Мобильные подстанции: Полное руководство

Мобильные подстанции — это тип системы распределения электроэнергии, который можно быстро и легко транспортировать и устанавливать в различных местах. Они используются для обеспечения временного или аварийного электроснабжения в районах, где сеть недоступна или повреждена, таких как строительные площадки, зоны бедствий, удаленные районы или мероприятия. Они также могут использоваться для тестирования, обслуживания или замены существующих подстанций, а также для интеграции возобновляемых источников энергии в сеть.

Мобильные подстанции состоят из различных компонентов, установленных на прицепе, раме или контейнере, которые могут быть перемещены по дороге, железной дороге, морю или воздуху. Основные компоненты следующие:

• Трансформатор, который преобразует высокое напряжение в низкое или наоборот, в зависимости от применения.

• Система охлаждения, которая регулирует температуру трансформатора и предотвращает перегрев.

• Высоковольтное коммутационное оборудование, которое контролирует и защищает высоковольтную цепь и соединяет мобильную подстанцию с линией передачи или генератором.

• Низковольтное коммутационное оборудование, которое контролирует и защищает низковольтную цепь и распределяет электроэнергию к нагрузке или сети.

• Система учета, которая измеряет и записывает электрические параметры потока мощности, такие как напряжение, ток, мощность, частота и т. д.

• Система релейной защиты, которая обнаруживает и изолирует неисправности и предотвращает повреждение оборудования и персонала.

• Альтернативный и постоянный вспомогательный источник питания, который обеспечивает питание для работы мобильной подстанции и ее аксессуаров, таких как освещение, вентиляторы, насосы и т. д.

• Система защиты от перенапряжений, которая защищает мобильную подстанцию от ударов молнии и других скачков напряжения.

• Система соединения кабелей, которая соединяет мобильную подстанцию с источником питания и нагрузкой с помощью гибких кабелей и разъемов.

Мобильные подстанции проектируются с учетом специфических требований каждого клиента и применения. Они могут иметь различные уровни напряжения, мощности, конфигурации, функции и аксессуары. Они также спроектированы в соответствии с государственными и федеральными дорожными правилами, а также кодом сети и стандартами безопасности.

Преимущества мобильных подстанций

Мобильные подстанции предлагают несколько преимуществ по сравнению с традиционными подстанциями, такими как:

• Мобильность: Мобильные подстанции можно легко и быстро транспортировать и перемещать в любое место, где они нужны. Они не требуют специальных разрешений или гражданских работ для установки. Их также можно поворачивать или переставлять, чтобы выровнять с существующими линиями электропередачи или оборудованием.

• Гибкость: Мобильные подстанции можно адаптировать к различным уровням напряжения, мощности, конфигурациям, функциям и аксессуарам в соответствии с потребностями и предпочтениями клиента. Они также могут предоставлять несколько напряжений для различных нагрузок или услуг одновременно.

• Надежность: Мобильные подстанции — это заводские проверенные и готовые к подключению блоки, которые обеспечивают высококачественное и высокопроизводительное электроснабжение. Они оснащены современным оборудованием и продвинутыми системами управления, защиты и связи, которые позволяют осуществлять локальный и удаленный мониторинг и управление. У них также есть системы резервного копирования и функции резервирования, которые повышают их доступность и устойчивость.

• Экономичность: Мобильные подстанции являются экономически эффективным решением, которое экономит время и деньги клиентам. Они снижают капитальные затраты (CAPEX) за счет исключения постоянных строительных затрат и затрат на приобретение земли. Они также снижают операционные расходы (OPEX) за счет минимизации затрат на обслуживание и потерь энергии. Они также могут генерировать доход, продавая избыток электроэнергии в сеть или другим клиентам.

Применение мобильных подстанций

Мобильные подстанции могут использоваться для различных целей в разных сферах, таких как:

• Решения для энергетических компаний: Мобильные подстанции могут обеспечивать электроснабжение во время чрезвычайных ситуаций или плановых отключений, вызванных стихийными бедствиями, авариями, техническим обслуживанием, модернизацией или расширением существующих подстанций. Они также могут обеспечивать временное электроснабжение во время пикового спроса или событий ограничения нагрузки. Они также могут поддерживать стабильность и надежность сети, предоставляя компенсацию реактивной мощности, регулирование напряжения, контроль частоты и т. д.

• Интеграция возобновляемых источников энергии: Мобильные подстанции могут способствовать интеграции возобновляемых источников энергии в сеть, предоставляя точки подключения для ветровых ферм, солнечных станций, гидроэлектростанций, биомассных станций и т. д. Они также могут предоставлять услуги поддержки сети, такие как регулирование напряжения, контроль частоты, улучшение качества электроэнергии и т. д.

• Умные сети и городские подстанции: Мобильные подстанции могут поддерживать развитие умных сетей, предоставляя распределенную генерацию, работу микросетей, управление спросом, интеграцию систем хранения энергии и т. д. Они также могут предоставлять компактные и малошумные решения для городских районов, где ограниченное пространство и высокие экологические требования.

• Электрификация центров обработки данных: Мобильные подстанции могут обеспечивать надежное и безопасное электроснабжение для центров обработки данных, которые требуют высокой доступности.

• Системы промышленного электроснабжения: Мобильные подстанции могут обеспечивать надежное и безопасное электроснабжение для промышленных предприятий, которые требуют высокого качества, доступности и эффективности электроэнергии. Они также могут предоставлять резервное питание или распределение нагрузки для критических процессов, таких как производство нефти и газа, горнодобывающие операции, химические предприятия и т. д. Они также могут поддерживать проекты электрификации предприятий, от предварительных исследований до запуска, предоставляя временное питание во время строительства или этапов ввода в эксплуатацию.

• Питание судов от берега: Мобильные подстанции могут обеспечивать зеленое электроснабжение для кораблей, стоящих на рейде в портах или гаванях, соединяя их с местной сетью или возобновляемыми источниками энергии. Это может снизить выбросы и шум от двигателей и генераторов кораблей, улучшив качество воздуха и окружающую среду для порта и близлежащих сообществ.

Типы мобильных подстанций

Мобильные подстанции можно классифицировать на разные типы в зависимости от их дизайна, размера и функций. Некоторые из распространенных типов следующие:

• Компактные и модульные мобильные подстанции: Это мобильные подстанции, которые имеют компактный и модульный дизайн, что позволяет легко перемещать и быстро переносить без необходимости специальных разрешений на транспортировку. Они установлены на прицепах или рамах, которые могут буксироваться грузовиками или другими транспортными средствами. Их также можно поворачивать или переставлять, чтобы выровнять с существующими линиями электропередачи или оборудованием. Они подходят для применений, требующих высокую гибкость и быстрое развертывание, таких как аварийные службы, новые услуги или временные услуги.

• Подстанции на рамах: Это мобильные подстанции, которые имеют рамный дизайн, что позволяет быстро и легко развернуть, минимизируя гражданские работы, а также усилия по установке и вводу в эксплуатацию на месте. Они установлены на рамах, которые могут подниматься кранами или погрузчиками и устанавливаться на плоскую поверхность. Они подходят для применений, требующих высокую надежность и низкое обслуживание, таких как системы промышленного электроснабжения, интеграция возобновляемых источников энергии или умные сети и городские подстанции.

• Контейнерные подстанции: Это мобильные подстанции, которые имеют контейнерный дизайн, что обеспечивает защиту и укрытие для компонентов и аксессуаров. Они установлены в контейнерах, которые могут транспортироваться по дорогам, железнодорожным путям, морем или воздухом. Они подходят для применений, требующих высокую долговечность и устойчивость в сложных условиях окружающей среды, таких как экстремальные температуры, влажность, загрязнение и т. д.

• Подстанции на железнодорожных платформах: Это мобильные подстанции, которые имеют дизайн железнодорожной платформы, что позволяет их транспортировать по железным дорогам. Они установлены на железнодорожных платформах, которые могут соединяться с локомотивами или другими железнодорожными платформами. Они подходят для применений, требующих высокую мобильность и доступность в удаленных районах или труднопроходимых местностях.

Дизайн мобильных подстанций

Мобильные подстанции должны соответствовать различным требованиям дизайна, чтобы обеспечить их функциональность, производительность, безопасность и экологическую совместимость. Некоторые из основных требований к дизайну следующие:

• Трансформатор: Трансформатор — это основной компонент мобильной подстанции, который преобразует высокое напряжение в низкое или наоборот. Трансформатор должен быть спроектирован таким образом, чтобы оптимизировать его размер и вес для транспортировки и необходимых электрических параметров. Трансформатор должен иметь гибридную систему изоляции Nomex для более высоких мощностей (>20 МВА) или систему изоляции из целлюлозы для меньших мощностей (<20 МВА). Трансформатор должен иметь высокое сопротивление (до 30%) для уменьшения его размера и веса, но это может повлиять на его регулирование напряжения и потери. Трансформатор должен иметь низкий уровень шума (<65 дБ) для соответствия экологическим стандартам. Трансформатор должен иметь несколько напряжений (до 5) для обеспечения гибкости и универсальности для различных применений. Трансформатор должен иметь внешние обесточенные переключатели для повторного подключения звезда-треугольник.

• Система охлаждения: Система охлаждения — это компонент мобильной подстанции, который регулирует температуру трансформатора и предотвращает перегрев. Система охлаждения должна быть спроектирована для рассеивания тепла, производимого потерями нагрузки и вспомогательными потерями охлаждения трансформатора. Система охлаждения должна иметь алюминиевую систему охлаждения для снижения веса. Система охлаждения должна иметь принудительную систему воздушного охлаждения (ONAF) или принудительную систему масляного и воздушного охлаждения (OFAF) для более высоких мощностей (>20 МВА) или естественную систему воздушного охлаждения (ONAN) или естественную систему масляного и воздушного охлаждения (ONAN) для меньших мощностей (<20 МВА).

• Высоковольтное коммутационное оборудование: Высоковольтное коммутационное оборудование — это компонент мобильной подстанции, который контролирует и защищает высоковольтную цепь и соединяет мобильную подстанцию с линией передачи или генератором. Высоковольтное коммутационное оборудование должно быть спроектировано в соответствии с классом напряжения (до 420 кВ) и прерыванием.

• Низковольтное коммутационное оборудование: Низковольтное коммутационное оборудование — это компонент мобильной подстанции, который контролирует и защищает низковольтную цепь и распределяет электроэнергию к нагрузке или сети. Низковольтное коммутационное оборудование должно быть спроектировано в соответствии с классом напряжения (до 1 кВ) и номиналом тока (до 2000 А) применения. Низковольтное коммутационное оборудование должно иметь различные компоненты, такие как низковольтные выключатели, дифференциальные автоматические выключатели, HRC-предохранители, электрические разъединители, автоматические выключатели (ACB), корпусные автоматические выключатели (MCCB) и миниатюрные автоматические выключатели (MCB). Низковольтное коммутационное оборудование должно иметь различные виды монтажа, такие как шасси, DIN-рейка, панель или 19-дюймовая стойка. Низковольтное коммутационное оборудование должно иметь различные корпуса, такие как открытая рама, закрытый корпус или IP-класс.

• Система учета: Система учета — это компонент мобильной подстанции, который измеряет и записывает электрические параметры потока мощности, такие как напряжение, ток, мощность, частота и т. д. Система учета должна быть спроектирована для предоставления точных и надежных данных для мониторинга и выставления счетов. Система учета должна иметь различные типы счетчиков, такие как аналоговые, цифровые, интеллектуальные и т. д. Система учета должна иметь различные режимы связи,