مزايا معدات التحويل المعزولة بالغاز ذات تصميم الغلاف المشترك ثلاثي الطور في نطاق الجهد 72.5–145 كيلوفولت

في نطاق الجهد 72.5–145 كيلو فولت، أصبحت معدات التحويل المعدنية المغلقة المعزولة بالغاز (GIS) بتصميم الهيكل المشترك ثلاثي الأطوار - حيث يتم تضمين موصلات الأطوار A و B و C داخل غلاف معدني واحد وتشترك في غاز عازل من سادس فلوريد الكبريت أو غاز صديق للبيئة - التكوين السائد. مقارنة بتصميم الهيكل المنفصل ثلاثي الأطوار (كل طور في غلاف خاص به)، يوفر تصميم الهيكل المشترك المزايا الأساسية التالية:

1. هيكل مدمج مع تقليل كبير في مساحة الأرضية

يؤدي دمج موصلات الأطوار الثلاثة في غلاف معدني واحد إلى تقليل أبعاد معدات التحويل المغلقة المعزولة بالغاز (GIS) الإجمالية بشكل كبير. بالنسبة لنطاق 72.5–145 كيلو فولت (الذي يتوافق عادةً مع شبكات الطاقة 110 كيلو فولت)، والذي يُستخدم بشكل متكرر في مراكز المدن أو المحطات الفرعية تحت الأرض أو المناطق ذات المساحات المحدودة، يعمل تصميم الهيكل المشترك ثلاثي الأطوار على تعظيم توفير المساحة من حيث مساحة الأرضية والارتفاع، مما يقلل بشكل فعال من النفقات الباهظة للأراضي والأعمال المدنية.

2. إلغاء المجال المغناطيسي وتقليل الفقد في تيارات الدوامة

• توليد حرارة أقل: في تصميم الهيكل المشترك ثلاثي الأطوار، يتم ترتيب الموصلات بشكل مضغوط ومتماثل. يلغي المجال المغناطيسي الناتج جزئياً، مما يؤدي إلى فقد أقل بكثير في تيارات الدوامة على الهيكل مقارنة بتصميم الهيكل المنفصل.

• اختيار محسّن للمواد: يسمح الفقد المنخفض في تيارات الدوامة بمرونة أكبر في اختيار مادة الهيكل. تعتمد التصاميم السائدة بشكل شائع على هياكل سبائك الألومنيوم (أو الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض المغناطيسية)، والتي تتجنب مشاكل التباطؤ والتسخين بتيارات الدوامة المرتبطة بالفولاذ الكربوني، مع تحقيق بناء خفيف الوزن وعمر خدمة طويل. في المقابل، يجب أن تستخدم تصاميم الهيكل المنفصل ثلاثي الأطوار مواد باهظة الثمن مضادة للمغناطيسية لكل غلاف طور لتحمل المجال المغناطيسي القوي الناتج عن التيارات العالية أحادية الطور، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف المواد والوزن الهيكلي.

مخطط توضيحي لشركة Rockwill لـ معدات التحويل المعدنية المغلقة المعزولة بالغاز من سلسلة RHG

3. تقليل أسطح الختم لانخفاض معدلات التسرب

يحدث تسرب غاز SF₆ عادةً عند وصلات الحواف والأختام الديناميكية. يقلل تصميم الهيكل المشترك ثلاثي الأطوار من عدد الأغلفة والحواف وعوازل الأقراص وحلقات الختم بنحو الثلثين مقارنة بتصميم الهيكل المنفصل. يقلل هذا الانخفاض الكبير في أسطح الختم من خطر التسرب بشكل مباشر، مما يتيح معدلات تسرب غاز سنوية منخفضة للغاية ويعزز موثوقية الختم على المدى الطويل.

4. الحفاظ على الغاز العازل والمواد

على الرغم من أن الهيكل المشترك له قطر أكبر من الهيكل المنفصل الواحد، إلا أن كفاءته الحجمية الإجمالية أعلى. هذا لا يقلل فقط من الوزن الإجمالي لمادة الهيكل المعدني، بل يقلل أيضاً بشكل كبير من حجم التعبئة الإجمالي لغاز SF₆ باهظ الثمن وعالي الاحترار العالمي (أو البدائل الصديقة للبيئة)، مما يتماشى مع اتجاهات الاستدامة البيئية ومنخفضة الكربون.

مخطط أولي توضيحي لـ RHD-145 لحجرة دخول/خروج كابل قضبان مزدوجة

5. تبسيط الوصلات الميكانيكية وتحسين التزامن ثلاثي الأطوار

يتيح تصميم الهيكل المشترك ثلاثي الأطوار ترتيباً أكثر إحكاماً لملامسات الحركة لقواطع الدوائر والمفاتيح ومفاتيح التأريض.

• يتيح هذا لجميع الأطوار الثلاثة مشاركة آلية تشغيل واحدة (مثل آلية الزنبرك أو المحرك)، مما يحقق عملية متزامنة ثلاثية الأطوار من خلال وصلات ميكانيكية داخلية بسيطة.

• لا يقلل تقليل مكونات النقل وآليات التشغيل المستقلة من معدلات الفشل الميكانيكي فحسب، بل يضمن أيضاً بشكل جوهري التزامناً ممتازاً في وقت الغلق/الفتح ثلاثي الأطوار.

6. سهولة التركيب والصيانة

• النقل والتجميع: الوزن الإجمالي أخف، ويمكن تجميع واختبار عدة حجرات أو حتى تجميعات المحطات الفرعية بأكملها في المصنع قبل النقل. مطلوب فقط الحد الأدنى من أعمال الواجهة في الموقع، مما يقصر جداول التركيب بشكل كبير.

• صيانة مبسطة: يتم تقليل عدد هياكل الدعم الخارجية وخطوط أنابيب الغاز ونقاط مراقبة الكثافة بشكل كبير، مما يقلل من أعباء العمل الروتينية للفحص والصيانة.

الخاتمة

بالنسبة لنطاق الجهد 72.5–145 كيلو فولت، حيث تظل متطلبات مسافة العزل قابلة للإدارة، يحقق تصميم الهيكل المشترك ثلاثي الأطوار توازناً مثالياً بين الاقتصاد والمدمجية وانخفاض الفقد والموثوقية العالية. وهذا يفسر سبب اعتماد جميع الشركات المصنعة الرائدة لمعدات التحويل في جميع أنحاء العالم تقريباً على هذا التصميم لمنتجاتها من معدات التحويل المغلقة المعزولة بالغاز بقدرة 145 كيلو فولت وأقل.

يجسد نظام Rockwill GIS RHG-145 فلسفة التصميم هذه. يتميز بغلاف مشترك ثلاثي الطور بعرض خليج يبلغ 0.8 متر فقط، مما يقلل بشكل كبير من مساحة المحطات الفرعية. ومجهز بآلية تشغيل بنابض CT26 وتقنية إطفاء القوس بالنفخ الذاتي، يوفر تيار تحمل مقنن لفترة قصيرة يبلغ 40 كيلو أمبير، مما يجمع بين الأداء الكهربائي الممتاز والموثوقية التشغيلية. ويقضي الغلاف المصنوع من سبائك الألومنيوم بشكل فعال على الفقد الناتج عن التيارات الدوامية، ويوفر مقاومة قوية للتآكل، ويتكيف مع مختلف البيئات القاسية. وتتوفر تكوينات ذكية وتقليدية على حد سواء، لتلبية متطلبات بناء الشبكة المتنوعة بمرونة.
تم التحرير من:Garca