Базна вредност и иновативни применувања на средно напонско опрема 12кВ во помрзнути подстанции

Со брзото развој на паметните мрежи и интеграцијата на вобновливите извори на енергија, средно напонско (MV) превклучување, како основно опрема за дистрибуција на енергија во подстанции, директно одреѓа стабилноста на системот на енергија низ својата надежност, интелигенција и ефикасност на просторот. Овој чланак се убира во клучните технологии, решенија специфични за сценарија и практични предности на средно напонско превклучување во подстанции.

Клучни барања за сценарија на подстанции

1. Високи барања за надежност

Подстанциите играат критична улога во дистрибуцијата на енергија и заштита на системот. Клучни точки поврзани со средно напонско превклучување:

• Операција на MV превклучување: Мора да осигура стабилна долгосрочна функционалност при високи терети и често превклучување.
• Спoredба на стапката на неуспех:

• Традиционално средно напонско превклучување: ~1.2 неуспехи/единица/година
• Интелигентно средно напонско превклучување: ~0.3 неуспехи/единица/година
  • Механичка издржливост: Се зголемува од 10.000 до над 20.000 операции.
  • Барања за прекин на кратки спојови:
• Системи 12kV: Обично 31.5kA–40kA
• Проекти со вобновливи извори на енергија: Можеби треба ≥63kA

2. Адаптивност на комплексни околини

Подстанциите во градови, индустриски области или отдалечени региони поставуваат уникатни предизвици на средно напонско превклучување:

• Висока надморска височина: Корекции на електрични клиренси (нпр., системи 12kV на 5000m надморска височина бараат увеличување на клиренсот од 125mm до 161mm).
• Загадени области: Мора да се зголеми крепањето (нпр., ≥25mm/kV за класа III загаденост).
• Побрегски области: Мора да минат тестови со солена магла (нпр., 1000-часов CASS тест).
• Висока температура и влажност: Есенцијални се интелигентни системи за намалување на влажноста.

3. Барања за подигнување на интелигенцијата

Циферниот трансформација зголемува барањата за интелигентни функции во MV превклучување:

• Поддршка на протоколот за комуникација IEC 61850 за споделување на податоци и дистанционско контрола.
• Мониторинг на состојба (температура, строј, механички состојба), предвидување на грешки и дистанционска дијагностика намалуваат трошоците за одржување.

• Студии покажуваат дека интелигентните системи за мониторинг можат:
  • Да намалат фреквенцијата на ручни инспекции за 70%.
  • Да ја прошируваат животната временска период на опремата до три пати.
  • Да намалат годишните трошоци за одржување за 35%.

4. Защита на безбедноста и сеизмички барања

Строги стандарди за безбедност на средно напонско превклучување:

• Систем „Пет-Превенција“: Превенција на критични грешки (нпр., премештање на превклучувач под терет).
• Защита од внатрешни дугови: Релевантни канални ограничуваат врвната притиска до ≤48kPa.
• Сеизмички дизајн: Мора да издразжи високо интензивни земјотреси (нпр., деформација ≤1.2mm под 9 степен на сеизмичка интензитет).

5. Ограничувања на просторот и оптимизација на распоред

     Модуларни дизајни за ефикасна употреба на простор:

• Современо MV превклучување со користење на тврдо изолирани полови намалува отпечатокот за 37.5% и намалува главната резистенција на црвата за над 40%.        

Ключни технологички решенија

1. Метално затворено средно напонско превклучување (представено со KYN28)

• Структурна предност: Разделени оклопени компартменти (превклучувач, шина, кабел) предотвратуваат ширење на грешки.
• Екологична адаптивност: Заштита IP4X или повисока, прифатлива за загадени и влажни области.
• Пазарска доля: Доминира на пазар (>60%), mainstream избор за подстанции.

2. Интелигентни контролни системи за средно напонско превклучување

• Основни функции:

• Интегрирани микропроцесорски реле за заштита совместими со IEC 61850.
• Реално време мониторинг со користење на AI алгоритми за предвидување на жизнен период на компоненти (нпр., механичка издржливост на превклучувач до 100.000 операции).
  • Ефект на случај: Проект на Државна мрежа намали стапката на неуспех за 30% и трошоците за одржување за 20%.

3. Безбедносна заштита во средно напонско превклучување

• „Пет-Превенција“ механизам за интерлок: Принудува безбедни оперативни секвенци.
• Защита од дугови: Интегрирани канални за облекшување на притисок и системи за угашување на дугови.   

Типични сценарија за применување и случајни студии

1. Случај 1: Надградба на градска подстанција за дистрибуција на енергија
   • Претход: Ширување на старе подстанции со висок раст на терет.
   • Решение:

• Имплементирање на гас-изолирано превклучување (GIS) со номинален ток 4000A, што штеди 30% простор.
• Имплементирање на облачна платформа за дистанционска управа.
  • Резултати: Повеќе надежност на достава на енергија за 15%; намалување на временската период на прекин за 40%.

2. Случај 2: Врзување на мрежа на возобновливи источници на енергија (ветропар)

• Претход: Тешка околина (висок солен магла, колебании на температурата) која предизвикува неуспехи.
• Решение:

• Подобрен метално затворен MV превклучувач со заштита IP54 и вградени нагревачи.
• Модули за превклучување на капацитивни терети за стабилна ветровна енергија.
  • Резултати: Успешност на врзување на мрежа подобрен за 15%; оперативни трошоци намалени за 10%.

Будучински трендови: Зелени решенија и циферен двојник

1. Еколошки прифатливо средно напонско превклучување
   • Фазирање SF₆, користење на сух ваздух или хибриден технологија со изолација со азот.
   • Нови материјали за изолација подобруваат енергетската ефикасност за 20%.

2. Интеграција на циферен двојник за MV превклучување

• Користење на моделирање на информација за градеж (BIM) за пред-инсталационски тестови.
• Реално време дуплирање на податоци оптимизира дистрибуцијата на терет и продлабува животната временска период.