Quines són les diferències entre les subestacions els nusos d'intercanvi i les sales de distribució

Quines són les diferències entre subestacions, centrals d'interconnexió i habitacions de distribució?

Una subestació és una instal·lació en el sistema elèctric que transforma els nivells de tensió, rep i distribueix l'energia elèctrica, controla la direcció del flux d'energia i ajusta la tensió. Interconnecta xarxes elèctriques de diversos nivells de tensió a través dels seus transformadors. En aplicacions específiques—com els cabos submarins o la transmissió a llarga distància—alguns sistemes utilitzen la transmissió d'alta tensió en corrent continu (HVDC). El HVDC suprimeix les pèrdues de reactància capacitiva inherent a la transmissió en corrent altern (CA) i ofereix avantatges en termes d'eficiència energètica.

Les subestacions principalment redueixen la tensió alta a mitjana o la tensió alta a un nivell lleugerament inferior d'alta tensió. Ocupen àrees relativament grans, amb necessitats de terreny que varien segons el nivell de tensió i la capacitat. Per això, algunes persones les anomenen "estacions transformadores".

Funció:
Una subestació serveix com a instal·lació intermèdia entre les centrales elèctriques i els usuaris finals. Com que les centrales sovint estan ubicades lluny de les ciutats i fàbriques, i la tensió generada per les centrales és relativament baixa, el corrent resultant seria alt i causaria pèrdues significatives de calor a les línies de transmissió segons la llei de Joule. Això podria endegar les línies, i la conversió de l'energia elèctrica en calor representa una gran ineficiència. Per tant, les subestacions s'utilitzen per augmentar la tensió des de la central per a una transmissió eficient a llarga distància cap a zones urbanes i industrials. Un cop arriba, les subestacions locals redueixen la tensió als nivells requerits, que es distribueixen a través de xarxes de distribució per proporcionar 220 V estàndard per a l'ús diari.

Ubicació:
Des d'un punt de vista econòmic, les subestacions haurien de situar-se properes als centres de càrrega. Des d'un punt de vista operatiu, no haurien de interferir amb les activitats de producció o el transport intern d'una instal·lació, i l'accés per a la entrega d'equipament ha de ser convenient. Per raons de seguretat, les subestacions haurien d'evitar zones inflamables o explosives. En general, les subestacions haurien de situar-se al costat d'on ve el vent, allunyades de zones on tendeixen a acumular-se polsim i fibres, i no haurien de col·locar-se en zones densament poblades. La ubicació i construcció de subestacions també han de tenir en compte la supressió d'incendis, la resistència a la corrosió, el control de la contaminació, la protecció contra l'aigua, la pluja i la neu, la resistència sísmica i la prevenció de l'intrusió d'animals petits.

Subestació de distribució
Definició:
Una subestació de distribució també és una instal·lació per canviar els nivells de tensió. És un lloc en el sistema elèctric on la tensió i el corrent es transformen, centralitzen i distribueixen. Per assegurar la qualitat de l'energia i la seguretat dels equips, també es realitzen regulacions de tensió, controls de corrent i protecció de línies de transmissió/distribució i dels principals equips elèctrics. Les subestacions es poden categoritzar segons la seva aplicació en subestacions de distribució d'energia i subestacions de tracció (utilitzades per a ferrocarrils elèctrics i tramvies). Segons la norma nacional china GB50053-94 "Codi de Disseny de Subestacions de 10 kV i Inferiors", una subestació es defineix com “una instal·lació on l'energia elèctrica en corrent altern de 10 kV o inferior es redueix mitjançant un transformador d'energia per alimentar càrregues elèctriques”. Qualsevol instal·lació que compleixi aquesta definició es qualifica com a subestació.

Funció:
El paper d'una subestació és rebre electricitat de les centrales elèctriques, típicament a tensions no superiors a 1–2 kV. La transmissió directa a llarga distància a aquests nivells de tensió baixa resultaria en corrents de línia molt altes, causant pèrdues excessives d'energia i una eficiència de transmissió baixa. Per tant, s'utilitzen transformadors per augmentar la tensió a dezenes o fins i tot centenars de quilovolts (dependrà de la distància i la demanda d'energia) per reduir el corrent de línia. Per interconnectar línies elèctriques de diverses distàncies i capacitats en una xarxa unificada i millorar la fiabilitat general del sistema, calen múltiples subestacions per igualar i connectar diferents nivells de tensió. De manera similar, després que la energia d'alta tensió arriba al seu destí, s'ha de reduir a nivells com 10,5 kV, 6,3 kV o 400 V (és a dir, 380/220 V) per complir amb les diverses necessitats dels usuaris. Així, en la pràctica, són necessàries nombroses subestacions. Normalment, una subestació principal es refereix a una subestació primària, amb subestacions secundàries a l'aval. La subestació primària s'encarrega del commutació i distribució d'alta tensió, però no realitza la transformació de tensió en si.

Habitació de distribució (o habitació d'equips de commutació)
Definició:
L'habitació de distribució també es coneix com a subestació de distribució. Segons les normes nacionals, una habitació de distribució es defineix com “una instal·lació que conté només equipaments de commutació de alta tensió per obrir/tancar circuits i distribuir l'energia elèctrica, sense un transformador d'energia principal en la barra”. Les habitacions de distribució funcionen a nivells de tensió inferiors a 35 kV i contenen equipaments com trencacircuits, transformadors instrumentals, condensadors i dispositius associats de protecció i mesura. En termes simples, és un edifici que conté armaris de trencacircuits de alta tensió, taules d'entrada/sortida de línies, etc.—això constitueix una habitació de distribució (o càmara). Instal·lacions més grans poden incloure múltiples armaris de trencacircuits de alta i baixa tensió per realitzar la transformació de tensió i la distribució d'energia.

Els termes “subestació” i “habitació de distribució” sovint es referen a habitacions de transformació i distribució en complexos residencials o edificis comercials. L'habitació de distribució és un component crític del sistema d'abastament d'energia d'un edifici. Els electricistes dedicats proporcionen monitorització operativa 24 hores. El personal no autoritzat no pot entrar sense l'aprovació del gestor de la propietat o del cap de departament. Els operadors han de estar certificats, familiaritzats amb l'equipament, procediments d'operació i protocols de seguretat. Han de vigilar de cerca les lectures dels voltmetres, ampermetres i metres de factor de potència, i mai permetre que els trencacircuits d'aire funcionin en condicions de sobrecàrrega. El sol i les superfícies dels equips a l'habitació de distribució han de mantenir-se nets i lliures de polsim en tot moment. Les operacions de commutació són realitzades pel personal de guardia amb la presència d'un supervisor; mai dues persones han de realitzar operacions de commutació simultàniament per evitar errors.

Central d'interconnexió (o central d'equips de commutació)

Definició:
Una estació de commutació es refereix a una subestació de distribució que no realitza la transformació de tensió, sinó que utilitza equips de commutació per obrir o tancar circuits elèctrics. És una instal·lació elèctrica situada un nivell per sota d'una subestació en el sistema elèctric, distribuint electricitat d'alta tensió a un o diversos consumidors d'energia elèctrica del voltant. La seva característica clau és que les tensions d'entrada i sortida són idèntiques. Encara que les subestacions regionals també poden realitzar funcions de commutació, cal destacar clarament que una estació de commutació és diferent d'una subestació.

Una estació de commutació també es defineix com una instal·lació de subministrament i distribució d'electricitat utilitzada per rebre i distribuir energia elèctrica. En les xarxes de transmissió d'alta tensió, sovint es coneix com "estació de commutació" o "parc de commutació". En les xarxes de distribució de mitja tensió, les estacions de commutació s'utilitzen típicament per rebre i distribuir potència de 10 kV. Aquestes estacions solen tenir dos alimentadors d'entrada i múltiples alimentadors de sortida (habitualment entre 4 i 6). Dependrà de les necessitats específiques si es instal·len interruptors automàtics o interruptors de càrrega als alimentadors d'entrada i sortida. L'equipament és típicament un conjunt de quadres de commutaciò metàl·lics tancats dissenyats per operar a l'exterior amb tensions fins a 10 kV. Una estació de commutació típica té una capacitat de transferència d'aproximadament 8.000 kW i subministra energia de mitja tensió a les sales de transformació o distribució locals dins d'un districte o àrea.

Funció:

• Segmenta els alimentadors de subministrament per limitar l'àmbit de les interrupcions en cas d'avaria, millorant així la fiabilitat i flexibilitat del subministrament d'electricitat;

• Redueix la complexitat de les subestacions;

• No canvia els nivells de tensió, però augmenta el nombre de circuits d'alimentador—funcionalment equivalent a una subestació de distribució.

Ubicació:
Les estacions de commutació solen estar situades prop de les estacions ferroviàries, parcs de mercaderies, depòsits d'automotrius, estacions de nus o altres llocs amb grans concentracions de càrrega.