1. فرآیند طراحی پست: یک رویکرد مرحله‌ای

یک پست 110 کیلو ولتی 16 ماه از زمان شروع به کار تا انرژی‌دهی به طول انجامید زیرا این تیم مطالعات جریان بار را در فاز اولیه نادیده گرفتند. این نظارت واحد به سه تغییر عمده تجهیزات و 1.2 میلیون دلار بیش از حد بودجه تبدیل شد. طراحی پست تنها زمانی موفق می شود که از یک روش فازی سفت و سخت پیروی کنید. هر مرحله محصولات قابل تحویل خاصی را تولید می کند که مجموعه تصمیمات بعدی را تأیید می کند.

فرآیند شش مرحله ای با امکان سنجی و انتخاب مکان شروع می شود. مهندسان پیش‌بینی‌های بار، محدودیت‌های محیطی و الزامات اتصال به شبکه را جمع‌آوری می‌کنند. خروجی یک نمودار تک خطی اولیه و یک طرح مفهومی است. فاز دو مطالعات عمیق سیستم را اجرا می کند: تجزیه و تحلیل اتصال کوتاه، جریان بار، و پایداری گذرا. این مطالعات سطوح جریان اتصال کوتاه، پروفیل‌های ولتاژ و الزامات وظیفه قطع کننده را نشان می‌دهند که همه رتبه‌بندی‌های تجهیزات را هدایت می‌کنند.

فاز سه تجهیزات اولیه را انتخاب می کند - ترانسفورماتورها، تابلو برق، شینه ها و راکتورها. هر مشخصات به اعداد مطالعه سیستم مربوط می شود. فاز چهار طرح فیزیکی، کارهای عمرانی و شبکه زمین را نهایی می کند. فاز پنج حفاظت، کنترل و معماری SCADA را طراحی می کند. فاز شش شامل ساخت، آزمایش و راه اندازی می شود. هر انتقال بین فازها باید شامل چک لیست بررسی رسمی طراحی باشد.

یک الگوی رایج خرابی، انجام مطالعات سیستم پس از سفارش تجهیزات است. این امر باعث ایجاد سازش در هماهنگی حفاظت می شود و می تواند ترانسفورماتورها را در برابر آسیب های ناشی از خطا آسیب پذیر کند. دنباله رو دنبال کن اجازه دهید اعداد انتخاب های سخت افزاری را هدایت کنند.

2. مطالعات کلیدی سیستم: اتصال کوتاه، جریان بار و هماهنگی حفاظت

شما نمی توانید بدون اطلاع از حداکثر جریان خطای موجود، یک قطع کننده مدار را اندازه کنید یا یک پیکاپ رله تنظیم کنید. مطالعات سیستمی کاغذبازی اختیاری نیست. آنها ستون فقرات تحلیلی هر مشخصات فنی هستند. سه مطالعه اساسی عبارتند از تجزیه و تحلیل اتصال کوتاه، تجزیه و تحلیل جریان بار و هماهنگی حفاظت.

آنالیز اتصال کوتاه جریان های خطای سه فاز و خط به زمین را در هر باس محاسبه می کند. برای یک پست معمولی 110 کیلوولت با یک شبکه بالادستی 2500 MVA، سطح خطای متقارن سه فاز اغلب بین 20 کیلو آمپر تا 40 کیلو آمپر قرار دارد. خطای تک فاز به زمین می تواند از 30 کیلو آمپر تجاوز کند اگر نول کاملاً زمین باشد. این اعداد رتبه قطعی قطع کننده های مدار، مقاومت کوتاه مدت شین ها و محدودیت های حرارتی ترانسفورماتورهای جریان را تعیین می کنند.

تجزیه و تحلیل جریان بار پروفایل های ولتاژ و بارگذاری تجهیزات را در سناریوهای اوج و حداقل تولید تأیید می کند. مهندسان بررسی می کنند که تعویض کننده های شیر ترانسفورماتور می توانند ولتاژ ثانویه را در محدوده 0.95-1.05 pu حفظ کنند. آنها همچنین خطوط اضافه بار و کسری توان راکتیو را شناسایی می کنند. سپس هماهنگی حفاظت بر روی هر دو مطالعه ایجاد می شود. طراحان با استفاده از منحنی‌های زمان-جریان (TCC)، شماره‌گیری‌های زمان رله و جریان‌های پیکاپ را به‌گونه‌ای تنظیم می‌کنند که یک عیب در فیدر قبل از عمل کردن حفاظت پشتیبان ترانسفورماتور برطرف شود. فواصل هماهنگی 0.2 تا 0.3 ثانیه بین دستگاه های سری تمرین استاندارد است.

جدول زیر سطوح اتصال کوتاه معمولی را برای ولتاژهای رایج پست با فرض مشارکت قوی شبکه نشان می دهد.

این مطالعات را با نرم افزارهایی مانند ETAP، DIgSILENT PowerFactory یا PSS/E اجرا کنید. همیشه پیکربندی شبکه در بدترین حالت را مدل کنید - حداکثر تولید و همه خطوط در سرویس.

3. انتخاب تجهیزات: ترانسفورماتور، دنده سوئیچ و شینه

انتخاب تجهیزات جایی است که هزینه سرمایه، عملیات طول عمر و محدودیت های سایت با هم برخورد می کنند. اشتباه کنید و دو بار هزینه آن را پرداخت خواهید کرد—یک بار در سفارش خرید و یک بار در بودجه نگهداری. سه تصمیم بزرگ عبارتند از نوع ترانسفورماتور، رسانه عایق تابلو و پیکربندی شینه.

3.1 نوع ترانسفورماتور: غوطه ور در روغن در مقابل نوع خشک

ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن بر پست‌های بالای 35 کیلو ولت به دلیل خنک‌کنندگی برتر و رتبه‌بندی BIL بالاتر، غالب هستند. یک واحد معمولی 110 کیلوولت / 20 کیلوولت، 50 MVA از روغن معدنی با روغن اجباری و خنک کننده هوای اجباری استفاده می کند. تلفات بار کامل برای چنین واحدی از 150 کیلو وات تا 200 کیلووات متغیر است. ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن هزینه اولیه کمتر به ازای هر MVA و قابلیت اضافه بار بهتر را ارائه می‌دهند، اما به سیستم‌های اطفاء حریق و چاله‌های مهار روغن در هنگام نصب در داخل یا نزدیک ساختمان‌ها نیاز دارند.

تولید کنندگان ترانسفورماتور غوطه ور در روغن، کارخانه OEM/ODM

Jiangsu Dingxin Electric یک تولید کننده ترانسفورماتور غوطه ور روغن سفارشی چین و کارخانه ترانسفورماتور غوطه ور روغن OEM/ODM، ترانسفورماتور غوطه ور روغن سفارشی به صورت آنلاین است.

مشاهده محصول →

مخصوصاً ترانسفورماتورهای نوع خشک طرح های کویل ریخته گری رزین اپوکسی ، در پست های شهری، طاق های زیرزمینی و مکان هایی با کدهای آتش نشانی سختگیرانه سرآمد هستند. یک واحد رزین ریخته گری 35 کیلوولت / 0.4 کیلو ولت، 2.5 MVA گرما را از طریق همرفت هوای طبیعی دفع می کند و پمپ های روغن و رادیاتورها را حذف می کند. جریمه هزینه اولیه بالاتر - تقریباً 20 تا 30٪ بیشتر از واحد پر شده با روغن معادل - و ردپای بزرگتر برای همان کیلوولت آمپر است. جدول زیر دو فناوری را در شش عامل تصمیم گیری مقایسه می کند.

تولید کنندگان ترانسفورماتور نوع خشک، کارخانه ترانسفورماتور نوع خشک

Jiangsu Dingxin Electric تولید کننده ترانسفورماتور نوع خشک سفارشی چین و کارخانه ترانسفورماتور نوع خشک OEM/ODM، ترانسفورماتور نوع خشک سفارشی آنلاین است.

مشاهده محصول →

3.2 تعویض: AIS در مقابل GIS

تابلو برق عایق هوا (AIS) از هوای جوی به عنوان عایق استفاده می کند. این گزینه پیش فرض برای پست های 35-220 کیلوولت در فضای باز با فضای کافی است. یک محفظه AIS 110 کیلوولتی تقریباً 8 متر × 12 متر را اشغال می کند. در مقابل، تابلو برق عایق شده با گاز (GIS)، تمام قطعات زنده را در لوله های مهر و موم شده پر شده با SF6 محصور می کند. همان خلیج 110 کیلوولت به حدود 2 متر × 6 متر کوچک می شود. GIS برای پست‌های داخلی شهری و سایت‌های ساحلی که آلودگی نمک می‌تواند عایق‌های AIS را ظرف دو سال تخریب کند، اجباری است.

GIS برای رتبه‌بندی‌های یکسان ۲ تا ۳ برابر بیشتر از AIS هزینه دارد. اما زمانی که هزینه زمین از 500 دلار در هر متر مربع فراتر می رود، ردپای کوچکتر اغلب کل هزینه نصب شده را به نفع GIS تغییر می دهد. تعمیر و نگهداری GIS برای مخاطبین اولیه کمتر است، اگرچه نظارت بر گاز و تشخیص نشت یک لایه هزینه تخصصی اضافه می کند.

3.3 پیکربندی باسبار

طرح‌بندی‌های تک اتوبوس ارزان‌ترین هستند، اما برای تعمیر و نگهداری نیاز به قطع کامل ایستگاه دارند. طرح های دو باس یا شکن و نیم انعطاف عملیاتی را ارائه می دهند. برای یک پست 220 کیلوولت با شش فیدر، پیکربندی یک و نیم بریکر حدود 30 درصد به هزینه سرمایه کلید می افزاید اما قطع کامل ایستگاه را در طول تعمیر و نگهداری قطع کننده حذف می کند. بر اساس معیار قابلیت اطمینان N-1 شرکت، طرح اتوبوس را انتخاب کنید.

4. چیدمان پست و طراحی زمین

چیدمان فیزیکی و زمین جدایی ناپذیر هستند. محل قرارگیری تجهیزات طول مسیر جریان خطا را تعیین می کند که مستقیماً بر ولتاژ گام و لمس تأثیر می گذارد. یک چیدمان خوب طراحی شده همچنین ترانشه های کابل را ساده می کند، کار خاکی را کاهش می دهد و ساخت و ساز را سرعت می بخشد.

با نمودار تک خطی شروع کنید و حفره های فیزیکی را اختصاص دهید. محفظه ترانسفورماتور را در مجاورت ساختمان تابلو برق قرار دهید تا طول کانال اتوبوس را به حداقل برسانید. برای ایستگاه های عایق هوا در فضای باز، حداقل فاصله فاز به فاز و فاز به زمین را طبق IEC 61936-1 حفظ کنید. در 110 کیلو ولت، فاصله استاندارد فاز به فاز 1300 میلی متر و فاز به زمین 1100 میلی متر است. برای 220 کیلو ولت، این ارقام به ترتیب به 2100 میلی متر و 1800 میلی متر می رسد.

هدف طراحی زمین، مقاومت کل زمین 1 اهم یا کمتر برای پست های بزرگ و 5 اهم برای ایستگاه های توزیع کوچک است. شبکه به طور معمول از هادی های مسی لخت تشکیل شده است که در عمق 0.5-0.7 متر دفن شده اند و شبکه ای را با فاصله 4 تا 6 متر تشکیل می دهند. در جایی که مقاومت خاک از 500 اهم متر بیشتر می شود، باید میله های زمینی عمودی یا عملیات شیمیایی را مستقر کنید. ولتاژهای لمسی و پله ای را در بدترین حالت جریان شبکه محاسبه کنید. ولتاژ لمسی مجاز برای زمان پاکسازی 0.5 ثانیه روی سطح سنگ خرد شده حدود 660 ولت است. اگر ولتاژ لمسی محاسبه شده از این بیشتر شود، فاصله شبکه را سفت کنید یا عایق سطح اضافه کنید.

حفاظت در برابر صاعقه از روش کروی نورد استفاده می کند. برای یک پست سطح حفاظتی II، شعاع کره 30 متر است. سیم‌های محافظ یا دکل‌های صاعقه را طوری قرار دهید که تمام تجهیزات برق‌دار در محدوده حفاظتی قرار گیرند. یک دکل با ارتفاع 20 متر فاصله حفاظت جانبی تقریباً 24 متر را در ارتفاع تجهیزات 12 متری فراهم می کند.

5. سیستم های حفاظت و کنترل: از رله تا اسکادا

حفاظت باید سریع، انتخابی و قابل اعتماد باشد. حفاظت اولیه برای ترانسفورماتور قدرت بالای 10 MVA معمولاً یک رله دیفرانسیل جریان با مهار هارمونیک است. این رله با مقایسه جریان های ورودی و خروجی از هر سیم پیچ، عیوب داخلی را تشخیص می دهد. برای یک ترانسفورماتور 110/20 کیلوولت، 50 MVA، پیکاپ دیفرانسیل معمولی 0.2-0.3 در هر واحد با شیب 30-40٪ تنظیم می شود تا در هنگام خرابی های خارجی از اشباع CT جلوگیری شود.

حفاظت پشتیبان شامل عناصر جریان اضافه زمان در دو طرف ولتاژ بالا و ولتاژ پایین است. پیکاپ اضافه جریان فاز روی 125 تا 150 درصد جریان بار کامل ترانسفورماتور تنظیم می شود. پیکاپ اضافه جریان زمین اغلب روی 20 تا 30 درصد جریان بار کامل برای سیستم های دارای زمین حساس تنظیم می شود. اگر بریکر اولیه در عرض 150 تا 200 میلی ثانیه عیب را برطرف نکند، حفاظت از خرابی بریکر، حرکت تمام بریکرهای مجاور را آغاز می کند.

معماری سیستم کنترل در حال حاضر به طور جهانی از IEC 61850 برای اتوماسیون پست استفاده می کند. رله‌های دیجیتال، واحدهای ادغام و کنترل‌کننده‌های خلیج با استفاده از پیام‌های GOOSE برای اینترلاک کردن و MMS برای رابط‌های SCADA از طریق یک اتوبوس ایستگاه ارتباط برقرار می‌کنند. IEC 61850 سیم کشی مسی را 60 تا 80 درصد در مقایسه با طرح های سیم کشی کاهش می دهد. هنگامی که ابزار یک رابط SCADA قدیمی را اجرا می کند، یک دروازه پروتکل DNP3 یا Modbus را به گذرگاه ایستگاه تبدیل می کند. همیشه مشخص کنید که تنظیمات رله حفاظتی باید در قالبی غیر فرار ذخیره شوند و تمام رکوردهای رویداد از طریق یک ساعت اصلی SNTP یا IRIG-B با زمان همگام شوند.

6. ملاحظات ویژه برای پست های انرژی تجدیدپذیر

پست مزرعه خورشیدی نسخه کوچک شده ایستگاه سوئیچینگ برق نیست. باید محتوای هارمونیک بالا، جریان قدرت دو طرفه، و خطر جزیره شدن ناخواسته را کنترل کند. این عوامل را نادیده بگیرید، با عملکرد نادرست رله و خاموش شدن اینورتر مواجه خواهید شد.

اعوجاج هارمونیک از اینورترها معمولاً در فرکانس‌های مرتبه پایین - پنجم، هفتم، یازدهم و سیزدهم متمرکز می‌شود. اعوجاج هارمونیک کل (THD) در نقطه اتصال باید کمتر از 5٪ در هر IEEE 519 باقی بماند. وقتی THD از این حد فراتر رود، مهندسان فیلترهای تنظیم شده غیرفعال یا فیلترهای هارمونیک فعال را اضافه می کنند. فیلتر غیرفعال تنظیم شده روی هارمونیک 5 با ضریب کیفیت 20 می تواند جریان هارمونیک را تا 80 درصد کاهش دهد. فیلترهای فعال، اگرچه گران تر هستند، با تغییر نقاط عملکرد اینورتر سازگار می شوند.

تشخیص جزیره‌ای به ترکیبی از روش‌های غیرفعال (کم/ بیش از ولتاژ، فرکانس زیر/بیش از حد) و روش‌های فعال (تغییر فرکانس، تغییر صادرات توان راکتیو) نیاز دارد. رله ضد جزیره باید در عرض 2 ثانیه پس از قطع شدن شبکه، نیروگاه را قطع کند. انتخاب ترانسفورماتور نیز نیازمند توجه است. یک ترانسفورماتور وظیفه اینورتر اختصاصی باید تنش سیم پیچ اضافی ناشی از جریان های هارمونیک را تحمل کند. ترانسفورماتورهای تغییر فاز می توان از آن برای ایجاد تنظیمات یکسو کننده چند پالس استفاده کرد که سفارشات هارمونیک خاصی را قبل از رسیدن به شبکه لغو می کند و هزینه فیلتر و ردپای را کاهش می دهد.

سازندگان ترانسفورماتور یکسو کننده تغییر فاز، کارخانه OEM/ODM

Jiangsu Dingxin Electric تولیدکنندگان ترانسفورماتور یکسو کننده تغییر فاز سفارشی چین و کارخانه ترانسفورماتورهای یکسو کننده تغییر فاز OEM/ODM، ترانسفورماتور یکسو کننده تغییر فاز سفارشی آنلاین است.

مشاهده محصول →

برای مزارع بادی، سوسو زدن ولتاژ و قابلیت سواری ولتاژ پایین (LVRT) طراحی پست را هدایت می کند. امپدانس ترانسفورماتور معمولاً بین 8 تا 12 درصد قرار می گیرد تا افت ولتاژ را در هنگام راه اندازی توربین محدود کند. اطمینان حاصل کنید که منحنی LVRT توربین‌های بادی با الزامات کد شبکه مطابقت دارد - وصل ماندن برای شرایط ولتاژ صفر برای 150 میلی‌ثانیه یک دستور معمول است.

7. استانداردهای بین المللی: IEC در مقابل IEEE/ANSI - آنچه شما باید بدانید

ترانسفورماتور ساخته شده بر اساس IEC 60076 لزوماً الزامات IEEE C57.12.00 را بدون تنظیمات طراحی برآورده نمی کند. تفاوت ها در حدود افزایش دما، سطوح عایق و شرایط تست صدا ظاهر می شود. پروژه‌های صادراتی که نتوانند این استانداردها را در مرحله مشخص‌سازی تطبیق دهند، ناگزیر با دوباره کاری پرهزینه مواجه می‌شوند.

جدول زیر سه نقطه واگرایی مهم را نشان می دهد.

برای تابلو برق، IEC 62271-1 ولتاژ و جریان نامی را متفاوت از IEEE C37 تعریف می کند. هنگام تعیین تجهیزات، استاندارد مربوطه را به صراحت بیان کنید و گواهی انطباق را درخواست کنید. تولیدکنندگانی که قادر به ارائه محصولات دارای گواهی دوگانه هستند، خطرات همسویی را حذف می کنند. الف ترانسفورماتور لنت به سبک اروپایی به عنوان مثال، می توان برای برآوردن الزامات هماهنگی عایق IEC و IEEE با تغییرات جزئی در فاصله خزش بوش، مهندسی کرد.

تولیدکنندگان ترانسفورماتور برق پست اروپایی 2000KVA 11KV، کارخانه - Jiangsu Dingxin Electric Co., Ltd.

جیانگ سو دینگسین الکتریک چین OEM 2000KVA 11KV ترانسفورماتور برق پست اروپایی تولید کنندگان و کارخانه، عمده فروشی ترانسفورماتور برق پست اروپا، تبدیل قدرت پست اروپا

مشاهده محصول →

8. برآورد هزینه و جدول زمانی پروژه

واقع گرایی بودجه، پروژه های تایید شده را از پیشنهادات قفسه بندی شده جدا می کند. یک پست AIS در فضای باز 110 کیلوولت سبز با دو ترانسفورماتور 50 MVA و شش محل تغذیه معمولاً بین 4 تا 7 میلیون دلار هزینه تجهیزات و ساخت دارد. بسته ترانسفورماتور به تنهایی 30 تا 35 درصد از کل آن را مصرف می کند. تابلو برق 20 تا 25 درصد است، در حالی که کارهای عمرانی و بنیادها 15 تا 20 درصد دیگر اضافه می کنند. مقدار باقیمانده محافظت، کنترل، SCADA و راه اندازی را پوشش می دهد.

جدول زمانی از یک الگوی قابل پیش بینی پیروی می کند. مرحله طراحی و تدارکات برای یک ایستگاه 110 کیلوولت 5 تا 7 ماه طول می کشد. ساخت و ساز ساختمانی و نصب تجهیزات 6 تا 8 ماه طول می کشد. راه اندازی و همگام سازی شبکه 2 تا 3 ماه دیگر طول می کشد. کل برنامه، از قرارداد امضا شده تا عملیات تجاری، 12 تا 18 ماه طول می کشد. یک ایستگاه GIS 220 کیلو ولت با جایگاه های بیشتر و ولتاژ بالاتر تقریباً 4 تا 6 ماه به هر دو مرحله طراحی و نصب اضافه می کند.

افزایش هزینه اغلب از سه منبع سرچشمه می گیرد: تغییرات دیرهنگام در الزامات اتصال به شبکه، شرایط زمین پیش بینی نشده که نیاز به شمع بندی عمیق دارد، و برنامه های آزمایش پذیرش کارخانه (FAT) طولانی به دلیل عدم تطابق مشخصات. 10 تا 15 درصد احتمالی را در مورد بودجه تجهیزات اختصاص دهید و قبل از صدور سفارشات خرید عمده، شرایط قرارداد اتصال را اصلاح کنید.