijdende roosterconnectiviteit

Ontwerpoverwegingen

Bij het ontwerpen van een substation van 220 kV beschouwen ingenieurs:

  • Voorspelde belastingvraag en foutniveaus
  • Geografische en omgevingscondities
  • Landbeschikbaarheid (AIS vs GIS)
  • Toekomstige expansiemogelijkheden
  • Veiligheid en toegankelijkheid
  • Cybersecurity in SCADA-verbonden onderstations

Voordelen van 220 kV -onderstations

  • Efficiënte overdracht op lange afstand
  • Verminderde vermogensverliezen in vergelijking met lagere spanningen
  • Hoge laadcapaciteit voor industriële en utility -netwerken
  • Verbeterde roosterstabiliteit met de juiste beschermingsschema's
  • Integratie-klaar voor Smart Grid- en Automation-platforms

Uitdagingen

  • Hoge installatie- en apparatuurkosten
  • Behoefte aan geschoolde personeelsbestand en strikte inbedrijfstellingsnormen
  • Milieubeheer (olie -insluiting, SF₆ -afhandeling)
  • Onderhoudscomplexiteit in multi-bay-configuraties

Conclusie

Een substation van 220 kV is een hoeksteen van de moderne vermogensinfrastructuur, die een efficiënte transmissie, bescherming en regulering van hoogspanningsvermogen biedt.

Met de opkomst van slimme roosters en de vraag naar integratie van schone energie, toekomstige 220 kVsubstationsZal in toenemende mate digitale monitoring, GIS-ontwerp, externe werking en AI-aangedreven voorspellend onderhoud hebben-waardoor ze slimmer, veiliger en betrouwbaarder zijn dan ooit tevoren.

Substations