Subestacións móveis: Unha guía completa
As subestacións móbiles son un tipo de sistema de distribución de enerxía que se pode transportar e instalar rapidamente e facilmente en diferentes ubicacións. Empreganse para proporcionar suministro de enerxía temporal ou de emerxencia a áreas onde a rede non está dispoñible ou foi danada, como sitios de construción, zonas de desastre, áreas remotas ou eventos. Tamén poden empregarse para probar, manter ou substituír subestacións existentes, ou para integrar fuentes de enerxía renovable na rede.
As subestacións móbiles consisten en varios compoñentes montados nun remolque, un skid ou un contedor que se pode mover por estrada, ferrocarril, mar ou aire. Os principais compoñentes son:
Un transformador que converte alta tensión en baixa tensión ou viceversa, dependendo da aplicación.
Un sistema de refrigeración que regula a temperatura do transformador e evita o sobrecalentamento.
Un equipamento de alta tensión que controla e protexe o circuito de alta tensión e conecta a subestación móbil á liña de transmisión o ao xerador.
Un equipamento de baixa tensión que controla e protexe o circuito de baixa tensión e distribúe a enerxía á carga ou á rede.
Un sistema de medida que mide e rexistra os parámetros eléctricos do fluxo de enerxía, como tensión, corrente, potencia, frecuencia, etc.
Un sistema de relevadores de protección que detecta e isola fallos e prevén danos no equipo e persoal.
Un suministro auxiliar de enerxía AC e DC que proporciona enerxía para a operación da subestación móbil e seus accesorios, como luces, ventiladores, bombas, etc.
Un sistema de protección contra sobretensiones que protexe a subestación móbil de descargas atmosféricas e outras sobretensiones.
Un sistema de conexión de cables que conecta a subestación móbil á fonte de enerxía e á carga usando cables flexibles e conectores.
As subestacións móbiles están deseñadas para cumprir os requisitos específicos de cada cliente e aplicación. Poden ter diferentes niveis de tensión, potencias, configuracións, características e accesorios. Tamén están deseñadas para cumprir as normativas viarias estatais e federais, así como o código de rede e as normas de seguridade.
Beneficios das subestacións móbiles
As subestacións móbiles ofrecen varias vantaxes sobre as subestacións convencionais, como:
Mobilidade: As subestacións móbiles poden ser transportadas e reubicadas facil e rapidamente a calquera lugar onde sexan necesarias. Non requiren permisos especiais nin obras civís para a súa instalación. Tamén poden ser rotadas ou reposicionadas para alinear coas liñas de enerxía existentes ou equipamentos.
Flexibilidade: As subestacións móbiles poden adaptarse a diferentes niveis de tensión, potencias, configuracións, características e accesorios segundo as necesidades e preferencias do cliente. Tamén poden proporcionar múltiples voltaxes para diferentes cargas ou servizos simultaneamente.
Fiabilidade: As subestacións móbiles son unidades probadas en fábrica e listas para conectar que aseguran un suministro de enerxía de alta calidade e rendemento. Están equipadas con equipos de última xeración e sistemas avanzados de control, protección e comunicación que permiten a monitorización e control local e remoto. Tamén teñen sistemas de apoio e características de redundancia que aumentan a súa disponibilidade e resistencia.
Economía: As subestacións móbiles son solucións económicas que ahorran tempo e dinhero aos clientes. Reducen o gasto de capital (CAPEX) evitando custos de construción permanentes e adquisición de terrenos. Tamén reducen o gasto operativo (OPEX) minimizando os custos de mantemento e perdas de enerxía. Tamén poden xerar ingresos vendendo excedentes de enerxía á rede ou a outros clientes.
Aplicacións das subestacións móbiles
As subestacións móbiles poden utilizarse para diversos propósitos en diferentes sectores, como:
Solucións para empresas de enerxía: As subestacións móbiles poden proporcionar suministro de enerxía durante emerxencias ou cortes programados causados por desastres naturais, accidentes, mantemento, actualizacións ou expansións de subestacións existentes. Tamén poden proporcionar suministro de enerxía temporal durante períodos de demanda máxima ou eventos de restrición de carga. Tamén poden apoiar a estabilidade e fiabilidade da rede proporcionando compensación de potencia reactiva, regulación de tensión, control de frecuencia, etc.
Integración de enerxías renovables: As subestacións móbiles poden facilitar a integración de fuentes de enerxía renovable na rede proporcionando puntos de interconexión para parques eólicos, plantas solares, centrais hidroeléctricas, plantas de biomasa, etc. Tamén poden proporcionar servizos de soporte á rede como regulación de tensión, control de frecuencia, mellora da calidade da enerxía, etc.
Red inteligente e subestacións urbanas: As subestacións móbiles poden apoiar o desenvolvemento da rede inteligente proporcionando xeración distribuída, operación de microred, xestión de resposta á demanda, integración de almacenamento de enerxía, etc. Tamén poden proporcionar solucións compactas e de baixo ruído para áreas urbanas onde o espazo é limitado e as preocupacións ambientais son altas.
Electrificación de centros de datos: As subestacións móbiles poden proporcionar un suministro de enerxía fiable e seguro para centros de datos que requiren alta disponibilidade.
Sistemas de suministro de enerxía industrial: As subestacións móbiles poden proporcionar un suministro de enerxía fiable e seguro para plantas industriais que requiren alta calidade, disponibilidade e eficiencia da enerxía. Tamén poden proporcionar enerxía de apoio ou compartilhamento de carga para procesos críticos, como a produción de petróleo e gas, operacións de minería, plantas químicas, etc. Tamén poden apoiar proxectos de electrificación de plantas, desde estudos de viabilidade ata arranques, proporcionando enerxía temporal durante as fases de construción ou comisión.
Suministro de enerxía de costa a barco: As subestacións móbiles poden proporcionar un suministro de enerxía verde para barcos atracados en portos ou arribaderos, conectándoos á rede local ou a fuentes de enerxía renovable. Isto pode reducir as emisións e o ruído dos motores e xeradores dos barcos, e mellorar a calidade do aire e o medio ambiente para o porto e as comunidades próximas.
Tipos de subestacións móbiles
As subestacións móbiles poden clasificarse en diferentes tipos segundo o seu deseño, tamaño e características. Algunos dos tipos comúns son:
Subestacións móbiles compactas e modulares: Son subestacións móbiles que teñen un deseño compacto e modular, que permite unha fácil mobilidade e rápida reubicación sen a necesidade de permisos de transporte especiais. Están montadas en remolques ou skids que poden ser rebocados por camiões ou outros vehículos. Tamén poden ser rotadas ou reposicionadas para alinear cos cabos de enerxía existentes ou equipamentos. Son adecuadas para aplicacións que requiren alta flexibilidade e implementacións rápidas, como servizos de emerxencia, novos servizos ou servizos temporais.
Subestacións montadas en skids: Son subestacións móbiles que teñen un deseño montado en skids, que permite unha rápida e fácil implementación, minimizando as obras civís, así como os esforzos de instalación e comisión no sitio. Están montadas en skids que poden ser levantados por grúas ou carros elevadores e colocados en unha superficie plana. Son adecuadas para aplicacións que requiren alta fiabilidade e baixo mantemento, como sistemas de suministro de enerxía industrial, integración de renovables, ou subestacións inteligentes e urbanas.
Subestacións containerizadas: Son subestacións móbiles que teñen un deseño containerizado, que proporciona abrigo e protección para os compoñentes e accesorios. Están montadas en contedores que poden ser transportados por estrada, ferrocarril, mar ou aire. Son adecuadas para aplicacións que requiren alta durabilidade e resistencia en condicións ambientais desafiantes, como temperaturas extremas, humidade, contaminación, etc.
Subestacións montadas en vagóns ferroviarios: Son subestacións móbiles que teñen un deseño de vagón ferroviario, que lles permite ser transportadas por ferrocarril. Están montadas en vagóns ferroviarios que poden acoplarse con locomotivas ou outros vagóns. Son adecuadas para aplicacións que requiren alta mobilidade e accesibilidade en áreas remotas ou terrenos difíciles.
Consideracións de deseño das subestacións móbiles
As subestacións móbiles deben cumprir varias consideracións de deseño para asegurar a súa funcionalidade, rendemento, seguridade e compatibilidade ambiental. Algúns das principais consideracións de deseño son:
Transformador: O transformador é o compoñente principal dunha subestación móbil que converte alta tensión en baixa tensión ou viceversa. O transformador debe deseñarse para optimizar o seu tamaño e peso para a transportabilidade e os parámetros eléctricos requeridos. O transformador debe ter un sistema de aislamento híbrido Nomex para calificacións superiores (>20 MVA) ou un sistema de aislamento de celulosa para calificacións inferiores (<20 MVA). O transformador debe ter unha alta impedancia (ata o 30%) para reducir o seu tamaño e peso, pero isto pode afectar a súa regulación de tensión e as perdas. O transformador debe ter un nivel de ruido baixo (<65 dB) para cumprir as normas ambientais. O transformador debe ter múltiples voltaxes (ata 5) para proporcionar flexibilidade e versatilidade para diferentes aplicacións. O transformador debe ter interruptores desenerxizados externos para reconexión estrella-delta.
Sistema de refrigeración: O sistema de refrigeración é o compoñente dunha subestación móbil que regula a temperatura do transformador e evita o sobrecalentamento. O sistema de refrigeración debe deseñarse para dissipar o calor producido polas perdas de carga e as perdas de refrixe auxiliares do transformador. O sistema de refrigeración debe ter un sistema de refrigeración de aluminio para a reducción de peso. O sistema de refrigeración debe ter un sistema de refrigeración forzada de aire (ONAF) ou un sistema de refrigeración forzada de óleo e aire (OFAF) para calificacións superiores (>20 MVA) ou un sistema de refrigeración natural de aire (ONAN) ou un sistema de refrigeración natural de óleo e aire (ONAN) para calificacións inferiores (<20 MVA).
Equipamento de alta tensión: O equipamento de alta tensión é o compoñente dunha subestación móbil que controla e protexe o circuito de alta tensión e conecta a subestación móbil á liña de transmisión ou ao xerador. O equipamento de alta tensión debe deseñarse para cumprir a clase de tensión (ata 420 kV) e a interrupción.
Equipamento de baixa tensión: O equipamento de baixa tensión é o compoñente dunha subestación móbil que controla e protexe o circuito de baixa tensión e distribúe a enerxía á carga ou á rede. O equipamento de baixa tensión debe deseñarse para cumprir a clase de tensión (ata 1 kV) e a calificación de corrente (ata 2000 A) da aplicación. O equipamento de baixa tensión debe ter varios compoñentes, como interruptores de baixa tensión, interruptores diferenciais de corrente de fuga, fusibles HRC, aisladores eléctricos, interruptores de corrente de aire (ACB), interruptores de corrente de caixa moldada (MCCB) e interruptores de corrente miniatura (MCB). O equipamento de baixa tensión debe ter diferentes montaxes, como chasis, raíl DIN, panel ou rack 19″. O equipamento de baixa tensión debe ter diferentes carcaxas, como de armazón aberta, cerrada ou IP-rated.
Sistema de medida: O sistema de medida é o compoñente dunha subestación móbil que mide e rexistra os parámetros eléctricos do fluxo de enerxía, como tensión, corrente, potencia, frecuencia, etc. O sistema de medida debe deseñarse para proporcionar datos precisos e fiables para fins de monitorización e facturación. O sistema de medida debe ter diferentes tipos de medidores, como medidores analóxicos, dixitais, intelixentes, etc. O sistema de medida debe ter diferentes modos de comunicación, como cableado ou inalámbrico, local ou remoto, etc.
Sistema de relevadores de protección: O sistema de relevadores de protección é o compoñente dunha subestación móbil que detecta e isola fallos e prevén danos no equipo e persoal. O sistema de relevadores de protección debe deseñarse para proporcionar un corte rápido e selectivo do circuito ou equipo defectuosos. O sistema de relevadores de protección debe ter diferentes tipos de relevadores, como relevadores electromecánicos, de estado sólido, basados en microprocesadores, etc. O sistema de relevadores de protección debe ter diferentes funcións de protección, como protección contra sobrecorrente, protección contra sobretensión, protección diferencial, protección de distancia, etc.
Suministro auxiliar de enerxía AC e DC: O suministro auxiliar de enerxía AC e DC é o compoñente dunha subestación móbil que proporciona enerxía para a operación da subestación móbil e os seus acc
