Những hiểu biết chính về Hệ thống và Thiết bị điện trung thế

Hãy tưởng tượng nhu cầu điện hàng ngày của chúng ta giống như giao thông nhộn nhịp của một thành phố.Hành trình từ nhà máy điện đến các hộ gia đình không phải là một đường thẳng mà là một mạng lưới phức tạp và được thiết kế chính xác giống như hệ thống đường phố với đường cao tốc của họỞ trung tâm của cơ sở hạ tầng điện này là hệ thống điện điện áp trung bình (MV),phục vụ như một liên kết quan trọng giữa các mạng lưới truyền tải điện áp cao và mạng lưới phân phối điện áp thấp.

Trước khi khám phá các hệ thống điện áp trung bình, điều cần thiết là nắm bắt khái niệm về mức điện áp.đo lực thúc đẩy điện tích tương tự như áp suất nước trong đường ốngĐiện áp cao hơn có nghĩa là lực lớn hơn có khả năng di chuyển một lượng lớn điện tích.

• Điện áp cao (HV):Thông thường 100 kilovolts (kV) trở lên. Được sử dụng cho truyền tải cỡ lớn, cỡ lớn từ các nhà máy điện lớn đến các trạm phụ khu vực, giảm thiểu tổn thất đường dây và tối đa hóa hiệu quả.
• Điện áp trung bình (MV):Từ 1 kV đến 36 kV. Là xương sống cho phân phối điện đô thị và khu vực, kết nối các trạm chuyển tải với các trạm phân phối hoặc người dùng thương mại / công nghiệp lớn.
• Điện áp thấp (LV):Dưới 1 kV. Cung cấp điện trực tiếp cho người sử dụng nhà ở và thương mại nhỏ - điện 220V hoặc 380V mà chúng ta sử dụng hàng ngày.

Các hệ thống điện áp điện áp trung bình hoạt động trong phạm vi 1 kV đến 36 kV, tạo thành cầu nối quan trọng giữa các mạng truyền tải và phân phối.Các hệ thống này thực hiện biến đổi điện áp và phân phối điện với các đặc điểm chính này:

• Chức năng cầu nối:Chuyển đổi điện áp cao sang cấp điện áp trung bình phù hợp cho phân phối địa phương.
• Sự phức tạp của mạng:Thông thường sử dụng các cấu hình mạng vòng hoặc quang để tăng độ tin cậy.
• Sự đa dạng điện áp:Tiêu chuẩn chung bao gồm 6 kV, 10 kV, 20 kV và 35 kV, khác nhau theo khu vực.
• Loại thiết bị:Bao gồm bộ biến áp, thiết bị chuyển mạch, bộ ngắt mạch, cáp và hệ thống bảo vệ.

Cơ sở hạ tầng điện áp trung bình bao gồm các thiết bị chuyên dụng làm việc phối hợp để đảm bảo cung cấp điện an toàn, đáng tin cậy:

Các trung tâm thần kinh của hệ thống, nơi điện áp cao chuyển thành điện áp trung bình, có bộ biến áp, thiết bị chuyển mạch, dây chuyền bảo vệ và hệ thống điều khiển.

Các nút cuối giảm điện áp cho người tiêu dùng địa phương, có chứa thiết bị tương tự như trạm phụ ở quy mô nhỏ hơn.

Các tập hợp tích hợp để điều khiển và bảo vệ mạch, kết hợp các bộ ngắt mạch, công tắc ngắt kết nối, biến áp dòng và rơle bảo vệ.

Các thành phần an toàn quan trọng làm gián đoạn dòng lỗi.

Các dây dẫn cách nhiệt cho phân phối dưới lòng đất và trên không, thường sử dụng cách nhiệt polyethylene liên kết chéo (XLPE).

Các hệ thống MV sử dụng cả hai biến thể ngâm dầu (tốt hơn làm mát) và loại khô (an toàn hơn cho sử dụng trong nhà).

Có sẵn trong các thiết kế cố định (hiệu quả về chi phí) hoặc có thể rút ra (dễ bảo trì hơn), với các loại cách nhiệt bao gồm:

• Không khí cách nhiệt (đơn giản nhưng tốn nhiều không gian)
• Khép kín khí (thêm nhỏ, sử dụng SF6)
• Khép kín bằng chất rắn (lựa chọn thân thiện với môi trường đang nổi lên)

Chuyển đổi từ các bộ ngắt chân chân chân không hiện đại (không cần bảo trì, có tuổi thọ dài) và các bộ ngắt chân SF6 (đối với công suất cao hơn).

Các hệ thống tiên tiến theo dõi các thông số và phản ứng với các bất thường bằng:

• Phương tiện chuyển tiếp bảo vệ (nhiều dòng, chênh lệch, bảo vệ khoảng cách)
• Hệ thống SCADA để giám sát/kiểm soát từ xa
• Khả năng định vị lỗi và cách ly

Ngành này đang trải qua sự chuyển đổi đáng kể do:

• Tích hợp lưới điện thông minh:Các cảm biến tiên tiến và truyền thông cho phép các mạng tự chữa lành và tối ưu hóa thời gian thực.
• Khả năng khử carbon:Việc loại bỏ dần các thiết bị SF6 do các mối quan tâm về môi trường, áp dụng các lựa chọn thay thế cách điện rắn.
• Nguồn năng lượng phân tán:Để phù hợp với việc sản xuất năng lượng mặt trời / gió ở mức MV đòi hỏi quản lý lưới tiên tiến.
• Số hóa:Bảo trì dự đoán sử dụng cảm biến IoT và phân tích AI.

Khi mạng lưới phát triển hướng tới trí thông minh và bền vững, cơ sở hạ tầng MV cho phép:

• Tích hợp liền mạch của hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời và pin cộng đồng
• Điều chỉnh điện áp động cho chất lượng điện
• Khám phá lỗi tự động / cô lập cho độ tin cậy
• Phối hợp đáp ứng nhu cầu với người tiêu dùng lớn

Lớp cơ sở hạ tầng quan trọng này sẽ tiếp tục phát triển khi điện hóa mở rộng và sự thâm nhập của các nguồn tái tạo tăng lên, đảm bảo cung cấp điện đáng tin cậy trong khi thích nghi với các thách thức năng lượng của thế kỷ 21.