Kako projektirati podstanice pogodne za gradske električne mreže?

Glavni ograničenja u projektiranju urbane podstanice: prostor, sigurnost i estetika

Prevazilaženje prostornih ograničenja u sredinama s visokom gustoćom

Prostor je uvijek u premium za urbane podstanice, posebno kada cijene zemljišta u velikim gradovima mogu doseći preko devet milijuna dolara po hektaru prema nedavnim podacima Urbanskog instituta za zemljište. U odnosu na tradicionalne sisteme izolacije zraka, izolacijski sklopovi za plin smanjuju potrebe za fizičkim prostorom za otprilike dvije trećine, što ih čini praktično potrebnim za ugradnju energetske infrastrukture u gusto prepunim područjima. Modularni pristup omogućuje inženjerima da transformatore i druge opreme stave vertikalno umjesto da ih rasprostruku horizontalno. Prefabrikirane jedinice podstanica znatno ubrzavaju rad na uskim mjestima kao što su podzemne komore ili uske stražnje ulice između zgrada. Pametno pozicioniranje opreme osigurava dovoljno prostora za održavanje, a istovremeno održava operacije svakodnevno.

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

U slučaju da se ne primjenjuje sustav za uzemljivanje, u skladu s standardima IEEE 80-2013. U slojevitoj pristupu kombiniraju se:

• S dubljim pogonom, s dubljim pogonom, s dubljim pogonom, s dubljim pogonom, s dubljim pogonom, s dubljim pogonom, s dubljim pogonom, s dubljim pogonom, s dubljim pogonom, s dubljim pogonom, s dubljim pogonom, s
• Equipotencijalna veza svih metalnih struktura
• U slučaju da se ne koristi, u slučaju da se ne koristi, potrebno je izmijeniti stavku 1.

Kontinuirano praćenje integriteta zemaljske mreže sprečava kvarove korozijekoji uzrokuju 17% prekida rada podstanica (EPRI 2023). U skladu s člankom 3. stavkom 1. stavkom 2.

U skladu s člankom 4. stavkom 1.

Gradovi zahtijevaju razinu buke podstanice ispod 55 dB (A) na linijama imovine, usklađenim s smjernicama WHO-a. To se postiže:

• S druge opreme za proizvodnju električnih vozila
• Svaka vrsta proizvoda može se upotrebljavati za proizvodnju električnih vozila.
• U slučaju da se radi o proizvodnji električne energije, potrebno je osigurati da je u skladu s člankom 6. stavkom 2.

Estetska integracija uključuje zelene zidove, arhitektonsku obluku koja odgovara okolnim zgradama i podzemlje HV linija. Chicago Riverbank Substation je primjer uspješnog vizualnog ublažavanja, a njegove ventilacijske strukture udvostručuju se kao javne umjetničke instalacije, uz održavanje N + 1 redundance.

GIS vs. AIS: Odabir optimalne tehnologije podstanice za urbane lokacije

Zašto izolirani uređaji za upravljanje energijom (GIS) dominiraju u dizajnu podstanica s ograničenim prostorom

Gas izoliran prekidač stvarno sjaji u onim gužvama gradskih područja gdje cijene nekretnina skoče preko devet milijuna dolara po hektaru. Kompaktna konstrukcija s tim zapečaćenim SF6 komorama zauzima oko 70% manje prostora u usporedbi s zračno izoliranim prekidačima, što je jako važno kada se podstanice moraju uklopiti u prostorije koje su samo 30% veće od onoga što je prije bilo standardno. Još jedan veliki plus? GIS se ne ometa prašinom u zraku ili solom iz obližnjih obala, tako da se kvarovi događaju oko 40 posto manje često u mjestima u blizini tvornica ili duž obale. Kada je riječ o održavanju, ti sustavi mogu trajati više od deset godina između pregleda, tri puta duže od uobičajene opreme za AIS. To znači da je u vremenu uštedjeno oko 2,1 milijuna dolara iako su troškovi u početku 20 do 30 posto veći. Zbog svega toga, većina inženjera najprije koristi GIS prilikom projektiranja energetskih sustava za velike gradove, podzemne željeznice i bolnice gdje pouzdanost jednostavno ne može biti ugrožena.

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

Izolovani prekidači i dalje imaju primjene u stvarnom svijetu kada rade na starijim gradskim mrežama gdje postojeća postavka olakšava priključivanje stvari. Kad gledamo na proširenje starih podstanica koje postoje više od 100 godina, posebno u rasponu od 11 do 33 kV, ugradnja AIS opreme zapravo košta oko 40 posto manje u usporedbi s nadogradnjom GIS sustava prema nedavnim studijama iz prošlogodišnjeg istraživanja modernizacije mreže. Činjenica da se AIS nalazi vani znači da inženjeri mogu nadograditi dijelove malo po malo bez potpunog isključivanja svega, što je jako važno u područjima gdje su energetske tvrtke dozvoljene samo kratke razdoblja bez struje možda samo četiri sata u isto vrijeme. Naravno, GIS bolje radi protiv teških vremenskih uvjeta, ali AIS radi dovoljno dobro na mjestima gdje prašina i prljavština nisu stalni problemi dok god redovito održavanje drži stvari čistim. A prilikom postavljanja privremenih rješenja za napajanje dok se prelazi između različitih faza rada, jednostavniji dizajn AIS komponenti omogućuje osobljem da sve ponovo radi otprilike dvije trećine brže nego što bi bilo moguće s GIS opcijama.

Optimizacija električnog i toplinskog rasporeda za gradske podstanice

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

Sve više gradskih elektroenergetskih postrojenja okreće se podzemnim kablovima ovih dana jer više nema dovoljno mjesta za zračne linije, a nitko ne želi da ti ružni stubovi zamrljaju gradske pejzaže. Ali tu je i problem. Vođenje svih tih kablova ispod zemlje može stvoriti ozbiljne probleme s elektromagnetnim smetnjama koje narušavaju osjetljive sustave kontrole i komunikacijske opreme. Kako bi se riješio taj problem, inženjeri moraju postaviti posebne štitne kabla, osigurati da su električne faze pravilno uravnotežene i držati kablove za prenos podataka fizički odvojene od strujnih linija. Još jedan apsolutno kritičan aspekt je da se pravilno uzemljujemo. Svi metalni dijelovi u podstanici mislim kablovske obloge, cijevi mreže, čak i sam čelični okvir treba biti povezani zajedno u jednu veliku mrežu za uzemljenje. Ova postavka pomaže u sigurnom odlazanju opasnih električnih kvarova i ispunjava stroge sigurnosne standarde navedene u IEEE 80-2013 u vezi s dodirnim i koraknim naponima.

U slučaju da je to potrebno, podstanica može se koristiti za upravljanje toplinom.

Termalna kontrola nije pregovarajuća u podstanicama s ograničenim prostorom, zatvorenim ili ispod razine, gdje nakupljanje toplote ubrzava degradaciju izolacije i skraćuje životni vijek opreme. Učinkovite strategije uključuju:

• Pasivna rješenja: obloge zidova koji apsorbiraju toplinu, integracija toplinske mase i optimizirani putevi protoka zraka pomoću računalne dinamike tekućina (CFD)
• U slučaju da je to potrebno za proizvodnju električne energije, u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, proizvođač mora upotrijebiti električnu energiju za proizvodnju električne energije.
  Proaktivno termološko praćenjeupotrebom ugrađenih senzora IoT-a i AI-ovođenog otkrivanja anomalijaprečava hitne točke i produžava životni vijek sredstava za do 50% u usporedbi s nemanagediranim okruženjem.

Gradske podzemne postaje za budućnost: skalabilnost, inteligencija i spremnost na obnovljive izvore energije

Gradske električne mreže moraju ići korak uz korak s rastućim zahtjevima električnih vozila, lokalne proizvodnje energije i klimatskih izazova. Moderne podstanice sada imaju modulske komponente koje omogućuju tvrtkama da postupno proširuju kapacitet umjesto da sve grade odjednom. To olakšava povezivanje punjača električnih vozila, malih lokalnih energetskih mreža ili novonastalih četvrti bez velikih prekida. Inteligentna tehnologija se također integrira, s umjetnom inteligencijom i senzori povezanima na internet koji pomažu predvidjeti kada oprema može propasti, uravnotežiti opterećenje strujom u stvarnom vremenu i brzo izolirati probleme tako da prekidi ne traju dugo. Za obnovljive izvore energije poput vjetra i sunca, posebne konfiguracije pomažu da se izbore s njihovom nepredvidljivom prirodom, održavajući pritom napone stabilnim čak i kada struja teče naprijed-natrag kroz mrežu. Ove prilagodbe osiguravaju da trošimo manje čiste energije kada postoji višak ponude. Kad gledamo u budućnost, gradovi koji ulažu u skalabilnu infrastrukturu, pametne sustave za praćenje i fleksibilnost za zelenu energiju izgradit će čvršće temelje za svoje električne mreže.

Česta pitanja

U skladu s člankom 3. stavkom 2.

GIS zahtijeva do 70% manje prostora od AIS-a, što ga čini idealnim za gusto prepunjena urbana okruženja.

Kako gradske podstanice osiguravaju sigurnost?

Optimiziranim sustavima za uzemljivanje, ekipotencijalnim vezivanjem i kontinuiranim praćenjem kako bi se spriječili kvarovi, kao i korištenjem integriranih sustava zaštite kako bi se smanjili rizici od bljeska luka.

Kako se upravlja toplinom u podstanicama?

Strategije uključuju pasivna rješenja kao što su integracija toplinske mase i aktivni sustavi hlađenja, zajedno s proaktivnim termalnim praćenjem pomoću IoT senzora.