Klasifikazio eta Garapen Tendentsiak Altu-Tentsio/Behe-Tentsio Aurrekargatutako Subestazioetan

1. Sarrera

Altu-tentsio/txiki-tentsio prefabricatutako subestazioak, "prefabricatutako subestazio" bezala ezagututa daudenak, labur "prefab subestazio" edo "kaxa subestazio" deitzen dira. Txinatan, orain arte anitzko izenekoak izan dira, hala nola "konbinatutako subestazio", "konbinatutako transformadore", "fabrikatik assemblatutako kaxa subestazio", "altu-tentsioaren jasoerako unitate kompaktoak" eta "prefabricatutako kompakto subestazio". Azaroaren 1995ean, IEC (International Electrotechnical Commission) "altu-tentsio/txiki-tentsio prefabricatutako subestazio" izendapena eman zien IEC 1330 estandarraren bidez. Uneko GB/T 17467—2020 Altu-tentsio/Txiki-tentsio Prefabricatutako Subestazioak estandarra ere "altu-tentsio/txiki-tentsio prefabricatutako subestazio" terminoa erabiltzen du, eta testu honetan "prefabricatutako subestazio" esan daiteke laburtasun gisa.

Prefabricatutako subestazioen ezaugarri nagusiak hauek dira:

• Produktuaren diseinua eta fabrikazioa lanbidegunean amaitzen dira.

• GB/T 17467 estandaran zehaztutako mota probak egiaztatzen dute.

• Fabrikako probak egiaztatzen dute.

Oinarriko osagaiak hiru funtzio-unitate direlarik, hots, transformadore-gela, altu-tentsioaren sakelari-gela eta txiki-tentsioaren sakelari-gela. Barnean asamblatutako osagai garrantzitsuak (estandarran, transformadoreak, altu-tentsioaren sakelaria, txiki-tentsioaren sakelaria, etab. osagai garrantzitsuen definizioa) mota probak eta fabrikako probak egiaztatu dituzte onartutako osagai gisa. Osagai hauek elkarrekin lotzen dira behar bezala eta kaxa edo ohol berdinetan asamblatzen dira prefabricatutako subestazio produktu bat formatzeko. Eskaera arrunta mota probak egiaztatzen dute GB/T 17467 estandarraren eskaintzen dituen eskaintzak jarraituta, eta orduan fabrikako probak gaindituta erabiltzaileei instalatzeko eta erabiliz joateko bidaltzen zaie. Hona hemen prefabricatutako subestazio tipiko baten egoera egituraltzailea.

Erabilera praktikoan, automatizazio tresnak, komunikazio unitateak, bideo ikuskuntza sistematikak, kontrolaren indarraren sistematikak, suertu sistema, etab. integratzen dira prefabricatutako subestazioetan, prefabricatutako subestazioen funtzionalitate eskaintzeko elementu garrantzitsuak edo osagarri garrantzitsuak izan arren alferrik dira lana egiten dituzten baldintzetan.

Prefabricatutako subestazioen abantaila nagusiak integrazio handia, azal txiki, eraikuntza denborak laburra, kokapen flexibila, ingurumenarekin adostasuna handia, instalazio eta erabilera erraza, eraginkortasuna eta segurtasuna handia, investigazio txiki eta emaitza azkarra dira.

Azken urteetan, prefabricatutako subestazioak energia berriak sortzeko eta gordeko eremu guztietan, hala nola haien eta fotovoltaikoaren energia sortzeko, aplikazio handi eta zabala duten elektrizitatearen transmitazioa edo intercambioa egin dezakeen.

Prefabricatutako subestazioen aplikazio eskenarioak: banaketako sarea, prefabricatutako subestazioak energia elektrikoaren banaketa tentsio handiagatik tentsio txikiagorako murriztea eginez erabiltzaileen eskaintza betetzen dute; energia sortzeko sistemetan, tentsio handiagatik tentsio txikiagorako murriztea eta sarea konexioa eginez, energia elektrikoaren transmitazioa egiten dute energia sortuaren aldetik sarea.

Prefabricatutako subestazioetan instalatutako transformadorearen tentsioa eta kapasitatea subestazioaren tamaina eta konfigurazioa neurtzeko adierazle garrantzitsuak dira. Ondorioz, prefabricatutako subestazioetarako transformadorearen kapasitatea 10,000 kV·A inguru eta tentsioa 40.5 kV eta behera, transformadorea eta sakelariak edo tresna besteak asamblatu dira ohol berdinean, edo modulu desberdinetan eraman eta orduan ohol berdinean asamblatu dira.

Transformadorearen kapasitatea 31,500 kV·A baino handiagoa bada, laguntzaile sakelariak eta tresna besteak prefabricatutako subestazioaren kaxan instalatzen dira, eta transformadore nagusiak kanpo instalatzen dira. Bi edo gehiago transformadore nagusi daude, eta azkenik ohol oso bat formatzeko lotzen dira, horrela energia elektrikoaren transmitazioa edo intercambioa egiten ahal izango da.Artikulu honek prefabricatutako subestazioak industriaaren garapen norabidea edo produktuaren ezaugarri nagusiengatik sailkatzen ditu, eta subestazioaren eremuaren garapen tendentziak analizatzen ditu.

2.Prefabricatutako subestazioen sailkapen metodo arruntak

Erabilera praktikoan, prefabricatutako subestazioek transformadorearen tentsio-kapasitate eta egitura ezaugarrien arabera, tentsio-maila, osagai garrantzitsuak, kaxaren materiala eta egitura, aplikazio eskenarioak, eta helburu nagusiak askoz aldatzen dituzte. Aldiz, aplikazio eremuen aldetik, industriako estandarroak eta produktuaren egiaztatze metodoak ere aldatzen dira. Hurrengoak prefabricatutako subestazioak dimentsio desberdinetan edo ezaugarri nagusien arabera sailkatzen ditu.

1) Sailkapena altu-tentsioaren aldeko tentsio-maila arruntaren arabera

Prefabricatutako subestazioak altu-tentsioaren aldeko tentsio-maila arruntaren arabera sailkatzen dira: altu-tentsio prefabricatutako subestazio, medio-tentsio prefabricatutako subestazio, eta txiki-tentsio prefabricatutako subestazio. Altu-tentsio prefabricatutako subestazioen tentsio maila altu-tentsioaren aldean 110 kV edo gehiago, medio-tentsio prefabricatutako subestazioen tentsio maila 3.6-40.5 kV artean, eta txiki-tentsio prefabricatutako subestazioen tentsio maila 1.14 kV edo gutxiago.

Altu-tentsio prefabricatutako subestazioak elektrizitatearen karga zentroa inguru instalatzen dira. Moduluak fabrikatzea eta tokian eraikuntza bat dakarten subestazio-eraikuntza moduan hartzen dute. Transformadorearen aldeko tentsio maila altua, uniteren kapasitate handia, eta lehen eta bigarren laguntzaile tresna kopuru handia dituzte.

Medio-tentsio prefabricatutako subestazioak arrazoian erabiltzen dira energia sortzeko sistemetan, banaketako sarea amaieran, edo beharaldiko indarraren eskaintza eskenarioetan. Proiektuaren konfigurazioa erraza, transformadorearen kapasitatea txikia, eta fabrikazio prozesua erraza da.Txiki-tentsio prefabricatutako subestazioak barnean instalatzen dituzte bigarren kontrol tresnak, laguntzaile tresnak, edo txiki-tentsioaren sakelariak funtzio espesifikoen eskaintzeko.

2) Sailkapena erabilera edo instalazio ingurumenaren arabera

Erabilera edo instalazio ingurumenaren arabera, barruko prefabricatutako subestazio eta kanporako prefabricatutako subestazio bi sailka daitezke. Ohikoa da esan prefabricatutako subestazioak kanporakoak direla. Aldiz, zenbait lanegune, eraikin, edo barruko elektrizitate tresnen ondo, indarraren karga txikia denean, laguntzaile prefabricatutako subestazioak barruko prefabricatutako subestazioak dira. Erabilera ingurumen edo babesa maila barruko prefabricatutako subestazioen baino hobea da, eta produktuak bere buruak babesezina eta segurtasuna eskaintzeko eskaintza gutxiago du.

3) Sailkapena produktuaren instalazio metodoaren arabera

Produktuaren instalazio metodoaren arabera, instalatutako prefabricatutako subestazio eta mugitu daitezkeen prefabricatutako subestazio bi sailka daitezke. Arrazoian, prefabricatutako subestazioak oinarriko instalatzen dira, eta erabilpena aldiz ez dute mugitzen.

Zenbait aplikazio eskenarioetan, hala nola mezgainduko, petrolio-lerroak, eraikuntza-lekuak, eta beharaldiko mantentze-indarraren eskaintza eskenarioetan, eraikuntza-progresua aurrera doazen bitartean, prefabricatutako subestazioaren kokapena aldatu behar da. Mugitu daitezkeen prefabricatutako subestazio bi mota daude: gurpeko prefabricatutako subestazioak eta skid-mounted prefabricatutako subestazioak. Prefabricatutako subestazioaren indarraren kokapena mugitu behar denean, trailer edo semi-trailer baten bidez mugitu eta eraman daiteke.

4) Sailkapena kaxa fabrikatzeko erabilitako materialaren arabera

Prefabricatutako subestazioen kaxa fabrikatzeko erabilitako material desberdinen arabera, kaxa-ferroia, metalik gabea, inoxidablea, alluminioko aleazioa, koloreko ferroia konposatua, Jinbang plaka, magnesium-aluminium-zink-plaka, kontenidor mota, etab. sailka daitezke. Ezaugarri nagusia prefabricatutako subestazioen kaxen materialak edo egitura desberdinak dira, erabiltzaileen edo erabilera eskaintza desberdinetan bete ahal izango dira.

5) Sailkapena kaxaren itxura edo ingurumenarekin bat datorreko graduaren arabera

Prefabricatutako subestazioen inguruko erabilera ingurumenaren eskaerak arabera, arrazoian sailkapen bat daiteke: arrunta, paisajista (adibidez, kaxaren gainazalak estiloak antolatzen ditu Txinako oinarrizko eraikin, Europako eraikin, artistiko modelatzea, edo itsasargazki bat itsatsita), etab. Adibidez, parke batean erabiliko den prefabricatutako subestazioak pavilior bat edo eraikin bat du, eta parkearen ingurumenarekin bat dator, eta gainazalak itsasargazki bat edo kolore desberdinak ditu.

6) Sailkapena instalazio metodo desberdinen arabera

Prefabricatutako subestazioa eta oinarriaren arteko konbinazio mailaren arabera, goi-oinarritako prefabricatutako subestazio, erdi-oinarritako prefabricatutako subestazio, eta oso-oinarritako prefabricatutako subestazio bi sailka daitezke.Goi-oinarritako prefabricatutako subestazio oinarriko goialdean instalatzen da. Eredi-oinarritako prefabricatutako subestazioan, hiru oinarrizko funtzio-gelako (altu-tentsio gelak, txiki-tentsio gelak, eta transformadore gelak) gelak oinarriko goialdean daude, eta transformadore gelak oinarrian daude eta oinarriko behealdean doa.

Produktuaren bolumena oso txikia da. Oso-oinarritako prefabricatutako subestazio oso oinarrian doa, eta oinarriko goialdean soilik inspektzioaren sartzeko pertsona-bukaera edo zaharketa-husteko sartzeko bukaera agertzen dira. Produktu hau oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso oso o......

3. Prefabricatutako subestazioen garapen tendentziak

Prefabricatutako subestazioen garapen tendentziak hurrengo alde desberdinetik aztertzen dira.

1) Kaxa fabrikatzeko material eta egitura moten anitztasuna

Ikusgaitzenean aldaketa intuitiboenetako bat prefabricatutako subestazioen kaxen egitura-motek anitztasunaren tendentzia hartzen dutela da, kaxen itxura, kolorea eta materiala ikusten badira. Kaxa ingurune inguruarekin harmonia izan behar du. Adibidez, Europako subestazioetan arrazoian 1 metro oinarrian dago, eta goi-oinarriko zatiak ez ditu 1.5 metro baino altuagoa, ez baitu eragin handirik distantzia luzeetako ikuspegian edo nazario gure bizitza-espazioan. Erabilitako materialak metalik gabekoak dira, ekologikoak eta ingurune inguruarekin osasuntsutsuak.

Kaxa-geroko material arruntak hauek dira: ferroia arrunta, inoxidableko plaka, alluminioko aleazio plaka, eta koloreko ferroia konposatua. Urte asko aurretik, fibra-glasiko-reinforced cement plaka, fibra-glasiko-reinforced plastika plaka, eta metalik gabeko material ere erabili dira. Gainera, kaxa batean zenbait material egon daitezke. Adibidez, kaxa arrunt baten kanpoan ohol-zuri uneak eta glase-tile decoratiboak jarri daitezke, eta bi kirol artean EPS (Expandable Polystyrene), fibra-glasiko, amianto, eta silikato-aluminium une isolanteak erabili dira.

Erosioari, suertuari, eta arku-faltsuen aurkako indarrari buruz, metalik gabeko materialen kaxak metalikoetatik askoz hobeto funtzionatzen dute. Zenbait prefabricatutako subestazio material Jinbang plaka erabiltzen ditu, material horrek ekologiko, erraztxo, indarratsua, soinu-isolantea, termiko-isolantea, ur-aurkaria, suertu-aurkaria, eta erosio-aurkaria diren ezaugarriak ditu.

2) SF6 gas-insulated sakelarien aplikazio eta sustapena

40.5 kV eta behera tentsio-mailako prefabricatutako subestazioetarako, altu-tentsioaren aldea arrazoian aire edo SF6 gas insulated sakelariak edo transformadorearen olioa erabiliz sakelariak erabiltzen ditu, eta zenbait produktu transformadorearen olioa erabiliz sakelariak erabiltzen ditu.

12 kV prefabricatutako subestazioetan, transformadorearen kapasitatea arrazoian 1,250 kV·A baino txikiagoa denean, sakelari-kombinatuak (sakelaria+kuskilua) edo sakelariak gehiago erabiltzen dira. Sakelariak erabiltzen dira transformadorearen babesa egiteko, faltsu lineako atzerapena gutxi gorabehera luzeagoa da, ez baita oso onartzen tresna garrantzitsuen (transformadorearen adibidez) babesa. Aldiz, sakelari-kombinatuaren kuskiluak faltsu lineako korrontea 20 ms barruan mozten du.

12 kV tensio-mailarako sakelari-unitateak hauek dira: gas-generating sakelari-kaxak, vakuumeko sakelari-kaxak, vakuumeko sakelari-kaxak, eta SF6 gas-insulated sakelariak. Orain arte, SF6 gas-insulated sakelariak prefabricatutako subestazioetan gehien erabili dira, eta altuera, fiabletasuna, segurtasuna, tamaina, eta aplikazio-eskenario espesifikoen arabera abantaila askoz markatuagoak ditu.

3) Transformadorearen prestakuntza eta erorkizun eta soinu-eramaketaren hobekuntza

12 kV prefabricatutako subestazioetan, erabilitako transformadore arruntak likidoan immergitutako transformadoreak eta sekoia transformadoreak dira, eta haien isolazio-prestakuntza eta hutsuneak eta karga-hutsuneak optimizatu egin dira. Eraikitzaile ospetsuetan, transformadoretik sakelariara, sekoia transformadoreak erabiltzen dira, ez duten material flammagarriak eta transformadorearen oliorik erabili gabe.

Transformadoreen erorkizun eta soinu-eramaketa principia hau da: naturalekoa erorkizun eta soinu-eramaketa nagusi, eta forzatua erorkizun eta soinu-eramaketa laguntzaile. Forzatua erorkizun eta soinu-eramaketa modu arrunta da transformadore-gelan edo kaxa panelan goialdean soplador instalatzea, kaxatik airea kanporantz eman dezan, gelako aire errezi hota mugitzea. Aldiz, transformadorearen azpian ere soplador instalatzen dira aire fria barrualdeko emateko, eta orduan erorkizun eta soinu-eramaketa onena lortzen da.