פתרונות יישומיים עבור תחנות טרנספורמציה קומפקטיות בגריד חשמל עירוני

כרכיב חיוני במערכות חשמל מודרניות, תחנות טרנספורמציה קומפקטיות הפכו לציוד מפתח לשדרוגים ותהליך התחדשות של רשתות עירוניות בזכות יתרונותיהם של ייצור מפעל, התקנה קלה, שטח קטן, בטיחות ומורכבות. עם האצת האורבניזציה, תחנות טרנספורמציה קומפקטיות מתפתחות מערכות הפצה מסורתיות לעצמים חכמים וירוקים על ידי אינטגרציה של אנרגיה מתחדשת, מערכות אחסון ואופני מעקב חכמים. על בסיס ספקי טכנולוגיה עדכניים וניתוח סצרי שימוש, פתרון זה מציע תכנונים רציונליים וסטרטגיות להפיכת תחנות טרנספורמציה קומפקטיות לרשתות עירוניות חכמות, במטרה לשפר את איכות ההספק, להפחית עלויות תפעול ולעודד פיתוח רשת נמוך-פחמן.

1. ניתוח תכונות טכנולוגיות ויתרונות של תחנות טרנספורמציה קומפקטיות

1.1 פילוסופיית עיצוב הליבה
משתמש בתכנון מודולרי סגור לחלוטין, המאגד ציוד חשמל ברמה גבוהה, טרנספורמרים לפיזור ומכשירי הפצה ברמה נמוכה בתוך מכל אחד, והופך למודל "ייצור מפעל + אספה במקום". בהתאם למגבלות הטכנולוגיות הכלליות לתכנון תחנות טרנספורמציה קומפקטיות לשנת 2025, רמת הגנה של המכל היא ≥IP55, המאפשרת התמודדות עם סביבות קשות כמו גשם מלח.

1.2 שש יתרונות מרכזיים

• מחזור בנייה קצר: התקנה ועד כוונון דורשים רק 5-8 ימים, המפחיתים את ההשקעה ב-40%-50% בהשוואה לתחנות טרנספורמציה קונבנציונליות.
• חסכון במקום: תחנת טרנספורמציה קומפקטית בגודל 4000kVA תופסת ≤300 מ"ר, רק 1/10 משטח תחנת טרנספורמציה קונבנציונלית.
• בטיחות גבוהה: מבנה מבודד לחלוטין ללא חלקים חשופים, מוביל ל"אפס תאונות חשמל".
• אוטומציה חזקה: תומך באפשרויות "ארבעה טל" (מדידה מרחוק, הדגל מרחוק, שליטה מרחוק, תקנון מרחוק), מקיים דרישות תפעול ללא מפעיל.
• תאום גמיש: עיצוב מודולרי להתאמה לסצרים שונים של רשת עירונית.
• תחזוקה קלה: רכיבים סטנדרטים לתחליף מהיר, מפחיתים זמן יציאה מהרשת.

1.3 מיון מבנה טכנולוגי

2. סצרים טיפוסיים של רשת עירונית ותוכניות תכנון

2.1 סצן של אזור מגורים

• מקרה: מרחב מגורים (24,000 מ"ר, 398 משפחות), קיבולת טרנספורמר פיזור 630kVA.
• המלצות לתכנון:

• סוג: 500-1000kVA, הגנה IP55.
• עיצוב נוף: מכל עם לוחות מראה פרסום, התקנת פאנלים פוטו-וולטאיים על הגג.
• פיצוי זרם חסר: תכנון ב-40%-50% מהקיבולת, מכשיר פיצוי אוטומטי בעשר לולאות.
• קווי יציאה ברמה נמוכה: 15-25 לולאות (כולל 1-3 מחליפים).

2.2 סצן של מרכז מסחרי

• מקרה: מרכז קניות (קומפלקס של 109,000 מ"ר), משתמש ביחידת טבעת מבודדת אקולוגית בגז.
• המלצות לתכנון:

• קיבולת: 1250-2000kVA, חיבור בטיפוס טבעת.
• מעקב חכם: חיתוך רשת 5G + הצפנה SM4/SM2, תומך בניתוח מצב ציוד באמצעות AI.
• פיצוי זרם חסר: תכנון ב-50%-60% מהקיבולת, מערכת אספקת חשמל בעשרים עד שלושים לולאות.

2.3 סצן של פארק תעשייתי

• מקרה: תחנת טעינה לחניון, משתמש בתחנת טרנספורמציה קומפקטית בטיפוס טבעת בגודל 1250kVA.
• המלצות לתכנון:

• קיבולת: 800-2000kVA.
• אינטגרציה של אחסון אנרגיה: 15%-20% מהקיבולת של הטרנספורמר הראשי, מומלץ מערכת אחסון אנרגיה מותכת בגודל 6.25MWh.
• דרישות הגנה: מכל מצויד במנוע הרמה כדי להבטיח שאין תזוזה במהלך המשלוח והתקנה.

2.4 השוואת פרמטרים מרכזיים בשלושת הסצרים

3. ניתוח יתרונות כלכליים

3.1 חסכון בהשקעה:

• דוגמה: תחנת טרנספורמציה בודדת של 35kV, קנה מידה של 4000kVA:
• תחנת טרנספורמציה קומפקטית חוסכת מעל מיליון יואן בהשוואה לתחנת טרנספורמציה קונבנציונלית;
• חוסכת כ-2700 מ"ר שטח.

3.2 הפחתת עלויות תפעול ותחזוקה:

• המשתמש בטכנולוגיות מתקדמות כמו ציוד חסר שמן מאפשר תחזוקה מבוססת מצב, חוסך כ-100,000 יואן בשנה בעלות תפעול ותחזוקה.

3.3 כלכלת פתרון משלב ( eğיל 2025):

• ירידה בעלות טכנולוגיות אחסון אנרגיה (עלות מערכת ≤0.6 יואן / Wh):
• הפתרון "PV + תחנת טרנספורמציה קומפקטית + אחסון אנרגיה" יכול לקצר את תקופת החזר ההשקעה ל-8 שנים או פחות.

טבלה נתונים עיקריים

4. סצרים ליישום תחנות טרנספורמציה קומפקטיות

4.1 עדיפות בבניה חדשה:

• לתת עדיפות לתחנות טרנספורמציה קומפקטיות בבנייה חדשה של מרחב מגורים, מרכזי מסחר ופארקים תעשייתיים, תוך שימוש ביתרונותיהם של שטח קטן והתקנה קלה.

4.2 שיפוץ ו החלפת רשת עירונית:

• לחלוף בהדרגה תחנות טרנספורמציה קונבנציונליות במקומן בפרויקטים לשדרוג רשת עירונית כדי לשפר את גמישות הרשת ובטיחותה.

4.3 מחקר וחדשנות בפיילוט אפס פחמן:

• לבצע פתרונות משולבים של PV + אחסון אנרגיה + תחנת טרנספורמציה קומפקטית.