Elektrizitatearen Subestazioaren Diseinua: Sarrera

Elektrikari subestazioak dituzte indar elektrikoaren banaketa sarean oinarri zuzenak, elektrizitatea bidaltzeko eta banatzeko neurri gisa funtzionatzen duten. Instalazio konplexu hauek planeamendu, diseinu eta exekutatzeko beharrezkoa dute egin, indar kontinua eta efizientea baino ez baitute.

Artikulu honetan ikusi dezagun elektrikari subestazioen diseinurako oinarriak, osagai desberdinetako, diseinuko arazoetako eta ingurumen faktoreetako.

Subestazioen Planifikazio Kriterioak

Subestazio berrien barruko falta maximoa ez da izan litekeena zerbitzariaren tokiko ruptura kapazitatearen 80% baino gehiago.

20% buffera sistema garapenerako falta motzen tasak altuagoak diren kasuan kontuan hartzea da helburua.

Banaketako tensio desberdinetan, sakonduko duen korrontea eta sakontasuna kalkulatu daitekeela hurrengo bezala:

Ez guztizko tenperatura maileneko itsasoko estazio baten kapazitatea ez da oharra gainditu behar.

Interkonexioaren transformatorren (ICT) tamaina eta kopurua planifikatu behar da modu batera, non unitate bat gehienezko hondatzeak geratzen diren ICT edo oinarriko sistema ez gaindutzeko.

Txertatutako itzalek ezin ditu 220 KV sistemarako 4 bide gehiagorik, 400 KV sistemarako bi biderik, eta 765 KV sistemarako bat biderik ezabatu.

Azpistazio Sistemaren Eskerrak

Terminologia

Fidagaritasuna: Sistema elektrikoaren fidagaritasuna da indarrerako aurrerapen ezinterrazkortasuna beharrezko tensio eta maiztasunean. Busbars, itsaskiak, transformadoreak, isolatzaileak eta erregulagailuak iturriko fidagaritasuna aldatzen dute.

Hutsegiteen tasa: Urteko hutsegiteen batezbestekoa da.

Huts eguneroko denbora: Huts eguneroko denbora osagarri huts eguneroko konponente bat konponduko duen edo beste iturri batera aldatuko duen denbora da.

Aldaketaren denbora: Huts egunerokotasunaren hastaldetik zerbitzu berreskuratzera aldatze operazioaren bidez.

Aldaketaren esquema: Bus bars & tresnak kokatzeko kostua, oinezkoa eta sistema fidagaritasuna kontuan hartzen dira.

Fasea-lurra arteko espazio librea: Iturriko fasea-lurra arteko espazio librea da 

• Konduktorearen eta egitura arteko distantzia. 

• Tresna bizian eta egiturak arteko distantzia &

• Konduktore bizian eta lur arteko distantzia.

Fasea-fasea arteko espazio librea: Iturriko fasea-fasea arteko espazio libreak dira 

• Konduktore bizian arteko distantzia. 

• Konduktore bizian eta tresnekin arteko distantzia &

• Itsaskietan, isolatzailetan, etab. arteko konduktore bizian arteko distantzia.

Lurra arteko espazio librea: Gertueneko insulatzailearen zati ez lurrean dagoen parte baten arteko distantzia minimoa gizon batek zego daitekeen nonbaitetik.

Zati espazio librea: Eskualdeko zati baten arteko distantzia minimoa gizon batek eskuei luzatuta dituena eta fasea-lurra arteko espazio librea kontuan hartuz kalkulatu behar da.

Segurtasun-margina: Hau lurrera eta zatikako margina barne hartzen ditu.

Elektrizitate estatikoaren eremu substazioan: Energizatutako higidagailuak edo metalurgikoak elektrizitate estatikoaren eremuak sortzen dituzte. EHV substazioetan (400 KV baino gehiago) elektrizitate estatikoaren eremuak energizatutako higidagailuaren edo metalurgikoaren geometria eta lurreko objektu bitarteko edo lurrera dagozkien artean aldatzen dira.

Orokorra

• Transmisio-liniek, 

• Subtransmisioarreko alimentazioak, 

• Generazio-zirkuituak, eta 

• Tentsioa gordegi eta beheragoko transformadoreak 

konexioa egiten dute substazioetara edo aldaketako estazioetara. 

66tik 40 KVrako substazioak EHV deitzen zaizkie. 500KV baino gehiago, UHV izango dira.

EHV substazioen diseinuari buruzko arazoei eta metodoei dagokionez, zenbait elementuak tentsio desberdinetan dominatzen ditu. 220 KVra arte, aldagaiak ezeztatu daitezke, baina 345 KV baino gehiago, beharrezkoak dira.

Substazioen Diseinuaren Kriterioak & Ikasketak

Substazioen diseinuko eskerrak hurrengo ikasketek zehazten dituzte.

• Karga-erantsi Ikasketak

• Kortaketa Ikasketak

• Errekuperazio Efemeraltasuna Ikasketak

• Errekuperazio Tentsio Altua Ikasketak

Karga-erantsi Ikasketak

• Substazio bat sistemako karguei transmititzeko energia fiablea bermatzen du. 

• Substazio berriaren (edo) aldaketako estazioaren beharrak karga-erantsi ikasketak zehazten dituzte, linia guztiak konexioan daudenean eta aukeratutako liniekin mantentzeko lanak egiten direnean. 

• Karga-erantsi egoera anitzak ebaluatze ondoren, gailuen jarraitasuna eta arriskutsu-sarrera kalkula daitezke.

Kortaketa Ikasketak

• Aurreneko tentsio kontinuoko kalifikazioen ondoren, subestazioaren tresnak gerturako kalifikazioak izan behar dituzte.

• Kalifikazio hauek nahikoa izan behar dute tresnak gerturako iturriaren heinekin eta mekaniko presioekin zeharratzea saihesteko.

• Interruptoreetan gainontzeko ahalmen osoa emateko, postuen aislatzaileetan indarra eta falten sentitzen duten babes-errelaien ezarpen egokia.

• Gerturako iturri maximoko eta minimokoak ezartzea beharrezkoa da, gerturako mota eta kokapen desberdinetarako eta sistema konfigurazioentzat.

Transiente Estabilitasun Ikasketak

• Generagailu normalen sarrera mekanikoa elektrizitate irteera eta generagailuaren galdui gehituta dago.

• Sistema generagailuak 50 Hz-n biratu egingo dute hau jarraitzen duen bitartean. Sarrera mekaniko edo elektriko batean gertatzen den perturbazio bat generagailuaren abiadura 50Hz-tik aldatzen du eta oskaritzen du puntu berri baten inguruan.

• Oso arrunt den perturbazio bat da gerturako iturria. Generagailuaren beheko terminalaren tenperia jaisten du eta maquina azkarrago doa.

• Errorea konpondu ostean, gailuak energia gehigarria sisteman sartuko du egoera lehenetsian bueltatzeko.

• Elektrizitate loturen adina bada, maquina azkar askotan murriztuko da eta estabilizatuko da. Loturen ahula maquina instabiltasuna eragiko du.

• Estabilitatea eragiten duten faktorak:

• Falteen adina,

• Falteen garbitze abiadura,

• Maquina eta sistema arteko lotura faltea ebazte ondoren.

• Subestazio transiente estabilitatea mugatzen du

• Lerro eta bus linearen babes-errelaien mota eta abiadura,

• Interruptoreen gainontzeko denbora, eta

• Faltea konpondu ondoren bus linearen konfigurazioa.

• Puntu honek bus linearen ordenamendua eragiko du.

• Falta bat primario errelaien bitartean konpondu baldin badago, lerro bakar bat eragiko du.

• Interruptore blokeatua sistema lotura ahuldu dezake interruptore falta errelaien bitartean, lerro anitz galduz.

Transiente Tentsio-altu Ikasketak

• Transiente tentsio altuak erraiden edo zirkuito aldaketatik sortu daitezke.

• Transiente Sarea Analizatzaile (TNA) ikasketak modu zehatzena dira tentsio altuak zehazteko.

Subestazioaren Ordenamendua

Subestazioaren ordenamendua fisiko eta elektriko eragileetatik dator, honako hauek barne hartuta:

• Sistema Segurtasuna

• Erabilera Adaptablea

• Babes Arruntas Irudaskorra

• Murriztu Gerturako Iturrien Mailak

• Mantenu Faktoreak

• Errekurtsio Erraza

• Tokiko Faktoreak

• Ekonomia

Sistema Segurtasuna

• Idealean, subestazioak kable bakoitzarentzako bere interruptoreak ditu eta bus lineak edo interruptoreak mantenu edo falta bat gertatzen denean ordezkatu ahal ditu.

• Sistema segurtasuna subestazio integritasunaren 100% mendebalitasunean edo periodiko faltei (edo) mantenuari esker denbora txiki bat neurriz arazoak geroztik zehaztu daiteke.

• Bihurko bus line sistemak eta bihurko interruptore diseinuak perfektua da, baina subestazio hori kostu handia du.

Erakundearen Adinarrasuna

• MVA eta MVAR kargatuaren kontrolatzea denbora osoan zirkuitu konexio guztietan eraginkortasun eratorriarentzat garrantzitsua da.

• Kargatu-zirkuituak taldekatu behar dira kontrol optimala eskaintzeko baldintzen normal eta urgerikoetan.

Bat zirkuitu-kontrolariak asko zirkuitu kontrolatzen baditu edo gehiago zirkuitu-kontrolariak hondatzen badira. Hau bus-segmentazioaren bidez murriztu daiteke.

Bereizi ere, bide kanpoaren biraketak errazak izan arren, zirkuitu bakar bat duen sistema kudeatzeko konplexuak dira.

Txertxoen Mailen Murrizketa

• Subestazioa bi zati tan egin daitezke, osoan edo reaktorearen bidez, txertxoen mailak murrizteko.

• Zirkuitu-kontrolarien erabilera egokia erdiburu-sistemetan aukera berdina emango dizu.

Lan Errepasoko Aukerak

• Subestazioaren prestakuntza lan errepasorako babesa eman nahi dituen protekzioen arabera dago.

Hedapena Erraza

• Subestazioaren diseinuan hedapeneko espazioa jarraitu behar da.

• Sistema hobetzeko, zirkuitu bakar bat duen sistema bat zirkuitu bikot bat duen sistema bihurtu behar izan daiteke edo erdiburu-sistema bat zirkuitu bikot bat duen sistema bihurtu.

• Espazio eta hedapeneko aukerak eskuragarri izango dira.

Tokiko Faktoreak

• Subestazioen planifikatzeko tokirik garrantzitsuena da. Espazio mugatuetan, subestazioen fleksibilitate gutxiago duen eraikuntza egin behar izan daiteke.

• Zirkuitu-kontrolari gutxiago eta esquematika sinpleagoa duten subestazioak espazio gutxiago hartzen dute.

Ekonomia

• Ekonomikoki aukeragarria bada, teknologiko eskerrak eskaintzeko aldaketa hobitukoak sortu daitezke.

Subestazio eta Aldaketa Sistemanaren Diseinua

Subestazioaren eta aldaketa sistemanaren diseinuaIEEE 141 araberak ezartu behar da elektrikotasunaren banaketa sistemaren eraginkortasuna eta segurtasuna bermatzeko.

• Transformadoreak,

• Zirkuitu-kontrolariak, eta

• Txakurrak

Aukeratu behar dira tensio eta kargaren eskarien arabera.

Espazioa handitzeko, mantentzea errazteko eta luzapena ahalbidetzeko, diseinua zehazki planifikatu behar da. Barrutegiak harrapatu behar dute tresnak efizienteki, eta zirkuituak hobetu behar dute indarren fluxua eta fidagarritasuna.

Akatsak azkar detektatzeko eta izolatzeko, babestu eta kontrolatze sistemak erresistentziagabeak beharrezkoak dira. Normen estandaroak eta ingurumenari buruzko arazoak iturri diseinua zehazten dituzte segurtasuna, mendekotasuna eta ingurumenari dagokion konformitatea bermatzeko.

Hainbat aspektu kontuan hartu behar dira EHV diseinua eta aldaketak egitean:

• Fidagarria, segurua eta zerbitzu jarraitasuna ona duena izan behar da.

Iturr barrutegi arruntak eta babestuak honela azaltzen dira:

1. Zein da elektrikoa barrutegia? Mota, Alabak, Arrazoak &

2. Barrutegien Babestu Planoak

Barrutegi konfigurazio desberdinak osozko redundanzia, funtzionamenduko oinezkoa eta mantentze askatasuna alde, abantaila desberdina ematen dute.

Barrutegi diseinu efizienteak indarren fluxu efizientea bermatzen du eta hazkundea erraztzen du.

Itsasontzi Estructurak

Estructurak behar dira tresna elektrikoak sustatu eta instalatzeko eta transmitizio lerroaren kableak bukatzeko.

Estructurak hierro, adour, RCC edo PSC egin daitezke. Lurra mugatuta, oinarriak behar dituzte.

Iturrak hierroko eraikitza sortuak erabiltzen dituzte abantailengatik.

The

• Faseen arteko distantzia, 

• Lurreko arteko distantzia, 

• Aislantes, 

• Barra luzeera, eta 

• Tresnarien pisua 

egitura diseinua eragiten du.

• Doikatzea, 

• Flangearen kolapsaketa, 

• Bertikala eta horizontaleko kizilgaitasuna, eta 

• Weben kolapsaketa 

harremanetako bihamarraren eta girderren hondamena saihestu behar da. 

Sareko kutxako girderak luzera baten 1/10 edo 1/15 izan behar dira. Arrunta da bihamarren defleksiok ez dituztela gainditzen luzeraren 1/250. 

Egitureko bolts eta nutsak 16 mm diametrokoa izan behar dute, eskuinaldeko zati txikiagoetan 12 mm izan daitezkeela. 

zutabe eta girderen diseinuko karga hauetan hartu behar da kontuan 

• Kontadorearen tentsioa, 

• Lur hilaren tentsioa, 

• Aislante eta tresna pisua, eta 

• Zatiketa karga (hona hemen 350 kg), 

• Lanpostu eta tresna pisua (200 kg) 

• Haize eta impaktu kargak 

tresnaren exekutatzearen bitartean.

goi lerroaren deskarga luzera subestazioaren gantry egiturak bukatu behar dute. +15 gradukoa bertikal eta +30 gradu horizontal direla erabil daiteke.

yard egitureak pintu daitezke edo hot dip galvanized. 

galvanized steel egiturek mantentze minimoa behar dute. 

Hala ere, pintu egiturek korrosioaren aurkako garrantzi hobea ematen dute zenbait alde oso kontsultatuetan.

normalki faseen arteko distantziak:

Barra de distribución Diseinua

Subestazioaren osagai asko lotzeko, barra de distribuzioak elektrizitatea subestazioan transmititzeko erabiliko diren barra konduktiboez osatuta daude.

Barra de distribuzioak zehazki diseinatu eta neurri egokiak dituenean, elektrizitate-pertsondoak murriztu egin dira, indarrerako banaketa oso koherezenteagoa bihurtzen da eta subestazioaren prestazioa hobetu egiten da.

Subestazioa – Kontrol Sistemak

Subestazioaren automatizazioak kontrol sistemak, gaitasun duen tresnak eta komunikazio sareak batera jarriz, funtzionamendua eta efizientzia optimizatzen ditu.

Denbora errealeko monitorizazioa, kontrol hurbila, datuen analisia eta mantentze aurretasuak automatizazioaren bidez fidagarritasuna hobetzen dute eta denbora galdua murrizten dute.

SCADA bezalako kontrol sistemak subestazioaren automatizazioa, datuen bildura eta kontrol hurbila hobetzen dituzte.

Subestazioaren automatizazioak SCADA sistema erabiltzen ditu kontrol zentralizatua eta monitorizazioa burutzeko.

SCADA sistema subestazioaren datuak bildu egiten ditu indarren fluxua hobetzeko, erabakitzea eta akastuak azkar ebazteko.

Subestazioaren Diseinua – Komunikazio Protokoloak

Subestazioaren tresnak eta kontrol-zentroek datuak elkarbanatzeko eta kontrolatzeko sare komunikazio efizienteak behar dituzte.

Subestazioen diseinuaren arquitektura behar ditu fidedignoak diren komunikabide protokoloak, hala nola IEC-Business 61850, DNP3 edo Modbus, interoperaibilitate, datuen osoasuna eta kibersegurtasunagatik.

Erakuspena: Jaso orijinala, ondo idatzitako artikuluak partekatzeko balio du, baldin eta eskaera bat egiten baduzu ezabatu.