Elektrik Alt İstasyonu Tasarımı: Bir Tanıtım
Elektrik alt istasyonları, elektrik dağıtım ağındaki temel bölümleri oluşturur ve elektrik iletimi ve dağıtım merkezleri olarak işlev görür. Bu karmaşık tesisler, sürekli ve etkin enerji sağlanması için sıkı planlama, tasarım ve uygulamayı gerektirir.
Bu yazıda, elektrik alt istasyonu tasarımının temellerine, farklı bileşenlere, düzen düzenlemelerine ve çevresel faktörlere bakacağız.
Alt İstasyon Planlama Kriterleri
Yeni bir alt istasyon otobüsü üzerindeki maksimum arız seviyesi, devre kesicinin nominal kırılma kapasitesinin %80'inden fazla olamaz.
%20 buffer, sistem gelişimiyle kısa devre seviyelerindeki artışı hesaba katmak içindir.
Ayrılma akım hızı ve akım üretme oranı, ayrıca farklı gerilim seviyelerindeki anahtar ekipmanlarının arızayı temizleme süresi yetenekleri şu şekilde hesaplanabilir:
| Səhvin aradan qaldırılması zamanı | Gerilim səviyyəsi | İşləmə vaxtı | Kəsilmə cərəyanı | Təsdiqləmə cərəyanı |
| 150 ms | 33 kV | 60-80 ms | 25 KA | 62.5 KA |
| 120 ms | 132 kV | 50 ms | 25/31.5 KA | 70 KA |
| 100 ms | 220 kV | 50 ms | 31.5/40 KA | 100 KA |
| 100 ms | 400 kV | 40 ms | 40 KA | 100 KA |
Fərqli qıvrımlıq səviyyələrdə hər bir tək dövrəçatın mövcudluğunu ümumi olaraq aşmaq lazımdır.
| Alt istasyonu | Gerilim seviyesi |
| 765 KV | 2500 MVA |
| 400 KV | 1000 MVA |
| 220 KV | 320 MVA |
| 110 KV | 150 MVA |
Birləşmə transformatorlarının (ICT) ölçüsü və sayı kimi planlaşdırılmalıdır ki, hər hansı bir vahidin arızası qalan ICT-ləri və ya alt sistemini aşırı yükləməsin.
Qalıqlanmış buraxılış hissəsi 220 KV sistemi üçün 4, 400 KV sistemi üçün 2 və 765 KV sistemi üçün 1 qida xəttini kəsə bilməz.
Alt stansiya sistemi tələbləri
| S.No | Technical Parameter Description | Units | System | |||||
| 1 | System Nominal Voltage | kVrms | 400 kV | 220 kV | 132 kV | 33 kV | ||
| 2 | System Maximum Voltage | kVrms | 420 kV | 245 kV | 145 kV | 36 kV | ||
| 3 | Power frequency withstand voltage | kVrms | 630 kV | 460 kV | 275 kV | 70 kV | ||
| 520 kV | ||||||||
| 4 | Switching surge withstand voltage | kVp | ||||||
| (for 250/2500ms) | ||||||||
| 1). Line-to-Earth | 1050 kVp | Not | Not | Not | ||||
| 2). Across Isolating Gap | 900kVp+345kVrms | applicable | applicable | applicable | ||||
| 5 | Lightning Impulse Withstand Voltage | kVp for 1.2/50(ms) | ||||||
| 1). Line-to-Earth | 1425 kVp | 1050 kVp | 650 kVp | 170 kVp | ||||
| 2). Across isolating gap | 1425 kVp+ 240kVrms | 1200 kVp | 750 kVp | 195 kVp | ||||
| 6 | One minute power frequency withstand value | |||||||
| Dry | ||||||||
| Wet | kVrms | 520 | 460 | 275 | 70 | |||
| kVrms | 610 | 530 | 315 | 80 | ||||
| 7 | System frequency | Hz | 50 | |||||
| 8 | Variation in frequency | % | 2.5 | |||||
| 9 | Corona extinction voltage | 320 kV | 156 kV | 84 kV | ||||
| 10 | Radio interference voltage | 1000 mV at | 1000 mV | 1000 mV at | ||||
| 266 kV | at 167 kV | 93 kV | ||||||
| 11 | System Neutral rating | Solidly earthed | ||||||
| 12 | Continuous Current Rating | 1600 A (or) 2000 A | 1600 A | 800 A | 600 A | |||
| 13 | Symmetrical fault current (ISC) | kA | 40 | 40 | 31.5 | 25 | ||
| 14 | Short circuit fault current duration | Second | 1 | 1 | 1 | 3 | ||
| 15 | Dynamic short circuit (ISC) current rating | kAp | 100 kA | 100 kA | 79 kA | 62.5kA | ||
| 16 | Conductor spacing for AIS layouts (Phase-to-Ground) | meter | ||||||
| Phase-to-Phase | meter | 6.5 | 4.5 | 3 | 1.5 | |||
| 7 | 4.5 | 3 | 1.5 | |||||
| 17 | Design ambient temperatures | oC | 50 | |||||
| 18 | Pollution level as per IEC-815 & 71 | III | ||||||
| 19 | Creepage -Distance | mm | 10500 mm | 6125 mm | 3625 mm | 900 mm | ||
| 20 | Maximum fault clearing time | ms | <100 | <100ms | <150ms | |||
| 21 | Bay Width | meter | 27 | 16.4-18 | 10.4.12.0 | 5.5 | ||
| 22 | Bus equipment interconnection height from ground | meter | 8 | 5.5 | 5 | 4 | ||
| 23 | Strung busbar height | meter | >15 | 10 | 8 | 5.5 | ||
Terminologiya
Güvənirlilik: Elektrik sisteminin güvənirliliği tələb olunan voltajda və frekvansda elektrik gücünün saxlanılmasıdır. Şinalar, avtomatlar, transformatorlar, ayıracalar və nəzarət cihazları dövlət istismar məntəqəsinin (DİM) güvənirliliyini təsir edir.
Arızalıqlıq: Bu, illik arızalıqlıq ortalamasıdır.
Arızalıq Muddəti: Arızalıq muddəti, arızalanan komponenti təmir etmək və ya başqa bir enerji mənbəsinə keçid etmək üçün tələb olunan vaxtdır.
Keçid Vaxtı: Arızalıq başlamasından xidmətin bərpa olunmasıya qədər keçid əməliyyatı vasitəsilə gələn vaxtdır.
Keçid Şeması: Şinaların və ekipmanların yerləşdirilməsi, maliyyət, fleksibil və sistem güvənirliliyini nəzərə alır.
Fazadan Zəminə Məsafə: DİM fazadan zəminə məsafəsi
Konduktor və struktur arasında məsafə.
Qanuniləşdirilmiş ekipman və strukturlar arasında məsafə &
Canlı konduktor və zəmin arasında məsafə.
Faza-Ara Məsafə: DİM faza-arası məsafələri
Canlı konduktorlar arasında məsafə.
Canlı konduktorlar və aparatur arasında məsafə &
Avtomatlar, ayıracalar və s. arasında canlı terminalar arasında məsafə.
Zəmindən Məsafə: Bu, insanın durmaq istəyə biləcəyi hər hansı bir yerdən, canlı konduktorun dəstəkləndiyi izolyatorun ən yaxın zəmin potensial olmayan hissəsinə qədər ən kiçik məsafədir.
Bölüm Məsafəsi: Bu, hər hansı bir durmaq yerdən, ən yaxın ekranlaşdırılmamış canlı konduktora qədər ən kiçik məsafədir. Bölüm məsafəsini hesablamaq üçün, adamın uzunluğu, açıq elleri ilə birlikdə və fazadan zəminə məsafəni nəzərə alınmalıdır.
Təhlükəsizlik Aralığı: Bu, zemin və bölmə aralığını daxil edir.
Substation Elektrostatis Məydanı: Elektrikli kəmərlər və metal hissələri elektristatik məydanlar yaradır. EHV substationları (400 KV-dan yuxarı) elektristatik məydanları, elektrikli kəmərin/metal hissənin qədəvi və ya yaxın yerə çəkilmiş obyektin və ya zeminin qədəviyinə görə fərqlənir.
Ümumi
Transmissiya liniyaları,
Subtransmissiya liniyaları,
Qüvvət yaradan devreler və
Sürüşdürmə və endirmə transformatörleri
substationlara və ya keçid stansiyalarına birləşir.
66-dan 40 KV-ə qədər olan substationlar EHV adlanır. 500KV-dan yuxarı olanlar UHV olur.
EHV substationları üçün dizayn nöqtləri və metodlar oxşardır, amma müxtəlif voltaj səviyyələrində bəzi elementlər üstünlük gətirir. 220 KV-ə qədər, keçid dalğaları nəzərə alınmayabilir, amma 345 KV-dan yuxarı, onlar vacibdir.
Sub-Station Dizayn Kriteriyaları və Tədqiqatlar
Substation dizayn tələbləri aşağıdakı tədqiqatlardan asılı olacaq.
Yük axını tədqiqatları
Qısa bağlanış tədqiqatları
Geçici stabillik tədqiqatları
Geçici aşırı qıvrım tədqiqatları
Yük Axını Tədqiqatları
Substation sistem yükünə etibarlı elektrik enerjisi göndərməyi təmin edir.
Yeni substation (və ya) keçid stansiyasının hər cərgəni işləyərkən və seçilmiş cərgələr təmir olunarkən yük axını tədqiqatları ilə belələnir.
Bir neçə yük axını şəraiti qiymətləndirildikdən sonra, ekipmanın davamlı və acil hal rejimləri hesablanır.
Qısa Bağlanış Tədqiqatları
İnformasiya dəyişməsi reytinqlərinin yanısıra, elektrik stansiyasının təchizatı qısa müddətli reytinqlərə malik olmalıdır.
Bu reytinqlər, təchizatın qısa mərhələli elektrik axınından yarandıqda isti və mexaniki təzyiqlərdən zədə almadan dayanması üçün kifayət etməlidir.
Bölücü klapanlarda kifayət qədər kəsici imkan, sütun dielektriklərində qüvvət və xəbərsizlik röleylərində uyğun ayarlama təmin edilməlidir ki, bu röleylər arızayı aşkar edə bilələr.
Farklı növ və yerləşməli arızalar və sistem konfiqurasiyaları üçün maksimum və minimum qısa mərhələli elektrik axını təyin edilməlidir.
Gecici Stabillik Tədqiqatları
Normal generatordan mekaniki girişi elektrik çıxışına və generatordan zədələrə bərabərdir.
Bu davam edən müddətdə sistem generatordan 50 Hz ilə fırlanır. Mekaniki və ya elektrik axınındakı hər hansı bir təsir generatordan sürətinin 50Hz-dən uzaqlaşmasına və yeni bərabərlik nöqtəsində titrəməyə səbəb olur.
Çox yayılmış bir təsir qısa mərhələli elektrik axınıdır. Generatordan yaxın olan qısa mərhələli elektrik axını cihazın terminal voltajını endirir və maşını sürətləndirir.
Xətanın düzəldikdən sonra, cihaz artıq enerjiyi elektrik sisteminə qaytararak orijinal vəziyyətinə qayıdır.
Elektrik bağlantılara güclü olduğunda, maşın tez yavaşlayır və stabil olur. Zayıf bağlantılar maşının instabil olmasına səbəb olur.
Stabilitəni təsirləyən amillər:
Arıza ciddiyəti,
Arızanın təmizlənmə sürəti,
Arızanın həllindən sonra maşın və sistem arasında bağlantılar.
Elektrik stansiyasının gecici stabililiyi asılıdır
Xətt və şina koruma röleylərinin növü və sürəti,
Klapanların kəsici zamanı və
Arızanın həllindən sonra şina konfiqurasiyasından.
Sonuncu nöqtə şina düzülüşünü təsirləyir.
Əgər arıza əsas röleylərində həll olunsa, yalnız bir xətt təsirlənəcəkdir.
Bloklanan klapan, klapanın arızası nəticəsində birdən çox xəttin itirilmesinə səbəb olabilir, sistem bağlantısını zəifləndirir.
Gecici Üst Voltaj Tədqiqatları
Gecici üst voltaj, şimşək və ya şəbəkə keçidi nəticəsində ola bilər.
Gecici Şəbəkə Analizörü (TNA) tədqiqatları, keçid voltajını müəyyən etmək üçün ən dəqiq yoldur.
Elektrik Stansiyasının Düzeni
Elektrik stansiyasının düzənləri fiziki və elektrik məsələlərə görə təyin olunur, aşağıdakılar daxil olmaqla:
Sistem Təhlükəsizliyi
Əməliyyatlar Eksibitivliyi
Asan Koruma Düzenləri
Qısa Mərhələli Elektrik Axını Səviyyələrinin Məhdudlaşdırılması
Texniki Xidmət İmkanları
Asan Genişləndirilmə
Yer Faktorları
Maliyyə
Sistem Təhlükəsizliyi
İdeal elektrik stansiyalarında hər bir şəbəkə üçün ayrı klapanlar olmalı və texniki xidmət və ya arıza zamanı şina barların və ya klapanların əvəz edilməsinə imkan verilməlidir.
Sistem təhlükəsizliyi, elektrik stansiyasının bütövlüyə 100% asılı olaraq və ya periodik arıza (və) texniki xidmət zamanı bir neçə faizlə aşağı düşməyə icazə verərək təyin edilə bilər.
İki şina barlı sistem və iki klapanlı dizayn ideal olsa da, bu bir bahalı elektrik stansiyasıdır.
İşlərin Fleksibiliteyi
Bütün şəbəkə qoşuluşu şərtlərində MVA və MVAR yükləməsinin nəzarəti, generator yükləmə effektivliyinin təmin edilməsi üçün vacibdir.
Yükləmə şəbəkələri normal və aqil şərtlərdə optimal nəzarət təmin etmək üçün qruplaşdırılmalıdır.
Asan Koruma Tənzimləmələri
Əgər bir dərk prizçalı bir çox şəbəkəni nəzarət edirsə və ya daha çox dərk prizçalı pozulubsa, bu avtomobil bölüşməsi ilə azaldıla bilər.
Hətta koruma röleyləri sadə olsa da, yeganə avtomobil sistemi mürəkkəb korumaya uygundur.
Qısa Şəbəkə Səviyyələrinin Məhdudlaşdırılması
Alt istanası tamamilə və ya reaktor bağlantısı vasitəsilə iki hissəyə bölünə bilər ki, bu da qısa şəbəkə səviyyələrini azaltdar.
Dairəvi sistemlərdə dərk prizçaların düzgün istifadəsi buna bənzər imkan təmin edə bilər.
Təmir İmkanları
Alt istanasının işləri müvəqqəti (və) aqil hallarda təmir tələb edir.
Təmir zamanı alt istanasının performansı, koruma tədbirlərinə bağlıdır.
Asan Genişləndirilmə
Alt istanasının planı yeni pitanjlara bay genişləndirməsinə imkan vermelidir.
Sistem inkişaf etdikcə, yeganə avtomobil düzənliyindən iki avtomobil sisteminə keçid edilməsi vəya bir dairəvi istanasını iki avtomobil istanasına genişləndirməsi lazımdır.
Məkan və genişləndirilmə imkanları mövcuddur.
Məkan Faktorları
Alt istanasının planlaşdırılması üçün məkanın mövcudluğu vacibdir. Məhdud yerlərdə daha az fleksibilitəyə malik olan istanasının tikintisi tələb oluna bilər.
Az dərk prizçalı və sadə şəkiliçə sahə kaplayan alt istana daha az məkan tutar.
İqtisadiyyat
Əgər iqtisadiyyat mümkündürsə, texniki tələblər üçün yaxşılaşdırılmış dəyişmə düzənliyi yaradıla bilər.
Alt İstana və Dəyişmə Düzeni Planı
Alt istana planı və dəyişmə düzeni, elektrik paylanma sisteminin effektivliyi və təhlükəsizliyini təmin etmək üçün IEEE 141-ə əsasən dikkatli şəkildə dizayn edilməlidir.
Tranformatorlar,
Dərk prizçaları və
Klapanlar
voltaj və yüklənənlərə görə seçilməlidir.
Məkanı maksimumlaşdırmaq, qalılama işlərini asanlaşdırmak və genişləndirməyə imkan vermek üçün planlaşdırma diqqətlə aparılmalıdır. Aşağı çubuklar təchizatı effektiv şəkildə birləşdirib, elektrik enerjisi axını və zəmanətliyi artırılmalıdır.
Tez səhv aşkarlanması və izolasiyası üçün sağlam himayə və idarəetmə sistemləri lazımdır. Qüvvələr normativ standartları və mühitlə bağlı maraq nöqtələri alt stansiyanın dizaynını təmin etmək üçün təhlükəsizlik, zəmanət və mühitlə bağlı rəqabətliliklə belə müəyyən edirlər.
EHV planlaşdırmasının və keçid konfiqurasiyalarının dizayn edilməsi zamanı bir neçə aspekt nəzərə alınmalıdır:
Bu, zəmanətli, təhlükəsiz olmalı və əla xidmət davamlılığını təmin etməlidir.
Tipik alt stansiya aşağı çubuq sxemaları və himayəsi detallı şəkildə açıqlanır:
Elektrik Aşağı Çubuğu Nədir? Növləri, Fərdiyyətləri, Zərbələri &
Aşağı Çubuq Himayə Sxemaları
Fərqli aşağı çubuq konfiqurasiyaları, yeddişmə, fəaliyyətin fleksibil və qalılama girişinin nöqtələrində fərqli üstünlüklər təmin edir.
Effektiv aşağı çubuq planı, effektiv elektrik enerjisi axını təmin edir və gelecekdəki genişlənməni asanlaşdırır.
Keçid Sahəsi Strukturları
Strukturlar, aşağı çubuq elektrik təchizatının dəstəklənməsi, quraşdırılması və transmiçiya xətlərinin kablının sonlandırılması üçün lazımdır.
Strukturlar, demir, ağac, RCC və ya PSC-dən hazırlanabilir. Tərəf toprağa görə, onların temelələri lazımdır.
Alt stansiyalar, üstünlükləri üçün hazırlanmış demir tikintilərindən istifadə edirlər.
Fazanın aralığı,
Yer ile olan aralığı,
İzolyatorlar,
Şina uzunluğu, və
Təchizatın ağırlığı
struktural dizaynı təsirləyir.
Üzülüş,
Flanş çöküntüsü,
Şaquli və üfiqi kəsilmə, və
Webin zayıflaması
demir dəmir qruplarının və bəlkələrin çökülməsini önləməlidir.
Qızılçıq şkatulları uzunluğun 1/10-dan 1/15-inə qədər olmalıdır. Adətən, dəmirin defleksiyası uzunluğun 1/250-dən çox ola bilməz.
Struktur bolçaları və cevəzləri diametrilə 16 mm olmalıdır, hafif yüklü hissələrdə isə onlar 12 mm olabilir.
Dövrələr və bəlkələr üçün dizayn yükü aşağıdakılardan ibarət olmalıdır
Kondüktor gerilimi,
Yer kablının gerilimi,
İzolyator və aksesuarların ağırlığı, və
Kəsik yük (təxminən 350 kg),
İşçinin və alətlərin ağırlığı (200 kg)
Güllə və təsir yükü
təchizat işləyərkən.
Üstündən keçirilən xəttin uzunluğu alt stansiya portalları ilə sonlandırılmalıdır. Bu, +15 dərəcəyə qədər şaquli və +30 dərəcəyə qədər üfiqi olaraq var edilə bilər.
Mənzil strukturları boyalan və ya isti galvanizasiya edilə bilər.
Galvanizasiya edilmiş demirdən hazırlanmış strukturlar minimum nəzarət tələb edir.
Lakin, boyalı strukturlar bir neçə müxtəlif sağlam zonada daha yaxşı korroziv direnç göstərmişdir.
Normalda istifadə olunan faz aralıkları:
| 11 KV | 1.3 m |
| 33 KV | 1.5 m |
| 66 KV | 2.0 ilə 2.2 m |
| 110 KV | 2.4 ilə 3 m |
| 220 KV | 4.5 m |
| 400 KV | 7.0 m |
Şinal şeridi dizaynı
Alt istasyonun bir çox komponentləri arasında bağlantı yaratmaq üçün şinal şeritləri, alt istasyonda elektrik enerjisinin nəqlənmasında istifadə olunan iletken çubuklardır.
Şinal şeritləri düzgün dizayn edilərək və ölçülərlər təyin edildikdə, elektrik itiriləri azalır, enerjinin paylanması daha mürəkkəb hala gəlir və alt istasyonun işi gücləndirilir.
Alt İstasyon – Kontrol Sistemi
Alt istasyon avtomatlaşdırması, kontrol sistemləri, ağıllı cihazlar və kommunikasiya şəbəkələrinin birləşməsi ilə operasiyanın və effektivliyin optimallaşdırılmasını təmin edir.
Həqiqi zamanlı izləmə, uzaktan idarəetmə, verilənlər analizi və proqnozlaşdırılmış texniki xidmət avtomatlaşdırma ilə inkişaf etdirilir, isətinamə dövrü qısaldılır.
SCADA kimi inkişaf etmiş kontrol sistemləri, alt istasyon avtomatlaşdırmasını, verilənlər toplama və uzaktan idarəetməni yaxşılaşdırır.
Alt istasyon avtomatlaşdırması, SCADA sistemlərindən mərkəzi idarəetmə və izləmə üçün istifadə edir.
SCADA sistemləri, alt istasyon verilənlərini toplayaraq enerji axını artırır, qərarlar alınır və səhvlər tez-tez həll edilir.
Alt İstasyon Dizaynı – Kommunikasiya Protokolları
Subkursun dizayn arxitekturu, uyğulana bilənlilik, məlumat bütövlüyü və siber təhlükəsizlik üçün IEC 61850, DNP3 və ya Modbus kimi güvənirləşdirici əlaqə protokollarını tələb edir.
Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
