حل متكامل لإعادة استخدام دارة المغناطيسية للمحول والصمام الأرضي: تمكين بناء محطة توزيع كهربائية مدمجة GIS

الخلفية​
خلال تحديث شبكات الكهرباء الحضرية، تشكل الموارد الأرضية المحدودة تحدياً رئيسياً. تشغل المعدات الجغرافية التقليدية مساحة رأسية كبيرة بسبب بنية المحولات الحالية (CTs) والمفاتيح الأرضية المنفصلة، مما يجعلها عقبة في تصميم محطات التحويل المصغرة.

​الحل: التصميم المتكامل النمطي​
يقوم هذا الحل بدمج وظيفة CT بشكل مبتكر داخل آلية تشغيل المفتاح الأرضي، مما يحقق إعادة استخدام المساحة وأداء متقدم:

• ​إعادة استخدام المساحة بكفاءة:​​
• الملف اللولبي المدمج: يتم إزالة العازل المستقل التقليدي لـ CT وإدخال ملفات القياس عالية الدقة مباشرة داخل هيكل الفتحة الداخلية للمفتاح الأرضي العازل.
• إغلاق دارة المغناطيسية للغلاف الخارجي لـ GIS: يتم استغلال غلاف المعدات المعدني عالي القوة كمسار مقاومة منخفضة للمجال المغناطيسي لـ CT، مما يشكل دائرة مغناطيسية مغلقة كاملة. يتم تقليل احتلال المساحة الرأسية بشكل كبير.
• ​تعويض دقيق للدارة المغناطيسية:​​
• الفولاذ السيليكوني المركب ثنائي C: للتغلب على عدم تناسق توزيع المجال المغناطيسي بسبب هيكل المعدات غير المتماثل حول المحور (تقدر الانحراف الخطي ≤5%)، يستخدم النواة أجزاء مركبة من الفولاذ السيليكوني عالي النفاذية بسمك 0.23 مم من نوع ثنائي C.
• توجيه المجال المغناطيسي: يتم تصميم الهيكل ثنائي C المتماثل لتوفير تعويض دقيق لعدم التناظر في الدارة المغناطيسية، مما يضمن أن الانحراف الخطي في قياس التيار يبقى مستقرًا عند ≤0.5% تحت ظروف الثبات والتحول (حتى ذروة 40kA)، مما يلبي متطلبات الدقة من فئة 0.2S.
• ​مراقبة التزامن للاتصال:​​
• مزامنة المستشعر الثنائي ذو التأثير الهالي: يتم تثبيت مصفوفات مستشعرات ذات تأثير هالي عالية الحساسية في نقاط الإرسال الرئيسية لربط الطاقة بالشفرة الأرضية.
• الإخراج المتزامن للحالة: يتم جمع حالة وضع الشفرة الميكانيكي (فتح/غلق) في الوقت الحقيقي، مما يحقق مزامنة زمنية عالية الدقة (دقة محاذاة الأوقات ≤1 مللي ثانية) مع إخراج إشارة التيار من CT.

​قيمة السيناريو الأساسي: محطات GIS الحضرية المدمجة​

• ​اختراق الضغط المكاني:​​ يتم تقليل عمق الهيكل العمودي للمعدات بمقدار 1.2 متر مباشرة، مما يدفع نحو تحسين تخطيط المحطة بشكل عام. تم تقليل مساحة قاعدة المحطة بنجاح بنسبة 30% (مثل منطقة توزيع 220kV GIS).
• ​تصميم التناسق في العمر التشغيلي:​​ يبسط الهيكل المتكامل سلسلة الإرسال. يشارك CT والمفتاح الأرضي في الأجزاء المتحركة الأساسية (مثل نظام الدعم للقضيب التشغيلي). تم التحقق من أكثر من 10,000 دورة تشغيلية كاملة القدرة، مما يحقق أهداف العمر التشغيلي المتزامن.
• ​تمكين الصيانة الذكية:​​ توفر مزامنة البيانات الموثوقة على مستوى الميلي ثانية بين إشارات موقع Hall وبيانات CT دعم بيانات غير مسبوق على مستوى الجهاز لتحليل التيار العابر أثناء تشغيل المفتاح الأرضي وتقييم مخاطر إعادة الاشتعال.

​ملخص المزايا التقنية​