Progett tal-Substazzjoni Elettrika: Introduzzjoni

Ilsien tal-elettriku huma sezzjonijiet essenzjali tal-reti ta' distribuzzjoni tal-elettriku, li jfunzjonaw bħal hubs għat-ttrasferiment u distribuzzjoni tal-elettriku. Dawn il-faċilitajiet kompliċati rikjużu pianifikazzjoni, dissenju, u implementazzjoni riguruzu biex jiżguraw furniz ċonsistenti u effiċjenti tal-elettriku.

F'dan l-artiklu, ser nara s-silġ tas-silġ tas-silġ tal-ilksen tal-elettriku, inkluż komponenti differenti, preoccupazzjonijiet tal-dispożizzjoni, u fakturi ambientali.

Kriterji ta' Pjanifikazzjoni tal-Ilsien

Il-livell massimu ta' erġa fuq bus ġdid tal-ilsien ma jistax ikun akbar minn 80% tal-kapaċità tal-ruptura ratata tal-circuit breaker.

Il-20% buffer huwa meħtieġ biex jikkontempla żidu fis livelli ta' short circuit waqt it-tixxieg tal-sistema.

Ir-rate ta' kurrent tal-breaking u kurrent tal-generazzjoni, kif ukoll il-kapaċità ta' clearing time tal-fault ta' switch gear f'livelli differenti ta' volt, tista' tkun tikkalkulata bħal:

Il-kapaċità ta' kull sottostazzjoni waħda għal livelli differenti ta' volt tal-baħar mhux solit jikseb.

Il-ħajja u n-nomru ta’ Trasformer tal-konnessjoni (ICTs) għandhom jiġu pianifikati b’mod li l-falliment ta’ quddiem wahid ma joverčarġa l-ICTs rimanenti jew is-sistema sottostanti.

Interruttur blokkjat ma jistax jinterromp iktar minn 4 feeders għas-sistema ta’ 220 KV, żewġ għas-sistema ta’ 400 KV, u wieħed għas-sistema ta’ 765 KV.

Requisiti tas-Sistema tal-Substazzjoni

Nomiklatūra

Affidabilità: L'affidabilità del sistema di potenza è la fornitura ininterrotta di energia alla tensione e frequenza richieste. Le busbars, gli interruttori, i trasformatori, gli isolatori e i dispositivi regolatori influiscono sull'affidabilità della sottostazione.

Tasso di guasto: È la media annuale dei guasti.

Tempo di interruzione: Il tempo di interruzione si riferisce al tempo necessario per riparare un componente difettoso o passare a una fonte di alimentazione diversa.

Tempo di commutazione: Tempo dall'inizio dell'interruzione fino al ripristino del servizio tramite operazione di commutazione.

Schema di commutazione: La disposizione delle busbars e dell'equipaggiamento tiene conto dei costi, della flessibilità e dell'affidabilità del sistema.

Distanza fase-terra: La distanza fase-terra nella sottostazione è 

• Distanza tra il conduttore e la struttura. 

• Distanza tra l'equipaggiamento attivo e le strutture &

• Distanza tra il conduttore attivo e la terra.

Distanza fase-fase: Le distanze fase-fase nelle sottostazioni sono 

• Distanza tra i conduttori attivi. 

• Distanza tra i conduttori attivi e l'apparato e 

• Distanza tra i terminali attivi negli interruttori, isolatori, ecc.

Distanza dal terreno: È la distanza minima da qualsiasi posizione in cui una persona possa dover stare fino alla parte più vicina non a potenziale di terra di un isolatore che supporta il conduttore attivo.

Distanza sezione: È la distanza minima da qualsiasi posizione in piedi al conduttore attivo non schermato più vicino. Si consideri l'altezza di una persona con le braccia tese e la distanza fase-terra per calcolare la distanza sezione.

Spazju ta’ Sigurtà: Dan jinkludi spazju tal-ġelida u tas-silġ.

Kamp elektrostatiku tal-Substation: Il-konduċturi attivati jew il-parti metalici jħallu kampijiet elektrostatiki. Il-substations EHV (li għaddu l-400 KV) għandhom kampijiet elektrostatiki li jvarjaw skond il-ġometrija tal-konduċtur attivat/parti metalika u l-oġġett imġarrad vożin jew il-ġelida.

Ġenerali

• Linji tal-trasferiment, 

• Linji tal-subtrasferiment, 

• Ċirkuwit tal-generazzjoni, u 

• Trasformaturi tal-aumentazzjoni u tal-diminuzzjoni tal-volttagġ 

jkonektaw ma’ substations jew stazzjonijiet tal-abbagħad.

Il-substations mill-66 sa 40 KV huma miktubin bħala EHV. Fuq il-500KV, huma UHV.

Il-preoccupazzjonijiet u metodi tad-dizajn għal substations EHV huma simili, imma xi elementi jdumjaw fl-livelli differenti tal-volttagġ. Sa 220 KV, is-silġ tal-bidla tista’ tikunu mmexxi, iżda fuq il-345 KV, huma essenzjali.

Kriteriji u Studji tad-Dizajn tal-Substation

Ir-reqwisiti tad-dizajn tal-substation se jiġu dterminati milli studji segwenti.

• Studji tal-flus tal-każtal

• Studji tal-kortiċċi ħafif

• Studji tal-stabilità transjent

• Studji tal-talb libsa transjenti

Studji tal-flus tal-każtal

• Is-substation tagħti assiguranza tal-trasferiment tal-enerġija għal carichi tas-sistema. 

• Il-bisogni tal-każtal tal-substation ġdida (jew) stazzjon tal-abbagħad jiġu dterminati minn studji tal-flus tal-każtal waqt li kull linji huma attivati u waqt li linji mhux attivati għal manutenzjoni. 

• Waqt li nivvalù diversi kondizzjonijiet tal-flus tal-każtal, ir-ratings tal-materjal u tal-emergenza jiġu kalkulati.

Studji tal-kortiċċi ħafif

• Oħroġ minn ir-ratamenti ta’ kurrent kontinwu, il-materjal tal-sottostazzjonijiet għandu jkollhom ratamenti ta’ żmien qisien.

• Dawn għandhom jkunu suffiċjenti biex il-materjal jistagħmel il-kurrent tal-ċortoċirkit u l-prezzjoni mekanika mingħajr danny.

• Biex jipprovdi kapabbiltà ta’ interruzzjoni adeguata fil-breakers, forza fil-post insulators, u setting approprjati għal relays protettivi li jsensaw l-erruri.

• Il-kurrenti massimu u minimu ta’ ċortoċirkit għal tipi u posti differenti ta’ ċortoċirkit u konfigurazzjonijiet tas-sistema għandhom jiġu stabilizzati.

Studies ta’ Stabilità Transjent

• L-input mekaniku normali tal-generator huwa l-output elektriku fl-aġġunta tal-perditi tal-generator.

• Il-generaturi tas-sistema jgħawdxu b’50 Hz sakemm dan jissejjaħ. Xi disturbu fil-flus mekaniku jew elektriku jikkażi l-veloċità tal-generator tiddiffran minn 50Hz u tivvota wara punt tad-dinamika ġdid.

• Disturbu komuni ħafna huwa l-ċortoċirkit. L-ċortoċirkit bluġħ tal-generator jiddeprimax il-voltattura terminali u jispeġix il-maċina.

• Wara l-ħalq tal-errur, il-dispożitiv jħallek l-enerġija eżċessiva fis-sistema tal-enerġija elektrika biex jiġib torno s-silġa orixinali tagħha.

• Meta l-kollegamenti elektriki huma fortijiet, il-maċina tiddeflax sew fis-silġa u tistabillixxi. Kollegamenti ħlieqa se jikkawżaw instabilità tal-maċina.

• Fatturi li jaffettwaw l-stabilità inkludux:

• Severità tal-errur,

• Velocità ta’ pulizja tal-errur,

• Kollegamenti bejn il-maċina u s-sistema wara r-risoluzzjoni tal-errur.

• L-stabilità transjent tas-sottostazzjoni tdependi minn

• Tip u velocità ta’ relaying ta’ protezzjoni ta’ linji u bus,

• Temp ta’ interruzzjoni tal-breaker, u

• Konfigurazzjoni tal-bus wara l-ħalq tal-errur.

• Il-punt l-aħħar jaffettwa l-arraġġ tal-bus.

• Sew l-inqas linja ser tkun affetwat meta l-errur tikkelja waqt ir-relaying primarju.

• Breaker blokkat jista’ ikkawża l-ħassar ta’ linji multipli waqt ir-relaying ta’ fallura tal-breaker, b’mod li jħallif il-kollegament tas-sistema.

Studies ta’ Sovravoltatturi Transjenti

• Il-sovravoltatturi transjenti jistgħu jkunu resultanti mill-fulmina jew mis-swiġ tal-ċirkwit.

• Studies tal-Transient Network Analyzer (TNA) huma l-mod iż-żgħar biex tindividwa l-sovravoltatturi ta’ swiġ.

Arċitettura tal-Sottostazzjoni

L-arċitettura tal-sottostazzjoni tdependi minn konsiderazzjonijiet fiżiċi u elektrika, inklużi:

• Sikurezza tas-Sistema

• Flexibilità tal-Operazzjonijiet

• Arreġġ tal-Protezzjoni Eażi

• Limitazzjoni ta’ Livelli ta’ Ċortoċirkit

• Facilitajiet ta’ Manutenzjoni

• Eżtenżjoni Eażi

• Fatturi tal-Ħalq

• Ekonomija

Sikurezza tas-Sistema

• Is-sottostazzjonijiet ideali jinkludu breakers separati għal kull ċirku u jpermettu l-erġa tal-bus-bars jew breakers waqt manutenzjoni jew erruri.

• Is-sikurezza tas-sistema tista’ tinkiseb permezz ta’ dipendenza 100% fuq l-integrità tas-sottostazzjoni jew permezz ta’ perċenettu ta’ downtime għal erruri periodiċi (jew) manutenzjoni.

• Anki sistema ta’ double bus-bar b’design ta’ double breaker hija perfetta, hija sottostazzjoni karissima.

Flexibilità tal-Azzjoni

• Il-kontroll fuq il-carigħa MVA u MVAR taħt kundizzjonijiet kollha ta' konnessjoni tal-kittri huwa essenzjali għall-effiċjenza tal-carigħa tal-generator.

• Il-kittri tal-carigħa għandhom jiġu għemmga ta' mod li jipprovdi l-kontroll oħtijar fit-kondizzjonijiet normali u emergenza.

Sistemi ta' Protezzjoni Eżgħa

• Jekk switċ tal-kittri wieħed ikkontrolla kittri ħafna jew inkella jkun hemm aktar switċi tal-kittri miftuħa. Dan tista' jiġi mitigat bl-issoqq tal-bus.

• Anki jekk is-sistema ta' relaying protektiva hi sielet, sistema ta' bus wahda hija rigida għal protezzjoni komplikata.

Limitazzjoni tas-Livelli ta' Kittri Korti

• Tista' tintla substation f'stilan jew permezz ta' konnessjoni reattora biex tiktebħil livelli ta' kittri korti.

• L-użu propju tas-switċi tal-kittri fis-sistemi tal-ring jistgħu jiġibu servizz similari.

Facilitajiet ta' Manutenzjoni

• It-tielet tal-manutenzjoni huwa meħtieġ waqt operazzjoni tas-substation, bħala pianifikat (jew) emergenza.

• Il-prestazzjoni tas-substation waqt it-tielet tal-manutenzjoni tintuża mill-provviste ta' protezzjoni.

Eżtenzjoni Eżgħa

• Il-dispożizzjoni tas-substation għandha tgħaqqad għal eżtenzjoni tal-bay għal feeders ġodda.

• Waqt li s-sistema tiġi aġġornata, se jkun neċessarju li ssibbnu minn sistema ta' bus wahda għal sistema ta' bus żewġa jew inkella nagħtu spazju estensjoni għal mesh station għal sistema ta' bus żewġa.

• Is-spazju u l-facilitajiet għal eżtenzjoni se jkunu disponibbli.

Fatturi tas-Sit

• L-aċċess tas-sit huwa essenzjali għall-pjanifikazzjoni tas-substation. Il-konstruzzjoni ta' stazzjoni b'flexibilità inqas tista' tkun neċessarja f'sit limitati.

• Il-substation b'numru inqas tas-switċi u skema sielet tiġi għal is-sit qasir.

Ekonomija

• Jekk l-ekonomika huma fehles, sistema aġġornata ta' switċing għal rikjested teknoloġiċi tista' tkun kkreata.

Dispożizzjoni tas-Substation u Sistemi ta' Switċing

Il-dispożizzjoni tas-substation u sistemi ta' switċing għandhom jiġu disegnati b'diligenza bażati fuq IEEE 141 biex is-sigurtà u l-effiċjenza tas-sistema ta' distribuzzjoni elektrika tkun assicurata.

• Transformatori,

• Switċi tal-kittri, u

• Switċi

għandu jiġi scelt in base għall-talbiet tal-voltazz u tal-karġa.

Biex tigħti spazju aqbar, tiflaġġixx l-manutenzjoni, u tgħalliż estensjoni, il-dispożizzjoni għandha tkun pjanjata b'attenzjoni. Il-busbars għandhom ilkunu jilinkjaw l-equipament b'effiċjenza, u s-sistemi dawxi għandhom jagħmlu l-flus tal-enerġija aqrajjel u raffik.

Għal dettuzzjoni u isolazzjoni veloċi ta' erġien, huma meħtieġin sistemi robusti ta' protezzjoni u kontroll. L-standards regolaturi u l-preokkupazzjonijiet ambientali jdeterminaw id-disign tal-sottostazzjoni biex is-sigurtà, id-dipendabilità, u l-konformità ambjentali jiġu assicurati.

Diversi aspetti għandhom jiġu konsiderati waqt li qed tipprojjetta dispożizzjoni EHV u konfigurazzjonijiet ta' switċċatura:

• Dak għandu ikun affidabbli, siguri, u jassigura kontinwità ta' servizz ġodda.

Skemi u protezzjoni tipiċi tal-busbars tal-sottostazzjoni jiġu spiegati fl-dettaglu fihom:

1. X'huwa Busbar Elektriku? Tipi, Vantaggi, Svantaggi &

2. Skemi ta' Protezzjoni tal-Busbars

Konfigurazzjonijiet differenti tal-busbars jiġu kunferiti avantaggi differenti fil-termini ta' ridondanza, fleksibilità operattiva, u aċċessibilità għal manutenzjoni.

Dispożizzjoni effiċjenti tal-busbars tiżgura flus tal-enerġija effiċjenti u ifasilita l-estensjoni futura.

Strutturi tal-Switchyard

Il-strutturi huma meħtieġin biex is-suppportaw u installaw l-ebbor elektrika u terminaw il-kabli tal-linja tal-trasmissjoni.

Il-strutturi jistgħu jitwield bl-ġidd, l-ħalib, RCC, jew PSC. B'basejja għal solfit laterali, huma meħtieġin fondament.

Is-sottostazzjonijiet jistgħu jutlizu strutturi fabrikati tal-ġidd għal vantaggijiet tagħhom.

Il-

• Spazju tal-fażi, 

• Spazju tal-terra, 

• Izolaturi, 

• Duljien tas-silġ, u 

• Pisu tal-materjal 

effettjaw id-dizzinn strutturali.

• Fletxja, 

• Flanċ flus, 

• Ħalq vertikali u orizzontali, u 

• Ċripli tal-web 

għandhom jprevenixxi l-falliment tal-kaxxa tal-ġirder tal-ħadid. 

Il-ġirder kubiku b'latiċċi għandu jkun 1/10 sa 1/15 tal-spazju. Solitament, il-flus tal-kaxxa ma jistax ikbar mill-1/250 tal-lunghezza tal-spazju. 

Il-bolti u n-nutti tal-struttura għandhom jkunu bi-diametru ta' 16 mm, ekċett wara l-issieġ tal-kariga ħafifa fejn jistgħu jkunu 12 mm.

Il-kariga tad-dizzinn għal kolonni u ġirders għandha tikkonsisti 

• Tenzjoni tal-konduċtur, 

• Tenzjoni tal-fil tal-terra, 

• Pisu tal-izolaturi u tal-hardware, u 

• Kariga frazjonali (suġġerita 350 kg), 

• Pisu tal-aħwa u tal-attrezzatura (200 kg) 

• Kariġa tal-vent u tal-impat 

waxxra l-operazzjoni tal-materjal.

Il-span tal-linja fuq il-kopru għandu jiġi terminat bl-is-trutture tal-gantry tal-sottostazzjoni. tista’ tkun sa +15 gradi vertikali u +30 gradi orizzontali.

Is-strutture tal-yard jistgħu jiġu dipinti jew galvanizzati b'hot dip. 

Is-strutture mgħalvani tat-tal-ġirder tal-ħadid rikiedu manutenzjoni minimi. 

Imma, is-strutture dipinte provduti rizzistenza tal-korozzjoni aħjar fi ċertu zones estremament kontaminate.

Solitament spazji tal-fażi impiegati kif:

Progett tal Busbar

Biex jisħal il-konnessjoni bejn l-ġdid komponenti li jagħmlu parti mill-sottostazzjoni, il-busbars huma barri konduttivi li jiżvilġgħu l-enerġija elettrika f’kull parte tas-sottostazzjoni.

Meta jiġu disegnati u dimesjunati il-busbars korrettament, jiġu ridotti l-pierdgħi elettriki, tiddaqs għal dawn il-konsistenza ta’ distribuzzjoni tal-enerġija, u tigħmel aċċessjoni fil-prestazzjoni tas-sottostazzjoni.

Sottostazzjoni – Sistemi tal-Kontroll

L-awtomazzjoni tas-sottostazzjoni toptimizza l-operazzjonijiet u l-efficjenza billi tikkombina sistemi tal-kontroll, apparat intelligenti, u reti tal-komunikazzjoni.

Il-monitoring fit-tul ta’ l-ħin, il-kontroll min-nfeh, l-analiżi tad-data, u l-manutenzjoni predittiva jagħmlu aċċessjoni fil-affidabilità u jiġbgħux l-istoppaġġi bl-awtomazzjoni.

Is-sistemi avvanzati tal-kontroll kif s-Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) jagħmlu aċċessjoni fl-awtomazzjoni tas-sottostazzjoni, il-kollezjoni tad-data, u l-kontroll min-nfeh.

L-awtomazzjoni tas-sottostazzjoni tuża sistemi SCADA għal kontrolj centralizzati u monitoring.

Is-sistemi SCADA ikolleġġu data tas-sottostazzjoni biex jaqbilhom l-flus tal-enerġija, jagħmlu deċiżjonijiet, u jiġbgħu l-problemi skeda.

Progett tal-Sottostazzjoni – Protokolli tal-Komunikazzjoni

L-apparat tas-sottostazzjoni u l-kentri tal-kontroll għandhom retili tal-komunikazzjoni effikienti biex jagħmlu xitwa tad-data u kontrolju.

Il-progett tal-arċitettura tal-sottostazzjoni rikiedi protokolli ta' komunikazzjoni affidabbli kif IEE-Business 61850IEC 61850, DNP3, jew Modbus għall-interoperabilità, l-integrità tad-data, u s-sigurtà tal-kiber.

Deklarazzjoni: Respektja l-originale, l-artikoli tajba huma digni ta' xtieg, jekk hemm infringement jekk jogħġbok kontattja sabiex tiddaħħel.