Mobile Unterstationen: Eine umfassende Anleitung
Mobile Umspannstationen sind eine Art von Stromversorgungssystem, das schnell und einfach an verschiedenen Standorten transportiert und installiert werden kann. Sie werden eingesetzt, um temporären oder Notfallstrom in Gebieten bereitzustellen, in denen das Netz nicht verfügbar ist oder beschädigt wurde, wie Baustellen, Katastrophengebieten, abgelegenen Gebieten oder Veranstaltungen. Sie können auch verwendet werden, um bestehende Umspannstationen zu testen, zu warten oder zu ersetzen, oder um erneuerbare Energien in das Netz zu integrieren.
Mobile Umspannstationen bestehen aus verschiedenen Komponenten, die auf einem Anhänger, einer Palette oder einem Container montiert sind, der über Straße, Schiene, See oder Luft transportiert werden kann. Die Hauptkomponenten sind:
Ein Transformator der Hochspannung in Niederspannung oder umgekehrt konvertiert, je nach Anwendung.
Ein Kühlsystem das die Temperatur des Transformators regelt und Überhitzung verhindert.
Eine Hochspannungsschaltanlage steuert und schützt den Hochspannungskreis und verbindet die mobile Umspannstation mit der Übertragungsleitung oder dem Generator.
Eine Niederspannungsschaltanlage steuert und schützt den Niederspannungskreis und verteilt Strom an die Last oder das Netz.
Ein Messsystem misst und protokolliert die elektrischen Parameter des Stromflusses, wie Spannung, Strom, Leistung, Frequenz usw.
Ein Schutzrelais-System erkennt und isoliert Fehler und verhindert Schäden an Geräten und Personen.
Eine AC- und DC-Zusatzstromversorgung die Strom für den Betrieb der mobilen Umspannstation und ihrer Zubehörteile, wie Licht, Ventilatoren, Pumpen usw., bereitstellt.
Ein Überspannungsschutzsystem schützt die mobile Umspannstation vor Blitzschlägen und anderen Spannungsspitzen.
Ein Kabelverbindungssystem verbindet die mobile Umspannstation mit der Stromquelle und der Last mithilfe flexibler Kabel und Verbindungen.
Mobile Umspannstationen sind so gestaltet, dass sie die spezifischen Anforderungen jedes Kunden und jeder Anwendung erfüllen. Sie können verschiedene Spannungsebenen, Leistungsangaben, Konfigurationen, Funktionen und Zubehörteile haben. Sie sind auch so gestaltet, dass sie den staatlichen und bundesweiten Straßenverkehrsregelungen sowie den Netzkodex und Sicherheitsstandards entsprechen.
Vorteile von mobilen Umspannstationen
Mobile Umspannstationen bieten mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Umspannstationen, wie zum Beispiel:
Mobilität: Mobile Umspannstationen können leicht und schnell an jeden Ort transportiert und umgesetzt werden, wo sie benötigt werden. Sie erfordern keine besonderen Genehmigungen oder Bauarbeiten für die Installation. Sie können auch gedreht oder neu positioniert werden, um sich mit den bestehenden Stromleitungen oder Geräten auszurichten.
Flexibilität: Mobile Umspannstationen können an verschiedenen Spannungsebenen, Leistungsangaben, Konfigurationen, Funktionen und Zubehörteile angepasst werden, gemäß den Bedürfnissen und Präferenzen des Kunden. Sie können auch gleichzeitig mehrere Spannungen für verschiedene Lasten oder Dienstleistungen bereitstellen.
Zuverlässigkeit: Mobile Umspannstationen sind werksgeprüfte und einsatzbereite Einheiten, die eine hochwertige und leistungsfähige Stromversorgung sicherstellen. Sie sind mit modernster Ausrüstung und fortschrittlichen Steuer-, Schutz- und Kommunikationssystemen ausgestattet, die lokale und ferne Überwachung und Steuerung ermöglichen. Sie verfügen auch über Backup-Systeme und Redundanzfunktionen, die ihre Verfügbarkeit und Widerstandsfähigkeit erhöhen.
Wirtschaftlichkeit: Mobile Umspannstationen sind kostengünstige Lösungen, die Zeit und Geld für Kunden sparen. Sie reduzieren Kapitalkosten (CAPEX), indem sie dauerhafte Baukosten und Grundstückserwerbskosten vermeiden. Sie reduzieren auch Betriebskosten (OPEX), indem sie Wartungskosten und Energieverluste minimieren. Sie können auch durch den Verkauf von überschüssigem Strom an das Netz oder andere Kunden Einnahmen generieren.
Anwendungen von mobilen Umspannstationen
Mobile Umspannstationen können für verschiedene Zwecke in verschiedenen Sektoren eingesetzt werden, wie zum Beispiel:
Versorgungslösungen: Mobile Umspannstationen können bei Notfällen oder geplanten Ausfällen, die durch Naturkatastrophen, Unfälle, Wartungsarbeiten, Modernisierungen oder Erweiterungen bestehender Umspannstationen verursacht werden, Stromversorgung bereitstellen. Sie können auch während Spitzenlastperioden oder Lastabwurfereignissen temporäre Stromversorgung bereitstellen. Sie können auch die Netzstabilität und -zuverlässigkeit durch die Bereitstellung von Blindleistungskompensation, Spannungsregelung, Frequenzkontrolle usw. unterstützen.
Integration erneuerbarer Energien: Mobile Umspannstationen können die Integration erneuerbarer Energien ins Netz erleichtern, indem sie Anschlusspunkte für Windparks, Solarkraftwerke, Wasserkraftwerke, Biomassekraftwerke usw. bereitstellen. Sie können auch Netzunterstützungsdienste wie Spannungsregelung, Frequenzkontrolle, Verbesserung der Stromqualität usw. bereitstellen.
Smart Grid und städtische Umspannstationen: Mobile Umspannstationen können die Smart-Grid-Entwicklung durch die Bereitstellung dezentraler Erzeugung, Mikrogrid-Betrieb, Lastmanagement, Integration von Energiespeichern usw. unterstützen. Sie können auch kompakte und geringlärmige Lösungen für städtische Gebiete bereitstellen, in denen Platz begrenzt und Umweltaspekte hoch sind.
Rechenzentrum-Elektrifizierung: Mobile Umspannstationen können eine zuverlässige und sichere Stromversorgung für Rechenzentren bereitstellen, die eine hohe Verfügbarkeit erfordern.
Industrielle Stromversorgungssysteme: Mobile Umspannstationen können eine zuverlässige und sichere Stromversorgung für Industrieanlagen bereitstellen, die eine hohe Stromqualität, Verfügbarkeit und Effizienz erfordern. Sie können auch Notstrom oder Lastausgleich für kritische Prozesse, wie Öl- und Gasproduktion, Bergbau, chemische Anlagen usw., bereitstellen. Sie können auch Projekte zur Elektrifizierung von Anlagen, von Machbarkeitsstudien bis hin zur Inbetriebnahme, durch die Bereitstellung von temporärem Strom während der Bau- oder Inbetriebnahmephase unterstützen.
Stromversorgung Schiff-zu-Land: Mobile Umspannstationen können grünen Strom für Schiffe, die in Häfen oder Häfen liegen, bereitstellen, indem sie diese ans örtliche Netz oder an erneuerbare Energien anbinden. Dies kann die Emissionen und Lärmbelastung durch die Motoren und Generatoren der Schiffe reduzieren und die Luftqualität und Umgebung für den Hafen und die umliegenden Gemeinden verbessern.
Arten von mobilen Umspannstationen
Mobile Umspannstationen können aufgrund ihres Designs, ihrer Größe und ihrer Funktionen in verschiedene Arten unterteilt werden. Einige der häufigsten Arten sind:
Kompakte und modulare mobile Umspannstationen: Diese sind mobile Umspannstationen mit einem kompakten und modularen Design, das eine einfache Mobilität und schnelle Umsetzung ohne besondere Transportgenehmigungen ermöglicht. Sie sind auf Anhängern oder Paletten montiert, die von Lastwagen oder anderen Fahrzeugen gezogen werden können. Sie können auch gedreht oder neu positioniert werden, um sich mit den bestehenden Stromleitungen oder Geräten auszurichten. Sie sind für Anwendungen geeignet, die eine hohe Flexibilität und schnelle Einsatzfähigkeit erfordern, wie Notdienst, neue Dienstleistungen oder temporäre Dienstleistungen.
Palettengestützte Umspannstationen: Diese sind mobile Umspannstationen mit einem palettengestützten Design, das eine schnelle und einfache Umsetzung ermöglicht, indem es Bautätigkeiten sowie Installations- und Inbetriebnahmeanstrengungen vor Ort minimiert. Sie sind auf Paletten montiert, die von Kränen oder Gabelstaplern gehoben und auf eine ebene Fläche platziert werden können. Sie sind für Anwendungen geeignet, die eine hohe Zuverlässigkeit und geringe Wartung erfordern, wie industrielle Stromversorgungssysteme, Integration erneuerbarer Energien oder Smart Grid und städtische Umspannstationen.
Containerisierte Umspannstationen: Diese sind mobile Umspannstationen mit einem containerisierten Design, das Schutz und Abschirmung für die Komponenten und Zubehörteile bietet. Sie sind in Containern montiert, die über Straße, Schiene, See oder Luft transportiert werden können. Sie sind für Anwendungen geeignet, die eine hohe Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit in herausfordernden Umgebungsbedingungen, wie extreme Temperaturen, Feuchtigkeit, Verschmutzung usw., erfordern.
Eisenbahnwagengestützte Umspannstationen: Diese sind mobile Umspannstationen mit einem Eisenbahnwagendesign, das ihren Transport über Schienen ermöglicht. Sie sind auf Eisenbahnwagen montiert, die mit Lokomotiven oder anderen Eisenbahnwagen gekoppelt werden können. Sie sind für Anwendungen geeignet, die eine hohe Mobilität und Zugänglichkeit in abgelegenen Gebieten oder schwierigen Geländen erfordern.
Entwurfsüberlegungen für mobile Umspannstationen
Mobile Umspannstationen müssen verschiedene Entwurfsüberlegungen erfüllen, um ihre Funktionalität, Leistung, Sicherheit und Umweltverträglichkeit zu gewährleisten. Einige der wichtigsten Entwurfsüberlegungen sind:
Transformator: Der Transformator ist die Hauptkomponente einer mobilen Umspannstation, der Hochspannung in Niederspannung oder umgekehrt konvertiert. Der Transformator muss so gestaltet sein, dass seine Größe und sein Gewicht für den Transport optimiert werden und die erforderlichen elektrischen Parameter erfüllt werden. Der Transformator muss ein hybrides Nomex-Dämmungssystem für höhere Leistungen (>20 MVA) oder ein Zellstoffdämmungssystem für niedrigere Leistungen (<20 MVA) haben. Der Transformator muss einen hohen Impedanzwert (bis zu 30%) haben, um seine Größe und sein Gewicht zu reduzieren, dies kann jedoch seine Spannungsregelung und Verluste beeinflussen. Der Transformator muss ein niedriges Geräuschpegel (<65 dB) haben, um den Umweltstandards zu entsprechen. Der Transformator muss mehrere Spannungen (bis zu 5) haben, um Flexibilität und Vielseitigkeit für verschiedene Anwendungen zu bieten. Der Transformator muss externe entenergierte Schalter für Stern-Delta-Umschaltung haben.
Kühlsystem: Das Kühlsystem ist die Komponente einer mobilen Umspannstation, die die Temperatur des Transformators regelt und Überhitzung verhindert. Das Kühlsystem muss so gestaltet sein, dass es die durch die Lastverluste und Hilfskühlverluste des Transformators erzeugte Wärme abführt. Das Kühlsystem muss ein Aluminiumkühlsystem für eine Gewichtsreduzierung haben. Das Kühlsystem muss ein Forced-Air-Kühlsystem (ONAF) oder ein Forced-Oil-Forced-Air-Kühlsystem (OFAF) für höhere Leistungen (>20 MVA) oder ein Natural-Air-Kühlsystem (ONAN) oder ein Natural-Oil-Natural-Air-Kühlsystem (ONAN) für niedrigere Leistungen (<20 MVA) haben.
Hochspannungsschaltanlage: Die Hochspannungsschaltanlage ist die Komponente einer mobilen Umspannstation, die den Hochspannungskreis steuert und schützt und die mobile Umspannstation mit der Übertragungsleitung oder dem Generator verbindet. Die Hochspannungsschaltanlage muss so gestaltet sein, dass sie der Spannungsklasse (bis zu 420 kV) und dem Unterbrechungsvermögen entspricht.
Niederspannungsschaltanlage: Die Niederspannungsschaltanlage ist die Komponente einer mobilen Umspannstation, die den Niederspannungskreis steuert und schützt und Strom an die Last oder das Netz verteilt. Die Niederspannungsschaltanlage muss so gestaltet sein, dass sie der Spannungsklasse (bis zu 1 kV) und der Strombelastung (bis zu 2000 A) der Anwendung entspricht. Die Niederspannungsschaltanlage muss verschiedene Komponenten haben, wie Niederspannungsschalter, Erdleckschutz Leistungsschalter, HRC-Sicherungen, elektrische Isolatoren, Luftleistungsschalter (ACB), formgeschlossene Leistungsschalter (MCCB) und Mini-Leistungsschalter (MCB). Die Niederspannungsschaltanlage muss verschiedene Montagearten haben, wie Chassis, DIN-Rail, Panel oder 19″-Rack-Montage. Die Niederspannungsschaltanlage muss verschiedene Gehäuse haben, wie offenes Gestell, geschlossen oder IP-bewertet.
Messsystem: Das Messsystem ist die Komponente einer mobilen Umspannstation, die die elektrischen Parameter des Stromflusses misst und protokolliert, wie Spannung, Strom, Leistung, Frequenz usw. Das Messsystem muss so gestaltet sein, dass es genaue und zuverlässige Daten für Überwachungs- und Abrechnungszwecke bereitstellt. Das Messsystem muss verschiedene Arten von Zählern haben, wie Analogzählern, Digitalzählern, Smart-Zählern usw. Das Messsystem muss verschiedene Kommunikationsmodi haben, wie drahtgebunden oder drahtlos, lokal oder fern, usw.
Schutzrelais-System: Das Schutzrelais-System ist die Komponente einer mobilen Umspannstation, die Fehler erkennt und isoliert und Schäden an Geräten und Personen verhindert. Das Schutzrelais-System muss so gestaltet sein, dass es eine schnelle und selektive Abschaltung des fehlerhaften Kreises oder Geräts ermöglicht. Das Schutzrelais-System muss verschiedene
