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Introdução

UMSubestação de 220 kVé uma instalação elétrica de alta tensão que desempenha um papel crítico nos sistemas regionais de transmissão de energia.

À medida que os países expandem sua infraestrutura de energia para atender ao crescimento industrial, urbanização e integração de energia renovável, as subestações de 220 kV estão sendo cada vez mais implantadas em grades nacionais, corredores industriais e inter-regionais.

220 kV Substation

O que é uma subestação de 220 kV?

UMSubestação de 220 Kilovolt (KV)opera com uma tensão nominal de 220.000 volts e geralmente faz parte da grade de transmissão de alta tensão.

Essas subestações são geralmente projetadas para:

  • Conecte usinas de energia às grades de transmissão
  • Interface zonas de grade regional
  • Fornecer consumidores de alta carga, como indústrias pesadas ou data centers
  • Receber energia em massa para distribuição para subestações menores

Principais funções de uma subestação de 220 kV

  • Transformação de tensão: Avise ou desça a tensão entre diferentes níveis de grade.
  • Controle de fluxo de energia: Direcionar a eletricidade para os alimentadores e zonas desejadas.
  • Proteção do sistema: Isole os circuitos defeituosos para evitar interrupções em cascata.
  • Balanceamento da grade: Gerencie o compartilhamento de carga entre redes paralelas.
  • Monitoramento e automação: Use SCADA e IEDs para diagnósticos e controle em tempo real.

Componentes -chave de uma subestação de 220 kV

Uma subestação de 220 kV inclui uma variedade de equipamentos e sistemas de suporte de alta tensão.

1.Transformadores de energia

  • Classificação de tensão: 220/132 KV, 220/66 kV, 220/33 kV
  • Capacidade: 100 MVA a 315 MVA
  • Resfriamento: Onan / ONAF (ar natural de ar natural / ar natural de ar forçado)
  • Pode incluir o trocador de toque em carga (OLTC)

2.Disjuntores de circuitos

  • Tipo: SF₆ isolada a gás ou a vácuo (para peças de menor tensão)
  • Função: interromper as correntes de falha durante condições anormais
  • Instalado em alimentadores de entrada/saída e baías de transformadores

3.Isoladores (interruptores de desconexão)

  • Usado para isolamento de não carga de equipamento
  • Disponível em design único ou duplo
  • Pode incluir a mudança de terra para segurança durante a manutenção

4.Transformadores atuais (CTS)

  • Função: Forneça sinais de corrente reduzidos para medição e proteção
  • Razão típica: 1200/1a, 1500/1a

5.Transformadores de tensão / CVTs

  • Desça alta tensão para relés e medidores de proteção
  • Também pode servir como dispositivos de acoplamento de sinal de transportadora em sistemas de comunicação

6.Prais de raios

  • Proteger o equipamento de ataques de raios e ondas de comutação
  • Instalado em entradas de linha e perto de Transformers

7.Sistema de barramento

  • Tipos: ônibus único, ônibus duplo, ônibus principal e transferência
  • Conduz poder entre componentes dentro da subestação
  • Material: cobre ou alumínio, geralmente tubular ou baseado em condutor

8.Painéis de controle e retransmissão

  • Revezamentos digitais da casa, anunciadores, medidores e módulos de E/S SCADA
  • Localizado na sala de controle da subestação ou edifícios de controle pré -fabricados

9.Sistema de aterramento

  • Garante a segurança do pessoal e proteção de equipamentos
  • O design da grade segue o IEEE 80 ou os padrões equivalentes
  • Inclui tapete de terra, hastes, condutores e poços

10.Sistema SCADA

  • Controle de supervisão e sistema de aquisição de dados para monitoramento remoto
  • Interfaces com todos os dispositivos de proteção digital (IEDs)
  • Ativa a detecção de falhas em tempo real, análise de carga e controle remoto

11.Banco de baterias e carregadores

  • Fornece poder ininterrupto para sistemas de proteção e controle
  • O backup normalmente dura 2 a 6 horas, dependendo da carga
  • Geralmente 220V DC ou 110V DC Systems

Tipos de subestações de 220 kV

1.AIS (subestação isolada de ar)

  • O equipamento é instalado ao ar livre e o ar é o principal meio de isolamento
  • Mais fácil de inspecionar e manter
  • Requer mais espaço e é vulnerável à poluição e clima

2.GIS (subestação isolada por gás)

  • Equipamento está alojado em compartimentos de gás SF₆ fechados de metal
  • Compacto, de baixa manutenção, adequado para ambientes urbanos ou severos
  • Custos antecipados mais altos, mas despesas operacionais de longo prazo mais baixas

3.Subestação híbrida

  • Combina recursos de AIS e GIS
  • Otimiza o espaço e o custo
  • Frequentemente usado em atualizações de adaptação ou parcial

Layout de uma subestação de 220 kV

Um layout típico inclui:

  • 2 ou mais linhas de entrada (alimentadores de 220 kV)
  • 2–4 transformadores de potência (220/132 ou 220/66 kV)
  • Múltiplos alimentadores de saída para subestações de menor tensão
  • Barramentos dispostos em esquemas de ônibus duplo ou disjuntor e meia
  • Baías de transformador e baías de linha
  • Construção da sala de controle com SCADA e backup de bateria

Aplicações de subestações de 220 kV

As subestações de 220 kV são amplamente utilizadas em:

  • Transferência de energia interestadual ou inter-regional
  • Evacuação de energia em massa de plantas hidrelétricas, térmicas ou solares
  • Interconexão de grade entre zonas de transmissão
  • Alimentando grupos industriais ou zonas econômicas
  • Integração de alta tensão de usinas de energia renovável (solar, vento)
  • Conectividade da grade transfronteiriça

Considerações de design

Ao projetar uma subestação de 220 kV, os engenheiros consideram:

  • Demanda de carga prevista e níveis de falha
  • Condições geográficas e ambientais
  • Disponibilidade da terra (AIS vs GIS)
  • Possibilidades futuras de expansão
  • Segurança e acessibilidade
  • Segurança cibernética em subestações conectadas à SCADA

Vantagens de subestações de 220 kV

  • Transmissão eficiente de longa distância
  • Perdas de energia reduzidas em comparação com tensões mais baixas
  • Alta capacidade de carga para redes industriais e de utilidades
  • Estabilidade de grade aprimorada com esquemas de proteção adequados
  • Pronto de integração para plataformas de grade e automação inteligentes

Desafios

  • Altos custos de instalação e equipamento
  • Necessidade de força de trabalho qualificada e padrões rígidos de comissionamento
  • Gestão ambiental (contenção de petróleo, manuseio de SF₆)
  • Complexidade de manutenção em configurações multi-baías

Conclusão

Uma subestação de 220 kV é uma pedra angular da infraestrutura de energia moderna, fornecendo transmissão, proteção e regulação eficientes da potência de alta tensão.

Com o surgimento de grades inteligentes e demanda por integração de energia limpa, futuro 220 kVsubestaçõesapresentará cada vez mais monitoramento digital, design de GIS, operação remota e manutenção preditiva movida a IA-tornando-os mais inteligentes, mais seguras e mais confiáveis ​​do que nunca.

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