Mục lục

Giới thiệu

MỘTTrạm biến áp 220 kVlà một cơ sở điện điện áp cao, đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống truyền tải điện khu vực.

Khi các quốc gia mở rộng cơ sở hạ tầng điện của họ để đáp ứng tăng trưởng công nghiệp, đô thị hóa và tích hợp năng lượng tái tạo, các trạm biến áp 220 kV đang ngày càng được triển khai trong lưới điện quốc gia, hành lang công nghiệp và các kết nối liên khu vực.

220 kV Substation

Trạm biến áp 220 kV là gì?

MỘTTrạm biến áp 220 kilovolt (kV)Hoạt động ở điện áp danh nghĩa 220.000 volt và thường là một phần của lưới truyền điện áp cao.

Các trạm biến áp này thường được thiết kế để:

  • Kết nối các nhà máy điện với lưới truyền
  • Giao diện các vùng lưới khu vực
  • Cung cấp cho người tiêu dùng tải cao như các ngành công nghiệp nặng hoặc trung tâm dữ liệu
  • Nhận công suất số lượng lớn để phân phối cho các trạm biến áp nhỏ hơn

Các chức năng chính của trạm biến áp 220 kV

  • Chuyển đổi điện áp: Bước lên hoặc bước xuống điện áp giữa các mức lưới khác nhau.
  • Kiểm soát dòng điện: ROUTE điện đến nguồn cấp dữ liệu và khu vực mong muốn.
  • Bảo vệ hệ thống: Phân lập các mạch bị lỗi để ngăn chặn sự cố mất hàng xếp tầng.
  • Cân bằng lưới: Quản lý chia sẻ tải giữa các mạng song song.
  • Giám sát và tự động hóa: Sử dụng SCADA và IED để chẩn đoán và kiểm soát thời gian thực.

Các thành phần chính của trạm biến áp 220 kV

Một trạm biến áp 220 kV bao gồm nhiều thiết bị và hệ thống hỗ trợ điện áp cao.

1.Máy biến áp

  • Xếp hạng điện áp: 220/132 kV, 220/66 kV, 220/33 kV
  • Công suất: 100 MVA đến 315 MVA
  • Làm mát: onan / onaf (dầu tự nhiên tự nhiên / không khí tự nhiên không khí)
  • Có thể bao gồm Changer Tap tải (OLTC) trên tải (OLTC)

2.Bộ ngắt mạch

  • Loại: SF₆ Gas-Insated hoặc Bacuum (cho các bộ phận điện áp thấp hơn)
  • Chức năng: Ngắt các dòng lỗi trong điều kiện bất thường
  • Được cài đặt trên các bộ cấp dữ liệu đến/đi và các vịnh biến áp

3.Bộ cách ly (Công tắc ngắt kết nối)

  • Được sử dụng để cô lập thiết bị không tải
  • Có sẵn trong thiết kế đơn hoặc đôi break
  • Có thể bao gồm công tắc trái đất để an toàn trong quá trình bảo trì

4.Máy biến áp hiện tại (CTS)

  • Chức năng: Cung cấp các tín hiệu dòng điện thu nhỏ để đo lường và bảo vệ
  • Tỷ lệ điển hình: 1200/1A, 1500/1A

5.Máy biến áp / CVT điện áp

  • Bước xuống điện áp cao cho rơle bảo vệ và mét
  • Cũng có thể phục vụ như các thiết bị khớp nối tín hiệu sóng mang trong các hệ thống truyền thông

6.Lightning Borresters

  • Bảo vệ thiết bị khỏi các cuộc đình công sét và chuyển đổi
  • Được cài đặt tại các mục nhập dòng và gần Transformers

7.Hệ thống thanh cái

  • Các loại: xe buýt đơn, xe buýt đôi, xe buýt chính và chuyển nhượng
  • Tiến hành sức mạnh giữa các thành phần trong trạm biến áp
  • Vật liệu: đồng hoặc nhôm, thường dựa trên hình ống hoặc dây dẫn

8.Bảng điều khiển & Rơle

  • Nhà rơle kỹ thuật số, người đăng ký, mét và mô -đun I/O SCADA
  • Nằm trong phòng điều khiển trạm biến áp hoặc các tòa nhà điều khiển đúc sẵn

9.Hệ thống nối đất

  • Đảm bảo an toàn nhân sự và bảo vệ thiết bị
  • Thiết kế lưới theo tiêu chuẩn của IEEE 80 hoặc tương đương
  • Bao gồm thảm đất, thanh, dây dẫn và hố

10.Hệ thống SCADA

  • Kiểm soát giám sát và hệ thống thu thập dữ liệu để giám sát từ xa
  • Giao diện với tất cả các thiết bị bảo vệ kỹ thuật số (IED)
  • Cho phép phát hiện lỗi thời gian thực, phân tích tải và điều khiển từ xa

11.Ngân hàng pin và Bộ sạc

  • Cung cấp sức mạnh không bị gián đoạn để bảo vệ và kiểm soát hệ thống
  • Sao lưu thường kéo dài 2 giờ 6 giờ tùy thuộc vào tải
  • Thông thường các hệ thống DC DC hoặc 110V DC 220V

Các loại trạm biến áp 220 kV

1.AIS (trạm biến áp cách điện không khí)

  • Thiết bị được lắp đặt ngoài trời và không khí là phương tiện cách nhiệt chính
  • Dễ kiểm tra và duy trì hơn
  • Đòi hỏi nhiều không gian hơn và dễ bị ô nhiễm và thời tiết

2.GIS (trạm biến áp cách điện khí)

  • Thiết bị được đặt trong các ngăn khí SF₆ được bao bọc kim loại
  • Nhỏ gọn, bảo trì thấp, phù hợp cho môi trường đô thị hoặc khắc nghiệt
  • Chi phí trả trước cao hơn nhưng chi phí hoạt động dài hạn thấp hơn

3.Trạm biến áp lai

  • Kết hợp các tính năng của AIS và GIS
  • Tối ưu hóa không gian và chi phí
  • Thường được sử dụng để nâng cấp hoặc nâng cấp một phần

Bố cục của một trạm biến áp 220 kV

Một bố cục điển hình bao gồm:

  • 2 dòng hoặc nhiều dòng đến (nguồn cấp dữ liệu 220 kV)
  • 2 Transformers Power Transform (220/132 hoặc 220/66 kV)
  • Nhiều bộ cấp nguồn đi đến các trạm biến áp điện áp thấp hơn
  • Busbars được sắp xếp trên xe buýt đôi hoặc các kế hoạch ngắt và một nửa
  • BAYS BAYS BAYS VÀ LINE BAYS
  • Tòa nhà phòng điều khiển với SCADA và sao lưu pin

Các ứng dụng của các trạm biến áp 220 kV

Các trạm biến áp 220 kV được sử dụng rộng rãi trong:

  • Chuyển giao quyền lực giữa các tiểu bang hoặc liên khu vực
  • Phổ thông năng lượng số lượng lớn từ thủy điện, nhiệt hoặc mặt trời
  • Kết nối lưới giữa các vùng truyền
  • Cung cấp năng lượng cho các cụm công nghiệp hoặc khu kinh tế
  • Tích hợp điện áp cao của các nhà máy năng lượng tái tạo (mặt trời, gió)
  • Kết nối lưới xuyên biên giới

Cân nhắc thiết kế

Khi thiết kế trạm biến áp 220 kV, các kỹ sư xem xét:

  • Dự báo nhu cầu tải và mức độ lỗi
  • Điều kiện địa lý và môi trường
  • Tính khả dụng của đất (AIS vs GIS)
  • Khả năng mở rộng trong tương lai
  • An toàn và khả năng tiếp cận
  • An ninh mạng trong các trạm biến áp kết nối SCADA

Ưu điểm của các trạm biến áp 220 kV

  • Truyền dẫn đường dài hiệu quả
  • Giảm tổn thất điện năng so với điện áp thấp hơn
  • Khả năng tải cao cho các mạng công nghiệp và tiện ích
  • Tăng cường độ ổn định lưới với các chương trình bảo vệ thích hợp
  • Sẵn sàng tích hợp cho các nền tảng lưới điện và lưới tự động hóa thông minh

Thách thức

  • Chi phí lắp đặt và thiết bị cao
  • Cần cho lực lượng lao động lành nghề và tiêu chuẩn vận hành nghiêm ngặt
  • Quản lý môi trường (ngăn chặn dầu, xử lý SF₆)
  • Độ phức tạp bảo trì trong các cấu hình nhiều vịnh

Phần kết luận

Một trạm biến áp 220 kV là một nền tảng của cơ sở hạ tầng năng lượng hiện đại, cung cấp truyền, bảo vệ và điều chỉnh hiệu quả của năng lượng điện áp cao.

Với sự gia tăng của lưới thông minh và nhu cầu tích hợp năng lượng sạch, 220 kV trong tương laitrạm biến ápsẽ ngày càng có tính năng giám sát kỹ thuật số, thiết kế GIS, hoạt động từ xa và bảo trì dự đoán được hỗ trợ bởi AI-làm cho chúng thông minh hơn, an toàn hơn và đáng tin cậy hơn bao giờ hết.

Substations