Mobiele Transformatieposten: Een Uitgebreide Gids

Mobiele substations zijn een type elektriciteitsdistributiesysteem dat snel en gemakkelijk naar verschillende locaties kan worden vervoerd en geïnstalleerd. Ze worden gebruikt om tijdelijke of noodzakelijke stroomvoorziening te bieden aan gebieden waar het netwerk niet beschikbaar is of beschadigd is, zoals bouwplaatsen, rampgebieden, afgelegen gebieden of evenementen. Ze kunnen ook worden gebruikt om bestaande substations te testen, te onderhouden of te vervangen, of om hernieuwbare energiebronnen in het netwerk te integreren.

Mobiele substations bestaan uit diverse componenten die op een trailer, een skid of een container zijn gemonteerd die per weg, spoor, zee of lucht kan worden verplaatst. De belangrijkste componenten zijn:

• Een transformator die hoge spanning omzet naar lage spanning of vice versa, afhankelijk van de toepassing.

• Een koelsysteem dat de temperatuur van de transformator reguleert en oververhitting voorkomt.

• Een hoogspannings schakelinstallatie die de hoogspanningscircuit beheert en beschermt en de mobiele substation verbindt met de transmissielijn of de generator.

• Een laagspannings schakelinstallatie die de laagspanningscircuit beheert en beschermt en stroom verdeelt naar de belasting of het netwerk.

• Een meetingsysteem dat de elektrische parameters van de stroomvoorziening meet en registreert, zoals spanning, stroom, vermogen, frequentie, etc.

• Een beschermingsrelaisysteem dat storingen detecteert en isoleert en schade aan apparatuur en personeel voorkomt.

• Een AC en DC hulpspanningsvoorziening die stroom levert voor de werking van de mobiele substation en bijbehorende accessoires, zoals verlichting, ventilatoren, pompen, etc.

• Een overvoltage beschermingssysteem dat de mobiele substation beschermt tegen blikseminslagen en andere spanningsschommelingen.

• Een kabelverbindingssysteem dat de mobiele substation verbindt met de stroombron en de belasting met behulp van flexibele kabels en connectoren.

Mobiele substations zijn ontworpen om aan de specifieke eisen van elke klant en toepassing te voldoen. Ze kunnen verschillende spanningniveaus, vermogens, configuraties, kenmerken en accessoires hebben. Ze zijn ook ontworpen om te voldoen aan staats- en federale wegvoorschriften, evenals de netcode en veiligheidsnormen.

Voordelen van Mobiele Substations

Mobiele substations bieden verschillende voordelen ten opzichte van conventionele substations, zoals:

• Mobiliteit: Mobiele substations kunnen gemakkelijk en snel naar elke plaats waar ze nodig zijn worden vervoerd en herpositioneerd. Ze vereisen geen speciale vergunningen of civiele werkzaamheden voor installatie. Ze kunnen ook worden geroteerd of herpositieerd om in lijn te komen met bestaande stroomlijnen of apparatuur.

• Flexibiliteit: Mobiele substations kunnen worden aangepast aan verschillende spanningniveaus, vermogens, configuraties, kenmerken en accessoires volgens de wensen en voorkeuren van de klant. Ze kunnen ook meerdere spanningen tegelijk leveren voor verschillende belastingen of diensten.

• Betrouwbaarheid: Mobiele substations zijn fabrieksgetest en klaar-voor-aansluiting eenheden die een hoge kwaliteit en prestatie van stroomvoorziening garanderen. Ze zijn uitgerust met state-of-the-art apparatuur en geavanceerde controle-, beschermings- en communicatiesystemen die lokale en externe monitoring en controle mogelijk maken. Ze hebben ook back-upsystemen en redundantiekenmerken die hun beschikbaarheid en veerkracht versterken.

• Economie: Mobiele substations zijn kosteneffectieve oplossingen die tijd en geld besparen voor klanten. Ze verminderen de kapitaaluitgaven (CAPEX) door permanente constructiekosten en grondverwervingkosten te vermijden. Ze verminderen ook de operationele kosten (OPEX) door onderhoudskosten en energieverliezen te minimaliseren. Ze kunnen ook inkomsten genereren door overtollige stroom aan het netwerk of andere klanten te verkopen.

Toepassingen van Mobiele Substations

Mobiele substations kunnen voor verschillende doeleinden in verschillende sectoren worden gebruikt, zoals:

• Netweroplossingen: Mobiele substations kunnen stroomvoorziening bieden tijdens noodsituaties of geplande storingen veroorzaakt door natuurlijke rampen, ongelukken, onderhoud, upgrades of uitbreidingen van bestaande substations. Ze kunnen ook tijdelijke stroomvoorziening bieden tijdens piekperiodes of lastafname-evenementen. Ze kunnen ook de stabiliteit en betrouwbaarheid van het netwerk ondersteunen door reactieve vermogencompensatie, spanningregeling, frequentieregeling, etc. te bieden.

• Integratie van hernieuwbare energie: Mobiele substations kunnen de integratie van hernieuwbare energiebronnen in het netwerk faciliteren door aansluitpunten te bieden voor windparken, zonneparken, waterkrachtcentrales, biobrandstoffencentrales, etc. Ze kunnen ook grid-ondersteunende diensten zoals spanningregeling, frequentieregeling, verbetering van de stroomkwaliteit, etc. bieden.

• Slimme grids en stedelijke substations: Mobiele substations kunnen de ontwikkeling van slimme grids ondersteunen door gedistribueerde generatie, microgrid-operatie, demand response management, integratie van energieopslag, etc. te bieden. Ze kunnen ook compacte en geluidarme oplossingen bieden voor stedelijke gebieden waar ruimte beperkt is en milieubelangen hoog liggen.

• Datacenter elektrificering: Mobiele substations kunnen een betrouwbare en veilige stroomvoorziening bieden voor datacenters die hoge beschikbaarheid vereisen.

• Industriële stroomvoorzieningssystemen: Mobiele substations kunnen een betrouwbare en veilige stroomvoorziening bieden voor industriële bedrijven die hoge stroomkwaliteit, beschikbaarheid en efficiëntie vereisen. Ze kunnen ook back-upstroom of belastingsharing bieden voor kritische processen, zoals olie- en gasproductie, mijnbouwoperaties, chemische fabrieken, etc. Ze kunnen ook projecten voor elektrificering van bedrijven ondersteunen, van haalbaarheidsstudies tot start-ups, door tijdelijke stroom te leveren tijdens bouw- of inbedrijfstellingfasen.

• Shore-to-ship power: Mobiele substations kunnen groene stroomvoorziening bieden voor schepen die aangemeerd liggen in havens, door hen te verbinden met het lokale netwerk of hernieuwbare energiebronnen. Dit kan de emissies en geluid van de motoren en generators van de schepen verminderen en de luchtkwaliteit en omgeving voor de haven en nabijgelegen gemeenschappen verbeteren.

Soorten Mobiele Substations

Mobiele substations kunnen worden ingedeeld in verschillende soorten op basis van hun ontwerp, grootte en kenmerken. Enkele van de veelvoorkomende soorten zijn:

• Compacte en modulaire mobiele substations: Dit zijn mobiele substations met een compact en modulair ontwerp, wat gemakkelijke mobiliteit en snelle herlocatie mogelijk maakt zonder speciale vervoersvergunningen. Ze zijn gemonteerd op trailers of skids die getrokken kunnen worden door trucks of andere voertuigen. Ze kunnen ook worden geroteerd of herpositieerd om in lijn te komen met bestaande stroomlijnen of apparatuur. Ze zijn geschikt voor toepassingen die hoge flexibiliteit en snelle inzet vereisen, zoals nooddiensten, nieuwe diensten of tijdelijke diensten.

• Skidgemonteerde substations: Dit zijn mobiele substations met een skidgemonteerd ontwerp, wat snelle en gemakkelijke inzet mogelijk maakt, waardoor civiele werkzaamheden alsmede installatie- en inbedrijfstellinginspanningen ter plaatse worden geminimaliseerd. Ze zijn gemonteerd op skids die kunnen worden opgetild door kraan of heftruck en op een plat oppervlak kunnen worden geplaatst. Ze zijn geschikt voor toepassingen die hoge betrouwbaarheid en weinig onderhoud vereisen, zoals industriële stroomvoorzieningssystemen, integratie van hernieuwbare energie, of slimme grids en stedelijke substations.

• Containergestoffeerde substations: Dit zijn mobiele substations met een containerontwerp, wat onderdak en bescherming biedt voor de componenten en accessoires. Ze zijn gemonteerd op containers die per weg, spoor, zee of lucht kunnen worden vervoerd. Ze zijn geschikt voor toepassingen die hoge duurzaamheid en veerkracht vereisen in uitdagende omstandigheden, zoals extreme temperaturen, vochtigheid, vervuiling, etc.

• Railwagon substations: Dit zijn mobiele substations met een railwagonontwerp, wat het mogelijk maakt om ze per spoorweg te vervoeren. Ze zijn gemonteerd op railwagens die gekoppeld kunnen worden aan locomotieven of andere railwagens. Ze zijn geschikt voor toepassingen die hoge mobiliteit en toegankelijkheid vereisen in afgelegen gebieden of moeilijk begaanbaar terrein.

Ontwerpoverwegingen voor Mobiele Substations

Mobiele substations moeten voldoen aan verschillende ontwerpoverwegingen om hun functionaliteit, prestaties, veiligheid en milieucompatibiliteit te waarborgen. Enkele van de belangrijkste ontwerpoverwegingen zijn:

• Transformator: De transformator is de hoofdcomponent van een mobiele substation die hoge spanning omzet naar lage spanning of vice versa. De transformator moet zo zijn ontworpen dat de grootte en het gewicht geoptimaliseerd zijn voor transportabiliteit en de vereiste elektrische parameters. De transformator moet een hybride Nomex isolatiesysteem hebben voor hogere ratings (>20 MVA) of een cellulose isolatiesysteem voor lagere ratings (<20 MVA). De transformator moet een hoge impedantie (tot 30%) hebben om de grootte en het gewicht te verminderen, maar dit kan de spanningregeling en verliezen beïnvloeden. De transformator moet een laag geluidsniveau (<65 dB) hebben om aan milieunormen te voldoen. De transformator moet meerdere spanningen (tot 5) hebben om flexibiliteit en verscheidenheid voor verschillende toepassingen te bieden. De transformator moet externe gedemagnetiseerde schakelaars hebben voor ster-delta heraansluiting.

• Koelsysteem: Het koelsysteem is de component van een mobiele substation die de temperatuur van de transformator reguleert en oververhitting voorkomt. Het koelsysteem moet zo zijn ontworpen dat de warmte die wordt geproduceerd door de belastingsverliezen en de auxiliäre koelverliezen van de transformator wordt afgevoerd. Het koelsysteem moet een aluminium koelsysteem hebben voor gewichtsvermindering. Het koelsysteem moet een geforceerde lucht koelsysteem (ONAF) of een geforceerde olie geforceerde lucht koelsysteem (OFAF) hebben voor hogere ratings (>20 MVA) of een natuurlijke lucht koelsysteem (ONAN) of een natuurlijke olie natuurlijke lucht koelsysteem (ONAN) hebben voor lagere ratings (<20 MVA).

• Hoogspannings schakelinstallatie: De hoogspannings schakelinstallatie is de component van een mobiele substation die de hoogspanningscircuit beheert en beschermt en de mobiele substation verbindt met de transmissielijn of de generator. De hoogspannings schakelinstallatie moet zo zijn ontworpen dat deze voldoet aan de spanningklasse (tot 420 kV) en de interrupt.

• Laagspannings schakelinstallatie: De laagspannings schakelinstallatie is de component van een mobiele substation die de laagspanningscircuit beheert en beschermt en stroom verdeelt naar de belasting of het netwerk. De laagspannings schakelinstallatie moet zo zijn ontworpen dat deze voldoet aan de spanningklasse (tot 1 kV) en de stroomrating (tot 2000 A) van de toepassing. De laagspannings schakelinstallatie moet verschillende componenten hebben, zoals laagspannings schakelaars, aardslek veiligheidsautomaten, HRC vuses, elektrische isolatoren, luchtveiligheidsautomaten (ACB), gevormde behuizing veiligheidsautomaten (MCCB) en mini veiligheidsautomaten (MCB). De laagspannings schakelinstallatie moet verschillende montagevormen hebben, zoals chassis, DIN-rail, paneel, of 19″ rack gemonteerd. De laagspannings schakelinstallatie moet verschillende behuizingen hebben, zoals open frame, afgesloten, of IP-gespecificeerd.

• Meetingsysteem: Het meetingsysteem is de component van een mobiele substation die de elektrische parameters van de stroomvoorziening meet en registreert, zoals spanning, stroom, vermogen, frequentie, etc. Het meetingsysteem moet zo zijn ontworpen dat het nauwkeurige en betrouwbare gegevens levert voor monitoring- en factureringdoeleinden. Het meetingsysteem moet verschillende types meters hebben, zoals analoge meters, digitale meters, slimme meters, etc. Het meetingsysteem moet verschillende communicatiemodi hebben, zoals bedrade of draadloos, lokaal of extern, etc.

• Beschermingsrelaisysteem: Het beschermingsrelaisysteem is de component van een mobiele substation die storingen detecteert en isoleert en schade aan apparatuur en personeel voorkomt. Het beschermingsrelaisysteem moet zo zijn ontworpen dat het snelle en selectieve uitschakeling van de defecte circuit of apparatuur mogelijk maakt. Het beschermingsrelaisyst