Апликација на решенија за компактни подстанции во урбани електрични мрежи

Како важен дел од современи системи за енергија, компактните подстанции стануваат клучно опрема за надградби и трансформации на градски мрежи, поради нивните предности како фабрична предизготвена, лесна инсталација, мал територијален потраг, безбедност и надежност. Со убрзаната урбанизација, компактните подстанции се развијаат од традиционална дистрибутивна опрема во зелени, паметни енергетски јазли, со интеграција на обновливи извори на енергија, системи за складирање на енергија и технологии за интелигентно праќање. На база на најновите технички спецификации и анализа на применети сцениари, оваа решенија предлага рационална конфигурација и стратегии за интелигентна трансформација на компактните подстанции во градските мрежи, со цел да се подобри квалитетот на доставување на енергија, да се намали оперативните трошоци и да се промовира развој на мрежа со ниско емисија на углерод.

1. Анализа на техничките карактеристики и предности на компактните подстанции

1.1 Основна дизајн филозофија
Искористува полно затворен, модуларен дизајн, со интеграција на високонапонски преклопачки, дистрибутивни трансформатори и нисконапонски дистрибутивни уреди во една капсула, постигнувајќи „фабрична предизготвена + монтажа на место“ модел. Според Генералните технички спецификации за компактни подстанции од 2025 година, степенот на заштита на капсулата е ≥IP55, способна да издрази жестоки околини како што е солна магла.

1.2 Шест основни предности

Краток период на конструкција: Инсталацијата до комисионирање отнема само 5-8 дена, со намалување на инвестицијата за 40%-50% споредно со традиционалните подстанции.
Спестување на простор: Компактна подстанција од 4000kVA заема ≤300 m², само 1/10 од површината на традиционална подстанција.
Висока безбедност: Полната затворена изолационна структура без открити живи делови, постигнува „нула случаеви на електрични удар.“
Јака автоматизација: Поддржува функции „Четири Теле“ (Телеметрија, Телекомандирање, Телеконтрола, Телерегулација), кои задоволуваат барањата за управување без личен состав.
Флексибилна конфигурација: Модуларниот дизајн се прилагодува на различни градски мрежни сцениари.
Лесна одржувачка работа: Стандардизираните компоненти поддржуваат брзо замена, минимизирајќи времето на прекинување.

1.3 Класификација на техничка структура

Тип	Расположба	Кључни карактеристики	Споредба на волумен
Европска компактна подстанција	„Последователна“ Сепарирани секции	Високонапонска шкафа, трансформатор и нисконапонска шкафа во независни секции. Флексибилна избор на шкафи, но зависи од принудено вентилирање за хладење; поголем волумен.	Базна (Најголема)
Американска компактна подстанција	„Комбинирана“ Интегрирана	Високонапонски преклопачки, предохранители и трансформатор интегрирани во маслона цистерна. Најмал волумен. Меѓутоа, масло-замочените предохранители се склони на карбонизација; одржувачката работа бара прекин; нема доволна заштита против недостиг на фаза.	1/5 - 1/3 од европскиот тип
Домашна компактна подстанција	„Подобрен последователен“ Сепарирани секции	Високонапонска шкафа, трансформатор и нисконапонска шкафа во независни, но компактно поврзани секции. Додадени се заштитни интерлоки и интелигентно праќање: 1. Заштитни интерлоки: Механички интерлок помеѓу земјиштениот преклопачки и главниот преклопачки осигурува абсолютна безбедност на прекинување на напонот во време на одржувачка работа. 2. Предохранителна заштита: Еден предохранител активира трифазен прекин + блокирање за да се спречи работа со недостиг на фаза. 3. Интелигентно праќање: Автоматска заштита на температурата на маслото, дистанционско „Четири Теле“ функции. 4. Подобрена заштита: Двострука покрива со изолација + алуминиум-цинкови плочки за антикорозија, жизнен период ≥20 години.	1/3 - 1/2 од европскиот тип

2. Типични градски мрежни сцениари и планови за конфигурација

2.1 Сценарио за населени места

Пример: Жилишна комплекс (24,000 m², 398 домакинства), капацитет на дистрибутивен трансформатор 630kVA.
Препораки за конфигурација:

Тип: 500-1000kVA, заштита IP55.
Земјиштено дизајнирање: Капсула со рекламни светли панели, инсталација на PV на покривот.
Компензација на реактивна моќ: Конфигурирана на 40%-50% од капацитетот, 10-лупска автоматска компензација.
Нисконапонски излезни линии: 15-25 лупи (вклучувајќи 1-3 резервни).

2.2 Сценарио за трговски центар

Пример: Трговски центар (комплекс од 109,000 m²), користејќи еколошки прифатлив RMU (Ring Main Unit) со гасова изолација.
Препораки за конфигурација:

Капацитет: 1250-2000kVA, поврзаност на тип Ring-Main.
Интелигентно праќање: 5G мрежно сечење + SM4/SM2 шифрирање, поддршка за AI анализа на состојбата на опремата.
Компензација на реактивна моќ: Конфигурирана на 50%-60% од капацитетот, система за достава на моќ со 20-30 лупи.

2.3 Сценарио за индустријски парк

Пример: Паркинг за полнеж на возила, користејќи 1250kVA Ring-Main тип компактна подстанција.
Препораки за конфигурација:

Капацитет: 800-2000kVA.
Интеграција на складирање на енергија: 15%-20% од капацитетот на главниот трансформатор, препорачана 6.25MWh систем со течност-хладење.
Барања за заштита: Капсула со механизам за подигање за да се осигура дека нема деформација во време на превоз/инсталација.

2.4 Споредба на клучни параметри во три сцениари

Применет сценарио	Опсег на капацитет	Тип на поврзување	Размер на компензација на реактивна моќ	Специфични конфигурации
Населени места	500-1000kVA	Терминал тип	40%-50%	Земјиштено интегрирање, само-достава со PV
Трговски центар	1250-2000kVA	Ring-Main тип	50%-60%	5G мрежно сечење, многолупна достава
Индустријски парк	800-2000kVA	Ring-Main тип	40%-60%	Интеграција на складирање на енергија, хладење со течност

3. Анализа на економски профит

3.1 Спестување на инвестициски трошоци:

Пример: Подстанција со една трансформатор на 35kV, 4000kVA скала:
Компактната подстанција спестува повеќе од 1 милион јуанови споредно со традиционалната подстанција;
Спестува приближно 2700 м² површина на земјиште.

3.2 Намалување на трошоци за функционирање и одржувачка работа:

Употребата на напредни технологии како што е опрема без масло овозможува условна одржувачка работа, што спестува приближно 100,000 јуанови годишно на трошоци за функционирање и одржувачка работа.

3.3 Економика на интегрирано решение (тренда за 2025 година):

Спадање на трошоците на технологијата за складирање на енергија (системски трошоци ≤0.6 јуан / Wh):
„PV + Компактна подстанција + Складирање на енергија“ решенија можат да скрацаат периодот на враќање на инвестицијата до помалку од 8 години.

Табела со клучни податоци

Ставка	Преимство на компактната подстанција
Инвестиција 35kV/4000kVA	Спестува повеќе од 1 милион јуанови
Земјиште на површина	Спестува приближно 2700 m²
Годишен трошок за функционирање и одржувачка работа	Спестува приближно 100,000 јуанови
Период на враќање на инвестицијата на интегрирано решение	≤8 години (со складирање на енергија & субвенции)

4. Сценарија за имплементација на компактни подстанции

4.1 Прво приоритет во нови конструкции:

Да се даде првенство на употребата на компактни подстанции во нови жилишни комплекси, трговски центри и индустријски паркови, со исцрпнување на нивните предности како мал територијален потраг и лесна инсталација.

4.2 Реновација и замена на градската мрежа:

Постепено да се заменат традиционалните подстанции со компактни подстанции во проектите за надградба на градската мрежа, со цел да се подобри флексибилноста и надежноста на мрежата.

4.3 Исследување и иновација на нулта-углеродна пилотна иницијатива: