Soluții eficiente și inovatoare în domeniul distribuției de energie

În sistemele de energie moderne, stațiile de tip cutie, ca dispozitiv integrat și modular de alimentare cu energie, înlocuiesc treptat stațiile tradiționale din cărămidă și mortar cu avantajele lor unice și au devenit unul dintre echipamentele de bază pentru modernizarea rețelei electrice urbane, alimentarea cu energie în parcuri industriale și susținerea noilor proiecte energetice. Acesta integrează componente de bază, cum ar fiaparate de comutare de înaltă tensiune, transformatoare de distribuție, aparate de distribuție de joasă tensiune, echipamente de măsurare a energiei electrice și dispozitive de compensare a puterii reactive într-o cutie metalică etanșă prin proiectare științifică, realizând funcțiile integrate de transformare, distribuție, control și protecție a puterii și oferind o soluție eficientă, fiabilă și flexibilă pentru transmisia energiei.

I. Componentele și funcțiile de bază ale stațiilor de tip cutie

Proiectarea structurală a stațiilor de tip cutie urmează principiul „modularizării și compactității”, constând de obicei din trei părți: camera de înaltă tensiune, camera de transformare și camera de joasă tensiune. Fiecare zonă este izolată funcțional printr-o zonare rezonabilă, asigurând în același timp funcționarea coordonată între echipamente.

Cameră de înaltă tensiune Ca „prima linie de apărare” pentru intrarea energiei, este echipată în principal cu întrerupătoare de sarcină de înaltă tensiune, siguranțe de înaltă tensiune, paratrăsnet și alte dispozitive, responsabile pentru primirea energiei electrice de înaltă tensiune din rețeaua electrică (nivelurile comune de tensiune sunt 10kV sau 35kV) și obținerea protecției la supra-circuit și la supratensiune de înaltă tensiune. Preveniți ca defecțiunile rețelei de alimentare externe să cauzeze daune echipamentelor interne ale stației.

Camera transformatoarelor: Este „miezul de conversie a energiei” al stației de tip cutie și găzduiește transformatoare de distribuție immerse în ulei sau de tip uscat. Funcția sa de bază este de a reduce energia electrică de înaltă tensiune la energie electrică de joasă tensiune (de obicei 0,4kV, adică 380V/220V), îndeplinind cerințele sarcinilor de joasă tensiune, cum ar fi echipamentele de producție industrială și electricitatea rezidențială. Camerele transformatoarelor sunt de obicei echipate cu sisteme de ventilație și disipare a căldurii (cum ar fi radiatoare și ventilatoare cu flux axial) și dispozitive de monitorizare a temperaturii pentru a se asigura că transformatorul funcționează stabil în intervalul de temperatură nominală și pentru a evita degradarea performanței sau deteriorarea echipamentului din cauza supraîncălzirii.

Cameră de joasă tensiune: este responsabilă pentru „ultima milă” de distribuție a energiei și protecție electrică. În interior, este echipat cu întreruptoare de joasă tensiune, deconectatoare de joasă tensiune, dispozitive de protecție împotriva scurgerilor, contoare de energie și dispozitive de compensare a puterii reactive, etc. Întreruptoarele de joasă tensiune pot distribui energie electrică de joasă tensiune către fiecare circuit de putere în funcție de cererea de putere a diferitelor sarcini. Un dispozitiv de protecție împotriva scurgerilor poate întrerupe rapid circuitul în cazul unui accident de scurgere, asigurând siguranța personalului și a echipamentului. Dispozitivele de compensare a puterii reactive îmbunătățesc factorul de putere, reduc pierderile de energie și sporesc eficiența alimentării cu energie electrică a rețelei electrice prin compensarea puterii reactive din rețea.

În plus, stațiile moderne de tip cutie sunt, de asemenea, integrate cu sisteme inteligente de monitorizare, care colectează date de funcționare în timp real, cum ar fi tensiunea, curentul, temperatura și sarcina prin senzori, și realizează monitorizare de la distanță, avertizare timpurie a defecțiunilor și reglementare inteligentă cu ajutorul tehnologiei Internet of Things, îmbunătățind semnificativ eficiența de funcționare și întreținere și fiabilitatea stațiilor.

ii. Avantajele tehnice ale stațiilor de tip cutie: de ce au devenit o nouă alegere în domeniul energetic

În comparație cu stațiile tradiționale de construcții civile,substații de tip boxau demonstrat avantaje semnificative în mai multe dimensiuni, cum ar fi construcția, operarea și întreținerea, care este, de asemenea, motivul principal pentru aplicarea lor largă în ultimii ani.

Perioada scurtă de construcție și ocupare mică a terenului: Substațiile tradiționale de construcții civile necesită proceduri complexe, cum ar fi excavarea fundației, zidăria pereților și instalarea echipamentelor, iar perioada de construcție durează de obicei câteva luni sau chiar jumătate de an. Stațiile de tip cutie adoptă un model de prefabricare din fabrică și asamblare la fața locului. După ce toate componentele sunt produse și depanate în fabrică, acestea sunt transportate la fața locului și necesită doar proceduri simple, cum ar fi turnarea fundației și conectarea prin cablu. Perioada de construcție poate fi scurtată la 1-2 săptămâni, îmbunătățind semnificativ eficiența implementării proiectelor de alimentare cu energie. Între timp, suprafața ocupată de stațiile de tip cutie este de numai 1/5 până la 1/10 din cea a substațiilor tradiționale. Luând ca exemplu o substație de tip cutie de 10 kV, dimensiunile sale convenționale sunt de aproximativ 5 m × 3 m × 2,5 m (lungime × lățime × înălțime) și poate fi aranjată flexibil în spații înguste, cum ar fi de-a lungul drumurilor, la colțurile zonelor rezidențiale și la marginile parcurilor industriale, rezolvând eficient problema resurselor de teren urban strâns.

Fiabilitate ridicată și adaptabilitate puternică: Corpul cutiei substației de tip cutie este realizat din tablă de oțel laminată la rece de înaltă calitate sau material din aliaj de aluminiu, iar suprafața sa a fost supusă unui tratament anticoroziv și anti-rugină (cum ar fi acoperirea cu pulbere electrostatică, galvanizarea), având o performanță excelentă impermeabilă, rezistentă la praf, anticoroziune și rezistență la impact. Se poate adapta la mediile exterioare dure, asigurând o funcționare stabilă a echipamentului indiferent de temperatură ridicată, frig sever, vreme ploioasă sau nisipoasă. În plus, designul integrat al echipamentului reduce legăturile de cablare externe, scăzând riscul defecțiunilor cauzate de contactul slab al liniei și interferența externă. Unele produse de ultimă generație au, de asemenea, un nivel de protecție IP54 sau mai mare, permițându-le să funcționeze în siguranță în medii industriale umede și cu praf sau în aer liber.

Costuri reduse de operare și întreținere și funcționare convenabilă: Dispunerea echipamentului substației de tip cutie este compactă și este echipată cu un sistem complet de monitorizare a stării și diagnosticare a defecțiunilor. Personalul de operare și întreținere nu trebuie să intre în interiorul cutiei. Aceștia pot înțelege starea de funcționare a echipamentului prin fereastra de observare externă și platforma inteligentă de monitorizare, reducând semnificativ volumul de muncă al inspecției la fața locului. Între timp, datorită integrării ridicate a echipamentului, detectarea defecțiunilor și întreținerea sunt mai convenabile. Odată ce apare o defecțiune, componenta defectă poate fi localizată și înlocuită rapid, reducând timpul de întrerupere a curentului. In plus, statiile de tip cutie au un consum de energie relativ scazut, in special cele care folosesc transformatoare de tip uscat, care nu prezinta risc de scurgere de ulei. Acest lucru nu numai că reduce presiunea de protecție a mediului, ci și costurile ulterioare de întreținere (cum ar fi schimbarea regulată a uleiului și curățarea petelor de ulei etc.).

Flexibilitate ridicată și scalabilitate puternică: Designul modular al stației de tip cutie îi conferă o flexibilitate excelentă. În funcție de cerințele de sarcină de putere ale utilizatorului, capacitatea transformatorului, numărul de circuite de ieșire de joasă tensiune și capacitatea de compensare a puterii reactive pot fi selectate în mod flexibil pentru a obține „personalizare la cerere”. Când sarcina de energie electrică crește, extinderea și modernizarea substației pot fi realizate și prin adăugarea de module de cutie (cum ar fi extinderea camerei de joasă tensiune sau adăugarea de dispozitive de compensare a puterii reactive) sau înlocuirea transformatorului cu o capacitate mai mare. Nu este nevoie să construiți o nouă substație, ceea ce reduce semnificativ costul de renovare ulterioară.

iii. Scenarii de aplicare a stațiilor de tip box: acoperirea cererilor de alimentare cu energie în mai multe domenii

Cu avantajele sale remarcabile, stațiile de tip cutie au fost aplicate pe scară largă în multiple domenii, cum ar fi rețelele urbane de distribuție, parcuri industriale, noi proiecte energetice, infrastructura de transport și scenarii temporare de alimentare cu energie, devenind o componentă indispensabilă și importantă a sistemului energetic.

Modernizarea rețelei de distribuție urbană: În renovarea vechilor zone rezidențiale urbane, construirea de noi comunități rezidențiale și proiecte complexe comerciale, stațiile de tip cutie pot servi ca terminale de distribuție, oferind direct energie stabilă de joasă tensiune rezidenților și utilizatorilor comerciali. Dimensiunea sa compactă și amenajarea flexibilă pot evita impactul construcției tradiționale de substație asupra vieții rezidenților, în timp ce răspund rapid cererii tot mai mari de energie electrică urbană și facilitează transformarea rețelelor electrice urbane către „inteligență și compactitate”.

Parcuri industriale și întreprinderi industriale: fabricile și atelierele din parcurile industriale au cerințe ridicate pentru fiabilitatea și stabilitatea sursei de alimentare, iar sarcina consumului de energie fluctuează foarte mult. Stațiile de tip cutie pot oferi soluții personalizate de alimentare cu energie în funcție de nevoile de producție ale întreprinderilor. De exemplu, pot fi echipate cu transformatoare de mare capacitate și dispozitive de compensare a puterii reactive pentru întreprinderile cu consum mare de energie și echipamente de stabilizare a tensiunii pentru întreprinderile de producție de precizie pentru a asigura funcționarea normală a echipamentelor de producție. În plus, capacitatea de construcție rapidă asubstații de tip boxpoate satisface, de asemenea, cererea de „alimentare rapidă” pentru proiectele de promovare a investițiilor în parcuri industriale, oferind o garanție pentru ca întreprinderile să înceapă producția cât mai curând posibil.

Facilități de sprijin pentru proiecte energetice noi În proiecte energetice noi, cum ar fi centralele fotovoltaice și parcurile eoliene, substațiile de tip cutie, ca „stații step-up” sau „stații de distribuție”, își asumă sarcina crucială de a converti energia electrică de joasă tensiune generată de noul sistem de generare a energiei (cum ar fi curentul continuu de ieșire a modulelor fotovoltaice, care este convertită în energie electrică de înaltă tensiune în curent alternativ 380V). (cum ar fi 10kV sau 35kV) și apoi conectarea acestuia la rețeaua electrică. Designul său modular poate fi asortat în mod flexibil cu noile sisteme de generare a energiei, iar caracteristica sa de adaptare la mediile dure exterioare îl face un echipament de sprijin ideal pentru noi proiecte energetice.

Infrastructura de transport: în scenariile de transport, cum ar fi zonele de servicii de autostrăzi, liniile de cale ferată și tranzitul feroviar urban (metrou, metrou ușor), substațiile de tip cutie pot oferi servicii de alimentare regulate și de urgență fiabile. De exemplu, stațiile de tip box din zonele de serviciu ale autostrăzilor pot asigura necesarul de energie pentru echipamente precum pile de încărcare, iluminat și aer condiționat. Stațiile de tip box de-a lungul liniilor de cale ferată pot furniza energie stabilă pentru sistemele de semnal și echipamentele de comunicații, asigurând siguranța transportului feroviar.

Scenarii temporare de alimentare cu energie: în scenariile de utilizare temporară a energiei, cum ar fi șantierele de construcții și locațiile de evenimente la scară largă (cum ar fi concertele și evenimentele sportive), stațiile de tip box au devenit echipamentele preferate pentru alimentarea temporară cu energie datorită mobilității și capacităților lor de implementare rapidă. Stația de tip cutie de pe șantier poate satisface cerințele de putere ale echipamentelor precum macaralele turn, betonierele și iluminatul pentru construcții. Substațiile de tip box de la locurile de evenimente la scară largă pot asigura alimentarea cu energie pentru echipamentele de scenă, iluminatul de urgență și sistemele de securitate. După eveniment, acestea pot fi demontate rapid și transferate în alte locații pentru reutilizare, realizând o utilizare eficientă a resurselor.

IV. Tendințe viitoare de dezvoltare: Dezvoltarea paralelă a inteligenței și a verdeață

Odată cu transformarea sistemului energetic către „rețea inteligentă” și „verzi și cu emisii reduse de carbon”, substațiile de tip cutie vor îmbrățișa, de asemenea, noi oportunități de dezvoltare și modernizări tehnologice. În viitor, stațiile de tip cutie vor pune un accent mai mare pe „inteligență” și „verde”, cum ar fi integrarea tehnologiei duble digitale pentru a realiza managementul digital de-a lungul întregului ciclu de viață al echipamentelor. Adopți echipamente de economisire a energiei mai eficiente (cum ar fi transformatoare de economisire a energiei de înaltă eficiență și aparate de comutare cu pierderi reduse) pentru a reduce și mai mult pierderile de putere; Explorează modelul „încărcare și stocare fotovoltaică integrată”, combinând substații de tip cutie cu generarea de energie fotovoltaică, sisteme de stocare a energiei și pile de încărcare pentru a crea un centru de alimentare cu energie distribuită, facilitând consumul de energie nouă și promovarea vehiculelor electrice.

În concluzie, stațiile de tip cutie, ca soluție inovatoare în domeniul distribuției de energie, remodelează modul de construcție și funcționare a sistemelor de energie cu randamentul, fiabilitatea și flexibilitatea lor ridicate. În viitorul rețea inteligentă și sistemul de energie verde, stațiile de tip cutie vor juca un rol și mai important, oferind garanții de energie mai stabile, eficiente și mai ecologice pentru dezvoltarea socială și economică.