1. Dispositivo di distribuzione dell'energia
In quanto struttura centrale per lo scambio di energia e la raccolta/distribuzione di energia, è una combinazione di più apparecchiature elettriche e la sua disposizione è strettamente basata sui principali requisiti di cablaggio elettrico della sottostazione.
Composizione di base
Integra apparecchiature chiave per la trasmissione e la protezione dell'energia, tra cui:
- Sbarre collettrici (linee principali di trasmissione e distribuzione di energia), interruttori automatici (che controllano l'accensione/spegnimento del circuito e l'interruzione in caso di guasto), interruttori di isolamento (che garantiscono una manutenzione sicura isolando la tensione).
- Trasformatori di tensione (che riducono l'alta tensione in una bassa tensione misurabile), trasformatori di corrente (che convertono una corrente elevata in una corrente piccola misurabile), entrambi per la misurazione e la protezione.
- Scaricatori di corrente (limitano le sovratensioni causate da fulmini o guasti al sistema).
Classificazione del layout e adattamento della tensione
Il layout è diviso in outdoor and interno tipologie, con scelte specifiche a seconda del livello di tensione e delle condizioni ambientali. La tabella seguente riassume i principi di abbinamento più comuni:
| Livello di tensione | Tipo di layout comune | Note speciali |
|---|---|---|
| 6–10 kV | Indoor | Scelta standard per la distribuzione a bassa tensione. |
| 35 kV | Indoor o Outdoor | Determinato dall'ambiente locale (ad esempio, spazio, clima). |
| 110 kV e oltre | All'aperto | Scelta predefinita; in aree inquinate o spazi ristretti, Apparecchiatura di commutazione metallica isolata a gas (GIS) è facoltativo. |
- Sottotipi di layout per esterni: Di medie dimensioni, a mezza altezza, di tipo alto (differenziati in base all'altezza di installazione delle apparecchiature e alla spaziatura).
- Vantaggi del GIS: Ingombro ridotto, elevata capacità anti-inquinamento, adatto ad ambienti difficili o sottostazioni urbane con spazio limitato.
2. Trasformatore di potenza
Dispositivo principale per la trasformazione della tensione, collegato a diversi dispositivi di distribuzione dell'energia elettrica a diversi livelli di tensione, comunemente chiamato "trasformatore principale" della sottostazione. La sua tipologia è determinata dalla funzione della sottostazione e dai requisiti di connessione alla rete elettrica.
Principali tipologie e scenari applicativi
| Tipo di trasformatore | Funzione principale e applicazione |
|---|---|
| Trasformatore step-down | Riduce l'elettricità della rete ad alta tensione a media/bassa tensione per l'alimentazione elettrica regionale o degli utenti (più comune nelle sottostazioni di distribuzione). |
| Trasformatore step-up | Trasforma l'elettricità a bassa tensione proveniente dai generatori delle centrali elettriche in energia ad alta tensione per la trasmissione a lunga distanza. |
| Trasformatore a doppio/tre avvolgimenti | Utilizzato quando la sottostazione ha rispettivamente 2 o 3 dispositivi di distribuzione dei livelli di tensione, per realizzare la trasformazione della tensione multilivello. |
| Trasformatore di legame | Realizza lo scambio di potenza tra dispositivi di distribuzione a diversi livelli di tensione; solitamente autotrasformatori o trasformatori a doppio avvolgimento. Se è necessaria l'autoalimentazione, viene utilizzato un trasformatore a tre avvolgimenti (l'autoalimentazione viene prelevata dall'avvolgimento di bassa tensione). |
Abbinamento della capacità del generatore (per centrali elettriche)
- Capacità del singolo generatore > 200 MW: è necessario utilizzare trasformatori elevatori a doppio avvolgimento.
- Capacità del singolo generatore < 100 MW: trasformatori opzionali a doppio o a tre avvolgimenti.
3. Dispositivi di controllo, misurazione, segnale, protezione e automazione
Rappresentano il "cervello" e il "sistema nervoso" della sottostazione, garantendo il funzionamento sicuro, il monitoraggio e la gestione dei guasti delle apparecchiature elettriche. Sono per lo più situati nell'edificio di controllo principale (sala) della sottostazione.
① Dispositivi di controllo
- Modalità di controllo: Controllo uno a uno (singolo dispositivo controllato in modo indipendente) e controllo della selezione della linea (controllo batch di più dispositivi in una linea).
- Alimentazione elettrica: Diviso in corrente forte (110–220 V) e corrente debole (48 V e inferiore).
② Dispositivi di protezione
Classificati in base all'oggetto di protezione, garantiscono l'isolamento dei guasti per ridurre al minimo le perdite:
- Protezione delle principali apparecchiature (per trasformatori, bus, ecc.).
- Protezione di linea (per linee di trasmissione in entrata/uscita).
- Protezione del bus (per le barre collettrici, il cuore della distribuzione di energia).
③ Dispositivi di misurazione
- Tipi: Misurazione convenzionale (parametri di base come tensione, corrente) e misurazione selettiva (monitoraggio mirato dei nodi chiave).
- Funzione: Visualizza tutti i parametri elettrici necessari per supportare l'analisi del funzionamento.
④ Dispositivi di segnalazione
- Moduli: Segnali acustici (allarmi) e luminosi (indicatori luminosi).
- Alimentazione elettrica: Diviso anche in corrente forte e corrente debole, utilizzato per indicare lo stato di funzionamento dell'apparecchiatura (normale/anormale).
⑤ Dispositivi automatici
Completare automaticamente le operazioni in condizioni anomale per mantenere la stabilità della rete:
- Tipi comuni: dispositivo di alimentazione di backup automatico (passa all'alimentazione di backup quando l'alimentazione principale si interrompe), dispositivo di riarmo automatico (tenta di ricollegare le linee dopo guasti temporanei).
Edificio di controllo principale (sala) e alimentazione del circuito secondario
- Specifiche dell'edificio di controllo principale (sala): Le sottostazioni da 330 kV e superiori hanno solitamente un edificio di controllo principale a tre piani; quelle da 220 kV e inferiori utilizzano una sala di controllo principale a un solo piano; le sottostazioni non presidiate hanno solo una piccola e semplice sala di controllo.
- Alimentazione del circuito secondario: Impianti di controllo e protezione dell'alimentazione, tra cui alimentazione a batteria CC (utilizzata nelle sottostazioni da 220 kV e superiori), alimentazione a raddrizzatore composto, alimentazione a condensatore per l'accumulo di energia e alimentazione secondaria CA (utilizzata nelle sottostazioni non importanti da 110 kV e inferiori).
4. Strutture di comunicazione
Responsabile della trasmissione dati tra la sottostazione e il centro di distribuzione della rete, nonché della comunicazione interna delle apparecchiature. Il tipo di comunicazione è determinato dal livello di tensione della sottostazione.
Modalità di comunicazione comuni e ambito di applicazione
| Modalità di comunicazione | Applicazione nelle sottostazioni |
|---|---|
| Comunicazione a microonde | Installato principalmente in sottostazioni da 330 kV e oltre. |
| Comunicazione del vettore | Utilizzato nelle sottostazioni da 220 kV e superiori; applicabile anche a 220 kV e inferiori. |
| Comunicazione in fibra ottica | Ampiamente utilizzato nelle sottostazioni da 330 kV e oltre e da 220 kV e inferiori (elevata stabilità e ampia larghezza di banda). |
- Collocamento: Le sottostazioni in genere non costruiscono edifici di comunicazione indipendenti; le strutture di comunicazione sono collocate nella sala comunicazioni dell'edificio di controllo principale (sala).
5. Dispositivo di compensazione
Utilizzato per risolvere problemi di bilanciamento della potenza reattiva, stabilità del sistema e capacità di trasmissione della linea, garantendo il funzionamento economico e sicuro della rete elettrica.
| Tipo di dispositivo di compensazione | Scopo principale e applicazione |
|---|---|
| Batterie di condensatori shunt/regolatori sincroni | Bilanciare la potenza reattiva all'interno dell'intervallo di alimentazione della sottostazione, migliorare il fattore di potenza e ridurre la perdita di energia. |
| Reattori di shunt | Compensa la potenza di carica delle linee di trasmissione a lunga distanza, sopprime la sovratensione e stabilizza la tensione di linea. |
| Banchi di condensatori in serie | Migliorare la stabilità del sistema e potenziare la capacità di trasmissione delle linee elettriche (installati quando è necessario aumentare la capacità di trasmissione della linea). |
IL NOSTRO CERTIFICATO
I NOSTRI PROGETTI
