Тораптың кеңейтуі кезіндегі 132/33 kV трансформаторлық станциялары үшін дизайн бағытнамасы

Әлемдегі энергия сұранысы бұрынғыдан ешқашан болмаған жылдамдықпен өсу үстінде. Ауыр өнеркәсіптің тез электрленуі, гипермасштабты деректер орталықтарының өсуі және үлкен теңіздегі жаңартылатын энергия фермаларының интеграциясы салдарынан ағымдағы аймақтық электр тораптары олардың жылу шектерінен асып кетуде. Катастрофалық торап құлауын болдырмау үшін коммуналдық операторлар мен EPC (инжиниринг, сатып алу және құрылыс) контракторлары қазір ұрпақтарға арналған, үлкен көлемді торап кеңейту жобаларын іске асыруда.

Бұл инфрақұрылым жаңартуларының нақты ортасында 132/33 kV трансформаторлық станциясы орналасқан.

Орналасқан орта кернеулі тарату қораптарынан айырмашылығы, 132/33 кВ трансформаторлық подстанция ұлттық жоғары кернеулі берілетін желі мен аймақтық тарату желілері арасындағы маңызды қуатты көпір ретінде қызмет етеді. 132 000 вольттағы инженерлік дәлдік шектері қателеспейді. Бұл деңгейде бір ғана жобалау қатесі тек зауытты ғана тоқтатпайды; ол бүкіл қаланы қараңғылыққа батырады.

Электр энергиясын өндіру масштабындағы электр жабдықтарының бірінші деңгейлі өндірушісі ретінде біз әлем бойынша берілетін желілердің ірі жобалары бойынша кеңестер береміз. Егер сіз жаңа 132/33 кВ трансформаторлық подстанцияның сызбасын құрып жатсаңыз, онда инженерлік тобыңызға желінің ондаған жыл бойы тұрақты жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін қарастыруы тиіс негізгі кеңістіктік, резервтік және автоматтандыру факторлары төменде келтірілген.

1. Кеңістіктік топология: AIS немесе GIS

Тарихи түрде қала шетінде 132/33 кВ қосалқы станциясы үшін жер учаскесін алу салыстырмалы түрде арзан және оңай болды. Инженерлер табиғи түрде ауамен изоляцияланған қондырғылар (AIS) топологиясын таңдады. Алайда, қоршаған ауа нашар диэлектрик орта болғандықтан, 132 кВ-та фаза-арасы мен фаза-жер арасындағы қауіпсіздік аралығы өте үлкен болады. AIS негізіндегі 132/33 кВ қосалқы станциясы әдетте бірнеше акр қоршалған жер учаскесін, кеңейген болат арқалықтарды және кеңістіктік мыс жерлендіру тораптарын талап етеді.

Бүгінгі күні желілерді кеңейту жиі тығыз қалалық немесе өнеркәсіптік аймақтарға енуі керек, мұнда жер учаскелері сирек кездеседі және өте қымбат тұрады. Қазіргі шешім — 132/33 кВ қосалқы станциясының жобасын жоғары кернеу деңгейіне көшіру. газбен изоляцияланған қосқыштар (GIS) .

Шиналарды, қысқыштарды және ажыратқыштарды қысымы жоғары SF6 газымен (немесе қазіргі заманғы экологиялық таза газдың альтернативаларымен) толтырылған жерлендірілген алюминий құбырларына орналастыру арқылы диэлектрик аралығы метрден миллиметрлерге дейін қысқарады.

GIS негізіндегі 132/33 kV трансформаторлық станциясы үшін бастапқы аппараттық CAPEX құны жоғары болса да, цивильдық жер жұмыстары, жер сатып алу және ұзақ мерзімді OPEX шығындарында қол жеткізілетін үлкен үнем, замамғы желі кеңейтулері үшін қаржылық тұрғыдан жоғары деңгейде тиімді шешім болып табылады.

2. Трансформатордың өлшемін анықтау және N-1 авариялық жоспарлау

Бұл құрылыстағы ең қымбат және маңызды актив — трансформатор. Біз ұлттық желі деңгейлерімен жұмыс істегендіктен, бұлар стандартты коммерциялық құрылғылар емес; олар өте күрделі тапсырыс бойынша жасалған көп өнімді трансформаторлар салмағы 80–120 тоннаға дейін болады.

Жаңа 132/33 кВ қосалқы станцияның жалпы қуатын анықтағанда желі жоспарлаушылары аймақтың қазіргі ең жоғары жүктемесіне сәйкес келуі мүмкін емес. Олар «N-1 авариялық критерийін» қатал қолдануға тиіс.

N-1 ережесі 132/33 кВ қосалқы станциясының ең үлкен жеке компоненті кенеттен шығып қалған жағдайда да аймақтың абсолютті ең жоғары жүктемесін қамтамасыз ете алуы керектігін көрсетеді. Сондықтан дұрыс жобаланған 132/33 кВ қосалқы станциясы әдетте бір ғана үлкен трансформаторға сүйенбейді. Орнына жоспарлаушылар параллель жұмыс істейтін екі немесе үш құрылғыны орнатады.

Мысалы, дамып келе жатқан өнеркәсіптік аймаққа 100 МВА шың қуаты қажет болса, 132/33 кВ трансформаторлық подстанциясын екі 100 МВА қондырғысы (немесе үш 50 МВА қондырғысы) болатындай етіп жобалаған жөн. Егер бір электр берілетін трансформатор ішкі ақауға ұшыраса немесе күнделікті май сүзгіштен өткізу үшін уақытша қосылмаса, қалған қондырғылар аймақтық желіге бір секундтың бір бөлігінде үзіліссіз қызмет көрсетуді тоқтатпай-ақ жүкті қабылдайды.

3. Жүктеме кезінде кернеу реттеуі (OLTC)

Желіні кеңейту жобалары жиі электр энергиясын үлкен географиялық арақашықтықтар бойынша беруді қамтиды. Электр энергиясы қашықтағы су электр станциясы немесе жел электр станциясынан сіздің 132/33 кВ трансформаторлық подстанцияңызға жүздей километрлер өткеннен кейін, берілетін сызықтың кедергісіне байланысты кернеуде маңызды төмендеу болады.

Сіздің 132/33 кВ трансформаторлық подстанцияңыз осы төмендеуді 33 кВ желісіне электр энергиясын беруге дейін түзетуі тиіс.

Бұны іске асыру үшін подстанция ішіндегі үлкен қуатты трансформаторлар ауыр жағдайларға арналған Жүктеме кезінде реттелетін таптағыштар (OLTC) oLTC трансформатор үшін механикалық беріліс сияқты істейді, яғни активті орамдарды физикалық түрде қосу немесе алу арқылы кернеу қатынасын нақты уақытта реттейді — электр қуатының ағысын тоқтатпай. Аймақтық электр энергиясының сұранысы кешкі сағаттарында өсіп кеткенде және желілердегі кернеу төмендегенде 132/33 кВ тарату құрылғысы ішіндегі автоматтандырылған OLTC қосылады, сондықтан шығатын қуат дәл 33 000 вольтта толық тұрақты болып қалады.

4. Қысқа тұйықталу апат деңгейлері мен цифрлық автоматтандыру

132 кВ кезінде қысқа тұйықталу токтары өте қиратқыш болады. Егер желіде апат орын алса — мысалы, найзағай соғуы немесе желі тіреуінің құлауы — 132/33 кВ тарату құрылғысы ішіндегі қорғаныс релелері апат орнын анықтау үшін және оны изоляциялау үшін белгілі бір айнымалы ток өшіргіштерін қосу үшін онша миллисекунд уақытқа ие болады.

Köне trafostantsiyalarda zordy, kөп қызмет көрсету қажеті бар elektromexanikalyq releler қолданылды. IEC 61850 standartyna сай, толығымен цифрлық түйін ретінде салынатын, заманауи, кеңейтуге дайын 132/33 kV trafostantsiya құрылуы керек.

132/33 kV trafostantsiyasyn cyfrlandyrу arqyly Aqyldy Elektronikalyq Qurğylar (AÉQ) үлкен, қауіпті меднен жасалған сымдардың орнына жоғары жылдамдықты оптикалық талшықты кабельдер арқылы байланысады. Бұл орталық SCADA (Басқару және деректерді жинау жүйесі) жүйесіне ұлттық торап басқару орнынан ондаған шақырым қашықтықта орналасқан барлық 132/33 kV trafostantsiyasynyn нақты уақыттағы жағдайын, май температурасын, газ қысымын және ажыратқыштардың жағдайын бақылауға мүмкіндік береді.

Торап құрылысшылары үшін соңғы стратегиялық кеңестер

Жоғары кернеу торабының түйінін жобалау мен жабдықтарды сатып алу — ауыр инфрақұрылым саласындағы ең күрделі логистикалық іс-шаралардың бірі. 132/33 kV trafostantsiya — бұл 40 жылға созылатын инвестиция, ол тіпті бүкіл географиялық аймақтардың экономикалық өсу потенциалын анықтайды.

Сіздің жоғары кернеу қосқыш құрылғыларыңыз бен трансформаторларыңыз арасында интеграциялық сәйкессіздіктерге төлем қабілетіңіз жоқ. Тауарларды сатып алу қаупін жою үшін және жобаның іске қосылу мерзімін қысқарту үшін желіні жоспарлаушылар тікелей вертикальді тұтас, бірінші деңгейлі жабдық өндірушісімен ынтымақтастыққа кіруі керек. Сіз GIS архитектурасыңызды, қорғайтын релеңізді және жоғары өткізгіштік трансформаторларыңызды бір-ақ дәлелденген ұйымнан сатып алып, жаңадан іске қосылған 132/33 кВ тарату құрылғысыңыздың ешқандай теңдесі жоқ желілік тұрақтылығын, соңғы N-1 резервтілігін және ондаған жыл бойы үзіліссіз электр берілуін қамтамасыз етесіз.