11kV Subestações compactas

Introdução

A demanda implacável por eletricidade confiável em nosso mundo cada vez mais urbanizado e industrializado requer redes de distribuição de energia eficientes e robustas. 11KV Subestações compactas (CSS), também conhecido como subestações embaladas (PSS) ou subestações unitizadas (USS).

Esses conjuntos de engenharia representam uma evolução significativa no design da subestação, integrando os principais componentes em uma única unidade de tipo, comprovada por tipo.

O que é uma subestação compacta (CSS)?

Uma subestação compacta é essencialmente uma montagem de subestação elétrica independente, pré-fabricada e testada em um ambiente de fábrica antes de ser transportada para o local para instalação.

Especificamente para um11kV Subestação compactaA função primária é receber energia elétrica no nível de tensão média de 11kV (MV), transformá-la em uma tensão de baixa tensão utilizável (LV)-geralmente 400V, 415V ou tensões tríficas similares), como o sistema de 380v/220v, o que é um golo de Taiwan, embora 415V/240v seja um glóbulo de Taiwan, embora 415V/240s seja um doscados de Taiwan, embora 415V/240s seja um doscados de Taiwan, embora 415V/240v seja um dos níveis de Taiwan, embora 415V/240v seja um LIVENATURO-TAIWAN DERIDADO e 415V/240. integração em uma unidade única, compacta e fechada.

Essa mudança de filosofia de design oferece inúmeras vantagens, movendo grande parte do trabalho complexo de montagem e teste do campo para um ambiente de fábrica controlado, afetando significativamente os cronogramas do projeto e a garantia da qualidade.

Principais componentes de uma subestação compacta de 11kV

Enquanto os projetos variam entre fabricantes (como ABB, Schneider Electric, Siemens, Eaton e numerosos jogadores regionais), um CSS típico de 11kV compreende três compartimentos funcionais principais alojados em um gabinete compartilhado:

1. Compartimento de Gear de Média de Tensão (MV) (lado 11kV):Esta seção abriga o equipamento para se conectar à oferta de 11kV recebida e ao fornecimento de comutação e proteção.
   • Unidade principal do anel (RMU):Uma escolha muito comum, principalmente para redes de distribuição.
   • Painéis de porta -chaves mv:Em alguns CSs maiores ou projetos de aplicativos específicos, os painéis de porta -chave MV independentes com disjuntores (vácuo ou SF6) podem ser usados, oferecendo recursos mais altos, mas aumentando potencialmente a pegada.
   • Proteção:A sobrecorrente e a proteção de falhas da terra é fornecida por fusíveis (geralmente combinados com interruptores de quebra de carga) ou por relés que operam os disjuntores de MV.
2. Compartimento do Transformador:Isso abriga o transformador de energia responsável por diminuir a tensão de 11kV para o nível de VE necessário.
   • Tipo:Pode serimerso a óleo(Onan/ONAF de resfriamento) oudo tipo seco(Resfriamento AN/AF, usando resina fundida ou impregnação de pressão de vácuo).
   • Avaliação:Normalmente varia de cerca de 100 kVa a 2500 kVa ou até mais para aplicações de distribuição de 11kV, dependendo dos requisitos de carga.
   • Grupo Vetor e Impedância:Parâmetros padronizados críticos para operação paralela e cálculos no nível de falha.
3. Compartimento de Gear de Switch de baixa tensão (LV) (por exemplo, lado 415V/240V):Esta seção contém a placa de distribuição do VE para controlar e proteger os alimentadores de LV de saída.
   • Principal Rouping de entrada:Um disjuntor de ar (ACB) ou disjuntor de caixa moldada (MCCB) conectada aos terminais LV do transformador.
   • Alimentadores de saída:Várias unidades MCCBs ou fusíveis que protegem os circuitos LV individuais que fornecem cargas.
   • Instrumentação e medição:Medidores de tensão/corrente, medidores de energia (conforme exigido por utilidade ou instalação).
   • Barbos:O barramento de cobre ou alumínio que distribui a energia do VE.
4. Gabinete e auxiliares:A habitação comum que fornece proteção e integridade estrutural.
   • Material:Geralmente, aço de folha galvanizada com acabamento durável de tinta, embora outros materiais como GRP (poliéster reforçado com vidro) sejam às vezes usados.
   • Graduação de proteção:Classificado de acordo com a IEC 60529 (por exemplo, IP54 ou IP55) para proteger contra entrada de poeira e spray de água, garantindo a adequação da instalação ao ar livre.
   • Ventilação:Os sistemas de ventilação naturais ou forçados são cruciais, especialmente para o compartimento do transformador, para gerenciar a dissipação de calor.
   • Recursos de intertravamento e segurança:Os intertravamentos mecânicos e às vezes elétricos impedem operações inseguras (por exemplo, acessando o compartimento da MV enquanto vivem).

Vantagens de utilizar subestações compactas de 11kv

A natureza integrada e pré -fabricada do 11KV CSS oferece vantagens atraentes sobre a construção tradicional da subestação:

• Economia espacial significativa:Sua pegada compacta é ideal para áreas urbanas densamente povoadas, locais industriais com espaço limitado ou instalações subterrâneas.
• Tempo e custo de instalação reduzidos:Ser construído em fábrica e testado, o trabalho no local é minimizado principalmente para a preparação civil da fundação, conexões a cabo e comissionamento.
• Segurança aprimorada:O design metálico e fechado com intertravamentos de segurança embutidos oferece proteção superior para o pessoal em comparação com as instalações ao ar livre.
• Estética aprimorada e menor impacto ambiental:O design fechado é visualmente menos intrusivo que as subestações ao ar livre, misturando-se melhor a paisagens urbanas ou sensíveis.
• Natureza plug-and-play:A unidade integrada simplifica o design e a aquisição.
• Alta confiabilidade:A montagem da fábrica sob condições controladas geralmente leva a uma maior qualidade e confiabilidade de construção em comparação com a montagem de campo.
• Flexibilidade:Os projetos padronizados permitem replicação mais fácil, enquanto os conceitos modulares oferecem algum grau de personalização e potencial expansão ou realocação futura, principalmente para versões montadas em derrapagem.

Onde são aplicadas subestações compactas de 11kV?

A versatilidade e as vantagens dos CSs 11kV os tornam adequados para uma ampla variedade de aplicativos:

• Distribuição urbana e residencial:Complexos de apartamentos, desenvolvimentos habitacionais e bairros, onde o espaço está em uma questão de prêmio e estética.
• Instalações industriais:Fornecendo poder confiável para fábricas, processamento de plantas, unidades de fabricação, geralmente exigindo transformação de energia localizada e dedicada.
• Setor comercial:Essencial para grandes edifícios, como shopping centers, torres de escritório, hotéis, hospitais e data centers que têm demandas significativas de energia.
• Projetos de infraestrutura:Fornecimento de energia para aeroportos, sistemas ferroviários (tração e sinalização), portas e túneis.
• Integração de energia renovável:Conectando fazendas solares (plantas fotovoltaicas) e parques eólicos à grade de distribuição de 11kV, geralmente exigindo soluções externas e robustas.
• Fonte de energia temporária:Usado para grandes cenários de construção, eventos ou cenários de restauração de energia de emergência devido à sua implantação relativamente rápida.

Tendências de mercado e contexto de desenvolvimento

A demanda por subestações compactas de 11kV está crescendo constantemente, impulsionada por várias tendências globais e regionais interconectadas:

• Urbanização rápida:O crescimento contínuo das cidades em todo o mundo exige infraestrutura eficiente espacial, tornando o CSS a solução preferida para novos desenvolvimentos urbanos.
• Modernização da grade:Os utilitários estão atualizando a infraestrutura de envelhecimento.
• Geração distribuída:O surto de fontes de energia renovável (RES) requer numerosos pontos de conexão de grade distribuídos.
• Concentre -se na segurança e confiabilidade:Regulamentos de segurança cada vez mais rigorosos e o alto custo das interrupções empurram as indústrias e as concessionárias para soluções inerentemente mais seguras e testadas em fábrica, como o CSS.
• Custo-efetividade:Embora o custo unitário inicial possa parecer maior que os componentes descontentes, a economia em terra, obras civis, tempo de instalação e manutenção potencialmente reduzida geralmente resultam em um menor custo total de propriedade.

Principais parâmetros e especificações técnicas

Ao especificar ou avaliar um CSS de 11kV, os engenheiros devem considerar vários parâmetros críticos:

• Tensão primária nominal:11KV (alinhando -se com a rede MV).
• Tensão secundária nominal:por exemplo, 400V, 415V, 380V/220V (dependendo dos padrões e aplicação locais).
• Power nominal (KVA):Determinado pela demanda máxima de carga, considerando a diversidade e o crescimento futuro.
• Frequência nominal:50 Hz ou 60 Hz (Taiwan opera a 60Hz).
• MV SwitchGear:
  • TIPO: RMU (SF6/ar/isolado sólido), comutadores de desconexão com fusíveis, disjuntor (vácuo/sf6).
  • Corrente de curta duração e duração da resistência a curto tempo (por exemplo, 16ka ou 20ka por 1 s).
  • Pico nominal Corrente de sussurro.
  • Corrente de interrupção nominal (para disjuntores/interruptores fundidos).
• LV SwitchGear:
  • Configuração: Número e classificação (amperes) de alimentadores de saída (MCCBS/FUSEs).
  • Classificação principal de Incomer (ACB/MCCB).
  • Classificação de curto-circuito Classificação (KA).
• Transformador:Tipo (óleo/seco), classificação KVA, resfriamento (onan/an), grupo vetorial (por exemplo, dyn11), impedância percentual (%z).
• Níveis de isolamento (BIL):Classificações básicas de nível de impulso para os lados de MV e VE (por exemplo, 75kV BIL para equipamentos de 11kV).
• Grau de proteção (classificação IP):Por exemplo, o IP54 indica proteção contra a entrada de poeira e o spray de água de todas as direções.
• Padrões aplicáveis:A conformidade com os padrões internacionais relevantes (IEC 62271-202) e potencialmente locais (como padrões específicos do SNC ou requisitos de Taipower em Taiwan) é crucial.

Comparação: subestações compactas versus subestações convencionais

Recurso	Subestação compacta de 11kV (CSS)	Subestação convencional de 11kV
Pegada	Muito pequeno, otimizado	Grande, requer área de terra significativa
Tempo de instalação	Curto (dias/semanas)	Longo (semanas/meses)
Obras civis	Mínimo (bloco de fundação)	Extenso (fundações, estruturas, cerca)
Custo	Menor custo do ciclo de vida frequentemente, uma unidade inicial mais alta	Custo de componente mais baixo, projeto geral mais alto
Segurança	Alto (fechado, interligado, testado pelo tipo)	Moderado (ao ar livre, requer acesso rigoroso)
Ambiental	Baixo impacto visual, menos interrupção do local	Maior impacto visual, mais trabalho do site
Flexibilidade	Alto (padronizado, potencialmente realocável)	Baixo (instalação fixa)
Manutenção	Geralmente acesso mais fácil a peças integradas	Pode exigir acesso em área maior

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Os principais fabricantes como Schneider Electric, ABB e Siemens geralmente fornecem comparações detalhadas, destacando o custo total da propriedade e as vantagens da velocidade de implantação das soluções CSS em aplicações adequadas.

Orientação de seleção para subestações compactas de 11kV

A escolha dos 11kV CSS certa requer uma consideração cuidadosa das necessidades específicas do projeto:

1. Definir requisitos de carga:Determine com precisão a demanda atual e futura do KVA para dimensionar o transformador corretamente.
2. Analise a interface de rede MV:É um anel ou alimentação radial?
3. Calcule os níveis de falha:Determine a corrente de curto-circuito prospectiva máxima no ponto de conexão MV.
4. Avalie as condições ambientais:Considere a faixa de temperatura ambiente, altitude, umidade, atividade sísmica e potencial de corrosão.
5. Avalie as restrições do local:Considere o espaço disponível, as rotas de acesso para entrega e manutenção e quaisquer requisitos estéticos.
6. Especifique as necessidades de distribuição de LV:Determine os requisitos de número, tamanho e proteção para alimentadores de LV de saída.
7. Considere automação e monitoramento:O CSS precisa se integrar a um sistema SCADA?
8. Garanta a conformidade com os padrões:Verifique a conformidade com a Relevante International (IEC) eFundamentalmente, padrões e regulamentos locais de utilidade(por exemplo, padrões de Taipower em Taiwan).
9. Avalie os fabricantes:Considere reputação do fabricante, histórico, suporte técnico, garantia e disponibilidade de peças de reposição.

As subestações compactas de 11kV emergiram como uma pedra angular da infraestrutura moderna de distribuição elétrica.

Perguntas frequentes (FAQ)