راهکارهای کاربردی برای زیرستاهای فشرده در شبکه های برق شهری

به عنوان یک مولفه حیاتی در سیستم‌های برق مدرن، زیر ایستگاه‌های فشرده به دلیل مزایای تولید کارخانه‌ای، نصب آسان، مساحت کوچک، ایمنی و قابلیت اطمینان، به تجهیزات کلیدی برای به‌روزرسانی و تحول شبکه‌های شهری تبدیل شده‌اند. با تسریع در شهرنشینی، زیر ایستگاه‌های فشرده از تجهیزات توزیع سنتی به گره‌های انرژی سبز و هوشمند تبدیل شده‌اند با ادغام انرژی‌های تجدیدپذیر، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی و تکنولوژی‌های نظارت هوشمند. بر اساس آخرین مشخصات فنی و تجزیه و تحلیل سناریوهای کاربردی، این راه‌حل پیشنهاد می‌کند که چگونه می‌توان زیر ایستگاه‌های فشرده را در شبکه‌های شهری به صورت منطقی تنظیم و تبدیل هوشمند کرد تا کیفیت تأمین برق را افزایش دهد، هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهد و توسعه شبکه با کربن کمتر را ترویج دهد.

1. تحلیل ویژگی‌ها و مزایای فنی زیر ایستگاه‌های فشرده

1.1 فلسفه طراحی اصلی
استفاده از طراحی کاملاً بسته و مدولار، که دستگاه‌های سوئیچ بالا ولتاژ، ترانسفورماتورهای توزیع و دستگاه‌های توزیع پایین ولتاژ را در یک جعبه یکپارچه می‌گنجاند و مدل "تولید کارخانه‌ای + مونتاژ محلی" را ایجاد می‌کند. بر اساس مشخصات فنی عمومی 2025 برای زیر ایستگاه‌های فشرده، سطح محافظت جعبه ≥IP55 است و قادر به تحمل محیط‌های سخت مانند نمک‌پاشی است.

1.2 شش مزیت اصلی

• دوره ساخت کوتاه: نصب تا راه‌اندازی فقط 5-8 روز طول می‌کشد و میزان سرمایه‌گذاری را نسبت به زیر ایستگاه‌های سنتی 40٪-50٪ کاهش می‌دهد.
• صرفه‌جویی در فضا: یک زیر ایستگاه فشرده 4000kVA مساحت ≤300 متر مربع را اشغال می‌کند که فقط یک دهم مساحت یک زیر ایستگاه سنتی است.
• ایمنی بالا: ساختار عایق‌بندی کامل بدون قسمت‌های زنده بیرونی که "صفر تصادف الکتریکی" را فراهم می‌کند.
• اتوماسیون قوی: پشتیبانی از عملکردهای "چهار تله" (تلیمتری، تلیندیکیشن، تلیکنترول، تلیگولاتیون) که نیازهای عملیات بدون نیروی انسانی را برآورده می‌کند.
• پیکربندی انعطاف‌پذیر: طراحی مدولار که به سناریوهای مختلف شبکه شهری تطبیق می‌یابد.
• نگهداری آسان: اجزای استاندارد که جایگزینی سریع را پشتیبانی می‌کنند و زمان قطع برق را به حداقل می‌رسانند.

1.3 طبقه‌بندی ساختار فنی

2. 典型城市电网应用场景及配置方案

2.1 住宅区场景

• 案例：住宅小区（24,000平方米，398户），配电变压器容量630kVA。
• 配置建议：

• 类型：500-1000kVA，IP55防护。
• 景观设计：外壳带有广告灯箱面板，屋顶安装光伏。
• 无功补偿：按容量的40%-50%配置，10回路自动补偿装置。
• 低压出线：15-25回路（包括1-3个备用）。

2.2 商业中心场景

• 案例：购物中心（109,000平方米综合体），使用环保气体绝缘环网柜（RMU）。
• 配置建议：

• 容量：1250-2000kVA，环网型连接。
• 智能监控：5G网络切片 + SM4/SM2加密，支持AI设备状态分析。
• 无功补偿：按容量的50%-60%配置，20-30回路供电系统。

2.3 工业园区场景

• 案例：停车场充电站，使用1250kVA环网型紧凑变电站。
• 配置建议：

• 容量：800-2000kVA。
• 储能集成：主变压器容量的15%-20%，推荐6.25MWh液冷储能系统。
• 保护要求：外壳配备起吊机构，确保运输/安装过程中不变形。

2.4 三种场景关键参数对比

3. 经济效益分析

3.1 投资成本节约：

• 示例：35kV单变压器变电站，4000kVA规模：
• 紧凑型变电站比传统变电站节省超过100万元人民币；
• 节省约2700平方米的土地面积。

3.2 运维成本降低：

• 采用无油设备等先进技术，实现基于状态的维护，每年可节省约10万元人民币的运维成本。

3.3 集成解决方案经济性（2025年趋势）：

• 储能技术成本下降（系统成本≤0.6元/瓦时）：
• “光伏+紧凑型变电站+储能”解决方案可以将投资回收期缩短至8年内。

关键数据表

4. 紧凑型变电站实施场景

4.1 新建优先：

• 在新建住宅小区、商业中心和工业园区中优先使用紧凑型变电站，利用其占地面积小、安装方便的优势。

4.2 城市电网改造与替换：

• 在城市电网升级项目中逐步用紧凑型变电站替换传统变电站，以提高电网的灵活性和可靠性。

4.3 零碳试点探索与创新：

• 实施结合光伏+储能+紧凑型变电站的集成解决方案。