Kokia yra dėžinių pastočių Europoje, JAV ir Kinijoje techninė analizė?

Elektros inžinierių požiūriu, Europos, Amerikos ir Kinijos (kinų stiliaus) konteinerinės pastotės yra trys skirtingi techniniai metodai, pagrįsti skirtingais tinklo standartais, geografine aplinka ir rinkos poreikiais. Pagrindiniai skirtumai slypi keturiuose pagrindiniuose aspektuose: struktūrinė integracija, apsaugos konfigūracijos, šilumos valdymo projektavimas ir standartizacijos sistemos. Šie skirtumai lemia skirtingus taikymo scenarijus ir evoliucijos trajektorijas.

Amerikietiško tipo pastotės teikia pirmenybę kompaktiškumui ir ekonomiškumui, kad būtų galima plačiai naudoti; Kita vertus, Europos pastotės pabrėžia pažangų aplinkosauginį veiksmingumą ir estetiškai patrauklų integruotą dizainą; kadangi Kinijos pastotės dažnai priima pragmatiškus hibridinius sprendimus, kurie subalansuoja jų integracijos, sąnaudų ir dizaino skirtumus. Šie skirtumai turi didelę įtaką mastui, konstrukcinei sudėčiai, vidinei konstrukcijai, pagrindinės įrangos konfigūracijai, saugos ypatybėms, įrengimo ir priežiūros būdams ir galiausiai pastočių tinkamumui konkrečioms reikmėms.

Toliau pateikiama išsami analizė iš trijų perspektyvų: techninės detalės, taikymo scenarijai ir ateities tendencijos.

I. Išsamus trijų pagrindinių tipų techninės informacijos palyginimasDėžutės tipo pastotės

1. EuroposDėžutės tipo pastotės (Europos stiliausDėžutės tipo pastotės, ES/IEC standartai)

Pagrindinis apibrėžimas: atitinka IEC 62271-202 ir IEC 61330 standartus, šios pastotės turi nepriklausomą trijų skyrių modulinę struktūrą ir yra visame pasaulyje dominuojanti forma.Dėžutės tipo pastotės.

(1) Struktūra ir išdėstymas

· Trys visiškai nepriklausomi skyriai: aukštos įtampos skyrius, transformatoriaus skyrius ir žemos įtampos skyrius yra visiškai atskirti metalinėmis pertvaromis ir sudaro „目“ arba „品“ formos išdėstymas.

· Aptvaras ir apsauga: Dvisluoksnės plieninės plokštės su poliuretano izoliacijos sluoksniu; apsaugos klasė IP54–IP55; stiprios dulkėms, vandeniui ir kondensatui atsparios savybės.

· Reikalavimai pamatams: reikalinga standartinė kabelių tranšėja, nepriklausomas pamatas ir rezervuotas techninės priežiūros praėjimas (≥800 mm).

(2) Pagrindinio komponento konfigūracija

· Aukštos įtampos pusė: Standartinė konfigūracija apima SF6 žiedinius pagrindinius blokus arba oro izoliuotus skirstomuosius įrenginius, integruotus su apkrovos pertraukimo jungikliais, izoliaciniais jungikliais, įžeminimo jungikliais ir viršįtampių ribotuvais, turinčiais penkių prevencinių blokatorių.

· Transformatorius: pirmiausia SCB serijos sausojo tipo transformatoriai (lieta epoksidine derva), kurių talpa svyruoja nuo 50kVA iki 2500kVA; priverstinis oro aušinimas (temperatūros valdymas + ašiniai ventiliatoriai).

· Žemos įtampos pusė: ištraukiamieji skirstomieji įrenginiai, įskaitant rėminius grandinės pertraukiklius, išmanųjį kondensatoriaus kompensavimą, išmaniuosius skaitiklius ir apsaugos nuo viršįtampių modulius, pasižyminčius išskirtiniu masteliu.

· Apsaugos sistema: Aukštos įtampos pusėje yra pasirenkama „apkrovos jungiklis + saugiklis“ arba apsauga nuo grandinės pertraukiklio (apsauga nuo viršsrovių, momentinių, perkrovų ir įžeminimo gedimų); žemos įtampos pusėje yra visapusiška paskirstymo apsauga.

(3) Pagrindinės techninės charakteristikos

· Sauga: Nepriklausomi skyriai su stipria lanko gedimų izoliavimo galimybe (vidinis lanko atsparumas 20kA/0,5s).

· Priežiūra: kiekvienas įrenginys gali būti išjungtas atskirai, kad būtų atlikta techninė priežiūra; Žemos įtampos pusės priežiūra gali būti atliekama nenutrūkstant elektros energijos tiekimui.

· Nuostoliai ir energijos vartojimo efektyvumas: Sausojo tipo transformatoriai yra atsparūs ugniai, nesandariai ir mažai triukšmingi, tačiau jų nuostoliai tuščiąja eiga yra šiek tiek didesni nei alyvos pripildytų transformatorių.

· Dydis: didžiausias tos pačios talpos tūris, maždaug 1,5–3 kartus didesnis nei amerikietiško stiliaus vienetų.

2. Amerikietiško stiliausDėžutės tipo pastotė (amerikietiško stiliausDėžutės tipo pastotė, IEEE/ANSI standartai)

Pagrindinė apibrėžtis: atitinka IEEE C57.12.25 ir ANSI C84.1 standartus; turi labai integruotą bendrą korpuso struktūrą, dar vadinamą „kombinuoto tipo transformatoriumi (ZGS).

(1) Struktūra ir išdėstymas

· Integruotas bendras bakas: nėra atskiro aukštos įtampos skyriaus; aukštos įtampos apkrovos jungiklis, saugikliai, atšakų keitiklis ir transformatoriaus šerdis yra panardinti į tą patį alyvos baką.

· Konstrukcija be alyvos: turi visiškai sandarią „alyvos + oro tarpo“ struktūrą, o bakas ir radiatorius yra tiesiogiai atviri, kad šiluma būtų išsklaidyta.

· Korpusas ir apsauga: Vieno sluoksnio plieno plokštė, apsaugos klasė IP34D–IP44, pabrėžianti apsaugą nuo dulkių ir kietų pašalinių objektų.

· Pamato reikalavimai: Paprastas platforminis pamatas; nereikia kabelio tranšėjos; tiesioginės kabelių jungtys.

(2) Pagrindinio komponento konfigūracija

· Aukštos įtampos pusė: alkūninio tipo kabelio kištukas + kištukinis saugiklis + apkrovos jungiklis; visiškai izoliuotas, visiškai ekranuotas ir saugus liesti, supaprastintas iki galo.

· Transformatorius: Pilnai sandarus alyvinis transformatorius, galia 315 kVA–1 600 kVA; transformatorių alyva tarnauja ir kaip izoliacinė, ir kaip aušinimo terpė.

· Žemos įtampos pusė: kompaktiška suformuota grandinės pertraukiklio spinta su supaprastinta apsaugos konfigūracija (perkrova, trumpasis jungimas, žema įtampa).

· Apsaugos sistema: Aukštos įtampos saugikliai apsaugo nuo vidinių transformatoriaus gedimų; žemos įtampos liejinio korpuso grandinės pertraukikliai apsaugo liniją; nėra relinės apsaugos įtaisų.

(3) Pagrindinės techninės charakteristikos

· Kompaktiškumas: minimalus tūris, nuo 1/4 iki 1/3 europietiško tipo įrenginių ir 15–20 % mažesnės sąnaudos.

·Įdiegimas: „Plug-and-play“; montavimo laikas yra tik trečdalis europietiško tipo įrenginių.

· Šilumos išsklaidymo: vėsinimas atvirame ore; didelė perkrovos galia (leidžiama 2 kartus perkrauti 2 valandas).

Apribojimai: techninei priežiūrai reikalingas visiškas elektros energijos tiekimo nutraukimas; aukštos įtampos komponentai yra panardinti į alyvą, todėl remontas po gedimo yra sudėtingas ir gali nutekėti.

3. KinųDėžutės tipo pastotės (Kinų stiliaus / Huashi stiliausDėžutės tipo pastotės, GB standartinis)

Pagrindinė raiška: derinant europietišką moduliškumą su amerikietišku kompaktiškumu, šios pastotės atitinka GB/T 17467-2020 (aukštos įtampos / žemos įtampos).Dėžutės tipo pastotės) ir turi lokalizuotą, modifikuotą trijų skyrių struktūrą.

(1) Struktūra ir išdėstymas

· Trys nepriklausomi, tačiau kompaktiški skyriai: Aukštos įtampos, transformatoriaus ir žemos įtampos skyriai yra atskiri, tačiau turi mažesnius matmenis (atsiranda tarp Europos ir Amerikos standartų).

· Optimizuotas išdėstymas: daugiausia „目” formos, vienos eilės išilginis išdėstymas (atitinka IEEE elektromagnetinio suderinamumo reikalavimus), pritaikytas Kinijos elektros tinklų įrengimo standartams.

· Korpusas ir apsauga: Dvisluoksnė plieno plokštė, IP44–IP54, padidintas atsparumas korozijai, atsparumas seisminiam (sukurtas seisminiam intensyvumui IX) ir atsparumas aukštai temperatūrai (-25°C iki +40°C).

(2) Pagrindinio komponento konfigūracija (patobulinta lokalizacija)

· Aukštos įtampos pusė: standartinė konfigūracija apima vidaus gamybos oro izoliaciją / SF6 žiedinius pagrindinius blokus, suderinamus su Europos grandinės pertraukiklių sprendimais ir amerikietiškais alkūninių kištukų sprendimais.

· Transformatoriai: Sauso tipo arba alyvoje panardintų modelių pasirinkimas (SCB14/S15, 1 energijos vartojimo efektyvumo klasė); padidintas trumpojo jungimo atsparumas (10 kV/25 kA/3 s, viršijantis IEC standartą 20 kA/2 s).

· Žemos įtampos pusė: integruotas išmanusis energijos paskirstymas, automatinis reaktyviosios galios kompensavimas, harmonikų mažinimas ir nuotolinis stebėjimas, pritaikytas Kinijos paskirstymo tinklo automatizavimo reikalavimams.

· Apsaugos sistema: dviguba perteklinė apsauga, su aukštos įtampos saugikliais + automatiniais pertraukikliais kaip atsargine apsauga; su neelektrinėmis apsaugos funkcijomis, tokiomis kaip perkaitimas, dujos ir slėgio mažinimas.

(3) Pagrindinės techninės charakteristikos

· Pritaikymas: visiškai suderinamas su Kinijos 10kV/20kV skirstomaisiais tinklais, trumpojo jungimo lygiais ir įžeminimo konfigūracijomis.

· Ekonomiškumas: mažesnė kaina nei europietiško dizaino, didesnis patikimumas nei amerikietiško dizaino.

· Intelektas: standartinis daiktų interneto stebėjimas (telemetrija, nuotolinis valdymas ir nuotolinis valdymas), palaiko IEC 61850 protokolą.

Trijų pagrindinių dėžės tipo pastočių techninių parametrų palyginimas

II. Tikslus taikymo scenarijų atitikimas (elektros inžinierių atrankos kriterijai)

1. Europos stiliaus taikymo scenarijaiDėžutės tipo pastotės

Pagrindiniai atrankos kriterijai: didelis patikimumas, didelis saugumas, didelis mastelio keitimas ir aplinkos tvarumas kaip prioritetas

· Miesto centrai / Orientuoti pastatai: Komerciniai kompleksai, itin aukšti pastatai, CBD (gaisrinė sauga, mažas triukšmas, kraštovaizdžio integracija).

· Pramoninės / didelio patikimumo apkrovos: duomenų centrai, tiksli gamyba, tranzitas geležinkeliu, ligoninės (nepertraukiamas maitinimas, priežiūra be elektros energijos tiekimo nutraukimo).

· Atsinaujinančios energijos tinklo integravimas: Vėjo energijos / PV pastotės (harmonijos mažinimas, reaktyviosios galios kompensavimas, protingas stebėjimas).

· Aplinkai jautrios zonos: mokyklos, gyvenamieji rajonai, vaizdingos vietos (nėra alyvos nutekėjimo, sausos izoliacijos).

2. Taikymo scenarijai JAVDėžutės tipo pastotės

Pagrindiniai atrankos kriterijai: maža kaina, greitas diegimas, itin ribota erdvė

· Šiaurės Amerikos elektros tinklas: vietiniai paskirstymo tinklai JAV ir Kanadoje (atitikimas standartams).

· Senesnių gyvenamųjų vietovių atnaujinimas: miesto tinklo galutiniai taškai su ribota erdve ir trumpais statybos ciklais.

· Laikinas / avarinis maitinimo šaltinis: statybvietės, parodos, pagalba nelaimės atveju (prijunkite ir paleiskite, perkeliama).

· Kaimo / priemiesčio tinklai: sritys su mažu apkrovos tankiu, dideliais tiekimo spinduliais ir ribotomis O&M galimybėmis.

3. Kinų kalbos taikymo scenarijaiDėžutės tipo pastotės

Pagrindiniai atrankos kriterijai: suderinamumas su Kinijos elektros tinklu, didelis ekonomiškumas ir protingas O&M

· Miesto ir kaimo paskirstymo tinklai Kinijoje: naujos gyvenamosios bendruomenės, pramoniniai parkai ir savivaldybių viešieji objektai (10 kV standartas, trumpojo jungimo lygio suderinimas).

· Paskirstymo tinklo automatizavimo atnaujinimai: visa apimanti „trys nuotolinio valdymo pultai“ (nuotolinis matavimas, nuotolinis signalizavimas, nuotolinis valdymas), išmaniojo tinklo mazgai.

· „Nauja infrastruktūra“: 5G bazinės stotys, įkrovimo stočių klasteriai, energijos kaupimo jėgainės (integruotos šaltinio-tinklo-apkrovos-saugojimo sąsajos).

· Eksportas / juosta ir kelias: pritaikyta rinkoms Pietryčių Azijoje, Viduriniuose Rytuose, Afrikoje ir kituose regionuose, kuriuose taikomi mišrūs IEC ir GB standartai.

III. Ateities plėtros tendencijos (trijų pagrindinių technologijų kelių evoliucinės kryptys)

1. Pasaulinės bendros tendencijos (naujovimai, kuriuos dalijasi visi trys būdai)

(1) Mažai anglies dvideginio išskiriantis ir didelis energijos vartojimo efektyvumas

· Privalomi energijos vartojimo efektyvumo atnaujinimai: nuo 2026 m. 1 pakopos energijos vartojimo efektyvumo standartai bus privalomi pagrindinėse pasaulio rinkose (tuščiosios eigos nuostoliai sumažinami 40 %).

· Aplinkai nekenksmingi izoliacijos pakaitalai: nenaudojamas SF6 (pakeičiamas sausu oru, N₂ ir ekologiškomis dujomis); mineralinis aliejus pakeistas natūraliu esteriu augaliniu aliejumi.

· Plačiai paplitęs amorfinių lydinių naudojimas: nuostoliai be apkrovos 70–80 % mažesni nei tradicinių medžiagų; skverbtis į valstybinį tinklą iki 2030 m. sieks 50 proc.

(2) Aukšto intelekto (AIoT)

· „Edge Computing“ + „Digital Twins“: būsenos stebėjimas realiuoju laiku, gedimų numatymas (tikslumas >95 %), nuotolinė diagnostika ir automatizuotas O&M ataskaitų generavimas.

·Visas IEC 61850 atitikimas: „Plug-and-play“ funkcionalumas, patobulintas sąveikumas ir sklandi integracija su išmaniojo tinklo dispečerinėmis sistemomis.

· 5G + IoT: nuotolinis valdymas, lanko aptikimas, įspėjimai apie per didelę temperatūrą, energijos suvartojimo analizė; nepilotuojamas darbas tampa standartiniu.

(3) Integravimas ir paruošimas

· „Kelių skyrių integracija“: surenkamieji moduliai, integruojantys pastotę, energijos kaupimą, fotovoltines ir įkrovimo stoteles, sumažinant pėdsaką dar 30%.

· Modulinis, blokinis dizainas: standartizuoti moduliai, gamyklinis išankstinis surinkimas ir nulinis instaliavimas vietoje sutrumpina montavimo laiką iki vienos dienos.

2. Diferencijuota trijų pagrindinių produktų linijų raida

(1) Europos skirstomieji įrenginiai: didžiausia sauga + žalia nulis anglies dioksido

· Patobulinta vidinė lanko apsauga (lanko užgesimas ≤0,1s), atsparumas sprogimui ir atsparumo ugniai įvertinimai.

· Visa serija yra be alyvos, visiškai sauso tipo ir pagaminta iš perdirbamų medžiagų, atitinkančių ES „anglies neutralumo“ reglamentus.

· Daugiausia dėmesio skiriama 40,5 kV aukštos įtampos, didelės talpos programoms ir išmaniųjų mikrotinklo pagrindinių stočių scenarijams.

(2) JAVDėžutės tipasPastotės: minimalistinis integravimas + žemos kainos

· Tolesnis miniatiūrizavimas ir svorio mažinimas, pritaikytas Šiaurės Amerikos paskirstytoms PV ir gyvenamosioms energijos kaupimo sistemoms.

· Naudoja daiktų internetą supaprastintam stebėjimui, pabrėždamas nebrangų O&M modelį, pagrįstą „nepakeitimu“.

· Dėmesys laisvos struktūros skirstymo tinklų rinkoms Šiaurės Amerikoje, Lotynų Amerikoje ir Australijoje.

(3) kinų Dėžutės tipas Pastotės: universalus prisitaikymas + išmanioji integracija

· Dviejų standartų suderinamumas (IEC+GB), pagerintas prisitaikymas prie ekstremalios aplinkos (labai šalta, didelė drėgmė, didelis aukštis).

· Integruota gamyba, tinklas, apkrova ir saugojimas: gilus energijos kaupimo keitiklių (PCS) ir energijos valdymo sistemų (EMS) integravimas.

· Dirbtinio intelekto valdoma nuspėjamoji priežiūra: naudojant vietinius algoritmus, MTBF padidino iki daugiau nei 100 000 valandų.

· Pirmaujantis dvigubas proveržis pasaulinėje vidutinės ir žemos klasės rinkoje

IV. Santrauka: Esminiai techninių požiūrių skirtumai

· Europos: pirmiausia sauga, modulinė ir labai patikima, atitinkanti „tikslią inžineriją“ techninį požiūrį.

· Amerikietiškas: sąnaudos pirmiausia, integruotas ir greitas diegimas, atitinkantis „į ekonomiką orientuotą“ techninį požiūrį.

· Kinų požiūris: pirmiausia prisitaikymas, lokalizavimas ir intelektas, atstovaujantis „subalansuotam“ techniniam požiūriui.

Per ateinančius 3–5 metus šie trys požiūriai taps vienas nuo kito ir jų ribos išsitrins: europinis požiūris taps kompaktiškesnis, amerikietiškas – protingesnis, o kinų – labiau internacionalizuotas, galiausiai suartėdamas prie vieningos techninės „žvalgybos, mažo anglies dioksido kiekio, integracijos ir standartizacijos“ paradigmos.

DUK apie Europos, Amerikos ir Kinijos dėžės tipo pastotes

1. Kokios yra pagrindinės standartinės trijų tipų dėžinių pastočių sistemos?

· Europos: IEC 62271, IEC 61330

· Amerikos: IEEE C57.12.25, ANSI

· Kinų kalba: GB/T 17467-2020

2. Kokie pagrindiniai struktūriniai skirtumai?

· Europietiškas: trys visiškai nepriklausomi skyriai, modulinė konstrukcija

· Amerikietiškas: integruotas bendras bakas, aukštos įtampos ir transformatoriaus bendras alyvos bakas

· Kinų kalba: trys nepriklausomi skyriai, kompaktiškas ir optimizuotas išdėstymas

3. Kokio tipo transformatorius naudojamas kiekviename tipe?

· Europietiškas: daugiausia sauso tipo transformatorius

· Amerikietis: tik alyvinis transformatorius

· Kinų: Sauso tipo arba panardintas į aliejų, pasirinktinai

4. Kuris turi mažiausią tūrį ir plotą?

Amerikietiška dėžinė pastotė, tik apie 1/3 europietiško tipo.

5. Kuris turi stipriausią trumpojo jungimo atsparumą?

Kiniška dėžinė pastotė, iki 25kA/3s padidinto lygio.

6. Ar galima atlikti techninę priežiūrą be visiško elektros energijos tiekimo nutraukimo?

· Europos ir Kinijos: Taip, nepriklausoma priežiūra

· Amerikietis: Ne, reikalingas bendras maitinimo nutraukimas

7. Kuris tipas turi mažiausią kainą?

Amerikietiška dėžinė pastotė, 15–20 % mažesnė nei europietiško tipo.

8. Kokie yra tipiški taikymo scenarijai?

· Europos: pagrindinės miesto zonos, duomenų centrai, itin saugios pramonės vietos

· Amerikietiškas: siaura erdvė, greita statyba, kaimo ir laikinas elektros tiekimas

· Kinų kalba: paskirstymo tinklai mieste ir kaime, nauja infrastruktūra, išmanieji tinklai

9. Kokia ateities plėtros tendencija?

Dažni: didelis efektyvumas, intelektualumas, be SF6, integracija

· Europietiškas: Ypatingas saugumas, nulis anglies dvideginio, sauso tipo pilna serija

· Amerikietiškas: Miniatiūrizavimas, nebrangus pakeitimo režimas

· Kinų kalba: IEC+GB suderinamumas, šaltinio, tinklo, apkrovos ir saugyklos integravimas

10. Kuris labiausiai tinka Kinijos elektros tinklų projektams?

Kinijos dėžės pastotė, geriausiai atitinkantis 10 kV / 20 kV paskirstymo tinklą, apsaugą ir intelektualius reikalavimus.