1. مفهوم الحل الأساسي: منصة موحدة مع عزل مشترك
- التصميم: تطوير منصة موحدة ووحدات مكونة تحتوي على وظائف استشعار التيار والجهد في هيكل واحد مُحسّن.
- العزل: استخدام مظروف عازل مشترك. تم تصميم خيارين:
- غاز SF6: يتمتع بقوة عازلة عالية وخواص ممتازة لإخماد القوس الكهربائي للفئات ذات الجهد العالي (مثل 72.5 كيلو فولت وما فوق). يتضمن التصميم مراقبة كثافة الغاز والتكنولوجيا المثبتة للختم.
- الغلاف المركب (العزل الصلب): حل مستدام بيئيًا يستخدم مواد بوليمر عالية الجودة مع أغشية السيليكون. مناسب للفولتات المنخفضة والمتوسطة أو حيث يتم تجنب استخدام غاز SF6. مُحسّن لمسافة الزحف والأداء ضد التلوث.
- الوحدة: تصميم المكونات الداخلية والواجهات لتسمح بـ:
- قابلية التوسع عبر فئات الجهد المختلفة (مثل خلال تعديل طول العازل).
- التكيف مع متطلبات واجهة البشنج الخاصة.
- إمكانية تحديث تقنيات الاستشعار المستقبلية.
2. تنفيذ تكنولوجيا الاستشعار المتكاملة
- قياس التيار:
- مستشعر: ملفات روجوفسكي ذات دقة عالية ومصححة للحرارة. تم اختيارها لـ:
- المدى الديناميكي الواسع: خطية ممتازة من جزء صغير من التيار الاسمي حتى التيارات العالية للأعطال (مثل >40 كا).
- لا تشبع: ميزة أساسية مقارنة بالمحولات ذات النواة الحديدية، مما يزيل خطر التشبع أثناء الأعطال.
- خفيفة الوزن: تقلل بشكل كبير من الإجهاد الميكانيكي على الهيكل العام.
- التكامل: وضع الملفات استراتيجيًا داخل مظروف العازل، متمركز حول الموصل الرئيسي. تثبيت ميكانيكي آمن مقاوم للاهتزاز.
- قياس الجهد:
- مستشعر: موزعات جهد كابيسية عالية الاستقرار (CVDs) كمعيار. تم النظر في موزعات الجهد المقاومة (RVDs) لتطبيقات التيار المستمر أو النطاق العريض التي تتطلب استجابة سريعة للموجات العابرة.
- التكامل: تكامل أقطاب الاستشعار CVD (منخفضة المقاومة) مباشرة في هيكل العازل. تضمن أقطاب التدرج الدقيق توزيع المجال الكهربائي المنتظم والاستقرار الحراري والتلوث. يمنع التحصين النقدي تداخل المجال الخارجي.
3. نمذجة الحقول الكهرومغناطيسية المتقدمة والعزل (تحدي هندسي حاسم)
- النمذجة: النمذجة ثلاثية الأبعاد بدقة عالية باستخدام طريقة العناصر المحدودة (FEM) لجميع المنصة:
- تقوم بتحديد الحقول الكهرومغناطيسية الداخلية بدقة تحت جميع ظروف التشغيل (الموجة الجيبية، العابرة، المشوه).
- تقييم آثار القرب من الموصلات، الغلاف، والفازات المجاورة.
- تقليل التداخل:
- الفصل الفيزيائي: الترتيب الهندسي الأمثل لعناصر الاستشعار (الملفات، أقطاب CVD) بناءً على نتائج النمذجة. زيادة المسافة قدر الإمكان ضمن القيود.
- الحماية النشطة: تنفيذ دروع كهروستاتيكية مترابطة بين عناصر الاستشعار بناءً على بيانات محاكاة المجال.
- حلقات الحماية: استخدام حلقات موصلة حول مخرجات ملفات روجوفسكي لتصريف التيارات الناتجة عن التحويل.
- عزل القياس الدقيق:
- مسارات إشارات مخصصة: توجيه الإشارات من المستشعرات الفردية باستخدام أسلاك زوج ملتوي مدرعة داخل الغلاف فور التقاطها.
- تصميم الدوائر المعوضة: تصميم الدوائر الإلكترونية المعالجة باستخدام تقنيات إلغاء التداخل المستندة إلى نماذج FEM.
- التحقق: اختبارات مصنعية دقيقة (بما في ذلك اختبارات حقن التوافقيات) لتحديد وتأكيد هوامش العزل ومستويات التداخل (< 0.1% محددة).
4. المعالجة الرقمية المتكاملة والواجهات القياسية
- المعالجة الرقمية على متن الجهاز:
- رقائق ASIC ذات استهلاك منخفض للطاقة أو متحكمات دقيقة عالية الموثوقية مدمجة مباشرة على منصة الاستشعار أو الوحدة الختم المجاورة.
- تشمل الوظائف: متكامل ملفات روجوفسكي، التحجيم، تحويل ADC، حساب التوافقيات (إذا применимо), линеаризация, компенсация температуры и проставление временных меток.
- الإخراج الرقمي القياسي:
- الواجهات المدمجة: دمج دائرة الإخراج الرقمي المتوافقة مع IEC 61869 مباشرة داخل وحدة CIT.
- البروتوكولات: الدعم القياسي لـ:
- IEC 61850-9-2: تدفق القيم المأخوذة (SV) عبر Ethernet (عادةً متعدد البث).
- IEC 61850-9-3LE: ملف التعريف SV Lightning Edition للضمان المحدد للتأخير المنخفض.
- خيارات إضافية: توفير الإخراج التقليدي ( аналоговый, IEC 60044-8 FT3) там, где это необходимо, с помощью опциональных модулей.
- جودة البيانات: وظيفة الوحدة المدمجة (MU) المتكاملة تلبي معايير الدقة ذات الصلة (TPE/TPM class) وتزامن الوقت (PLL synchronization) المحددة في IEC 61869.
5. اعتبارات التصميم الهندسي والتكتل
- إدارة الحرارة: تشمل النماذج تحليل الأداء الحراري. يتم إدارة استهلاك الطاقة من الألكترونيات باستخدام مكونات ذات استهلاك منخفض للطاقة، وأسطح تبريد محلي محتملة، وممرات تدفق محسنة داخل العازل.
- متانة EMC/EMI: يتم تطبيق الطلاء المطابق، والغلاف الدرعي، والفيرايتس، واستراتيجيات التأريض المحسنة على الألكترونيات الداخلية. الحماية من الارتفاعات المطابقة للمعايير ذات الصلة (IEC 61000-4-5).
- السلامة الميكانيكية: يتم إجراء تحليل هيكلي للأحمال الزلزالية، والأحمال الناتجة عن الرياح، والأحمال الجليدية، والقوى الديناميكية أثناء الأعطال. يتم استخدام المواد المحسنة (مركبة/بورسلين/SF6) مما يساهم في تقليل الكتلة الزلزالية.
- الضبط والاختبار في المصنع: ضبط شامل ضد المعايير المرجعية (طرق الضبط البصري/VTBI). يتضمن التحقق من فعالية العزل الكهرومغناطيسي، ودقة التوقيت، ومطابقة البروتوكولات، واختبارات العزل الكهربائي الكاملة.
- دورة الحياة والصيانة: مصمم لأقل صيانة (خاصة SF6 أو العزل الصلب). يمكن الوصول إلى الألكترونيات الوحدات وإجراء الاختبارات دون الحاجة إلى تفكيك كبير. تم مراعاة طرق التخلص في نهاية العمر (استرداد/تدوير SF6).
المزايا المتحققة من خلال هذا النهج للتصميم والتكتل:
- تخفيض المساحة: توفير ما يصل إلى 40-50٪ من المساحة مقارنة بالمتحسسات CTs/VTs المنفصلة - الأمر حاسم للتجديدات والتصميمات المدمجة GIS/AIS.
- تحسين الدقة والسلامة: يزيل مخاطر التشبع التقليدية للمتحولات، ويحسن استجابة العابرة (Rogowski/CVD)، ويقلل من الاتصالات الخارجية والمخاطر.
- تبسيط التركيب: تركيب وتشغيل الوحدة الواحدة يقلل بشكل كبير من العمل الميداني ومعقدية الكابلات.
- تكلفة دورة الحياة الأقل: تقليل التكلفة المرتبطة بالتركيب، والكابلات، والأعمال المدنية، والصيانة.
- التحضير لمراكز التحكم الرقمية: الإخراج المباشر IEC 61850-9-2/3LE يتيح التكامل السلس مع أنظمة الحماية والتحكم والمراقبة الحديثة (SAS).
- منصة مستقبلية: التصميم الوحداتي يوفر مرونة لتقنيات الاستشعار والمعايير التواصلية التطورية.
- تقليل الأثر البيئي (خيار العزل الصلب): يزيل استخدام غاز SF6 والمخاطر المرتبطة به.
تسجيل الدخول
