ELECTRIC, WITH AN EDGE
La subestación eléctrica portátil pertenece al campo de la tecnología de fabricación de subestaciones especiales en el sistema eléctrico y es una solución eficaz de suministro de energía de emergencia, utilizada principalmente para transformar subestaciones de clase, mejorar el nivel de operación de seguridad, garantizar un suministro de energía ininterrumpido y resolver los problemas de las subestaciones transformadoras. con todo tipo de construcción de transición de transformación eléctrica, gran carga de trabajo, alta dificultad de construcción y largo período de construcción.
El uso de la subestación móvil reducirá efectivamente el tiempo de interrupción de la transformación de la subestación, puede ser en el caso de accidentes, reparaciones de emergencia y desastres naturales, el reemplazo rápido de las subestaciones convencionales, desempeña el papel de suministro de energía de emergencia.
La subestación móvil montada en vehículos pertenece a la subestación especial en el sistema de energía, es una subestación pequeña con equipo secundario eléctrico orgánicamente integrado e instalado en uno o más semirremolques, puede reemplazar una subestación pequeña para el suministro de energía y tiene protección, monitoreo, funciones remotas.
Con el desarrollo continuo de la economía social, la cantidad de usuarios de carga grande está aumentando, la densidad de carga está creciendo más rápido y los usuarios tienen requisitos cada vez más altos para la continuidad y confiabilidad del suministro de energía.
La subestación móvil montada en vehículos es una subestación que instala el equipo eléctrico primario y el sistema eléctrico secundario de las subestaciones tradicionales en un remolque o contenedor de plataforma, que es móvil y flexible con un tamaño pequeño, adecuado para una variedad de lugares y puede resolver una variedad de Cambios repentinos en la demanda de energía. En particular, las subestaciones móviles con capacidad convencional de 10~40MVA, 35kV y 110kV pueden mejorar en gran medida la confiabilidad del suministro de energía, lo cual es una solución efectiva para reducir el tiempo promedio de corte de energía de los clientes y está en línea con la tendencia de desarrollo del nuevo generación de subestaciones inteligentes.
La subestación eléctrica portátil se ha desarrollado durante décadas, y la subestación eléctrica portátil tiene una amplia gama de aplicaciones. En los últimos años se ha puesto en operación la Subestación Eléctrica Portátil con voltaje nominal primario de 66~132kV y capacidad de 20~50MVA, la cual ha alcanzado el nivel de capacidad y voltaje de las subestaciones convencionales en redes eléctricas urbanas medianas.
En la actualidad, la subestación eléctrica portátil internacional con el voltaje más alto de 245kV y la mayor capacidad de 63MVA es fabricada por Siemens en Italia y aplicada en Etiopía.
La subestación eléctrica portátil es un equipo de suministro de energía de emergencia efectivo, generalmente consiste en un módulo de carro de transformador, un módulo de vehículo de distribución y otros módulos opcionales, que consisten en un aparato eléctrico combinado de alto voltaje HGIS, transformador principal, interruptor de voltaje medio, sistema de automatización integrado, cuerpo de vehículo de transporte y otras unidades funcionales, etc., con alta integración, rendimiento confiable, espacio reducido, transporte Se caracteriza por una alta integración, rendimiento confiable, espacio reducido, transporte conveniente y muy buena disposición rápida.
La subestación eléctrica portátil es una solución importante para la planificación de respuesta a emergencias.
Con muy buena flexibilidad para garantizar el rescate de emergencia y otros trabajos, la subestación convencional temporal en el tiempo y la escala no es posible, en momentos especiales, la subestación móvil para asumir un papel de emergencia especial, puede reemplazar rápidamente la subestación convencional, desempeñar el papel de energía de emergencia suministrar.
Dado que todo el equipo de la subestación eléctrica portátil se prueba para el preensamblaje, el preacoplamiento y la pregeneración, se puede poner en funcionamiento en unas pocas horas.
En la actualidad, el diseño y la capacidad de producción de las subestaciones móviles de 35kV de 5MVA a 20MVA de capacidad y las subestaciones móviles de 110kV de 20MVA y 31,5MVA de capacidad son muy maduros, ampliamente utilizados y con experiencia en operación, y pueden satisfacer las necesidades de la mayoría de la energía de emergencia. suministro y transferencia de carga planificada.
El diseño y la capacidad de producción de subestaciones móviles de 110kV con capacidad de 40MVA están básicamente maduros y cinco de ellas se han puesto en funcionamiento en China.
Sin embargo, la subestación móvil de 50MVA/110kV y las subestaciones de mayor tensión son más potentes, más adaptables y más beneficiosas económica y socialmente.
Este documento diseña una subestación móvil montada en camión de 110 kV de clase de capacidad de 50MVA, que consta de un camión transformador principal, un camión HGIS y un camión de distribución de media tensión, y adopta un esquema de combinación libre de dos y tres camiones.
La subestación móvil se compone principalmente de cinco módulos: módulo de transformador principal, módulo HGIS de dispositivo combinado compuesto de 110 kV, módulo de sala de interruptores de entrada lateral de bajo voltaje de 10 kV, módulo de estación de interruptor tipo caja de 10 kV y módulo de remolque.
De acuerdo con la forma de la estructura del grupo de transformadores de línea, el equipo principal incluye pararrayos de alto voltaje, HGIS, transformador de potencia, cable flexible de 10 kV, tablero de distribución de 10 kV, sistema de suministro de energía integrado de CA/CC, sistema de medición, monitoreo y protección, y cable secundario. También está equipado con cables de alta tensión de 110 kV, soportes de líneas aéreas de 110 kV, cables de tierra, iluminación, aire acondicionado, instalaciones contra incendios y escaleras mecánicas móviles con barra de tierra.
En comparación con otras formas de cableado, el grupo de transformadores de línea es mucho menos equipo, ahorro de inversión, fácil operación, por lo que la forma de cableado del grupo de transformadores de línea.
Para facilitar la protección del transformador principal y minimizar los cables de conexión entre los remolques, el lado de alta tensión, el lado del transformador principal y el lado de baja tensión se combinan en un remolque, es decir, la subestación eléctrica portátil. La subestación eléctrica portátil consiste principalmente en el módulo del transformador principal y el módulo de la sala de interruptores de entrada lateral de baja tensión de 10 kV, como se muestra en la Figura 1. Esto se muestra en la Figura 1.
Debido a las limitaciones de tamaño y peso de la subestación móvil, el módulo transformador principal adopta un transformador de potencia regulador en carga trifásico de dos devanados con un nivel de tensión de 110/10,5 kV y una capacidad de 50 MVA. Para minimizar la caja, reducir la longitud del remolque y mejorar la economía, el módulo de sala de interruptores de entrada lateral de bajo voltaje de 10 kV adopta un gabinete de entrada, una pantalla de transformador principal y un sistema de fuente de alimentación de CC montado en la pared, que principalmente consiste en Proporciona principalmente energía de operación y control para aparatos eléctricos combinados HGIS e interruptores automáticos del lado de baja tensión, y también proporciona energía para la protección del transformador principal.
El vehículo HGIS se compone principalmente de un módulo HGIS de aparato combinado compuesto de 110 kV y un pararrayos.
El dispositivo combinado compuesto HGIS es un dispositivo de conmutación de alto voltaje combinado de SF6 avanzado que combina las ventajas del dispositivo de distribución abierto y cerrado, el disyuntor de integración, el interruptor de aislamiento/puesta a tierra, el transformador de corriente, el transformador de voltaje y el gabinete de control del sumidero en un solo módulo, y el protocolo de comunicación. sigue IEC61850, que ocupa menos espacio, es fácil de instalar y poner en marcha y no requiere mantenimiento.
Cuando la subestación móvil en subestaciones y otros lugares con operación o almacenamiento de pararrayos, si el rango de protección del pararrayos puede cubrir la ubicación del automóvil de la subestación móvil, no diseñe una protección especial para pararrayos, en lugares sin pararrayos, usted puede usar el pararrayos de la torre móvil para lograr la protección contra rayos.
El vehículo de distribución de media tensión consiste principalmente en un módulo de estación de aparamenta tipo caja de 10kV, que contiene aparamenta de 10kV, un dispositivo de puesta a tierra de pequeña resistencia y un sistema de automatización integrado, etc., separados por particiones en el medio y compartimentos separados. El compartimiento completo de automatización contiene una pantalla de CA/CC, una pantalla de batería, una pantalla de control y medición pública, una pantalla de sistema de monitoreo y una pantalla de comunicación.
La comunicación externa adopta la comunicación de red pública inalámbrica, y un conjunto de equipos de comunicación GPRS de la estación está equipado con el protocolo TCP/IP para un acceso directo y conveniente a la red; los datos del enlace físico de GPRS se transmiten con encriptación, y el centro de monitoreo está conectado directamente a la red GPRS, que es esencialmente una solución de intranet, y todos los datos están aislados de INTERNET, lo que mejora en gran medida la seguridad de la información.
El lado de despacho está configurado por separado con una computadora de monitoreo de despacho, que no está conectada en red con el despacho del sistema de energía y no tiene influencia en la red de despacho de energía.
Además de instalar equipos de aire acondicionado en la caja, creando así un entorno de trabajo muy ideal para el equipo primario y los dispositivos de protección de automatización integrados de microcomputadora.
Con el fin de proteger el equipo de la estación y la seguridad personal, consideración integral de la red de puesta a tierra de la subestación del uso de años, materiales de red de tierra, resistencia de puesta a tierra, condiciones geológicas, humedad y temperatura y otros factores naturales, al poste de puesta a tierra vertical de la puesta a tierra artificial red, establezca terminales de puesta a tierra en la carrocería del automóvil de la subestación móvil, en la subestación cuando se reciba el terminal de puesta a tierra reservado de la subestación, como en otras áreas de operación que usan energía, se establecerá en la posición de estacionamiento del automóvil de la subestación Poste de puesta a tierra vertical y poste de puesta a tierra horizontal .
La subestación eléctrica portátil y el automóvil HGIS en condiciones de carretera permiten, todo mediante un transporte de tracción principal, caminos más estrechos, el tráfico también puede ser de tracción por separado, la subestación eléctrica portátil y el automóvil HGIS se pueden usar de forma independiente, para lograr el modo de combinación libre de dos automóviles y tres automóviles.
Basado en las características especiales de la subestación móvil montada en un vehículo que necesita moverse con frecuencia, lo que implica baches en la carretera durante el transporte, la construcción y la instalación y consideraciones de operación segura, el equipo dentro de la caja es fijo y la subestación está diseñada de acuerdo con la intensidad sísmica básica. de 7 grados.
El acceso HGIS eléctrico combinado compuesto de 110 kV al sistema de energía, hay acceso a la línea aérea y cableado de cable 2 métodos de acceso, se puede adaptar a una variedad de casos de acceso a la subestación eléctrica portátil.
Para el módulo del transformador principal, las líneas entrantes y salientes en el lado de alta tensión se conectan al módulo HGIS de aparato combinado compuesto mediante conductores aéreos o terminaciones de cables integrales prefabricadas de fábrica.
En el lado de baja tensión, las líneas entrantes y salientes se conectan a las líneas entrantes y salientes del interruptor de media tensión en el lado de baja tensión utilizando conductores aéreos o empalmes y cables de terminación de cables integrales prefabricados de fábrica.
Teniendo en cuenta la corriente nominal y el cableado del cable, la aparamenta de alta tensión de 10 kV se conecta a la parte superior del puente de barras y se considera que la parte de conexión tiene una cierta capacidad de ajuste, es decir, Ω de curvatura o conexión suave, considerando la fuerza en la barra durante transporte. La aparamenta de compartimiento de 10kV está conectada a la entrada y salida del cable, una entrada, seis salidas, un gabinete PT y un gabinete de transformador.
Las líneas de entrada y salida de toda la subestación eléctrica portátil están conectadas por cables, y el compartimiento de cables está conectado a la zanja de cables con medidas para evitar la entrada de pequeños animales. La posición de instalación del cabezal del cable y el método de conexión se consideran para facilitar el desmontaje y el cableado durante el mantenimiento y la prueba. La altura del extremo inferior del terminal del cable desde la parte inferior de la aparamenta ≥ 500 mm.
Diseño del remolque para cumplir con los siguientes requisitos: (1) para garantizar la altura del acceso del cable, el chasis del remolque desde el suelo no debe ser inferior a 1200 mm.
(2) para garantizar el transporte por carretera, el ancho del remolque no debe ser superior a 3500 mm, el diámetro del anillo de tracción y la altura del punto de tracción deben coincidir con la cabeza del tractor para garantizar un remolque confiable.
(3) El sistema de circuito del remolque adopta el enchufe estándar de siete orificios, y las señales como la dirección y el frenado del remolque se realizan conectando el enchufe eléctrico al final de la cabeza.
(4) para garantizar un frenado sensible, el sistema de aire del propio remolque utiliza un sistema de frenos de aire de doble tubo con tanques de almacenamiento de aire, y la conexión con la cabeza del tractor utiliza acoplamientos de cambio rápido autosellantes de aire estándar.
(5) la configuración del remolque del punto del gancho de remolque, el zócalo, las juntas de freno deben ser buenas contra la humedad, la lluvia y otras medidas de protección cuando no estén en uso.
(6) el remolque es fácil de caminar y girar libremente al transportarlo, y considere medidas antivibración y reducción de vibración, para no dañar el equipo debido al transporte y afectar el trabajo y la operación normales.
(7) el remolque fijado con soporte en “H”, patas atornilladas, neumáticos de uso y estacionamiento suspendidos; (8) con la plataforma de operación, la operación habitual del remolque, el remolque se utilizará para soportar el soporte en “H”, las patas atornilladas.
(8) con la plataforma de operación, por lo general, cuando no está en uso, se puede guardar para reducir el espacio y configurarse con barandillas para garantizar la seguridad de los operadores y el personal de mantenimiento.
(9) Instalar equipos de monitoreo de posicionamiento, aceleración y vibración en línea para monitorear la respuesta dinámica a las características de vibración y aceleración del camino de transporte de la subestación móvil, a fin de realizar el control del diseño estructural y el monitoreo dinámico de la estabilidad a bordo y seguridad de la subestación móvil.
El número de circuitos de media y baja tensión es un parámetro importante en la demanda de subestación móvil montada en vehículo, que determina en cierta medida la composición de la subestación móvil montada en vehículo. Por lo general, se requiere un camión de distribución de voltaje medio separado para líneas de 5 vueltas y superiores de 10 kV.
La protección del transformador principal se considera de forma puramente convencional. Configuración separada de protección diferencial, dispositivo de prueba y protección de respaldo alto, dispositivo de prueba y protección de respaldo bajo, caja de operación y sin electricidad, medición y control adecuados.
El equipo anterior debe formar un gabinete de pantalla separado, teniendo en cuenta que el transformador principal se coloca en la carrocería del automóvil de alto voltaje y los cables se concentran principalmente en el automóvil de alto voltaje, este gabinete de pantalla se coloca en la carrocería del automóvil de alto voltaje . 10kV adopta el dispositivo integrado de protección y medición, que se instala en el gabinete de distribución de la carrocería del automóvil de voltaje medio.
La fabricación de la subestación eléctrica portátil debe basarse en el entorno regional específico, las carreteras y las distancias de transporte como condiciones de diseño para cumplir con las condiciones especiales y los parámetros técnicos para garantizar que todo el equipo de la subestación eléctrica portátil esté en buenas condiciones y pueda conectarse a la red. por un corto período de tiempo ” requisitos. El equipo portátil de diseño sísmico de subestaciones eléctricas debe tener varias condiciones.
(1) cada diseño de marco de soporte de equipo principal es sólido.
(2) selección y disposición del transformador para tratar de reducir la altura con el fin de reducir el peso del vehículo.
(3) Para que la aparamenta de alta tensión reduzca su altura de instalación y la posición del centro de gravedad, cambie la relación de esbeltez.
(4) cuando las condiciones de la carretera son malas y se reciben fuertes vibraciones, la estructura metálica y el punto de refuerzo de la instalación del equipo eléctrico no deben deformarse ni dañarse.
Dispositivo de distribución y transformador en el correspondiente en la misma línea y situado en el eje del remolque, la distancia eléctrica de seguridad deberá estar en consonancia con lo dispuesto en la siguiente tabla.
La distancia entre el equipo en la subestación eléctrica portátil debe garantizar que varios procesos de transporte no colisionen, para garantizar que el desmontaje del equipo y el espacio de instalación y un canal de inspección simple, la distancia debe cumplir.
(1) distancia entre centros del pararrayos lateral de alta tensión y del terminal del cable: ≥ 600 mm.
(2) Equipo HGIS y carcasa de protección contra rayos entre la distancia neta: ≥ 600 mm.
(3) distancia neta del transformador y del equipo HGIS: ≥ 1000 mm.
(4) distancia neta de instalación de transformador y distribución de energía de media tensión: ≥ 1000 mm.
El ancho mínimo del canal del panel de distribución: El ancho mínimo del canal delante y detrás del panel de distribución dispuesto en filas deberá cumplir con las siguientes normas.
Para garantizar la operación segura de la subestación móvil montada en el vehículo, los requisitos de protección de seguridad son los siguientes.
(1) Una cerca fija de no menos de 1,7 m de altura alrededor de la subestación móvil montada en un vehículo con fines de ingeniería.
(2) Cuando la altura del cuerpo desnudo cargado sobre el canal de la sala de control del interruptor de media tensión de la subestación móvil montada en el vehículo es inferior a 2,3 m, debe protegerse.
Al operar una subestación móvil montada en camión, se deben tener en cuenta los siguientes puntos.
(1) la prevención de incendios del transformador, el camión de plataforma de la subestación debe instalarse en la entrada de las instalaciones de aceite y las instalaciones de bloqueo de aceite.
(2) Todos los tipos de sistemas de media tensión deben tomar medidas para eliminar.
(3) Deben instalarse transformadores de tensión del lado de la línea y dispositivos simultáneos para evitar el funcionamiento en paralelo no simultáneo o en anillo no simultáneo.
(4) para evitar la amenaza a la seguridad personal del personal, puede aumentar las medidas temporales de puesta a tierra para reducir la resistencia a tierra.
El nivel de tensión de la subestación móvil montada en el vehículo suele ser de 35~110 kV, mientras que el vehículo de distribución es de 10 kV.
Todo el equipo eléctrico de alto y bajo voltaje de la subestación montada en camión está instalado en un camión de plataforma, por lo que existen requisitos específicos para el equipo: la resistencia a la vibración es alta y el lado de alto voltaje generalmente usa HGIS con mejor resistencia a la vibración y No se recomienda SIG.
Esto se debe al gran tamaño del GIS, el equipo debe fijarse a la carrocería del automóvil en varios puntos, y la barra colectora interna del equipo es una estructura de conexión dura, por lo que el automóvil en el proceso de ejercicio, debido a la vibración inconsistente amplitud del cuerpo, puede causar la deformación de la aparamenta y el estiramiento o extrusión del conductor, causando riesgos de seguridad para el producto.
El HGIS tiene menos puntos de apoyo con el cuerpo, por lo que cuando el cuerpo vibra, el equipo en su conjunto vibra a la misma frecuencia y sincrónicamente, superando de manera efectiva la posible deformación y daño del equipo y los conductores.
Para aparamenta de media tensión se utilizan HGIS o armarios fijos de media tensión con función antivibración.
La capacidad del transformador del vehículo suele ser de 10MVA, 16MVA, 20MVA, 31,5MVA, si se usa cerca de áreas residenciales, debe considerar usar transformadores de bajo ruido, para vehículos de transporte o carreteras y otras condiciones debe reducir el peso del transformador, puede usar el método de enfriamiento de circulación de aceite. Para mejorar la confiabilidad operativa, al seleccionar transformadores, intente utilizar transformadores completamente aislados. Cuando hay una demanda de gran capacidad, se pueden usar 2 transformadores en paralelo, en este momento para cumplir con la carga del 60%.
(1) La subestación eléctrica portátil de 110 kV y el vehículo de distribución de 10 kV son dos vehículos separados, como se muestra en la Figura 1 y la Figura 2. La subestación eléctrica portátil de 110 kV necesita que se use el vehículo de distribución de 10 kV, y la conexión entre la subestación eléctrica portátil de 110 kV y el El vehículo de distribución de 10 kV se realiza configurando el gabinete del adaptador de enchufe de navegación y el cable flexible de 10 kV.
(2) Módulo de transformador de alto voltaje: 1 juego de transformador HGIS, 1 juego de transformador de voltaje electromagnético, 1 juego de pararrayos de óxido de zinc.
(3) Módulo de transformador principal: 1 juego de transformador regulador en carga de autoenfriamiento de doble devanado trifásico de 110kV con capacidad ≤ 40MVA y relación de voltaje de 110/10.5.
(4) Módulo de distribución de energía tipo caja de 10kV.
①Dispositivo de distribución de 10kV: se puede utilizar gabinete fijo XGN/gabinete inflable C-GIS, el dispositivo de distribución contiene 1 gabinete de entrada, 4-8 gabinetes de salida, 1 gabinete de TV, 1 gabinete de transformador de estación.
②Equipo secundario eléctrico: gabinete de control y medición de protección del transformador principal, gabinete de comunicación remota, monitoreo de backstage GPS y sistema de medición de cinco sistemas de prevención, gabinete de fuente de alimentación integrada AC-DC, gabinete de transferencia de enchufe aéreo de gabinete común, etc., para lograr desatendido.
(3) Cabina: cabina prefabricada con grado de protección IP54, equipada con aire acondicionado, ventilador, iluminación, sensor de humo, etc., y cámaras independientes para equipos primarios y secundarios respectivamente, aisladas por muro antideflagrante.
(5) Es adecuado para áreas por debajo de los 2000 metros sobre el nivel del mar, y la línea de entrada de 110 kV es un alambre o cable aéreo.
(1) La subestación de 35 kV y el dispositivo de distribución de 10 kV comparten un vehículo, como se muestra en la Figura 3. La subestación y el dispositivo de distribución pueden operar de forma independiente y tener la función de subestación completa.
(2) Módulo de aparato combinado de alto voltaje: 1 juego de aparato combinado HGIS, 1 juego de transformador de voltaje electromagnético, 1 juego de pararrayos de óxido de zinc.
(3) Módulo de transformador principal: 1 juego de transformador regulador en carga de enfriamiento automático de doble devanado trifásico de 35kV con capacidad ≤10MVA y relación de voltaje 35/10.5.
(4) Dispositivo de distribución de 10 kV y módulo de equipo secundario: el gabinete fijo XGN/el gabinete inflable C-GIS se usa para 10 kV, 1 gabinete de entrada, 4 gabinetes de salida, 1 gabinete de TV, 1 gabinete de transformador de estación; La configuración secundaria incluye: gabinete de protección y control del transformador principal, gabinete de monitoreo y control remoto, gabinete de potencia integrado AC/DC, medidores de medición, etc., que pueden estar desatendidos.
(5) Es adecuado para áreas por debajo de los 2000 metros sobre el nivel del mar, y la línea de entrada de 35 kV es un alambre o cable aéreo.
La subestación eléctrica portátil generalmente consta de tres partes: carro transformador de alto voltaje, carro de distribución de voltaje medio y conexión de cable. La subestación de alto voltaje consiste en un módulo de aparamenta de alto voltaje, un módulo de transformador de potencia, un módulo de sistema auxiliar y un módulo de transporte, los tres primeros de los cuales se instalan uniformemente en el remolque.
El vehículo de distribución de media tensión consta de un módulo de aparamenta de media tensión, un módulo de control integrado inteligente, un módulo de sistema auxiliar y un módulo de transporte, de los cuales los tres primeros se instalan uniformemente en la cabina prefabricada, que luego se fija al remolque.
La parte de conexión del cable se compone de cabrestante de cable, cable flexible de alto voltaje y cable de control. Al momento de la puesta en marcha, la sección de conexión de cables establece la conexión entre los sistemas de potencia de alta y media tensión a través de las cajas de terminales instaladas en el camión transformador de alta tensión y el camión distribuidor de media tensión, respectivamente.
Cada módulo es prefabricado, ensamblado y puesto en marcha en la fábrica, y ya es una subestación completamente funcional cuando sale de la fábrica.
Las ventajas de la subestación eléctrica portátil se reflejan en la capacidad de poner en marcha y restaurar rápidamente el suministro de energía en situaciones de emergencia como desastres naturales y fallas repentinas, por lo que la selección debe combinarse con el nivel de voltaje, capacidad del transformador, número de alimentadores y otros factores de la subestación existente.
En áreas frías, se debe preferir el transformador de aceite de doble bobina de 66 kV, con una capacidad de 20 MVA, y el número de alimentadores debe ser de 4 a 6 intervalos.
La forma de transporte de la carga es un semirremolque plano bajo para adaptarse a una variedad de condiciones del sitio y entorno de transporte. El sistema de protección y control debe estar conectado por fibra óptica o cable. El modo de fuente de alimentación de CA adopta una principal y una de respaldo, y la fuente de alimentación de respaldo es un generador diésel externo o se considera un sistema de microrred fotovoltaica distribuida.
Parte del tranvía del transformador de alto voltaje
El tranvía transformador de alto voltaje consta de un módulo de aparamenta de alto voltaje, un módulo de transformador de potencia, un módulo de sistema auxiliar y un módulo de transporte, los tres primeros de los cuales se instalan uniformemente en el remolque.
El módulo de aparamenta de alta tensión de 66kV tiene una configuración de equipo único, generalmente equipo HGIS, cuyo tamaño pequeño y características de aplicación flexible se aprovechan al máximo en la subestación eléctrica portátil.
Para realizar el monitoreo del voltaje y la corriente de entrada, generalmente se instalan transformadores de corriente y voltaje externos en los aisladores de entrada y salida. Dado que la aparamenta de alto voltaje de 66 kV utiliza HGIS, que se llena con gas SF6 y es un recipiente a presión, debe transportarse a presión reducida durante el transporte, por lo que debe equiparse con un dispositivo de recuperación de gas SF6.
Después de determinar el devanado y la capacidad del transformador, se debe prestar especial atención al aislamiento neutro del transformador. Generalmente, el punto neutro del transformador en las estaciones convencionales está semiaislado y se apoya en el punto neutro del equipo de media tensión de la subestación para completar la puesta a tierra.
Cuando una subestación eléctrica portátil está conectada a la red, su método de conexión a tierra neutral debe estar en línea con el principio general de distribución de la red y, en general, no diseña su punto neutral como totalmente aislado, por lo que necesita un conjunto de dispositivos neutrales externos.
De acuerdo con las características de la subestación móvil, la estructura de fuerza del núcleo y del devanado debe mejorarse para fortalecer su resistencia sísmica, a fin de evitar el desplazamiento relativo del transformador y la caja, la resistencia mecánica de la capa de aislamiento entre la parte inferior de la el transformador y el chasis del tanque deben fortalecerse, y la resistencia de los sujetadores del transformador debe mejorarse.
El cuerpo del transformador debe estar equipado con un registrador de impacto tridimensional, el impacto del proceso de transporte del transformador no es mayor a 3g cuando el cuerpo del transformador no debe tener ningún desplazamiento suelto ni daño.
Para cumplir con los requisitos del gabinete de almacenamiento de aceite de transporte de transformador móvil, se necesita un diseño especial, para cumplir con el volumen de almacenamiento de aceite calculado al mismo tiempo, intente reducir la altura de la estructura del gabinete de almacenamiento de aceite, es apropiado tomar un diseño plano, mientras mejora el gabinete de almacenamiento de aceite y el cuerpo del transformador fijo, mejora su estabilidad durante el transporte. Asegúrese de que, en diversas condiciones de trabajo (apisonamiento de 5 g), el gabinete de almacenamiento de aceite no sufra daños.
Al mismo tiempo, el indicador de nivel de aceite, el controlador de temperatura y otros instrumentos de monitoreo se colocan en la parte inferior del transformador, para que la inspección durante la operación. Módulo de sistema auxiliar. El sistema auxiliar del transformador de alta tensión consta de una combinación de terminal de acceso “pararrayos-aislador” del lado frontal, que se puede conectar tanto a los conductores aéreos como a los cables de alta tensión.
También incluye la iluminación del ascensor en la parte trasera del vehículo, el sistema de vigilancia por vídeo del ascensor y la red de puesta a tierra de doble anillo alrededor de todo el vehículo. La conexión a tierra funcional, protectora y equipotencial de todos los componentes eléctricos debe conectarse a la red de conexión a tierra de doble anillo, y los cables de control, señal y alimentación deben enrutarse a través de la caja del canal del anillo, con todos los puertos de interfaz externos que conducen a la prueba de errores. toma de aire en la caja de terminales.
El tiempo de funcionamiento de la subestación eléctrica portátil es mucho más largo que el tiempo de carga y estacionamiento de los vehículos generales, por lo que se deben instalar patas eléctricas o hidráulicas al principio, al final y en el medio del remolque para transportar el peso de toda la subestación de alto voltaje para evitar la ocurrencia de llantas reventadas y otros peligros, para no causar daño al equipo.
Las patas eléctricas o hidráulicas deben estar equipadas con bloqueo mecánico o patas auxiliares mecánicas para evitar el fenómeno de las patas blandas cuando se trabaja bajo carga. Al mismo tiempo, se debe instalar un dispositivo de nivelación alrededor de la plataforma de carga del vehículo para garantizar que el nivel del vehículo y el equipo no se incline antes de la puesta en servicio.
El vehículo de distribución de media tensión está compuesto por un módulo interruptor de media tensión, un módulo de control integrado inteligente, un módulo de sistema auxiliar y un módulo de transporte, de los cuales los tres primeros se instalan uniformemente en la cabina prefabricada, que luego se fija al remolque. Módulo de aparamenta de media tensión.
El módulo de aparamenta de media tensión de 10 kV generalmente adopta aparamenta interior fija revestida de metal con rendimiento sísmico, y si no hay suficiente espacio debido a demasiados circuitos de alimentación, se puede elegir la aparamenta interior C-GIS en su lugar.
Al mismo tiempo, la barra colectora principal de la convergencia debe conectarse de manera flexible, como el laminado de lámina de cobre de múltiples capas, para evitar la vibración del transporte que causa una influencia mutua entre los interruptores.
Módulo de control integrado inteligente. El dispositivo de control integrado inteligente de la subestación eléctrica portátil y las subestaciones convencionales son básicamente lo mismo, cuando el acceso de la subestación móvil a la red, para adaptarse a la integración de los requisitos de regulación y control, es necesario cargar la señal de “cuatro remotos”.
El lado de alto voltaje del transformador y el interruptor de alto voltaje deben recopilar valores de corriente y voltaje y cambiar las señales para recibir comandos de control a través del dispositivo inteligente de integración de terminales de la unidad combinada, y conectarse con dispositivos de protección, medición y control del transformador a través de fibra óptica y medio – Los dispositivos de protección y medición y control de los equipos de conmutación de tensión deben instalarse localmente.
El sistema de suministro de energía debe considerar completamente el modo de operación, la subestación eléctrica portátil además de la autosuficiencia, también debe considerar la distribución de energía para el uso de otros equipos, la elección general de la capacidad de la batería de 65 Ah. Si la situación financiera lo permite, la energía fotovoltaica distribuida también se puede instalar en la parte superior de la cabina prefabricada para formar un sistema de microrred.
Tome la cabina prefabricada 40GP como ejemplo, generalmente se puede organizar un sistema de microrred fotovoltaica distribuida de 6kW, que es suficiente para satisfacer el consumo de energía de la propia subestación móvil montada en el vehículo. Módulo de sistema auxiliar. El sistema auxiliar del vehículo de distribución de media tensión incluye el sistema de monitoreo de video, el sistema de alarma contra incendios y el sistema de iluminación HVAC dentro de la cabina prefabricada.
Todos los componentes eléctricos en el módulo prefabricado están conectados a la interfaz externa a través del canal de cable en la parte inferior del módulo prefabricado al enchufe de aviación anti-misplug en la caja de terminales. Se proporciona una red de puesta a tierra de doble anillo en la parte inferior de la cabina prefabricada para la puesta a tierra de trabajo, la puesta a tierra de protección y la puesta a tierra equipotencial de los equipos eléctricos. La rejilla de conexión a tierra del anillo se extiende hacia afuera en las cuatro esquinas del módulo prefabricado y está conectada al punto de conexión a tierra del remolque.
El tiempo de funcionamiento de la subestación eléctrica portátil es mucho más largo que el tiempo de carga y estacionamiento de los vehículos generales, por lo que es necesario instalar patas eléctricas o hidráulicas al principio, al final y en el medio del remolque para soportar el peso de todo el transformador de alto voltaje. , para evitar la ocurrencia de llantas reventadas y otros peligros, que pueden causar daños al equipo. Las patas eléctricas o hidráulicas deben estar equipadas con soporte mecánico.
Los estabilizadores eléctricos o hidráulicos deben estar equipados con bloqueo mecánico o estabilizadores mecánicos auxiliares para evitar el fenómeno de piernas blandas cuando se trabaja bajo carga. Al mismo tiempo, se debe instalar un dispositivo de nivelación alrededor de la plataforma de carga del vehículo para garantizar que el vehículo y el equipo no se incline antes de la puesta en marcha.
El módulo de conexión de cables consta de carrete de cable, cable flexible de alto voltaje y cable de control. Ambos extremos del cable flexible de alto voltaje están equipados con conectores de servicio pesado o bloques de terminales estándar, y ambos extremos del cable de control secundario están equipados con enchufes de aviación anti-misplug, y el cable se almacena en el cabrestante del cable cuando está fuera de operacion.
Conduzca el camión tractor para remolcar el carro transformador de alto voltaje y el carro distribuidor de voltaje medio hasta el destino, estacione los dos carros razonablemente de acuerdo con las condiciones del sitio, y luego conduzca el camión tractor, apoye las piernas de los dos carros y modular el nivel de la plataforma del vehículo de acuerdo con el medidor de nivel.
El extremo de salida del interruptor de entrada de alto voltaje HGIS está conectado al aislador del lado de alto voltaje del transformador usando un alambre trenzado de aluminio o alambre flexible, el aislador del lado de bajo voltaje del transformador está conectado al interruptor de entrada en el vehículo de distribución de voltaje medio usando un cable flexible, y el El extremo del alimentador del vehículo de distribución de media tensión se conecta al cable de entrada de 10 kV para conectar el cable de control y el cable de fibra óptica de señal entre las cajas de terminales de los dos vehículos.
A continuación, evite la valla de advertencia a una distancia no inferior a 1 metro desde el exterior de los dos vehículos.
Acceso a la subestación móvil segmentada de madre única: el lado de entrada de 66 kV del transformador de alto voltaje está conectado al bus de 66 kV en la subestación original, y el lado de salida de 10 kV del transformador principal está conectado al camión de distribución.
Cuando se conecta el vehículo de distribución, se selecciona un cierto intervalo en el circuito de alimentación del vehículo de distribución de media tensión y se configura como un interruptor de contacto de barra para formar una operación segmentada con la barra original de 10 kV; Acceso del transformador móvil del tipo de operación separada (independiente): la energía se extrae del bus de 66 kV al lado de entrada de 66 kV del tranvía del transformador de alto voltaje.
El vehículo de distribución está conectado y funciona independientemente del sistema original de 10 kV en la subestación con carga, lo que no afecta los métodos de protección y cableado del sistema original.
La subestación móvil montada en camión está equipada con un sistema completo de CA/CC o un sistema de microrred fotovoltaica y un sistema integral de autoprotección, con medición y control de protección realizados localmente. El equipo de comunicación de fibra óptica opcional y el sistema de gestión PMS están disponibles.
La subestación móvil montada en vehículos tiene dos esquemas de puesta a tierra rápidos y razonables diseñados con anticipación debido a la ubicación de uso irregular y los rápidos requisitos para su puesta en marcha, y se adoptan diferentes esquemas para realizar una puesta a tierra rápida de acuerdo con los diferentes entornos operativos de las estaciones montadas en vehículos. subestación móvil. De acuerdo con los estándares del proceso de puesta a tierra de equipos de subestación.
El cuerpo de puesta a tierra horizontal de la subestación de 66 kV generalmente adopta hierro plano galvanizado de 50 × 5 mm, y la resistencia de puesta a tierra de la red de puesta a tierra generalmente no supera los 0,5 ohmios.
El camión transformador de alto voltaje está equipado con dos tipos de filas de cobre de conexión a tierra de anillo para conexión a tierra de trabajo y protección y conexión a tierra equipotencial, y el equipo eléctrico, como el transformador, está conectado a la fila de cobre de conexión a tierra de anillo cercana; El camión de distribución de voltaje medio está equipado con puesta a tierra de trabajo y protección y puntos de puesta a tierra equipotenciales en las cuatro esquinas del camión, y estos cuatro puntos de puesta a tierra están conectados a los puntos de puesta a tierra del equipo eléctrico dentro de la cabina prefabricada a través del circuito de puesta a tierra en la parte inferior de la cabaña prefabricada.
La subestación móvil montada en vehículo se ubica dentro de la subestación convencional.
Cuando la subestación móvil montada en vehículo está ubicada dentro de la subestación convencional, la subestación móvil montada en vehículo se puede conectar a la red de puesta a tierra con la ayuda de la red de puesta a tierra existente de la estación convencional; Se seleccionan de 2 a 4 puntos en la red de conexión a tierra del anillo alrededor del cuerpo del tranvía del transformador de alto voltaje, y el cable de cobre blando multitrenzado se conecta a la red de conexión a tierra existente cercana.
Seleccione 2 o los 4 puntos en diagonal en los puntos de puesta a tierra de las cuatro esquinas de la carrocería del vehículo de distribución de media tensión y conéctelos a la red de puesta a tierra existente utilizando un cable de cobre blando multitrenzado. La subestación móvil montada en vehículo se encuentra fuera de la subestación convencional.
Cuando la subestación móvil montada en un vehículo esté ubicada fuera de la subestación convencional o lejos de la subestación convencional, debido a que no existe una red de puesta a tierra disponible en el sitio, se debe usar tubería de acero galvanizado o hierro plano galvanizado para hacer el electrodo de puesta a tierra, y la puesta a tierra El electrodo debe clavarse directamente en el suelo a través del electrodo de puesta a tierra, y la profundidad de clavado no debe ser inferior a 0,8 m cuando no existen requisitos geológicos especiales, y es apropiado elegir un electrodo de puesta a tierra en cada lado de los dos vehículos.
En la carrocería del vehículo de distribución de voltaje medio, cuatro esquinas del punto de conexión a tierra seleccionado cerca de los dos puntos del tranvía de cambio de alto voltaje, el uso de alambre de cobre blando multitrenzado cerca del cuerpo del tranvía de cambio de alto voltaje alrededor de la red de conexión a tierra del anillo, de modo que los dos vehículos mismos conecten a tierra la red para formar un circuito de anillo, y luego seleccionen dos puntos cerca del poste de puesta a tierra utilizando un cable de cobre blando multitrenzado y un poste de puesta a tierra conectado.
La subestación eléctrica portátil es más integrada y flexible que las subestaciones convencionales, que son fijas, mientras que la subestación eléctrica portátil va montada sobre un semirremolque de perfil bajo y puede trasladarse al destino utilizando una cabeza tractora estándar siempre que el tráfico rodado lo permita y el punto de alimentación es adecuado. Puede trasladarse al destino, conectarse a los cables de alimentación de entrada de alta tensión y de media tensión y ponerse en funcionamiento después de un breve período de puesta en marcha.
En comparación con las subestaciones convencionales, la subestación eléctrica portátil tiene una disposición compacta de equipos eléctricos primarios y secundarios, y cada módulo de unidad funcional está conectado con un acoplador rápido, y dado que se ensambla y genera previamente antes de salir de la fábrica, el real la carga de trabajo en el sitio es mínima, casi solo la conexión del cable del equipo eléctrico. También cubre un área pequeña, con un área de proyección de menos de 100m2 para dos vehículos.
La subestación móvil montada en vehículos de 110kV adopta varias medidas para lograr una carga ligera y reducción de peso, así como control de tamaño, como reducir el cuerpo, reducir el peso del aceite, mejorar la relación cobre-hierro, relajar adecuadamente las pérdidas, aumentar el aumento de temperatura, mejorar el enfriamiento y medios de aislamiento.
El devanado de diseño de bobinado elige una densidad eléctrica más alta (alrededor de 5,0 A/mm2) para reducir el peso, que la reducción de peso del transformador convencional de aproximadamente 3,6 t. método de enfriamiento que utiliza refrigeración por aire de circulación forzada de aceite, el peso del aceite del transformador se puede controlar en aproximadamente 8,6 t, que la reducción de peso del transformador convencional de aproximadamente 7,7 t.
Diseño resistente al calor del medio de aislamiento mediante cálculos preliminares, el aumento de la temperatura del transformador en comparación con los transformadores convencionales de aproximadamente 10 ℃, el uso propuesto de materiales de aislamiento de grado E, lo que permite el funcionamiento de la capa superior de la temperatura del aceite hasta 105 ℃. El diseño del núcleo adopta acero al silicio de alta permeabilidad, aumenta adecuadamente la densidad magnética (1.757T), reduce el tamaño del núcleo y reduce el peso alrededor de 3,5 t que el transformador convencional.
El diseño de reducción de peso de la estructura adopta una placa de acero de alta resistencia, optimiza el diseño del tanque de aceite (almohada de aceite plana o almohada de aceite rectangular) y reduce la cantidad de placa de acero utilizada para el tanque de aceite, las piezas sujetas y otras piezas estructurales, lo que reduce el peso en aproximadamente 9 t en comparación con transformadores convencionales.
Diseño de cable optimizado para la línea de salida y el tamaño de la estructura, el aislador adopta un aislador tipo condensador seco, que va desde la parte inferior del transformador, eliminando el asiento elevado y el CT de asiento elevado.
El cambiador de tomas bajo carga tipo V se utiliza para reducir el tamaño del transformador y reducir el peso del interruptor y la cantidad de aceite utilizado. La reducción de peso es de aproximadamente 1 t en comparación con el transformador convencional.
La subestación móvil generalmente se diseña con una subestación terminal completa de 110 kV como objetivo de diseño.
Para satisfacer la demanda de capacidad de suministro de energía, si se configuran dos conjuntos de subestaciones móviles montadas en vehículos de 110kV/20MVA, no solo ocuparán más ubicaciones que un conjunto de subestaciones móviles montadas en vehículos de 110kV/40MVA, sino que también el equipo se configurará repetidamente y la inversión total será de más de un conjunto de subestaciones móviles montadas en vehículos de 110kV/40MVA.
Con base en los requisitos anteriores, este documento diseña un conjunto completo de subestaciones móviles montadas en vehículos inteligentes y desatendidas de 110 kV/40MVA, que incluyen dispositivos combinados de interruptores de alto voltaje de 110 kV, transformadores principales de 110 kV/40MVA, dispositivos de distribución de 10 kV, sistemas inteligentes de protección y monitoreo, y Plataformas montadas en vehículos para cumplir con los requisitos de ensamblaje de subestaciones y carreteras.
La investigación forma tecnologías y métodos clave, como la tecnología de disposición compacta y el método de reducción de peso para transformadores móviles de 110 kV/40 MVA y boquillas de salida, tecnología de disposición compacta para dispositivos combinados de aparamenta móvil de alta tensión de 110 kV, tecnología de disposición compacta montada en vehículos para distribución de alta tensión dispositivos y tecnología de conexión conveniente para alimentadores de 10kV, protección y monitoreo inteligente, etc., para realizar la configuración completa del equipo de la subestación de 110kV/40MVA, la movilidad móvil de la plataforma montada en el vehículo y la integración de tecnología de la subestación inteligente.
El transformador convencional actual de 110kV/40MVA generalmente pesa alrededor de 60 t, con una longitud cercana a los 7 m, un ancho cercano a los 5 m y una altura superior a los 5 m, lo que no cumple con los requisitos del peso bruto vehicular del transporte por carretera ≤ 55 t, mientras que el tamaño tampoco cumple los requisitos de altura de transporte ≤ 4m y ancho ≤ 3m.
En la actualidad, el peso mínimo del tractor que puede tirar del transformador del vehículo es generalmente de 6,5 t, luego el peso total del transformador y el semirremolque ≤ 48,5 t, para cumplir con los requisitos de peso total ≤ 55 t.
Por lo tanto, según el peso y el tamaño totales para cumplir con los requisitos de transporte por carretera, el transformador debe ser un vehículo separado, mientras que la necesidad de combinar el transformador y el semirremolque investigan tecnología compacta de reducción de peso, camión transformador móvil para tomar una serie de medidas de reducción de peso, incluido el uso de transformadores de potencia sumergidos en aceite de modo refrigerado por aire de circulación forzada de aceite, alta densidad eléctrica, materiales de aislamiento de clase E, núcleo de acero al silicio de alta permeabilidad tipo cinco columnas, placa de acero de alta resistencia, optimizar el diseño de el tanque de aceite, reduce El peso del transformador de 110kV/40MVA se reduce de las 60t convencionales a unas 40,5t.
El aparato eléctrico combinado multifuncional semicerrado de metal con aislamiento de gas SF6 (aparato eléctrico combinado HGIS) y el aparato eléctrico combinado compacto semicerrado (interruptor PASS) se utilizan para integrar disyuntores, interruptores de desconexión, interruptores de puesta a tierra, transformadores de voltaje, transformadores de corriente y otros componentes funcionales juntos, teniendo en cuenta las ventajas de GIS y las ventajas de la conexión externa de buses de alto voltaje en AIS, utilizando efectivamente el espacio y simplificando el diseño de la subestación.
La aparamenta de alto voltaje pesa alrededor de 6 t, la distribución de alto y bajo voltaje y el contenedor inteligente de monitoreo y protección pesa alrededor de 15 t, y el semirremolque de transporte común de 13 m de largo y 3 m de ancho pesa alrededor de 11 t, por lo que el peso total del vehículo y la carga puede cumplir no más de 55t.
Teniendo en cuenta la limitación del tamaño de transporte del equipo de configuración, el dispositivo combinado de aparamenta de alto voltaje es un vehículo separado, y el aparamenta de media tensión y el sistema secundario están integrados en un solo vehículo.
Por lo tanto, el proyecto propone adoptar una solución técnica de tres coches: la subestación móvil montada en vehículos de 110 kV consta de tres coches combinados de la siguiente manera.
(1) Cabina n.º 1 (coche GIS): equipo de intervalo de aparamenta de entrada de 110 kV (aparatos eléctricos combinados GIS)
(2) Cabina n.° 2 (cabina del transformador principal): transformador principal y equipo correspondiente (40MVA, SFPZ-40000/110, YNd11, 110±8×1,25%/10,5k V, regulación en carga)
(3) Carro No. 3 (automóvil de media tensión): bus de 10 kV y equipo correspondiente (proporcione cinco líneas de salida) tres automóviles están conectados eléctricamente para formar un grupo de cambio de línea de 110 kV, cableado de bus único de 10 kV.
La subestación móvil montada en vehículos es una parte importante del “plan de emergencia para emergencias del sistema eléctrico”. Debido a su excelente flexibilidad y rapidez, puede reemplazar rápidamente una subestación convencional para restaurar el suministro de energía en situaciones de emergencia como desastres naturales, rescate y rescate de emergencia y accidentes repentinos de equipos.
La subestación móvil se puede poner en funcionamiento durante la temporada de alta carga para superar la escasez de capacidad de suministro de energía en la región, y también se puede poner en funcionamiento como una subestación temporal en áreas con un alto crecimiento en la demanda de energía o más allá de la planificación de construcción de energía por adelantado. aliviando así la tensión de la fuente de alimentación.
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