Ano ang isang substation? Mga pangunahing pag -andar, antas ng boltahe, at mahahalagang kagamitan

 

 

Ang sistema ng kuryente ay binubuo ng mga halaman ng kuryente, pagpapalit, linya at mga gumagamit. Ang substation ay ang intermediate link sa pagitan ng mga halaman ng kuryente at mga gumagamit. Ito ay pangunahing ginagamit upang mai -convert ang mataas na - boltahe ng kuryente sa mababang - na kuryente ng boltahe. Kasabay nito, kinokontrol nito, pinoprotektahan, mga panukala, monitor at pinoproseso ang kuryente upang matugunan ang paghahatid ng kuryente, pamamahagi, supply at iba pang mga kaugnay na pangangailangan.

 

Pangunahing pag -andar ng mga pagpapalit

 

1. Pagbabago at regulasyon ng boltahe
Ang mga substation ay nagko -convert ng kuryente mula sa isang antas ng boltahe patungo sa isa pang - alinman sa pag -akyat nito para sa mahabang - na paghahatid ng distansya o pagbaba nito para sa lokal na pamamahagi. Bilang karagdagan, ang mga substation ay maaaring mag -regulate ng boltahe sa pamamagitan ng gripo - mga transformer ng tagapagpalit at mga reaktibong aparato ng kuryente tulad ng mga bangko ng kapasitor at mga reaktor.

2. Mga Pag -andar ng Kontrol at Proteksyon
Maaari ring kontrolin at protektahan ng mga substation ang koryente. Halimbawa, masisiguro ng mga substation ang ligtas na operasyon ng sistema ng kuryente sa pamamagitan ng mga aparato tulad ng mga circuit breaker, disconnectors, at switch ng earthing. Kung nabigo ang isang sistema ng kuryente, ang substation ay maaaring maputol ang suplay ng kuryente sa oras upang maiwasan ang mga aksidente.

3. Mga pag -andar sa pagsukat at pagsubaybay
Maaari ring masukat at masubaybayan ng mga substation ang koryente. Halimbawa, ang mga substation ay maaaring masubaybayan ang mga parameter tulad ng boltahe, kasalukuyang, at kapangyarihan ng koryente at i -record ang mga kaugnay na data. Ang data na ito ay maaaring magamit para sa pamamahala ng operasyon at pag -optimize ng sistema ng kuryente.

4. Pag -andar ng Pamamahagi
Ang mga substation ay maaari ring ipamahagi ang koryente. Halimbawa, ang mga substation ay maaaring ipamahagi ang koryente sa iba't ibang mga lugar at kagamitan sa kuryente upang matugunan ang iba't ibang mga pangangailangan ng kuryente.

 

Sa antas ng boltahe

 

Mababang - Substation ng boltahe: Ang pagpapatakbo sa ibaba ng 1 kV, karaniwang matatagpuan malapit sa mga gumagamit ng pagtatapos.

 

Katamtaman - Substation ng boltahe: Ang pagpapatakbo sa pagitan ng 1 kV at 10 kV, karaniwan sa mga bayan at pang -industriya na lugar.

 

Mataas na - Substation ng boltahe: Ang pagpapatakbo mula sa itaas ng 10 kV hanggang sa ibaba 330 kV, na bumubuo ng gulugod ng mga rehiyonal na grids.

 

Dagdag na - mataas - Substation ng boltahe: Ang pagpapatakbo sa 330 kV at sa itaas, na ginamit para sa mahabang - distansya ng paghahatid at system - na antas ng magkakaugnay.

 

Sa pamamagitan ng papel sa sistema ng kuryente

 

Hub substation: Matatagpuan sa mga kritikal na node ng power grid, karaniwang tumatakbo sa 330-500 kV o sa itaas. Ikinonekta nila ang maraming mga mapagkukunan ng kuryente at subsystem. Ang isang pagkabigo sa naturang istasyon ay maaaring maging sanhi ng system - malawak na mga outage o blackout.

 

Intermediate substation: Pangunahing ginagamit para sa pagpapalitan ng kuryente at sectionalizing mahabang mga linya ng paghahatid. Kadalasan ay mayroon silang parehong mga tungkulin sa paghahatid at pamamahagi, karaniwang tumatakbo sa 220-500 kV.

 

Regional substation: Nakatuon sa pagbibigay ng koryente sa isang tiyak na lungsod o rehiyon, karaniwang tumatakbo sa 110-220 kV. Ang isang outage dito ay nakakaapekto lamang sa lokal na lugar ng pamamahagi.

 

Terminal substation: Matatagpuan malapit sa mga sentro ng pag -load sa dulo ng mga linya ng paghahatid, karaniwang tumatakbo sa 110 kV, na nagbibigay ng kuryente nang direkta sa mga gumagamit. Ang mga outage ay pangunahing epekto ng konektado na mga gumagamit ng pagtatapos.

 

Mga sangkap ng substation

 

Ang isang substation ay binubuo ng maraming mga integrated system:

 

 Kagamitan sa Elektriko: Ang pangunahing bahagi ay may pananagutan para sa pag -convert ng kapangyarihan, paghahatid, at proteksyon.

 

 Mga istrukturang sibil at bakal na istruktura: Kabilang ang mga pundasyon, mga gusali ng control, at mga frame ng suporta.

 

 Sistema ng Power Supply: Tulad ng DC Power Systems, tinitiyak ang walang tigil na kapangyarihan para sa kontrol at kagamitan sa proteksyon.

 

 Sistema ng komunikasyon at automation: Sinusuportahan ang data exchange, remote control, at intelihenteng operasyon.

 

 Surveillance at Security System: Tinitiyak ang kaligtasan ng mga tauhan at kagamitan.

 

Proteksyon ng Kidlat at Grounding System: Ligtas na nagdidirekta ng kasalanan at kidlat na alon sa lupa.

 

Pag -unawa sa pangunahing at pangalawang kagamitan sa mga pagpapalit

 

Maaari kang mag -isip ng isang substation bilang isang "pabrika ng kuryente."

Ang pangunahing kagamitan ay tulad ng mabibigat na makinarya sa sahig ng pabrika - nang direkta na ginagawa ang gawain ng paghawak ng mataas na boltahe at malalaking alon.

Ang pangalawang kagamitan ay kumikilos bilang utak at nerbiyos na sistema sa control room - pagsubaybay, utos, at pag -aalerto upang matiyak na ang buong sistema ay tumatakbo nang ligtas, matalinong, at mahusay.

 

 

Mga Transformer ng Power

Ginamit upang baguhin ang mga antas ng boltahe sa pagitan ng iba't ibang mga bahagi ng sistema ng kuryente.

Ang isang power transpormer ay isang static na de -koryenteng aparato (ibig sabihin, isang non - na umiikot na makina) na naglilipat ng elektrikal na enerhiya mula sa isang circuit patungo sa isa pa sa pamamagitan ng electromagnetic induction. Sinusuportahan nito ang boltahe pataas o pababa upang matugunan ang mga kinakailangan sa paghahatid at pamamahagi. Ang enerhiya ay inilipat mula sa pangunahing paikot -ikot hanggang sa pangalawang paikot -ikot, pagpapagana ng mahusay na mahabang - distansya ng paghahatid at maaasahang pamamahagi ng kuryente.

 

 Circuit breaker

Lumipat ng mga de -koryenteng circuit sa o off sa panahon ng normal na operasyon o mga kondisyon ng kasalanan, pagprotekta sa kagamitan at tinitiyak ang kaligtasan.

Ang mga circuit breaker ay kabilang sa mga pinaka -kritikal at kumplikadong mga sangkap sa isang sistema ng kuryente. Nilagyan ng advanced na arc - na mga aparato ng pagsusubo at mataas na - na mga mekanismo ng bilis, maaari silang makagambala sa mataas na - boltahe na mga alon sa ilalim ng normal at mga kondisyon ng kasalanan. Pinapayagan nila ang paglipat ng mga pagsasaayos, pagbubukod ng mga pagkakamali nang mabilis, at pinapanatili ang pagiging maaasahan at kaligtasan ng buong grid.

 

Ang mga karaniwang uri ng circuit breaker ay kasama ang:

Sf₆ (gas - insulated) circuit breakers

Vacuum circuit breakers

Air circuit breakers

Mga breaker ng circuit ng langis

Ang bawat uri ay napili batay sa antas ng boltahe, kapaligiran, at mga pangangailangan ng aplikasyon.

 

 Idiskonekta ang mga switch (isolator)

Magbigay ng isang nakikita at maaasahang punto ng pagkakakonekta para sa pagpapanatili at paglipat ng pagpapatakbo.

Idiskonekta ang mga switch ay hindi - load - Ang mga aparato ng paglabag na ginamit upang ibukod ang kagamitan sa panahon ng pagpapanatili. Lumilikha sila ng isang malinaw na nakikitang bukas na agwat kapag nawalan, tinitiyak ang ligtas na paghihiwalay ng mga kagamitan mula sa mga live na circuit. Habang hindi nila masisira ang mga alon ng pag -load o kasalanan, gumaganap sila ng isang mahalagang papel sa:

Tinitiyak ang paghihiwalay- Nagbibigay ng isang malinaw na pagkakakonekta para sa inspeksyon at pagpapanatili.

Pagpapagana ng mga operasyon sa paglipat- Nakikipag -ugnay sa mga circuit breaker upang payagan ang sectionalizing o paglilipat ng busbar.

Paglilipat ng maliliit na alon- May kakayahang i -off ang limitadong mga alon tulad ng paggulo ng mga alon ng mga na -load na mga transformer o capacitor charging currents.

 

 Mga Transformer ng Instrumento

 

 Surge Arragters

Protektahan ang mga kagamitan sa substation mula sa mga lumilipas na overvoltages na dulot ng mga welga ng kidlat o paglipat ng mga operasyon.

Ang mga pag -aresto sa pag -aresto ay kumikilos bilang mga proteksiyon na hadlang, ligtas na mag -diver ng mga overvolt sa lupa bago sila makapinsala sa mga transformer, switchgear, o iba pang mga mahahalagang sangkap. Mahalaga ang mga ito para sa pagpapanatili ng kahabaan ng kagamitan at maiwasan ang mga outage ng kuryente.

 

 Busbars

Mga conductive bar na nangongolekta at namamahagi ng kapangyarihan sa iba't ibang mga circuit sa loob ng substation.

Ang mga busbars ay mga metal na piraso o bar, karaniwang gawa sa tanso o aluminyo, na ginamit upang pagsamahin ang kuryente at ipamahagi ito nang mahusay sa maraming mga papalabas na circuit. Pinapayagan nila ang kakayahang umangkop na paglipat, madaling pag -access sa pagpapanatili, at suportahan ang mataas na kasalukuyang - na nagdadala ng kapasidad na may kaunting pagkawala ng enerhiya.

 

 Mga linya ng cable at overhead

Ang mga conductor na nagdadala ng elektrikal na enerhiya papunta at mula sa substation.

Ito ang mga paghahatid ng media na nagkokonekta sa mga pagpapalit sa iba pang mga bahagi ng grid o direkta upang tapusin ang mga gumagamit ng-. Ang mga linya ng overhead ay pangkaraniwan para sa mahabang - na paghahatid ng distansya, habang ang mga underground cable ay ginagamit sa mga lunsod o bayan o puwang - na pinigilan na mga lugar para sa mga aesthetic at kaligtasan.

 

 Kagamitan sa grounding

Nagdidirekta ng mga fault currents na ligtas sa lupa, pinoprotektahan ang parehong mga tauhan at mga de -koryenteng aparato.

Tinitiyak ng wastong saligan na ang anumang hindi sinasadyang kasalukuyang - dahil sa pagkabigo ng pagkakabukod, kidlat, o kasalanan ng kagamitan - ay may mababang - na landas ng paglaban sa lupa. Pinapaliit nito ang panganib ng electric shock, pagkasira ng kagamitan, o sunog, at isang pangunahing aspeto ng disenyo ng kaligtasan ng substation.

 

 Proteksiyon relay

Makita ang mga pagkakamali sa sistema ng kuryente at magpadala ng mga signal ng paglalakbay sa mga circuit breaker upang ibukod ang may sira na seksyon.

Ang mga proteksiyon na relay ay nagsisilbing "nervous system" ng isang substation, patuloy na pagsubaybay sa mga parameter tulad ng kasalukuyang, boltahe, dalas, at anggulo ng phase. Kapag naganap ang isang kasalanan tulad ng isang maikling circuit, naganap ang labis na kasalanan, o ground, agad na pag -aralan ang data at mag -isyu ng mga utos ng paglalakbay sa mga circuit breakers - na pumipigil sa pagkasira ng kagamitan at tinitiyak ang katatagan ng system. Ang mga modernong relay ay madalas na ma -program at suportahan ang maraming mga pag -andar ng proteksyon sa isang aparato.

 

 Mga aparato ng automation

Isama ang mga digital na relay, auto - reclosing system, at Intelligent Electronic Device (IED) na nagbibigay -daan sa matalino, autonomous control.

Ang mga aparato ng automation ay mahalaga para sa pagsasakatuparan ng matalinong operasyon ng substation. Nagsasagawa sila ng iba't ibang mga pag -andar tulad ng diagnosis ng kasalanan, pagbabalanse ng pag -load, remote na paglipat, at sarili - pagbawi sa pamamagitan ng auto - reclosing. Binabawasan ng mga aparatong ito ang pangangailangan para sa manu -manong interbensyon, paikliin ang mga tagal ng pag -outage, at pagbutihin ang pangkalahatang kahusayan sa pagpapatakbo. Ang pagsasama sa mga pamantayan ng IEC 61850 ay nagbibigay -daan sa walang tahi na pagbabahagi ng data at koordinasyon ng system.

 

 Pagsukat ng mga instrumento

Ginamit para sa patuloy na pagsubaybay sa mga de -koryenteng mga parameter tulad ng boltahe, kasalukuyang, dalas, at kapangyarihan.

Ang pagsukat ng mga instrumento - kabilang ang mga voltmeter, ammeters, power meters, at frequency meters - ay nagbibigay ng tunay na - na data ng oras sa parehong mga operator at awtomatikong mga system. Tinitiyak nito ang tumpak na pagtatasa ng system, pag -load ng pagtataya, at pamamahala ng enerhiya. Ang katumpakan at pagiging maaasahan ay kritikal, lalo na sa mataas na - mga kapaligiran ng boltahe.

 

 Mga Sistema ng Pagsubaybay (halimbawa, SCADA)

Ang mga sistema ng pangangasiwa at data acquisition (SCADA) ay nagpapahintulot sa remote na pagsubaybay, kontrol, pamamahala ng alarma, at pag -record ng data sa kasaysayan.

Ang mga sistema ng SCADA ay nagsisilbing digital interface sa pagitan ng mga kagamitan sa patlang at mga silid ng control. Maaaring masubaybayan ng mga operator ang katayuan ng substation, magpatakbo ng mga aparato, pag -aralan ang mga alarma, at suriin ang mga makasaysayang uso - lahat mula sa isang sentralisadong lokasyon. Pinahuhusay ng SCADA ang oras ng pagtugon, kaligtasan sa pagpapatakbo, at mga kakayahan sa diagnostic habang pinapagana ang tunay na - oras na kakayahang makita sa buong grid.

 

 Kagamitan sa Komunikasyon

Sinusuportahan ang seamless data exchange sa loob ng substation at sa pagitan ng mga substation at central control center.

Kasama sa mga kagamitan sa komunikasyon ang hibla - mga optic na link, switch, router, at mga processors ng komunikasyon. Tinitiyak ng mga sistemang ito ang mabilis, ligtas, at maaasahang paghahatid ng mga control command, pagsukat, at mga ulat sa katayuan. Bumubuo sila ng gulugod ng matalinong imprastraktura ng grid at mahalaga para sa coordinated operation at remote diagnostic.

 

 Mga Sistema ng Power Supply (EG, DC Panels, UPS Units)

Magbigay ng tuluy -tuloy at matatag na kapangyarihan upang makontrol, proteksyon, at mga aparato ng komunikasyon - kahit na sa mga kaguluhan sa grid.

Sa mga substation, ang mga kritikal na aparato ay dapat manatiling pinapagana anuman ang mga panlabas na kondisyon ng kuryente. Ang mga DC Power Systems - na binubuo ng mga baterya, rectifier, at mga panel ng pamamahagi - ay nag -aalok ng maaasahang pag -backup sa panahon ng mga outage. Ang hindi kapani -paniwalang mga suplay ng kuryente (UPS) ay ginagamit din upang mapanatili ang kalidad at pagpapatuloy ng kapangyarihan, tinitiyak na ang mga mahahalagang operasyon ay hindi kailanman nagambala.