Beratung und Gestaltung von Umspannwerken: Standardprozess und neue Technologien

Die Beratung und Gestaltung von Umspannwerken ist ein spezialisierter Service im Elektrobereich, der die technische Machbarkeit und die Kostenoptimierung für Energieprojekte sicherstellt.

Übersicht über Beratungs- und Planungsdienstleistungen für Umspannwerke

Die Beratung und Gestaltung von Umspannwerken umfasst die Gestaltung von Mittelspannungsleitungen und elektrischen Einrichtungen wie Wasserkraft, Windkraft und Solarenergie. Dies ist eine spezialisierte Dienstleistung im Elektrobereich, die eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der technischen Machbarkeit, der Kostenschätzung und der optimalen Bauausführung für energierelevante Projekte spielt.

Ein Umspannwerk ist ein wichtiges technisches Element im Stromübertragungsnetz, das die Spannung umwandelt, um die Energieübertragung und verteilung zu optimieren. Während dieses Prozesses reduziert das Umspannwerk Energieverluste und schützt das System vor Störungen.

Rolle und Funktion

Umspannwerke haben die folgenden Hauptfunktionen:

• Spannungsumwandlung: Die Hochspannung wird gesenkt oder angehoben, um den Energieübertragungsbedarf zu decken.
• Verbesserung der Energiequalität: Gewährleistung einer stabilen, kontinuierlichen Stromversorgung der Verbraucher.
• Systemschutz: Ausgestattet mit Kontrollgeräten zur Vermeidung von Überlastungen oder Kurzschlüssen.

Arten von Umspannwerken

Umspannwerke lassen sich nach folgenden Kriterien einteilen:

• Zwischenumspannwerke: Wandeln Hochspannung von 110kV, 220kV oder 35kV in Zwischenstufen um.
• Verteilungsumspannwerke: Reduzieren die Spannung von Zwischenstufen auf die endgültige Nutzspannung von 0,4kV.

Struktur und Leistung

Umspannwerke können Drei-Phasen- oder Ein-Phasen-Transformatoren verwenden, mit Spannungsebenen wie 35/0,4kV, 22/0,4kV und einer Leistung, die je nach Bedarf von 50KVA bis über 2500KVA variiert.

Designs und Strukturen

Das Design eines Umspannwerks kann als Mast-, Gestell- oder Kioskstation erfolgen, die zu verschiedenen technischen und klimatischen Bedingungen passen.

Dienstleistungen im Bereich Beratung und Gestaltung von Umspannwerken

Dieser Service umfasst mehrere standardisierte Schritte:

1. Analyse des Energiebedarfs, um die erforderliche Leistung und Art des Umspannwerks zu bestimmen.
2. Auswahl des Umspanntyps und Design mit Fokus auf technische und betriebliche Effizienz.
3. Detailliertes Design, einschließlich der Anordnung der Transformatorgeräte, des Schutzsystems und der Steuerung.
4. Technische Standardberatung, um die Einhaltung der Vorschriften zu gewährleisten.
5. Wirtschaftliche Lösungen vorschlagen, zur Kosten- und Betreuungsoptimierung.
6. Unterstützung bei Bau und Installation, um das System in stabilem Betrieb zu gewährleisten.

Die Bauteile eines Umspannwerks, wie Transformatoren, können von bekannten Marken wie ABB, Mitsubishi, LS, Eaton stammen. Die Wahl der richtigen Geräte hilft bei der Optimierung der elektrischen Leistung, der Stromqualität und der Systemlebensdauer.

Designprozess und rechtliche Anforderungen

Der Designprozess eines Umspannwerks beginnt mit der Standortvermessung und der Auswahl der Geräte wie Drei-Phasen-Transformatoren, Messsystemen und automatisierten Steuergeräten. Professionelle Elektroingenieure entwerfen detaillierte Pläne basierend auf Sicherheitsstandards für Brandschutz, Blitzschutz und Erdung. Außerdem benötigen Ingenieure eine Berufserlaubnis und müssen nationale Sicherheitsvorschriften einhalten.

Das Design eines Umspannwerks spielt eine entscheidende Rolle beim Bau und Betrieb eines sicheren und effizienten elektrischen Systems. Diese Aufgabe kann in folgende spezifische Schritte unterteilt werden:

1. Bereitschaftsuntersuchungen

• Die Realitätsuntersuchung ist ein unverzichtbarer Schritt im Designprozess eines Umspannwerks. Es liefert erforderliche Informationen über den Bauort, die Umweltbedingungen und die Ladungsanforderungen, die die Grundlage für ein präzises Design bilden.

1. Erstellung des Prinzipienlogos und Designzeichnung

• Anschließend entwerfen die Ingenieure das Prinzipienlogo und das Designzeichnung für das Umspannwerk. Dies ist ein wichtiger Schritt, um die Aufstellung der Hauptgeräte wie Transformatoren, Schalteinrichtungen, Erdgeräte, Leiter und Kabel zu bestimmen.

1. Berechnung der technischen Parameter

• In diesem Schritt berechnen die Ingenieure die Leistung, wählen den passenden Transformator und berechnen Stromverluste, um elektrische Sicherheit und Betriebseffizienz zu gewährleisten.

1. Vorbereitung rechtlicher und technischer Unterlagen

• Abschließend wird die rechtliche und technische Dokumentation vorbereitet, um sicherzustellen, dass das Umspannwerk über gültige rechtliche Dokumente verfügt. Dokumente wie Anschlussanfragen und Prinzipienlogos müssen von den zuständigen Behörden genehmigt werden.

Während des Baus eines Umspannwerks müssen die durchzuführenden Schritte streng eingehalten werden, um Qualität und Sicherheit zu gewährleisten:

• Organisation der Baustelle und Materialbeschaffung

• Bereitstellung ausreichender Grundstücke, Wasserquellen, Elektrizität und Arbeitskräfte.

• Versand von Geräten wie Transformatoren, Stromkabel etc. an den Installationsstandort.

• Baufacharbeiten

• Präzises Graben von Gründungen, Bau von Stützwerken, Installation von Kabelkanälen und Schaltanlagen.

• Installation und Anschluss

• Sicherung des Erdungssystems, Installation der Transformatoren und Anschluss an das Stromnetz.

• Inspektion und Abnahmeprüfung

• Nach Fertigstellung der Bauarbeiten sind Inspektion und Abnahmeprüfung erforderlich, um sicherzustellen, dass das System stabil funktioniert.

Rechtliche Anforderungen im Umspannwerkdesign sind äußerst streng, um Sicherheit und Effizienz zu gewährleisten. Dies umfasst die Einhaltung technischer Standards und Bauvorschriften sowie die Genehmigung durch die zuständigen Behörden für Design und Betriebserlaubnis. Darüber hinaus ist eine enge Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Parteien eine Voraussetzung, um sicherzustellen, dass alle rechtlichen, technischen und sicherheitsrelevanten Aspekte erfüllt sind.

Technologietrends und Herausforderungen im Umspannwerkdesign

Die Integration von SCADA-Systemen zur Fernüberwachung und die Verwendung neuer Materialien wie Composite-Isolierungen sind die neuesten Trends im Umspannwerkdesign. Zu den Herausforderungen gehören die Sicherstellung der Synchronisation zwischen Umspannwerksdesign und bestehender Netzinfrastruktur, das Management kostenerhöhender Risiken und der Umgang mit Überlastproblemen bei der Integration verteilter Energiequellen.

Angesichts der immer moderner werdenden Trends im Umspannwerksdesign erhöhen Lösungen wie GIS, digitale Umspannwerke und 3D-Design die Effizienz und Systemstabilität.

• GIS-Technologie (Gas Insulation Switchgear): GIS ist ein bedeutender Fortschritt in der Umspannwerksplanung, da SF6-Gas als Isoliermedium verwendet wird, was den Bauraum reduziert und die Betriebssicherheit erhöht. Dies ist besonders vorteilhaft für städtische Gebiete mit begrenztem Raum und garantiert stabilen Betrieb unter extremen Bedingungen.
• Digitale Umspannwerke: Die Digitalisierung des Energiesektors zeigt sich deutlich in digitalen Umspannwerken. Diese Technologie integriert Lichtwellenleiter und Glasfaserkabel zur Signalübertragung, verbessert die Selbstüberwachungs- und Diagnosefähigkeiten und verkürzt die Bauzeit.
• Anwendung von KI, IoT und Automatisierung: Automatisierungssysteme in modernen Umspannwerken nutzen KI und IoT, um Echtzeitüberwachung und -management zu gewährleisten, um die Reaktionszeiten bei Vorfällen zu verkürzen und Instandhaltungsprozesse zu optimieren.
• Anwendung von BIM und 3D-Design: BIM und 3D-Design werden breit eingesetzt, um Konstruktionszeichnungen zu vervollständigen und die Designqualität zu verbessern. Die Zusammenarbeit im Projekt des 220kV-Umspannwerks in Hải Châu zeigt die Effektivität der BIM-Anwendung in Kombination mit UAV-Daten.

Diese Trends stellen jedoch auch viele Herausforderungen bei der Entwicklung und dem Betrieb von Umspannwerken dar:

• Platz- und Umwelteinschränkungen: Für die Planung von Umspannwerken in städtischen Gebieten müssen Fläche und Lärm sowie Zwischenfälle durch SF6-gas gut kontrolliert werden, wofür effektive Brandschutz- und Blitzschutzsysteme erforderlich sind.
• Hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit: Die Gewährleistung eines kontinuierlichen und sicheren Betriebs ist unabdingbar, einschließlich der Belastungs- und Spannungsbeständigkeit sowie optimaler Schutz- und Überwachungssysteme.
• Integration von Digitalisierung und Automatisierung: Der verstärkte Einsatz fortschrittlicher Technologien erfordert die Schulung des technischen Personals sowie die Investition in Software- und Hardware-Komponenten.
• Datensicherheit und Netzwerksicherheit: Mit der Nutzung von IoT-Sensoren ist der Schutz von Informationssystemen und Netzsicherheit oberste Priorität, um Bedrohungen durch Angriffe zu vermeiden.
• Investitionskosten und Projektmanagement: Die Investition in Hochtechnologien wie GIS oder BIM erfordert hohe Kosten und ein striktes Projektmanagement, um langfristige Effizienz zu gewährleisten.

Mit den großen Vorteilen der technologischen Entwicklungen im Umspannwerksbereich wird die Bewältigung der damit verbundenen Herausforderungen der Schlüssel sein, damit Unternehmen optimale Betriebseffizienz und nachhaltige Entwicklung erreichen können.

Die Integration moderner Technologien optimiert Funktionen und Haltbarkeit von Umspannwerken, erhöht so die Investitionseffizienz. Standardisierte Prozesse und rechtliche Einhaltung versprechen eine technische Synchronisation und ebnen den Weg für die Entwicklung zukünftiger Energieprojekte.

Für weitere Informationen zu den Dienstleistungen und optimalen Lösungsansätzen von QuangAnhcons kontaktieren Sie bitte die Hotline: +84 9 1975 8191.

QuangAnhcons bietet professionelle Beratungs- und Gestaltungsdienstleistungen für Umspannwerke, hält nationale Sicherheitsstandards ein und garantiert Qualität sowie Kostenoptimierung für Kunden ein.