Cosa è una cella di stazione elettrica? Tipi e funzioni

Un bay di sottostazione si riferisce a un'intera e indipendentemente operativa assemblaggio di apparecchiature elettriche all'interno di una sottostazione. Può essere considerato come l'unità fondamentale del sistema elettrico della sottostazione, solitamente comprendente interruttori, disgiuntori (isolatori), interruttori di terra, strumentazione, relè di protezione e altri dispositivi associati.

La funzione principale di un bay di sottostazione è ricevere l'energia elettrica dal sistema di potenza nella sottostazione e poi consegnarla alle destinazioni richieste. È un componente critico per il normale funzionamento di una sottostazione. Ogni sottostazione contiene più bays, con ogni bay che opera in modo indipendente ed è dotato dei propri sistemi di protezione, controllo e dispositivi di commutazione per consentire un controllo e una protezione sezionale all'interno della sottostazione.

In generale, il numero di bays in una sottostazione dipende dai requisiti e dalla capacità del sistema di potenza. Sistemi di potenza più grandi richiedono più bays per ottenere un controllo e una protezione sezionale più efficienti. La affidabilità e la sicurezza dei bays di sottostazione svolgono un ruolo vitale nell'assicurare la stabilità complessiva e la sicurezza del sistema di potenza. Pertanto, la progettazione, la fabbricazione e l'operazione & manutenzione dei bays di sottostazione devono conformarsi agli standard nazionali e alle normative per garantire il corretto funzionamento della sottostazione e migliorare l'affidabilità e la sicurezza del sistema di potenza.

In base a diverse configurazioni di apparecchiature e principi di funzionamento, i bays di sottostazione possono essere classificati nei seguenti tipi comuni:

• Bays di sottostazione a olio
  I bays a olio sono involucri sigillati di apparecchiature elettriche riempiti con olio isolante speciale. Sono utilizzati principalmente in sistemi di trasmissione ad alta tensione e alta corrente e forniscono efficacemente funzioni come isolamento, interruzione e isolamento.

• Bays di sottostazione a gas isolante (GIS)
  I bays GIS utilizzano la tecnologia di apparecchiature elettriche a gas isolante, riducendo significativamente le dimensioni delle apparecchiature. Questi bays utilizzano gas SF6 ad alta pressione per l'isolamento e la spegnimento dell'arco, offrendo vantaggi come dimensioni compatte, peso leggero e alta densità di potenza. Sono comunemente utilizzati in aree urbane, impianti petrolchimici, strutture aerospaziali e altri ambienti che richiedono alti livelli di protezione ed efficienza spaziale.

• Bays di sottostazione a vuoto
  I bays a vuoto utilizzano la tecnologia di interruttore a vuoto, dove la commutazione e lo spegnimento dell'arco vengono realizzati in un ambiente ad alto vuoto. Questi bays non contengono gas isolante, offrendo maggiore sicurezza e sono adatti per applicazioni ad alta tensione (tipicamente fino e oltre 12 kV) e scenari ad alta corrente.

• Bays di sottostazione senza conduttori
  I bays senza conduttori si riferiscono a configurazioni di bay che utilizzano collegamenti a fibra ottica per la trasmissione dei dati e i segnali di controllo invece di conduttori metallici tradizionali. Tali bays offrono vantaggi come alta sicurezza, immunità ai fulmini e forte resistenza all'interferenza elettromagnetica. Sono inoltre non influenzati da temperature estreme o ambienti corrosivi.

I quattro tipi di bays di sottostazione sopra elencati sono comuni, tuttavia, possono esistere altri tipi in base a specifici scenari di applicazione e requisiti del sistema.

La suddivisione dei bays all'interno di una sottostazione dovrebbe essere determinata in base ai requisiti funzionali della sottostazione e alle esigenze del sistema di potenza. In generale, la segmentazione dei bays può essere avvicinata dai seguenti punti di vista:

• Segmentazione funzionale:
  I bays possono essere categorizzati in base ai loro ruoli—ad esempio, bays del trasformatore principale, bays delle linee uscenti, bays di collegamento, bays della barra, bays del condensatore di accoppiamento e bays di compensazione reattiva. La segmentazione funzionale consente un layout e un'integrazione razionale delle apparecchiature all'interno della sottostazione.

• Segmentazione basata su parametri elettrici:
  I bays possono anche essere classificati in base al livello di tensione—come ad esempio ad alta tensione, media tensione e bassa tensione. Le differenze nei parametri elettrici influenzano la sicurezza, l'affidabilità, la capacità e l'impedenza, che a loro volta influenzano la scelta, l'installazione e la messa in servizio delle apparecchiature.

• Considerazioni sulla disposizione spaziale:
  La divisione dei bays deve tenere conto della disposizione fisica e dell'allocazione spaziale. Le dimensioni e la disposizione dei bays devono essere determinate in base al tipo e alle specifiche delle apparecchiature per assicurare una ventilazione adeguata, la sicurezza e la facilità di manutenzione.

• Considerazioni operative e di manutenzione:
  Per la comodità operativa e l'efficienza della manutenzione, i bays possono essere raggruppati in base al tipo e alla funzione delle apparecchiature. La pianificazione delle interconnessioni e dei percorsi di accesso per la manutenzione deve essere incorporata nel progetto.

In sintesi, la segmentazione dei bays di sottostazione deve prendere in considerazione i parametri elettrici, la funzionalità delle apparecchiature, la disposizione spaziale e i requisiti operativi e di manutenzione per ottenere un'ottimale integrazione delle apparecchiature e un'efficiente performance della sottostazione.