Mobile Substations: En Komplet Guide

Mobil understationer er en type strømforsyningssystem, der hurtigt og nemt kan transporteres og installeres på forskellige steder. De bruges til at levere midlertidig eller nødstørrelse strømforsyning til områder, hvor nettet ikke er tilgængeligt eller er blevet skadet, såsom byggepladser, katastrofeområder, fjerne områder eller begivenheder. De kan også bruges til at teste, vedligeholde eller udskifte eksisterende understationer, eller for at integrere fornyelige energikilder i nettet.

Mobil understationer består af forskellige komponenter monteret på en trailer, et skid eller en container, der kan flyttes ad land, jernbane, sø eller luft. De vigtigste komponenter er:

• En transformator der konverterer høj spænding til lav spænding eller vice versa, afhængigt af anvendelsen.

• Et kølesystem der regulerer temperaturen på transformator og forebygger overophedning.

• Et højspændings afbryderudstyr kontrollerer og beskytter højspændingskredsløbet og forbinder den mobile understation til transmissionslinjen eller generator.

• Et lavspændings afbryderudstyr der kontrollerer og beskytter lavspændingskredsløbet og distribuerer strøm til belastningen eller nettet.

• Et målingsystem der måler og registrerer de elektriske parametre for strømmen, såsom spænding, strøm, effekt, frekvens osv.

• Et beskyttelsesrelæsystem der opdager og isolerer fejl og forebygger skader på udstyr og personale.

• En AC og DC hjælpestrømforsyning der leverer strøm til drift af den mobile understation og dens tilbehør, såsom lys, ventilatorer, pumper osv.

• Et overbelastningsbeskyttelsessystem der beskytter den mobile understation mod lynnedslag og andre spændingsoverslag.

• Et kabelforbindelsessystem der forbinder den mobile understation til strømforsyningen og belastningen ved hjælp af fleksible kabler og forbindelser.

Mobil understationer er designet for at opfylde de specifikke krav fra hver kunde og anvendelse. De kan have forskellige spændingsniveauer, effektklasser, konfigurationer, funktioner og tilbehør. De er også designet for at overholde statens og federal vejregler, samt netkode og sikkerhedsstandarder.

Fordelene ved mobil understationer

Mobil understationer tilbyder flere fordele sammenlignet med konventionelle understationer, som:

• Mobilitet: Mobil understationer kan let og hurtigt transporteres og flyttes til ethvert sted, hvor de er nødvendige. De kræver ikke specielle tilladelser eller civile arbejder for installation. De kan også rotere eller repositioneres for at justere sig efter eksisterende strømlinjer eller udstyr.

• Flexibilitet: Mobil understationer kan tilpasses forskellige spændingsniveauer, effektklasser, konfigurationer, funktioner og tilbehør ifølge kundens behov og præferencer. De kan også levere flere spændinger for forskellige belastninger eller tjenester samtidigt.

• Tilbageholdenhed: Mobil understationer er fabrikstestede og klar til at forbinde enheder, der sikrer højkvalitet og høj ydeevne strømforsyning. De er udstyret med state-of-the-art udstyr og avancerede kontrol-, beskyttelses- og kommunikationssystemer, der gør det muligt med lokal og fjern overvågning og kontrol. De har også backup-systemer og redundansfunktioner, der forbedrer deres tilgængelighed og resiliens.

• Økonomi: Mobil understationer er kostnadseffektive løsninger, der sparer tid og penge for kunder. De reducerer kapitaludgift (CAPEX) ved at undgå permanente konstruktionsomkostninger og ejendomsforhandlinger. De reducerer også driftsomkostninger (OPEX) ved at minimere vedligeholdelsesomkostninger og energitab. De kan også generere indtægt ved at sælge overskydende strøm til nettet eller andre kunder.

Anvendelser af mobil understationer

Mobil understationer kan bruges til forskellige formål i forskellige sektorer, såsom:

• Værkelsesløsninger: Mobil understationer kan levere strømforsyning under nødsituationer eller planlagte nedbrud forårsaget af naturkatastrofer, ulykker, vedligehold, opgraderinger eller udvidelser af eksisterende understationer. De kan også levere midlertidig strømforsyning under toppefterfragesperioder eller belastningsreduktionshændelser. De kan også understøtte nettets stabilitet og pålidelighed ved at give reaktiv effektkompensation, spændingsregulering, frekvenskontrol osv.

• Integration af fornyelige energikilder: Mobil understationer kan lette integrationen af fornyelige energikilder i nettet ved at give forbindelsespunkter for vindpark, solanlæg, vandkraftværker, biomasseanlæg osv. De kan også give nettet støtteservice såsom spændingsregulering, frekvenskontrol, forbedring af strømkvalitet osv.

• Smart grid og urbane understationer: Mobil understationer kan understøtte smart grid-udvikling ved at give decentraliseret produktion, mikrogrid-drift, efterspørgselsresponsmanagement, energilagring-integration osv. De kan også give kompakte og lave støj-løsninger for urbane områder, hvor plads er begrænset, og miljøhensyn er høje.

• Datacenter elektrificering: Mobil understationer kan give en pålidelig og sikker strømforsyning for datacentre, der kræver høj tilgængelighed.

• Industrielle strømforsyningssystemer: Mobil understationer kan give en pålidelig og sikker strømforsyning for industrielle anlæg, der kræver høj strømkvalitet, tilgængelighed og effektivitet. De kan også give reservestrøm eller belastningsdeling for kritiske processer, såsom olie- og gasproduktion, gruveoperationer, kemiske anlæg osv. De kan også understøtte anlægs-elektrificeringsprojekter, fra gennemførlighedsstudier til start-up, ved at give midlertidig strøm under konstruktions- eller kommissioneringsfasen.

• Kyst til skib strømforsyning: Mobil understationer kan give grøn strømforsyning for skibe, der ligger til kaj i havne eller hamne, ved at forbinde dem til det lokale nettet eller fornyelige energikilder. Dette kan reducere emissioner og støj fra skibenes motorer og generatorer, og forbedre luftkvaliteten og miljøet for havnen og nærliggende samfund.

Typer af mobil understationer

Mobil understationer kan inddeles i forskellige typer baseret på deres design, størrelse og funktioner. Nogle af de almindelige typer er:

• Kompakte og modulære mobil understationer: Disse er mobil understationer, der har et kompakt og modulært design, hvilket gør det nemt at transportere og hurtigt flytte uden behov for specielle transporttilladelser. De er monteret på trailers eller skids, der kan trækkes af lastbiler eller andre køretøjer. De kan også rotere eller repositioneres for at justere sig efter eksisterende strømlinjer eller udstyr. De er egnet til anvendelser, der kræver høj flexibilitet og hurtige installationer, såsom nødservice, ny service eller midlertidig service.

• Skidmonterede understationer: Disse er mobil understationer, der har et skidmonteret design, hvilket gør hurtig og let installation, og minimaliserer civile arbejder samt installations- og kommissioneringsarbejde på stedet. De er monteret på skids, der kan løftes af krafter eller tagmaskiner og placeret på en flad overflade. De er egnet til anvendelser, der kræver høj pålidelighed og lav vedligeholdelse, såsom industrielle strømforsyningssystemer, integration af fornyelige energikilder, eller smart grid og urbane understationer.

• Containere understationer: Disse er mobil understationer, der har et containere design, hvilket giver beskyttelse for komponenterne og tilbehøret. De er monteret på containere, der kan transporteres ad land, jernbane, sø eller luft. De er egnet til anvendelser, der kræver høj holdbarhed og resiliens i udfordrende miljøforhold, såsom ekstreme temperaturer, fugtighed, forurening osv.

• Jernbanevogn understationer: Disse er mobil understationer, der har et jernbanevogn design, hvilket gør, at de kan transporteres ad jernbaner. De er monteret på jernbanevogne, der kan kopples til lokomotiver eller andre jernbanevogne. De er egnet til anvendelser, der kræver høj mobilitet og adgang i fjerne områder eller vanskelige terræn.

Designovervejelser for mobil understationer

Mobil understationer skal opfylde forskellige designovervejelser for at sikre deres funktionalitet, ydeevne, sikkerhed og miljøkompatibilitet. Nogle af de vigtigste designovervejelser er:

• Transformator: Transformator er den vigtigste komponent i en mobil understation, der konverterer høj spænding til lav spænding eller vice versa. Transformator skal være designet for at optimere dets størrelse og vægt for transportabilitet og de påkrævede elektriske parametre. Transformator skal have et hybrid Nomex isolationsystem for højere ratings (>20 MVA) eller et cellulose isolationsystem for lavere ratings (<20 MVA). Transformator skal have høj impedance (op til 30%) for at reducere dets størrelse og vægt, men dette kan påvirke dets spændingsregulering og tab. Transformator skal have en lav støjniveau (<65 dB) for at overholde miljøstandarder. Transformator skal have flere spændinger (op til 5) for at give fleksibilitet og mangfoldighed for forskellige anvendelser. Transformator skal have eksterne de-energized switch for stjerne-delta genforbindelse.

• Kølesystem: Kølesystemet er komponenten i en mobil understation, der regulerer temperaturen på transformator og forebygger overophedning. Kølesystemet skal være designet for at dissipere varmen produceret af belastnings-tab og hjælpeskades-tab fra transformator. Kølesystemet skal have et aluminium kølesystem for vægtreduktion. Kølesystemet skal have et forced-air kølesystem (ONAF) eller et forced-oil forced-air kølesystem (OFAF) for højere ratings (>20 MVA) eller et naturligt-air kølesystem (ONAN) eller et naturligt-olie naturligt-air kølesystem (ONAN) for lavere ratings (<20 MVA).

• Højspændings afbryderudstyr: Højspændings afbryderudstyr er komponenten i en mobil understation, der kontrollerer og beskytter højspændingskredsløbet og forbinder mobil understationen til transmissionslinjen eller generator. Højspændings afbryderudstyr skal være designet for at overholde spændingsklassen (op til 420 kV) og afbrydelseskapaciteten.

• Lavspændings afbryderudstyr: Lavspændings afbryderudstyr er komponenten i en mobil understation, der kontrollerer og beskytter lavspændingskredsløbet og distribuerer strøm til belastningen eller nettet. Lavspændings afbryderudstyr skal være designet for at overholde spændingsklassen (op til 1 kV) og strømmålingen (op til 2000 A) af anvendelsen. Lavspændings afbryderudstyr skal have forskellige komponenter, såsom lavspændings afbrydere, jordlækage brydere, HRC sikringer, elektriske isolatører, luftbrydere (ACB), formede brydere (MCCB), og miniature brydere (MCB). Lavspændings afbryderudstyr skal have forskellige montering, såsom chassis, DIN rail, panel, eller 19″ rack monteret. Lavspændings afbryderudstyr skal have forskellige omslutninger, såsom åben ramme, lukket, eller IP-rated.

• Målingsystem: Målingsystemet er komponenten i en mobil understation, der måler og registrerer de elektriske parametre for strømmen, såsom spænding, strøm, effekt, frekvens osv. Målingsystemet skal være designet for at give præcis og pålidelig data til overvågning og fakturering. Målingsystemet skal have forskellige typer af målere, såsom analoge målere, digitale målere, smart målere osv. Målingsystemet skal have forskellige kommunikationsmodi, såsom trådet eller trådløst, lokal eller fjern osv.

• Beskyttelses relæsystem: Beskyttelses relæsystemet er komponenten i en mobil understation, der opdager og isolerer fejl og forebygger skader på udstyr og personale. Beskyttelses relæsystemet skal være designet for at