Các trạm biến áp nhỏ gọn 11kV

Giới thiệu

Nhu cầu không ngừng đối với điện đáng tin cậy trong thế giới ngày càng đô thị hóa và công nghiệp hóa của chúng ta đòi hỏi các mạng lưới phân phối năng lượng hiệu quả và mạnh mẽ. Các trạm biến áp nhỏ gọn 11kV (CSS), còn được gọi là trạm biến áp đóng gói (PSS) hoặc trạm biến áp đơn vị (USS).

Các hội đồng được thiết kế này đại diện cho một sự tiến hóa đáng kể trong thiết kế trạm biến áp, tích hợp các thành phần chính vào một đơn vị được xây dựng tại nhà máy, được kiểm tra một loại.

Một trạm biến áp nhỏ gọn (CSS) là gì?

Một trạm biến áp nhỏ gọn về cơ bản là một cụm trạm biến áp điện khép kín, được đúc sẵn và thử nghiệm trong môi trường nhà máy trước khi được vận chuyển đến địa điểm để cài đặt.

Cụ thể cho mộtTrạm biến áp compact 11kV, chức năng chính là nhận năng lượng điện ở mức điện áp trung bình 11kV (mV), biến nó xuống thành điện áp thấp có thể sử dụng (LV)-thường là 400V, 415V hoặc điện áp ba pha tương tự (như 480V. Tích hợp trong một đơn vị đơn, nhỏ gọn và kèm theo.

Sự thay đổi triết lý thiết kế này cung cấp nhiều lợi thế, di chuyển phần lớn công việc lắp ráp và thử nghiệm phức tạp từ lĩnh vực này sang môi trường nhà máy được kiểm soát, ảnh hưởng đáng kể đến các thời gian dự án và đảm bảo chất lượng.

Các thành phần chính của trạm biến áp compact 11kV

Trong khi các thiết kế khác nhau giữa các nhà sản xuất (như ABB, Schneider Electric, Siemens, Eaton và nhiều người chơi trong khu vực), một CSS 11kV điển hình bao gồm ba ngăn chức năng chính nằm trong một bao vây chung:

1. Khoa thiết bị đóng cắt điện áp trung bình (MV) (phía 11kV):Phần này chứa các thiết bị để kết nối với nguồn cung cấp 11kV đến và cung cấp chuyển đổi và bảo vệ.
   • Đơn vị chính (RMU):Một lựa chọn rất phổ biến, đặc biệt cho mạng lưới phân phối.
   • Bảng điều khiển MV:Trong một số CSS lớn hơn hoặc các thiết kế ứng dụng cụ thể, các bảng thiết bị đóng cắt MV độc lập với bộ ngắt mạch (chân không hoặc SF6) có thể được sử dụng, cung cấp khả năng cao hơn nhưng có khả năng tăng dấu chân.
   • Sự bảo vệ:Bảo vệ lỗi quá dòng và trái đất được cung cấp bởi các cầu chì (thường được kết hợp với các công tắc ngắt tải) hoặc do rơle vận hành các bộ ngắt mạch MV.
2. Khoang Transformer:Điều này chứa máy biến áp điện chịu trách nhiệm đẩy điện áp từ 11kV xuống mức LV cần thiết.
   • Kiểu:Có thể là một trong haiDầu ngâm(Làm mát onan/onaf) Hoặcloại khô(Làm mát AN/AF, sử dụng nhựa đúc hoặc tẩm áp suất chân không).
   • Xếp hạng:Thông thường dao động từ khoảng 100 kVa đến 2500 kVa hoặc thậm chí cao hơn cho các ứng dụng phân phối 11kV, tùy thuộc vào các yêu cầu tải.
   • Nhóm Vector & trở kháng:Các tham số được tiêu chuẩn hóa quan trọng cho hoạt động song song và tính toán mức độ lỗi.
3. Khoa thiết bị đóng cắt điện áp thấp (LV) (ví dụ: phía 415V/240V):Phần này chứa bảng phân phối LV để kiểm soát và bảo vệ các nguồn cấp dữ liệu LV đi.
   • Công cụ phá vỡ chính:Một bộ ngắt mạch không khí (ACB) hoặc bộ ngắt mạch trường hợp đúc (MCCB) được kết nối với các thiết bị đầu cuối LV của máy biến áp.
   • Người cho ăn đi:Nhiều MCCB hoặc các đơn vị cầu chì bảo vệ các mạch LV riêng lẻ cung cấp tải.
   • Thiết bị & đo sáng:Điện áp/mét hiện tại, đồng hồ đo năng lượng (theo yêu cầu của tiện ích hoặc cơ sở).
   • Busbars:Busbar đồng hoặc nhôm phân phối năng lượng LV.
4. Bao vây & trợ lý:Nhà ở chung cung cấp bảo vệ và tính toàn vẹn cấu trúc.
   • Vật liệu:Thông thường thép tấm mạ kẽm với hoàn thiện sơn bền, mặc dù các vật liệu khác như GRP (polyester gia cố thủy tinh) đôi khi được sử dụng.
   • Bằng cấp bảo vệ:Được đánh giá theo IEC 60529 (ví dụ: IP54 hoặc IP55) để bảo vệ chống cháy bụi và phun nước, đảm bảo sự phù hợp để lắp đặt ngoài trời.
   • Thông gió:Các hệ thống thông gió tự nhiên hoặc cưỡng bức là rất quan trọng, đặc biệt là đối với khoang máy biến áp, để quản lý sự tản nhiệt.
   • Các tính năng lồng vào nhau & an toàn:Khóa liên động cơ và đôi khi là các hoạt động không an toàn (ví dụ: truy cập vào ngăn MV trong khi sống).

Ưu điểm của việc sử dụng các trạm biến áp nhỏ gọn 11kV

Bản chất tích hợp và đúc sẵn của 11kV CSS mang lại những lợi thế hấp dẫn đối với việc xây dựng trạm biến áp truyền thống:

• Tiết kiệm không gian đáng kể:Dấu chân nhỏ gọn của họ là lý tưởng cho các khu vực đô thị đông dân, các địa điểm công nghiệp với không gian hạn chế hoặc cài đặt ngầm.
• Giảm thời gian cài đặt & chi phí:Là nhà máy chế tạo và thử nghiệm, công việc tại chỗ được giảm thiểu chủ yếu cho việc chuẩn bị nền tảng dân sự, kết nối cáp và vận hành.
• An toàn nâng cao:Thiết kế kim loại kèm theo với khóa liên động an toàn tích hợp cung cấp sự bảo vệ vượt trội cho nhân viên so với các cài đặt ngoài trời.
• Cải thiện thẩm mỹ & tác động môi trường thấp hơn:Thiết kế kèm theo ít xâm phạm trực quan hơn các trạm biến áp ngoài trời, pha trộn tốt hơn vào các cảnh quan đô thị hoặc nhạy cảm.
• Bản chất cắm và chơi:Đơn vị tích hợp đơn giản hóa thiết kế và mua sắm.
• Độ tin cậy cao:Lắp ráp nhà máy trong các điều kiện được kiểm soát thường dẫn đến chất lượng và độ tin cậy xây dựng cao hơn so với lắp ráp trường.
• Tính linh hoạt:Các thiết kế được tiêu chuẩn hóa cho phép sao chép dễ dàng hơn, trong khi các khái niệm mô-đun cung cấp một số mức độ tùy biến và mở rộng hoặc di dời tiềm năng trong tương lai, đặc biệt là cho các phiên bản gắn trên SKID.

Các trạm biến áp nhỏ gọn 11kV được áp dụng ở đâu?

Tính linh hoạt và lợi thế của CSS 11kV làm cho chúng phù hợp với một loạt các ứng dụng:

• Phân phối đô thị và dân cư:Cung cấp năng lượng cho các khu chung cư, phát triển nhà ở và các khu phố nơi không gian ở mức cao cấp và thẩm mỹ.
• Cơ sở công nghiệp:Cung cấp sức mạnh đáng tin cậy cho các nhà máy, nhà máy chế biến, các đơn vị sản xuất, thường yêu cầu chuyển đổi năng lượng riêng, địa phương hóa.
• Khu vực thương mại:Cần thiết cho các tòa nhà lớn như trung tâm mua sắm, tháp văn phòng, khách sạn, bệnh viện và trung tâm dữ liệu có nhu cầu năng lượng đáng kể.
• Các dự án cơ sở hạ tầng:Cung cấp năng lượng cho các sân bay, hệ thống đường sắt (lực kéo và tín hiệu), cổng và đường hầm.
• Tích hợp năng lượng tái tạo:Kết nối các trang trại năng lượng mặt trời (nhà máy PV) và các trang trại gió với lưới phân phối 11kV, thường yêu cầu các giải pháp ngoài trời, mạnh mẽ.
• Nguồn điện tạm thời:Được sử dụng cho các công trường xây dựng lớn, sự kiện hoặc kịch bản phục hồi điện khẩn cấp do triển khai tương đối nhanh.

Xu hướng thị trường và bối cảnh phát triển

Nhu cầu về các trạm biến áp nhỏ gọn 11kV đang tăng dần, được thúc đẩy bởi một số xu hướng toàn cầu và khu vực được kết nối với nhau:

• Đô thị hóa nhanh chóng:Tăng trưởng liên tục của các thành phố trên toàn thế giới đòi hỏi cơ sở hạ tầng hiệu quả không gian, làm cho CSS trở thành giải pháp ưa thích cho sự phát triển đô thị mới.
• Hiện đại hóa lưới điện:Tiện ích đang nâng cấp cơ sở hạ tầng lão hóa.
• Thế hệ phân tán:Sự gia tăng trong các nguồn năng lượng tái tạo (RES) đòi hỏi nhiều điểm kết nối lưới phân tán.
• Tập trung vào an toàn & độ tin cậy:Các quy định an toàn ngày càng nghiêm ngặt và chi phí mất điện cao thúc đẩy các ngành công nghiệp và tiện ích hướng tới các giải pháp được kiểm tra bởi nhà máy an toàn hơn, được kiểm tra nhà máy như CSS.
• Hiệu quả chi phí:Mặc dù chi phí đơn vị ban đầu có vẻ cao hơn các thành phần không được lắp đặt, tiết kiệm đất, công trình dân sự, thời gian lắp đặt và có khả năng giảm bảo trì thường dẫn đến tổng chi phí sở hữu thấp hơn.

Thông số kỹ thuật chính và thông số kỹ thuật

Khi chỉ định hoặc đánh giá CSS 11kV, các kỹ sư phải xem xét một số tham số quan trọng:

• Điện áp chính được xếp hạng:11kV (căn chỉnh với mạng MV).
• Điện áp thứ cấp được xếp hạng:ví dụ: 400V, 415V, 380V/220V (tùy thuộc vào tiêu chuẩn và ứng dụng cục bộ).
• Sức mạnh định mức (KVA):Được xác định bởi nhu cầu tải tối đa, xem xét sự đa dạng và tăng trưởng trong tương lai.
• Tần suất định mức:50 Hz hoặc 60 Hz (Đài Loan hoạt động ở 60Hz).
• S chuyển thiết bị chuyển đổi MV:
  • Loại: RMU (SF6/Air/Solid cách điện), Công tắc ngắt kết nối với cầu chì, bộ ngắt mạch (chân không/SF6).
  • Xếp hạng thời gian ngắn chịu được dòng điện & thời lượng (ví dụ: 16KA hoặc 20KA trong 1 giây).
  • Đỉnh định mức chịu được dòng điện.
  • Xếp hạng gián đoạn dòng điện (đối với bộ ngắt mạch/công tắc hợp nhất).
• LV SCTCHGEAR:
  • Cấu hình: Số và xếp hạng (ampe) của các nguồn cấp dữ liệu đi (MCCBS/cầu chì).
  • Xếp hạng chính (ACB/MCCB).
  • Xếp hạng ngắn mạch (KA).
• Máy biến áp:Loại (dầu/khô), xếp hạng KVA, làm mát (onan/an), nhóm vector (ví dụ: dyn11), trở kháng tỷ lệ phần trăm (%z).
• Mức độ cách nhiệt (BIL):Xếp hạng mức xung cơ bản cho các mặt MV và LV (ví dụ: 75kV Bil cho thiết bị 11kV).
• Mức độ bảo vệ (xếp hạng IP):Ví dụ: IP54 cho thấy sự bảo vệ chống lại bụi và phun nước từ mọi hướng.
• Tiêu chuẩn áp dụng:Tuân thủ quốc tế có liên quan (IEC 62271-202) và các tiêu chuẩn địa phương có khả năng (như các tiêu chuẩn CNS cụ thể hoặc các yêu cầu của Taipower ở Đài Loan) là rất quan trọng.

So sánh: Các trạm biến áp nhỏ gọn so với các trạm biến áp thông thường

Tính năng	Trạm trạm biến áp compact 11kV (CSS)	Trạm biến áp 11kV thông thường
Dấu chân	Rất nhỏ, tối ưu hóa	Lớn, đòi hỏi diện tích đất đáng kể
Thời gian cài đặt	Ngắn (ngày/tuần)	Dài (tuần/tháng)
Công trình dân sự	Tối thiểu (Pad Foundation)	Mở rộng (nền tảng, cấu trúc, hàng rào)
Trị giá	Chi phí vòng đời thấp hơn thường xuyên, đơn vị ban đầu cao hơn	Chi phí thành phần thấp hơn, dự án tổng thể cao hơn
Sự an toàn	Cao (kèm theo, khóa liên động, loại thử)	Trung bình (ngoài trời, yêu cầu truy cập nghiêm ngặt)
Môi trường	Tác động thị giác thấp, sự gián đoạn trang web ít hơn	Tác động thị giác cao hơn, công việc trang web nhiều hơn
Linh hoạt	Cao (tiêu chuẩn hóa, có khả năng tái định nghĩa)	Thấp (cài đặt cố định)
BẢO TRÌ	Nói chung là truy cập dễ dàng hơn vào các bộ phận tích hợp	Có thể yêu cầu truy cập trên khu vực rộng lớn hơn

导出到 Google

Các nhà sản xuất chính như Schneider Electric, ABB và Siemens thường cung cấp các so sánh chi tiết nêu bật tổng chi phí sở hữu và lợi thế tốc độ triển khai của các giải pháp CSS trong các ứng dụng phù hợp.

Hướng dẫn lựa chọn cho các trạm biến áp nhỏ gọn 11kV

Chọn CSS 11kV phù hợp đòi hỏi phải xem xét cẩn thận các nhu cầu dành riêng cho dự án:

1. Xác định các yêu cầu tải:Xác định chính xác nhu cầu KVA hiện tại và tương lai để kích thước máy biến áp một cách chính xác.
2. Phân tích giao diện mạng MV:Nó là một chiếc nhẫn hay thức ăn xuyên tâm?
3. Tính toán mức độ lỗi:Xác định dòng điện ngắn mạch tiềm năng tối đa tại điểm kết nối MV.
4. Đánh giá các điều kiện môi trường:Xem xét phạm vi nhiệt độ môi trường, độ cao, độ ẩm, hoạt động địa chấn và tiềm năng ăn mòn.
5. Đánh giá các ràng buộc trang web:Yếu tố trong không gian có sẵn, các tuyến đường truy cập để giao hàng và bảo trì, và bất kỳ yêu cầu thẩm mỹ nào.
6. Chỉ định nhu cầu phân phối LV:Xác định số lượng, kích thước và yêu cầu bảo vệ cho các bộ cấp nguồn LV đi.
7. Xem xét tự động hóa & giám sát:CSS có cần tích hợp với hệ thống SCADA không?
8. Đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn:Xác minh việc tuân thủ quốc tế có liên quan (IEC) vàĐiều quan trọng, các tiêu chuẩn và quy định tiện ích địa phương(ví dụ: tiêu chuẩn Taipower ở Đài Loan).
9. Đánh giá các nhà sản xuất:Xem xét danh tiếng của nhà sản xuất, hồ sơ theo dõi, hỗ trợ kỹ thuật, bảo hành và tính sẵn có của phụ tùng.

Các trạm biến áp nhỏ gọn 11kV đã nổi lên như một nền tảng của cơ sở hạ tầng phân phối điện hiện đại.

Câu hỏi thường gặp (Câu hỏi thường gặp)