สถานีย่อย 220 kV: โครงสร้างส่วนประกอบและแอปพลิเคชัน

การแนะนำ

อันสถานีย่อย 220 kVเป็นโรงไฟฟ้าไฟฟ้าแรงสูงที่มีบทบาทสำคัญในระบบการส่งกำลังไฟฟ้าในภูมิภาค

ในขณะที่ประเทศต่างๆขยายโครงสร้างพื้นฐานพลังงานของพวกเขาเพื่อตอบสนองการเติบโตของอุตสาหกรรมการกลายเป็นเมืองและการบูรณาการพลังงานทดแทน, สถานีย่อย 220 kV กำลังถูกนำไปใช้มากขึ้นในกริดแห่งชาติทางเดินอุตสาหกรรมและการเชื่อมต่อระหว่างภูมิภาค

---

สถานีย่อย 220 kV คืออะไร?

อันสถานีย่อย 220 กิโลโวลต์ (KV)ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยที่ 220,000 โวลต์และโดยทั่วไปจะเป็นส่วนหนึ่งของตารางการส่งแรงดันสูง

โดยทั่วไปแล้วสถานีย่อยเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อ:

• เชื่อมต่อโรงไฟฟ้าเข้ากับกริดเกียร์
• อินเทอร์เฟซโซนกริดภูมิภาค
• จัดหาผู้บริโภคที่มีน้ำหนักมากเช่นอุตสาหกรรมหนักหรือศูนย์ข้อมูล
• รับพลังงานจำนวนมากสำหรับการกระจายไปยังสถานีย่อยขนาดเล็ก

---

ฟังก์ชั่นหลักของสถานีย่อย 220 kV

• การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า: ก้าวขึ้นหรือเพิ่มแรงดันไฟฟ้าระหว่างระดับกริดที่แตกต่างกัน
• การควบคุมการไหลของพลังงาน: เส้นทางไฟฟ้าไปยังตัวป้อนและโซนที่ต้องการ
• การป้องกันระบบ: แยกวงจรที่ผิดพลาดเพื่อป้องกันการหยุดชะงัก
• ความสมดุลของกริด: จัดการการแชร์โหลดระหว่างเครือข่ายคู่ขนาน
• การตรวจสอบและระบบอัตโนมัติ: ใช้ SCADA และ IED สำหรับการวินิจฉัยและการควบคุมแบบเรียลไทม์

---

ส่วนประกอบสำคัญของสถานีย่อย 220 kV

สถานีย่อย 220 kV รวมถึงอุปกรณ์แรงดันไฟฟ้าสูงและระบบสนับสนุนที่หลากหลาย

1.หม้อแปลงไฟฟ้า

• คะแนนแรงดันไฟฟ้า: 220/132 kV, 220/66 kV, 220/33 kV
• ความจุ: 100 MVA ถึง 315 MVA
• การระบายความร้อน: onan / onaf (น้ำมันธรรมชาติธรรมชาติ / น้ำมันทางอากาศจากธรรมชาติ
• อาจรวมถึง Tap Changer on-load (OLTC)

2.เบรกเกอร์วงจร

• ประเภท: SF₆ฉนวนแก๊สหรือสูญญากาศ (สำหรับชิ้นส่วนแรงดันไฟฟ้าส่วนล่าง)
• ฟังก์ชั่น: กระแสความผิดพลาดขัดจังหวะในช่วงที่ผิดปกติ
• ติดตั้งบนตัวป้อนเข้า/ขาออกและอ่าวหม้อแปลง

3.ตัวแยก (สวิตช์ตัดการเชื่อมต่อ)

• ใช้สำหรับการแยกอุปกรณ์ที่ไม่มีโหลด
• มีให้เลือกในการออกแบบเดี่ยวหรือสองครั้ง
• อาจรวมถึงสวิตช์ Earth เพื่อความปลอดภัยในระหว่างการบำรุงรักษา

4.หม้อแปลงปัจจุบัน (CTS)

• ฟังก์ชั่น: ให้สัญญาณปัจจุบันที่ลดขนาดลงสำหรับการวัดแสงและการป้องกัน
• อัตราส่วนทั่วไป: 1200/1A, 1500/1A

5.แรงดันไฟฟ้าหม้อแปลง / CVT

• ก้าวลงแรงดันสูงสำหรับรีเลย์ป้องกันและเมตร
• ยังสามารถทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์เชื่อมต่อสัญญาณผู้ให้บริการในระบบการสื่อสาร

6.สายฟ้า

• ปกป้องอุปกรณ์จากการโจมตีด้วยฟ้าผ่าและการสลับเฟอร์
• ติดตั้งที่รายการบรรทัดและใกล้หม้อแปลง

7.ระบบบัสบาร์

• ประเภท: รถบัสเดี่ยว, รถบัสคู่, หลักและรถบัสโอน
• ดำเนินการพลังงานระหว่างส่วนประกอบภายในสถานีย่อย
• วัสดุ: ทองแดงหรืออลูมิเนียมมักจะเป็นท่อหรือตัวนำ

8.แผงควบคุมและรีเลย์

• House Digital Relays, Annunciators, Meters และ SCADA I/O โมดูล
• ตั้งอยู่ในห้องควบคุมสถานีย่อยหรืออาคารควบคุมสำเร็จรูป

9.ระบบสายดิน

• สร้างความมั่นใจในการป้องกันความปลอดภัยของบุคลากรและอุปกรณ์
• การออกแบบกริดเป็นไปตามมาตรฐาน IEEE 80 หรือเทียบเท่า
• รวมถึงแผ่นดินโลกแท่งตัวนำและหลุม

10.ระบบ SCADA

• ระบบควบคุมการควบคุมดูแลและการเก็บข้อมูลสำหรับการตรวจสอบระยะไกล
• อินเทอร์เฟซกับอุปกรณ์ป้องกันดิจิตอลทั้งหมด (IED)
• เปิดใช้งานการตรวจจับความผิดปกติแบบเรียลไทม์การวิเคราะห์โหลดและการควบคุมระยะไกล

11.ธนาคารแบตเตอรี่และเครื่องชาร์จ

• ให้พลังงานอย่างต่อเนื่องสำหรับระบบป้องกันและควบคุม
• การสำรองข้อมูลมักใช้เวลา 2-6 ชั่วโมงขึ้นอยู่กับภาระ
• โดยปกติระบบ 220V DC หรือ 110V DC

---

ประเภทของสถานีย่อย 220 kV

1.AIS (สถานีย่อยที่หุ้มฉนวนอากาศ)

• ติดตั้งอุปกรณ์กลางแจ้งและอากาศเป็นสื่อหลักหลัก
• ตรวจสอบและบำรุงรักษาได้ง่ายขึ้น
• ต้องใช้พื้นที่มากขึ้นและมีความเสี่ยงต่อมลภาวะและสภาพอากาศ

2.GIS (สถานีย่อยฉนวนแก๊ส)

• อุปกรณ์ตั้งอยู่ในช่องก๊าซที่ปิดล้อมด้วยโลหะ
• ขนาดกะทัดรัดการบำรุงรักษาต่ำเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมในเมืองหรือที่รุนแรง
• ต้นทุนล่วงหน้าสูงขึ้น แต่ลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานระยะยาว

3.สถานีย่อยไฮบริด

• รวมคุณสมบัติของ AIS และ GIS
• ปรับพื้นที่และค่าใช้จ่ายให้เหมาะสม
• มักใช้ในการติดตั้งเพิ่มเติมหรือการอัพเกรดบางส่วน

---

เค้าโครงของสถานีย่อย 220 kV

เค้าโครงทั่วไปรวมถึง:

• 2 or more incoming lines (220 kV feeders)
• 2–4 หม้อแปลงไฟฟ้า (220/132 หรือ 220/66 kV)
• ตัวป้อนขาออกหลายตัวไปยังสถานีย่อยแรงดันต่ำ
• Busbars จัดเรียงในสองรถบัสหรือเบรกเกอร์และครึ่งรูปแบบครึ่ง
• อ่าวหม้อแปลงและอ่าวสาย
• อาคารห้องควบคุมพร้อม SCADA และการสำรองแบตเตอรี่

---

แอปพลิเคชันของสถานีย่อย 220 kV

มีการใช้สถานีย่อย 220 kV อย่างกว้างขวางใน:

• การถ่ายโอนพลังงานระหว่างรัฐหรือระหว่างภูมิภาค
• การอพยพพลังงานจำนวนมากจากโรงไฟฟ้าพลังน้ำความร้อนหรือพลังงานแสงอาทิตย์
• การเชื่อมต่อระหว่างกันระหว่างโซนส่งกำลัง
• ให้พลังกลุ่มอุตสาหกรรมหรือเขตเศรษฐกิจ
• การรวมแรงดันไฟฟ้าสูงของโรงไฟฟ้าพลังงานหมุนเวียน (พลังงานแสงอาทิตย์, ลม)
• การเชื่อมต่อกริดข้ามพรมแดน

---

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ

เมื่อออกแบบสถานีย่อย 220 kV วิศวกรจะพิจารณา:

• ความต้องการโหลดที่คาดการณ์และระดับความผิดพลาด
• สภาพภูมิศาสตร์และสิ่งแวดล้อม
• ความพร้อมใช้งานของที่ดิน (AIS vs GIS)
• ความเป็นไปได้ในการขยายตัวในอนาคต
• ความปลอดภัยและการเข้าถึง
• ความปลอดภัยทางไซเบอร์ในสถานีย่อยที่เชื่อมต่อกับ SCADA

---

ข้อดีของสถานีย่อย 220 kV

• การส่งผ่านทางไกลที่มีประสิทธิภาพ
• ลดการสูญเสียพลังงานเมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้าที่ลดลง
• กำลังการผลิตสูงสำหรับเครือข่ายอุตสาหกรรมและยูทิลิตี้
• เพิ่มความเสถียรของกริดด้วยแผนการป้องกันที่เหมาะสม
• พร้อมสำหรับการรวมสำหรับสมาร์ทกริดและแพลตฟอร์มอัตโนมัติ

---

ความท้าทาย

• High installation and equipment costs
• ต้องการแรงงานที่มีทักษะและมาตรฐานการว่าจ้างที่เข้มงวด
• การจัดการสิ่งแวดล้อม (การบรรจุน้ำมัน, การจัดการSF₆)
• ความซับซ้อนในการบำรุงรักษาในการกำหนดค่าหลายอ่าว

---

บทสรุป

สถานีย่อย 220 kV เป็นรากฐานที่สำคัญของโครงสร้างพื้นฐานพลังงานที่ทันสมัยให้การส่งการป้องกันและการควบคุมพลังงานแรงดันสูงที่มีประสิทธิภาพ

ด้วยการเพิ่มขึ้นของกริดอัจฉริยะและความต้องการการรวมพลังงานสะอาดในอนาคต 220 kVเครื่องย่อยจะมีการตรวจสอบดิจิตอลมากขึ้นการออกแบบ GIS การดำเนินงานระยะไกลและการบำรุงรักษาทำนาย AI ที่ใช้พลังงาน-ทำให้พวกเขาฉลาดขึ้นปลอดภัยและเชื่อถือได้มากขึ้นกว่าเดิม