Utilidad de China del NorteMira hacia adelante 20 Aos

Tianjin crecimiento del sistema de distribucin empuja planificadores para aumentar la tensin y la capacidad de la subestacin.

UBICADO EN CHINA DEL NORTE, Tianjin es un municipio Directamente bajo la central chinoGOBIERNO. Alimentado por una red de anillo conectado 500 kV que une la central elctrica y de la red elctrica del norte de China, la red elctrica de Tianjin se extiende a algunos 11.900 kilmetros cuadrados (4.595 millas cuadradas).

El centro de la ciudad comprende los mbitos poltico, financiero, comercial y las reas culturales de la ciudad y una poblacin de 3,8 millones. Hay 13 subestaciones de 220 kV y 70 subestaciones de 35 kV centro de la ciudad. Cada subestacin de 220 kV contiene tres Transformadores de 220/35 / 10 kV con 150 / 150/70 MVA rating. Por lo tanto, en cada rea de 3 kilmetros cuadrados (1,2 millas cuadrados) de la ciudad, a la media capacidad disponible es de 60 MVA. Las redes de distribucin urbanas son suministrados por las subestaciones de 220 kV equipados con transformadores que tiene voltajes secundarios de 35 kV y 10 kV, la tensin de niveles de uso comn para las redes regionales.

De acuerdo con el plan de Tianjin Electric Power Co. para el prximos 20 aos, 13 a 15 subestaciones de 220 kV se construirn y 70 a 75 subestaciones de 35 kV se construirn o aumentaron capacidad ser instalada en subestaciones existentes. Por lo tanto, a suministrar la demanda de carga se predijo, una subestacin de 35 kV estar requerido por cada 1,5 kilmetros cuadrados (0,6 millas cuadradas). En el ao 2030, la capacidad total instalada ser de entre 12.600 MVA a14 000 MVA en la subestacin de 220 kV en la zona del centro a satisfacer la demanda esperada de 7.000 MW. Para satisfacer la esperada demandas de carga de futuro, las decisiones tcnicas en la red desarrollo se basa en los siguientes factores interrelacionados:

Nivel de tensin Red Nmero de subestaciones Nmero de circuitos de salida seleccin de equipos de distribucin.

Un gran nmero de cuestiones ambientales vinculadas a la tierra de uso, incluyendo la provisin de espacio para el refuerzo en una fecha posterior y el control de ruido, tambin forman parte del proceso de toma de decisiones, que precede a la seleccin de la ptima solucin econmica.

Influencia de la cargaDENSIDAD DE NIVEL DE VOLTAJE

El diseo de una red de distribucin deberan considerar el vigente densidad de carga y la carga a largo plazo densidad, determinada por el anual crecimiento de la demanda. Por lo tanto, lainfl densidad de carga de rotura necesitar considerar la actualizacin de la existente tensin de la red, el nmero de subestaciones y circuitos de salida.La red de distribucin vara la densidad de carga est vinculado a la construccin el desarrollo, la diversidad cliente (es decir, el porcentaje de industrial, los consumidores comerciales y domsticos)y varias cuestiones sociales. En las zonas de alta densidad de carga, que se caracteriza por 7 kW / Km al 8 kW / km cuadrados, y considerando el estndar de fiabilidad N-1, las subestaciones de 220 kV podra ser equipado con transformadores 140/ 150 MVA con ser los usuarios finales suministrada por 10 kV o 35 kV alimentadores. Sin embargo, la exclusiva uso de alimentadores de 10 kV para tales usuarios de alta demanda no es adecuada por razones de fiabilidad.

En las zonas donde la densidad de carga es menor (km 2 kW / m a 3 kW / km), y teniendo en cuenta la norma N-1 y el sistema flexibilidad requisitos, la carga podra satisfacerse mediante la instalacin de tres transformadores 20 MVA, 35/10 kV. Esta disposicin cumple diversas demandas de los consumidores y las restricciones econmicas; Por lo tanto, 10 kV y 35 kV son las tensiones preferidos para los usuarios finales.

Una red de distribucin de 35 KV

Los dos voltajes secundarios utilizados en los principales transformadores de 220 kV son 35 kV y 10 kV. Los alimentadores de 10 kV suministran cerca reas de 1 km cuadrados a 2 kilmetros cuadrados (0,4 millas cuadradas a 0,8 millas cuadradas). La Alimentadores de 35 kV suministran subestaciones de 35 / 10 kV ubicadas en un centro de carga equipado con tres transformadores de 20 MVA 35 / 10 kV, suministrando as la red de 10 kV a travs de transformadores de baja tensin de distribucin para los consumidores con demanda menores a 3 MVA. Las demandas del consumidor mayor de 3 MVA son normalmente suministrada directamente a travs de barras de 35 kV de la subestacin de 220 kV o indirectamente a travs de una subestacin de distribucin de 35 kV.

La duracin media de un alimentador de 10 kV, incluyendo la principal lnea y espuelas controlado por un interruptor de circuito de 10 kV en la subestacin, es alrededor de 4 km (2,5 millas). Por lo tanto, con una subestacin de distribucin 35 / 10- kV por kilmetro cuadrado, la longitud del alimentador principal est a menos de 2 km (1,25 millas) y la corriente la capacidad de carga es inferior a 630 A. Tal disposicin es econmica y la perdida de lnea es optima.

En Tianjin, una subestacin de distribucin interior 35/10 kV ocupa un rea de 35 m por 25 m (115 pies por 82 pies) y es a menudo colocado en el stano de los edificios.La adopcin de una red de distribucin de 20 kV podra reemplazar las redes de 35 kV y 10 kV, pero, aunque esto reducir las prdidas del sistema, se necesitaran muchos aos para desarrollarse. Para ejemplo, en Pars, Francia, la capacidad mxima de un transformador principal 220 / 20- kV es 70 MVA. EDF (Paris) unifi cado los distintos niveles de tensin a 20 kV - una fi modificacin financiado por el la utilidad y los consumidores sobre una base de 50-50 en un programa que tard 30 aos en completarse.

OBJETIVO DE LA ESTRUCTURA DE LA RED Despus de confirmacin del nivel de tensin, el Tianjin Electric Power Co. considera la densidad de carga. El centro de la ciudad Tianjin tiene una superficie de alrededor de 334 kilmetros cuadrados (129 millas cuadradas), con una densidad de carga de la planificacin de entre 20 MW / km cuadrados a 30 MW / kilmetros cuadrados, creando una demanda mxima de 6,500 MW.

Para cumplir la norma N-1 se utiliza para proporcionar la fiabilidad del sistema, ser necesario instalar una capacidad total del transformador de 13.000 MVA. Asumiendo una demanda media de unos 1,5 kW por persona para la poblacin prevista en el rea del centro de la ciudad de 4,3 millones, el suministro de esta demanda requerir la instalacin de 34 subestaciones de 220 kV o, alternativamente, la inversin en capacidad adicional en subestaciones existentes.

El desarrollo de la red de distribucin requerir los programas de construccin de encargar nuevas subestaciones de 220 kV que inicialmente suministrar una carga equivalente a una tercera parte de una subestacin de capacidad final. Planificacin considerable es necesario para garantizar las nuevas subestaciones tienen la capacidad adecuada en trminos del nmero de lneas de salida y la trmica calificaciones.

El Tianjin Electric Power Co. utiliza dos diseos para su Subestaciones de 220 kV que son muy compactos, que ocupan una superficie de entre 6.000 metros cuadrados a 7.000 metros cuadrados (64.583 pies cuadrados a 75,347 pies cuadrados).

Los diseos son los siguientes:

subestaciones claves que son de anillo conectada y equipada con dos a cuatro transformadores de 220 kV para suministrar las cargas locales y dos circuitos para subestaciones de transferencia de 220 kV ubicadas en el afueras

subestaciones de transferencia que estn equipadas con tres Transformadores de 220 kV, 150 MVA con dos transformadores de suministro de la carga local. El tercer transformador se suministra desde una alternativa Subestacin de 220 kV y conectado como una lnea-transformador banco. La carga en los tres transformadores es equilibrada por la barras de 35 kV de la subestacin.

En el caso de un fallo del transformador 150-MVA, por lo menos seis alimentadores dentro de dos subestaciones de 220 kV estn disponibles para transferir la carga. Cada suministros de alimentacin interconectados entre dos y tres subestaciones de 35 / 10 kV, por lo que cada subestacin 35/10 kV tiene un poder fuente de ms de una subestacin de 220 kV.

Todas las subestaciones de distribucin de 35 kV estn diseados para la instalacin de tres de 20 MVA, transformadores 35/10 kV. A menudo, dos transformadores se instalan inicialmente y el tercero se aade despus, aunque el juego de barras de 10 kV para la disposicin de tres transformadores se instala en un principio, ocupando una superficie de entre 6.000 metros cuadrados a 7.000 metros cuadrados. Cada 35/10 kV con transformador dos alimentadores de 10 kV.

La subestacin de 220 kV estndar est equipada con bahas de 30 de 35 kV, de los cuales 24 bahas se utilizan para los alimentadores de salida. Entre 15 y 18 bahas se utilizan para alimentadores que suministran subestaciones 35 / de 10 kV y grandes consumidores de energa, siendo el resto utilizado para las interconexiones de red de 35 kV.

EQUIPO DE LA SUBESTACIN

La seleccin de los equipos es un factor clave en la tcnica desarrollo y construccin de una red de distribucin. La velocidad de carga de los transformadores de distribucin de 10 kV en el centroTianjin es de 40% o menos durante el perodo fuera de punta con el fin de evitar la sobrecarga en la demanda de verano. Adems, la distribucin transformadores utilizados en zonas residenciales deben tener un nivel de ruido de menos de 45 dB a 50 dB. La reduccin del transformador la prdida y el bajo nivel de ruido son los problemas importantes que necesitan una rentable solucin. La reduccin de ruido para el transformadores 220-kV principales debe primero ser resueltos a superar cualquier obstculo en la construccin de subestaciones en la zona centro.

PROBLEMAS CON LOS CABLES

La seleccin de rutas para los circuitos de la red de distribucin en las zonas urbanas es cada vez ms una dificultad, creando conflicto con autoridades de planificacin e infraestructura. En Tianjin, hay ms de 90 cables de entrada o salida para cada subestacin de 220 kV que requieren varias aberturas de carretera para cables. Los cables de 220 kV desde la subestacin clave para la subestacin de transferencia estn ahora en cmaras de hormign, pero ms de 80% del centro de cables son cables de 35 kV y 10 kV. El creciente uso de cables ha dado lugar a un cambio en el modo de puesta a tierra neutral, desde neutral de puesta a tierra de compensacin a neutro de baja resistencia puesta a tierra en la red de media tensin.

SEGUIMIENTO Y CONTROL DE LA SUBESTACIN

El control centralizado de las subestaciones se limita a la operacin de los interruptores. La operacin de seccionadores de puesta a tierra en subestaciones todava requiere en el sitio conmutacin manual, prolongando el tiempo total de conmutacin. Para darse cuenta de eficiencia y beneficios mejorado, se requiere ms inversin en varias reas: vigilancia y control de transformador sistemas de refrigeracin; seguimiento y control de los interruptores a distancia y conmutadores de puesta a tierra; seguimiento y control de remoto dispositivos de corriente continua; seguimiento automtico de bobinas de extincin de arco; y automtica la conexin y desconexin de condensadores e inductores.

AUTOMATIZACIN DE LA DISTRIBUCIN

Automatizacin de la distribucin es un proyecto de sistema que debe ser logrado a travs de las etapas. Nuevas subestaciones de distribucin se construyen segn la red planificada, por lo que la capacidad / relacin de carga de la red de distribucin alcanza 2.0 y subestaciones tener suficiente saliente alimentadores para crear la posibilidad de que la distribucin de la reconstruccin de la red. En esta etapa, el equipo utilizado para la subestacin debe ser miniaturizado, compacta con un mnimo de prdidas satisfacer las normas ambientales para guardar espacio, energa y proteger el medio ambiente. Las redes de distribucin deben ser rediseados y reconstruido para establecer una conexin en anillo a la red para mejorar la fiabilidad del sistema.Alimentadores de anillo conectado slo debera suministrar siete a ocho transformadores para reducir el rango de corte para acortar la culpa-restauracintiempo. Se debe instalar una unidad de transmisin de falla en cada alimentador. La instalacin de una sistema de comunicacin eficaz transmitir las seales de la unidad de transmisin de fallo para los datos de error del centro de despacho y de sistema de los consumidores. El sistema tambin debe tener una instalacin de seal de realimentacin desde el despachadoren el control para operar remotamente el equipo de acuerdo con la operacin del sistema y los requisitos de gestin el lado de la demanda.

COMPACTO, EQUIPO DE ALTA DENSIDAD

Los interruptores de vaco de 35 kV han causando muchos problemas de voltaje, por lo que laTianjin Electric Power Co. reemplazar ellos con interruptores de SF6. El circuito de SF6 interruptor es compacto, ahorra espacio. Sin embargo, en el la investigacin y la fase de desarrollo, la apertura, swicheado integrado, utilizar menos gas SF6 de las subestaciones normales con aislamiento de gas, para satisfacer los Protocolos de Kyoto. Subestaciones aisladas en gas compactos, interruptores de circuitos integrados, transformadores y desconexin actuales interruptores juntos reducir el espacio requerido para una subestacin. Esto permitir que el Tianjin Electric Power Co. para aumentar la capacidad de una subestacin existente por un factor de 1.5, cuando est equipado con el nuevo equipo. De esta manera, la capacidad actual de la red de distribucin se puede aumentar sin la construccin de nuevas estaciones de distribucin.

Xue Jin es un proffesor ingeniero senior y ex vice gerente general de la Tianjin Electric Power Co. en China. Actualmente, Jin es el vice-presidente de la Distribucin de Energa Urbana Comit de la Sociedad China de Ingeniera Elctrica.