تُعد وحدة الحلقة الرئيسية (RMU) وحدة مفاتيح كهربائية متوسطة الجهد مدمجة ومجمعة في المصنع، وتُستخدم في شبكات التوزيع. فهي تربط كابلات الجهد المتوسط الواردة والصادرة وتوفر إمداد طاقة مُتحكم فيه لمحول توزيع أو مغذٍ آخر.
وبعبارة بسيطة، تؤدي وحدة الحلقة الرئيسية ثلاث وظائف رئيسية:
- التبديل — يربط أو يفصل أقسام شبكة الجهد المتوسط.
- الحماية — يزيل أعطال المحولات أو المغذيات باستخدام المصهرات أو قواطع الدائرة.
- العزل والتأريض — يفصل القسم المعطوب ويوفر حالة تأريض آمنة لأعمال الصيانة.
تحتوي وحدة الحلقة الرئيسية النموذجية على:
- ممران لكابلات الحلقة
- ممر واحد أو أكثر للمحولات أو المغذيات
- مفاتيح فصل الحمل
- مفاتيح التأريض
- مصهرات عالية القدرة على القطع أو قواطع دائرة مفرغة
- محولات التيار ومرحلات الحماية، عند الحاجة
- مؤشرات وجود الجهد
- حجرات الكابلات وآليات التعشيق
ترتبط وحدات الحلقة الرئيسية عمومًا بأنظمة الجهد المتوسط مثل 6.6 كيلو فولت، و10 كيلو فولت، و11 كيلو فولت، و20 كيلو فولت، و33 كيلو فولت، على الرغم من أن التصنيف الفعلي يعتمد على مواصفات المشروع.
الطوبولوجيا الأساسية لوحدة الحلقة الرئيسية
كيف تعمل وحدة الحلقة الرئيسية؟
1. تدفق الطاقة الطبيعي
تدخل الطاقة عبر كابل حلقة واحد، وتمر عبر وحدة الحلقة الرئيسية، وتخرج عبر كابل الحلقة الآخر. ويغذي المغذي المتفرع محولاً أو حملاً محلياً.
ويعتمد ذلك على تصميم المرفق:
- قد يكون كلا مفتاحي الحلقة مغلقين، مما يشكل حلقة مغلقة.
- قد تظل نقطة واحدة في الحلقة مفتوحة بشكل طبيعي لمنع التيار الدائري وتبسيط تنسيق الحماية.
يعد الترتيب الثاني شائعًا في أنظمة التوزيع لأنه لا يزال بإمكان الشبكة أن تُغذى من الاتجاه المعاكس بعد حدوث عطل أو عملية صيانة.
2. عزل عطل الكابل
افترض حدوث عطل في أحد أقسام كابل الحلقة.
يكون تسلسل الحماية والتبديل عمومًا كالتالي:
- اكتشاف العطل من خلال نظام الحماية.
- فتح أجهزة التبديل المناسبة.
- عزل قسم الكابل المعطوب من كلا الجانبين.
- إبقاء أقسام الشبكة السليمة تحت الجهد من المصدر المتاح.
- استعادة الإمداد للمحولات أو الأحمال غير المتأثرة عبر المسار البديل، حيث يسمح تصميم الشبكة بذلك.
هذه هي الميزة الأساسية للموثوقية في ترتيب الحلقة: عطل كابل واحد لا يؤدي بالضرورة إلى انقطاع التيار عن كل عميل في الاتجاه السفلي.
3. حماية عطل المحول
قد يتم حماية مغذي المحول بواسطة:
- مزيج المصهر والمفتاح — شائع لمحولات التوزيع الأصغر حجمًا.
- قاطع دائرة مفرغ مع حماية المرحلات — يُفضل عند الحاجة إلى حماية قابلة للتعديل، أو تحكم عن بعد، أو تسجيل الأعطال، أو تنسيق أكثر تعقيدًا.
في حالة عطل المحول، يجب أن تعمل حماية المغذي بشكل انتقائي بحيث يتم فصل المحول دون فصل مغذيات الحلقة العلوية دون داعٍ.
4. التأريض وعزل الصيانة
تتضمن وحدة الحلقة الرئيسية عادةً مفتاح تأريض مرتبطًا بكل كابل أو مسار مغذٍ. بعد عزل الدائرة ذات الصلة والتحقق منها وفقًا لإجراء التبديل المعتمد، يمكن لمفتاح التأريض توصيل القسم المعزول بالأرض.
تُستخدم التعشقات الميكانيكية والكهربائية لمنع التوليفات غير الآمنة، مثل إغلاق مفتاح التأريض على دائرة تحت الجهد.
إن وجود مؤشر الجهد لا يعد، في حد ذاته، بديلاً عن إجراء العزل المعتمد، والاختبار قبل اللمس، والتأريض. يجب أن يتم التبديل الفعلي فقط بواسطة أفراد مؤهلين وفقًا لقواعد السلامة الكهربائية المعمول بها.
الأنواع الرئيسية لوحدة الحلقة الرئيسية
1. حسب تقنية العزل
| النوع |
الميزات الرئيسية |
المزايا النموذجية |
القيود الرئيسية |
| RMU المعزول بالهواء، AIS |
تستخدم الموصلات وأجهزة التبديل الهواء كوسط عزل أساسي |
سهولة الوصول البصري، وممارسات صيانة مألوفة، ولا توجد حجرة غاز محكمة الإغلاق |
حجم أكبر وحساسية أكبر للرطوبة والغبار والتلوث |
| RMU المعزول بالغاز، GIS |
مكونات التبديل محاطة في حجرة غاز محكمة الإغلاق |
تصميم مضغوط، ومقاومة بيئية جيدة، وصيانة منخفضة |
متطلبات التعامل مع الغاز والاعتبارات البيئية |
| RMU المعزول بالمواد الصلبة، SIS |
الإيبوكسي أو مواد عازلة صلبة أخرى تعزل المكونات الأساسية |
لا يوجد غاز سادس فلوريد الكبريت، وتصميم مضغوط، ومناسب للبيئات القاسية |
التصميم الحراري، والإصلاح الميداني، وإعادة التدوير في نهاية العمر الافتراضي تتطلب اهتماماً |
| RMU المعزول بالزيت |
يوفر الزيت العزل وأحياناً قدرة على إطفاء القوس الكهربائي |
يُستخدم تاريخياً في بعض الأنظمة |
خطر الحريق، وتقادم الزيت، ومخاوف الصيانة؛ وهو أقل شيوعاً في التركيبات الحديثة |
تقيّم المشاريع الحديثة بشكل متزايد قطع الفراغ مقترناً بالعزل بالهواء أو المواد الصلبة أو الغاز البديل، خاصة حيث تقيد اللوائح البيئية استخدام SF₆.
2. حسب وظيفة التبديل والحماية
وحدة الحلقة الرئيسية بمفتاح حمل
تستخدم مفاتيح قطع الحمل لتبديل وعزل الكابلات. قد يستخدم مغذي المحول مفتاح مصهر منفصلاً أو قاطع دائرة.
وحدة الحلقة الرئيسية المحمية بمصهر
تستخدم مجموعة مفتاح ومصهر على مغذي المحول. إنها مدمجة واقتصادية لتصنيفات المحولات الصغيرة نسبياً.
وحدة الحلقة الرئيسية بقاطع دائرة
تستخدم قاطع دائرة فراغي مع مرحلات الحماية. وهي توفر:
- حماية قابلة للضبط من زيادة التيار
- حماية من خطأ التأريض
- التشغيل عن بعد
- تنسيق أفضل مع المعدات العلوية والسفلية
- مؤشر الأعطال وتسجيل الأحداث
وحدة الحلقة الرئيسية التي تعمل بالمحرك أو يتم التحكم فيها عن بعد
تتضمن مشغلات المحركات أو الوحدات الطرفية عن بعد أو واجهات الاتصال. تُستخدم في شبكات التوزيع الآلية وتطبيقات الشبكة الذكية.
3. حسب عدد المسارات
تشمل التكوينات الشائعة ما يلي:
- وحدة الحلقة الرئيسية بمسارين — مفتاحا كابل حلقة
- وحدة الحلقة الرئيسية بـ 3 مسارات — مسارا حلقة بالإضافة إلى مغذي محول واحد
- وحدة الحلقة الرئيسية بـ 4 مسارات — مسارا حلقة بالإضافة إلى مغذيين صادرين
- وحدة الحلقة الرئيسية متعددة المسارات — تُستخدم حيث يتم توصيل عدة محولات أو مغذيات أو نقاط تقسيم
غالباً ما توصف وحدة الحلقة الرئيسية بثلاثة مسارات واسعة الانتشار على النحو التالي:
مفتاح حلقة + مفتاح حلقة + مغذي محول
وحدة الحلقة الرئيسية مقابل معدات التبديل التقليدية
وحدة الحلقة الرئيسية هي نوع من معدات التبديل متوسطة الجهد، لكن المصطلحين ليسا متطابقين.
| الميزة |
وحدة التوزيع الحلقية |
معدات التبديل التقليدية للجهد المتوسط |
| الغرض الرئيسي |
تبديل شبكة حلقية مدمجة وتوصيل المحولات |
حماية مرنة، وقياس، وتحكم في المغذيات |
| التصميم |
مدمج، وغالبًا ما يكون مغلقًا ومجمعًا في المصنع |
عادةً ما تكون ألواحًا أكبر ومقسمة إلى حجرات |
| الترتيب النموذجي |
مساران حلقيان بالإضافة إلى مسار واحد أو أكثر للتفرع |
لوحات الوارد، وقسم القضبان، والمغذي، والقياس |
| الحماية |
مصهر أو قاطع دارة مضغوط يتم التحكم فيه عن طريق المرحلات |
خيارات واسعة للمرحلات، ومحولات التيار، ومحولات الجهد، والأتمتة |
| التركيب |
محطات تحويل المحولات، ومحطات التحويل المدمجة، وشبكات المدن |
محطات التحويل الأولية، والمنشآت الصناعية، ومحطات التوزيع الكبيرة |
المزايا الرئيسية لوحدة الحلقة الرئيسية
- تحسين استمرارية الإمداد من خلال مسارات التغذية البديلة
- مساحة تركيب مدمجة
- تقليل وقت التركيب
- تبديل وحماية وتأريض متكامل
- حماية بيئية أفضل في التصاميم المحكمة الإغلاق
- مناسبة لشبكات الكابلات الأرضية
- متوافقة مع أتمتة التوزيع
- متطلبات صيانة أقل للوحدات المحكمة الإغلاق
معايير الاختيار الهامة
عند اختيار وحدة الحلقة الرئيسية، يجب على المهندسين التحقق على الأقل من:
- الجهد المقنن
- التيار العادي المقنن
- تيار التحمل قصير الأمد
- تيار التحمل الذروي
- مدة القصر
- جهد تحمل تردد القدرة
- مستوى تحمل نبضة البرق
- تصنيف القوس الداخلي
- وسط العزل
- نوع نهاية الكابل
- طريقة حماية مغذي المحول
- قدرة مفتاح التأريض
- الظروف البيئية وظروف الارتفاع
- متطلبات التحكم عن بعد والاتصالات
- أحكام التعشيق والسلامة
- معايير المرافق والمعايير الوطنية المعمول بها
بالنسبة لمفاتيح الجهد المتوسط المغلفة بالمعدن، يُعد IEC 62271-200 مرجعاً رئيسياً يغطي معدات التبديل والتحكم المغلفة بالمعدن للتيار المتردد فوق 1 كيلو فولت وحتى 52 كيلو فولت شاملاً. يجب أن تأخذ المواصفات الدقيقة لوحدة الحلقة الرئيسية في الاعتبار أيضاً متطلبات المفاتيح وقواطع الدوائر والمصهرات والحماية والمرافق المحلية ذات الصلة. مرجع نطاق IEC 62271-200
ملخص
وحدة الحلقة الرئيسية هي محور التبديل والحماية المدمج لشبكة توزيع حلقية متوسطة الجهد. يحافظ مسارا الحلقة فيها على استمرارية الشبكة، بينما يغذي مغذي التفرع محولاً أو حملاً محلياً. أثناء حدوث عطل، تعزل وحدة الحلقة الرئيسية القسم المتأثر فقط بقدر ما تسمح به الحماية وترتيب الشبكة، بينما يمكن للأقسام السليمة أن تظل مشحونة أو استعادتها من خلال مسار بديل.
التمييز الأكثر أهمية هو:
توفر طوبولوجيا الحلقة مرونة في الإمداد؛ وتوفر وحدة الحلقة الرئيسية التبديل والحماية والعزل الآمن اللازم لتشغيل تلك الطوبولوجيا.
مورد وحدة الحلقة الرئيسية، مصنع وحدة الحلقة الرئيسية، مصنع وحدة الحلقة الرئيسية في الصين
اتصل بنا:
تم التحرير من：Dyson
تسجيل الدخول
