Основные концепции блочных подстанций

Определение и принцип работы

Блочная подстанция (также известная как упаковочная подстанция или компактная подстанция) представляет собой высоко интегрированное решение для распределения электроэнергии. В её состав входят предварительно установленные высоковольтные выключатели, распределительные трансформаторы и системы низковольтного распределения, объединённые в компактную, закрытую конструкцию, в соответствии с определёнными электрическими схемами. Основной принцип её работы заключается в понижении высоковольтного электричества (до 35 кВ по стандарту) до низковольтного электричества, подходящего для конечных пользователей, с последующим распределением электроэнергии в промышленных, коммерческих и жилых объектах. Интегрированный дизайн исключает необходимость в традиционных подстанциях, расположенных в помещениях, предлагая более гибкое и эффективное решение для снабжения электроэнергией.

Термины на английском языке

Общие английские термины для блочных подстанций включают “блочная трансформаторная подстанция”, “блочная подстанция”, “упаковочная подстанция” и “компактная подстанция”. В технических документах наиболее часто используется термин “блочная подстанция”, акцентирующий внимание на интегрированном и закрытом характере оборудования. Например, в международных закупочных документах часто используется термин “интегрированная блочная подстанция”, чтобы подчеркнуть её универсальную функциональность.

Классификация блочных подстанций
По конструкции
Европейские блочные подстанции:

Эти подстанции разделяют трансформатор как отдельный компонент, объединяя высоковольтные шкафы, трансформаторы и низковольтные шкафы в структуру “три в одном”. Они обычно имеют более крупные размеры, но предлагают лучшую обслуживаемость, с отдельными помещениями для высоковольтной, низковольтной части и трансформаторной комнаты.

Американские блочные подстанции:

Характеризуются “дельтообразным” расположением низковольтной, трансформаторной и высоковольтной частей. Эти подстанции имеют меньший размер и превосходные характеристики теплоотведения. Интегрированный дизайн упрощает установку и снижает общие расходы, что делает их подходящими для мест с ограниченным пространством.

По функциональному назначению
Стандартные блочные подстанции:

Примером являются модели типа ZBW и XWB, которые удовлетворяют базовые потребности в распределении электроэнергии для общего промышленного и жилого использования, включая такие функции, как распределение электроэнергии, освещение и простое энергетическое учёт.

Компактные блочные подстанции: Примеры включают модель ZB1-336 и компактные подстанции GE. Они используют оптимизированный конструктив и высокоинтегрированные компоненты, чтобы минимизировать размеры, сохраняя при этом основные функции. Они идеально подходят для высоких зданий, городских общественных объектов и других мест с ограниченным пространством.

История развития блочных подстанций

Иностранное происхождение и раннее развитие

Блочные подстанции впервые появились в западных странах, таких как Европа и США, в 1960-х годах. Вдохновлённые потребностями в эффективном строительстве городских энергетических сетей и индустриализацией, их интегрированный дизайн, лёгкость установки и низкие эксплуатационные расходы быстро привлекли внимание. Первоначально изделия ориентировались на базовые функции распределения электроэнергии с относительно простыми конструкциями и ограниченными техническими параметрами.

Введение и быстрое развитие в Китае

В Китае блочные подстанции были привезены и имитированы с Франции, Германии и других стран в конце 1970-х годов. Однако массовое развитие началось только в конце 1990-х годов с запуском проектов реконструкции сельских и городских энергетических сетей. Под воздействием национальной инфраструктурной программы, урбанизации и индустриализации китайские производители, такие как Shaanxi Sefon Electrical Equipment Co., Ltd., значительно улучшили свои возможности в области НИОКР и производства, интегрируя передовые технологии, такие как полное герметичное исполнение, полная изоляция и интеллектуальное управление, сделав Китай одним из крупнейших производителей и потребителей блочных подстанций.

Текущая рыночная ситуация

Глобальная рыночная масштаб и тенденции

Мировой рынок блочных подстанций ожидает стабильный рост с 2024 по 2034 год, с темпом роста примерно 6-8% в год. Основными факторами роста являются ускорение урбанизации в развивающихся странах, развитие возобновляемых источников энергии (таких как ветряная и солнечная энергия, которые требуют соответствующего распределительного оборудования), а также обновление стареющих энергетических сетей в развитых странах. Рынок всё больше склоняется к интеллектуальным, модульным и энергоэффективным продуктам, с увеличением доли высоковольтных (свыше 20 кВ) и специализированных продуктов для экстремальных условий (высокая высота, экстремальная температура).

Конкуренция на внутреннем рынке

Рынок блочных подстанций Китая имеет сравнительно низкий коэффициент концентрации, с сочетанием крупных государственных предприятий, частных высокотехнологичных компаний и иностранных инвесторов. Крупные игроки включают Xuji Electric, Shanghai Zhixin Electric и Shaanxi Sefon Electrical Equipment Co., Ltd. Закупки для государственных сетей и южных сетей составляют значительную долю рыночного спроса, при этом качество продукции, технологические инновации и послепродажное обслуживание являются основными конкурентными факторами. В последние годы отечественные предприятия укрепили научно-исследовательскую деятельность, сократив разрыв с международными брендами по производительности и надёжности продукции, и постепенно расширяют свою долю как на внутреннем, так и на международном рынках.

Области применения

Общественные услуги
Блочные подстанции играют важную роль в передаче и распределении электроэнергии для общественных услуг. Они понижают высоковольтное электричество с линий передачи до низковольтного электричества, подходящего для местного распределения, обеспечивая надёжное электроснабжение для жилых районов, городских дорог, парков и других общественных объектов. Их компактный дизайн позволяет гибко устанавливать их в городских зелёных зонах или вдоль дорог, минимизируя влияние на городской ландшафт.

Коммерческий сектор
В коммерческих объектах, таких как офисные здания, торговые центры, отели и магазины, блочные подстанции удовлетворяют потребность в стабильном и гибком энергоснабжении. Их можно настроить для интеграции функций, таких как компенсация реактивной мощности и точное энергетическое учёт, адаптируя их под колебания потребления энергии коммерческими объектами. Дизайн без обслуживания и безопасная эксплуатация также снижают эксплуатационные расходы для коммерческих пользователей.

Промышленные сценарии
Блочные подстанции широко используются на промышленных и горнодобывающих предприятиях, в доках, на фабриках и других промышленных объектах. Они могут выдерживать жёсткие промышленные условия (такие как коррозия, пыль и вибрации) и удовлетворяют специальные энергетические потребности промышленного производства, такие как высокие токи и непрерывная работа. Выбор трансформаторов (полностью герметичных масляных или сухих) и выключателей (SF6-выключатели) может быть адаптирован к конкретной промышленной среде, обеспечивая стабильную подачу энергии для производственных линий.

Будущее развитие

Интеллектуальное развитие
С интеграцией технологий Интернета вещей (IoT), больших данных и искусственного интеллекта (AI), блочные подстанции движутся в сторону интеллектуализации. Будущие продукты будут оснащены функциями удалённого мониторинга, автоматической диагностики неисправностей и прогнозного обслуживания, позволяя операторам отслеживать состояние оборудования в реальном времени, выявлять потенциальные проблемы и выполнять профилактическое обслуживание. Интеллектуальные автоматические выключатели и цифровые системы управления также повысит точность и эффективность распределения энергии, оптимизируя работу всей энергетической сети.