При выборе подстанций коробчатого типа европейские и американские подстанции коробчатого типа часто представляют собой пару вариантов, которые необходимо тщательно взвесить. Если трансформаторные подстанции американского типа выигрывают благодаря своей чрезвычайной компактности и удобству, то трансформаторные подстанции европейского типа стали основным выбором для общественных распределительных сетей, промышленных парков, коммерческих комплексов и различных сценариев многоконтурного электроснабжения с более четким функциональным зонированием, большей гибкостью расширения и более полными системами защиты. Коробчатый трансформатор европейского типа, также известный как сборная подстанция, имеет свою концепцию дизайна, заимствованную из Европы. Его суть заключается в размещении распределительных устройств высокого-напряжения, силовых трансформаторов и распределительного оборудования низкого-напряжения в трех полностью независимых отсеках, строго разделенных металлическими перегородками между каждым отсеком и оснащенных независимыми рабочими каналами и системами вентиляции. Такая архитектура с разделением на три комнаты позволяет европейскому блочному трансформатору демонстрировать беспрецедентные преимущества с точки зрения эксплуатационной надежности, удобства обслуживания и адаптивности нагрузки по сравнению с другими интегрированными решениями.
С точки зрения внутренней структуры высоковольтная камера европейских блочных трансформаторов обычно оснащена выключателями нагрузки, предохранителями или комбинациями автоматических выключателей, которые могут быть подключены к блоку кольцевой сети или терминальному блоку в соответствии с потребностями пользователя, поддерживая несколько входящих и исходящих линий, создавая таким образом структуру источника питания кольцевой сети с ручным-внутри-ручным управлением. Трансформаторы масляного или сухого-типа могут быть установлены внутри трансформаторного помещения, а метод отвода тепла может быть адаптирован к естественному охлаждению или принудительному воздушному охлаждению. Также имеются независимые устройства контроля и защиты температуры. В помещении низкого-напряжения размещается такое оборудование, как главные входящие автоматические выключатели, несколько отходящих автоматических выключателей в литом корпусе, конденсаторные батареи для компенсации реактивной мощности и измерительные приборы. Количество отходящих цепей можно гибко увеличивать или уменьшать в зависимости от фактической нагрузки. Благодаря полной изоляции трех отсеков обслуживающий персонал в помещении низкого-низкого напряжения не будет подвергаться воздействию электромагнитных полей и тепла со стороны высокого-напряжения или стороны трансформатора во время операций по техническому обслуживанию; Напротив, при замене высоковольтного предохранителя или обслуживании выключателя нагрузки нет необходимости отключать все отходящие линии на стороне низкого-напряжения. Такая компоновка с четкими функциональными границами особенно подходит для сценариев применения, в которых предъявляются строгие требования к непрерывности электропитания, безопасному рабочему пространству и удобству обслуживания.
На уровне установки и развертывания, хотя занимаемая площадь европейских боксовых трансформаторов обычно немного больше, чем у американских, системные выгоды, которые они приносят, часто достаточны, чтобы компенсировать эту разницу. Перед отправкой с завода европейский коробчатый трансформатор выполнил всю проводку и отладку внутренних первичных и вторичных цепей. На месте необходимо изготовить только плоскую бетонную фундаментную площадку, поднять на место корпус короба, а также подключить входящие и отходящие кабели и сеть заземления, прежде чем его можно будет ввести в эксплуатацию. Трансформатор европейского типа мощностью 1000 кВА от распаковки до передачи электроэнергии обычно занимает не более трех дней, тогда как традиционная строительная подстанция такой же мощности требует срока строительства не менее двух-трех месяцев. Что еще более важно, европейский трансформатор коробчатого типа обладает хорошей масштабируемостью -, когда будущий рост нагрузки требует добавления отходящих цепей или модернизации устройств защиты, строительный персонал может напрямую добавлять модули переключателей в помещении с низким-напряжением или добавлять блоки кольцевой сети в помещении с высоким-напряжением, без необходимости перемещать коробку или вызывать масштабные-отключения электроэнергии на протяжении всего процесса. Эта «модульная» особенность делает подстанции коробчатого типа европейского типа особенно подходящими для распределительных узлов при среднесрочном и долгосрочном-планировании городского развития, избегая неловкой ситуации «строительства на полную мощность и расширения за счет сноса и реконструкции».
С точки зрения безопасности трансформаторные подстанции европейского типа соответствуют более строгим принципам человеко-машинной изоляции. Каждое функциональное помещение оснащено независимыми каналами сброса давления, которые могут сбрасывать давление направленно в случае возникновения внутренней дуги, избегая вреда соседним отсекам и операторам. Уровень защиты корпуса обычно достигает IP43–IP54, а корпус изготовлен из высококачественной-холоднокатаной-стали или пластины с алюминиево-цинковым покрытием, обработанной двойным-слойным напылением и обладающей хорошей коррозионной стойкостью и устойчивостью к ультрафиолетовому излучению. Трансформаторные помещения обычно оборудуются устройствами вентиляции с микроположительным давлением или принудительными вытяжными вентиляторами с регулируемой температурой, чтобы гарантировать, что повышение температуры остается в пределах допустимого диапазона во время работы при высоких температурах и полной нагрузке летом. Кроме того, европейский блочный трансформатор может интегрировать интеллектуальные терминалы распределительного трансформатора для сбора данных в реальном времени-о трехфазном напряжении, токе, активной и реактивной мощности, содержании гармоник, а также о температуре и уровне масла в трансформаторе и загружать эту информацию в диспетчерский центр электросети через 4G или оптоволоконные сети. При возникновении однофазного-заземления, перегрузки по току или ограничения температуры терминал может автоматически подавать сигнал тревоги и даже активировать дистанционную защиту с помощью автоматического выключателя. Эта возможность имеет решающее значение для общедоступных распределительных сетей, поскольку операторам сетей необходимо централизованно контролировать сотни или тысячи распределительных узлов одновременно. Любое оборудование без функций дистанционной передачи и управления станет слепым пятном во всей системе автоматизации.
Итак, как нам следует выбирать между европейскими и американскими коробчатыми трансформаторами при фактическом выборе? Для жилых районов с относительно одним типом нагрузки, таких как уличное освещение, небольшие зарядные станции, временные строительные источники питания и т. д., подстанции коробчатого типа американского типа часто имеют значительные преимущества в стоимости из-за чрезвычайно низких требований к занимаемой площади и простых методов доступа. Однако в таких сценариях, как магистральные узлы городских распределительных сетей, крупные промышленные парки, торговые центры, гостиницы, школы и больницы, нагрузка включает в себя как трехфазные симметричные нагрузки, такие как освещение и кондиционирование воздуха, так и ударные нагрузки, такие как лифты, водяные насосы и станки с ЧПУ. Он также может быть подключен к распределенным источникам питания, таким как фотогальваника или накопители энергии, что предъявляет более высокие требования к количеству цепей, выбору защиты и резервам расширения распределительного оборудования. Трансформатор европейского блочного типа легко справляется с такими сложными условиями нагрузки: сторона высокого-напряжения может быть оборудована автоматическим выключателем вместо того, чтобы полагаться только на предохранители, обеспечивая более точные кривые действия сверхтока и функции автоматического повторного включения; На стороне низкого напряжения можно установить несколько наборов измерения ветвей и динамической компенсации реактивной мощности, чтобы гарантировать, что коэффициент мощности остается выше 0,9 и избежать оценок тарифа на мощность и стоимости электроэнергии; Внутри трансформаторного помещения можно зарезервировать дополнительное место для установки для будущего расширения мощности. Гибкость, которую этим боксерам американского стиля трудно сбалансировать, является именно профессиональной областью боксеров европейского стиля.
С точки зрения экспорта внешней торговли система технических стандартов для контейнерных трансформаторов европейского типа также является относительно универсальной и зрелой. Подавляющее большинство европейских рамочных трансформаторов спроектировано и испытано в соответствии с серийными стандартами, такими как IEC 60076 (силовые трансформаторы), IEC 62271 (коммутационные устройства высокого-напряжения) и IEC 61439 (коммутационные устройства низкого-напряжения). Эти стандарты широко приняты в Европейском Союзе, Юго-Восточной Азии, на Ближнем Востоке, в Африке и Латинской Америке, с высокой степенью стандартизации и относительно четкими процессами сертификации. По сравнению с рынком Северной Америки, который требует строгого соблюдения стандартов ANSI/IEEE, целевой экспортный рынок европейских боксовых трансформаторов шире, а клиентская база более разнообразна. Что касается внешнеторговой группы предприятий по производству трансформаторов, если они могут четко объяснить клиентам структурные преимущества европейских блочных трансформаторов в функциональном зонировании, резервировании безопасности и гибкости расширения, а также предоставить разумные предложения по конфигурации схемы для конкретных кривых электрической нагрузки проекта, они могут перейти от простого продавца оборудования к надежному консультанту по решениям распределения.
Таким образом, причина, по которой трансформаторные подстанции европейского типа широко известны во всем мире, заключается не только в их «коробчатой» форме, но и в том, что они успешно интегрировали концепцию систематического проектирования традиционных подстанций в передвижные, сборные и быстро развертываемые промышленные изделия. Компания нашла точку баланса между компактностью и функциональностью, которая больше подходит для средних и крупных распределительных сетей, сохраняя при этом логику безопасной эксплуатации разделенных подстанций и используя экономические преимущества комплексного оборудования. Когда ваши клиенты сталкиваются с проектом, в котором необходимо сбалансировать текущее энергоснабжение и будущий рост, разместить несколько исходящих линий и удаленный мониторинг, возможно, им следует подумать: следует ли им стремиться к максимальной минимизации занимаемой площади или сделать более надежное резервирование для долгосрочного-удобства в эксплуатации и обслуживании, а также гибкости при расширении и обновлении мощностей? Для большинства сценариев общественного распределения, а также сложных промышленных и коммерческих сценариев философия проектирования «умеренного резервирования, четкого зонирования и простоты обслуживания», представленная европейскими блочными трансформаторами, часто является более проверенным временем ответом.
