تعد كينيا مركزاً اقتصادياً في شرق أفريقيا، وقد تسارعت وتيرة التصنيع والتحضر في السنوات الأخيرة. ولم تتوسع شبكة التوزيع بنفس الوتيرة. وتقع كينيا على خط الاستواء، حيث تجمع بين درجات الحرارة المحيطة المرتفعة وموسمين طويلين للأمطار، وفي عدة مناطق تكون الشبكة الهوائية خفيفة البناء. ولذلك، تعمل خطوط الجهد المتوسط تحت ضغط بيئي وفني مستمر.
1.1 سيناريوهات التطبيق
شبكات التوزيع الحضرية. كثافة الأحمال عالية وتوقعات جودة الطاقة صارمة. إن العطل العابر الذي لا يتم التخلص منه بسرعة يعطل النشاط التجاري وإمدادات المنازل في المناطق المكتظة.
خطوط التمديد الريفية. أنصاف أقطار التغذية طويلة وعدد الخطوط الفرعية كبير. تتعرض هذه الخطوط لملامسة الأشجار وأعطال التأريض الناتجة عن الصواعق، وتحديد موقع العطل من خلال الدوريات اليدوية على الخطوط يعد عملية بطيئة وتتطلب جهداً كبيراً.
التغذية الصناعية. التغذية المستمرة هي الأهم هنا. يمكن للتشغيل غير المرغوب فيه، أو الفشل في التشغيل، في معدات الحماية التقليدية أن يوقف خط الإنتاج ويسبب خسائر مالية كبيرة.
1.2 التحدي بالتفصيل
| التحدي |
ما يعنيه ذلك على الشبكة |
| انقطاعات متكررة بسبب أعطال عابرة |
تؤدي أنشطة البرق والغطاء النباتي الكثيف خلال موسم الأمطار إلى شيوع الأعطال المؤقتة. ولا تستطيع المصهرات وقواطع التيار التقليدية التمييز بين العطل المؤقت والدائم، لذا فإن كل حدث يؤدي إلى فصل القاطع وزيارة يدوية لاستعادة الخدمة. |
| معدات غير مناسبة للمناخ |
تؤدي درجات الحرارة والرطوبة المرتفعة المستمرة إلى تقادم العزل، وتآكل الصناديق، وتسرب الرطوبة إلى وحدات التحكم، مما يقصر من العمر الافتراضي ويزيد من معدلات الفشل. |
| قدرة صيانة محدودة |
هناك نقص في الموظفين المهرة في مرافق الكهرباء، وتختلف مستويات خبرتهم. وتتطلب المعدات الذكية المعقدة إجراءات منهجية للكشف عن الأعطال ووثائق يمكن للفريق المحلي قراءتها فعلياً. |
| تنسيق حماية محدود |
تتميز مصهرات الانقطاع بخاصية واحدة وثابتة. ولا يمكن تصنيفها بدقة مقابل حماية المحطات الفرعية العلوية، لذا فإن عطل المغذي يمكن أن يؤدي إلى فصل قاطع المحطة الفرعية وانقطاع التيار عن المغذيات السليمة. |
2. نظرة عامة على الحل: معيد الإغلاق التلقائي RCW12M بجهد 11 كيلو فولت
اعتمدت شركة Rockwill، وهي شركة صينية مصنعة لمعدات إعادة الإغلاق الذكية، هذا الحل على أساس متطلبين: الموثوقية التشغيلية العالية، والتكيف الحقيقي مع البيئة المحلية. يُعد RCW12M معيد إغلاق تلقائي لدوائر خارجية يُركب على الأعمدة، ومبنيًا حول أربعة أنظمة فرعية.
- نظام القاطع والعزل. قاطع تفريغ موضوع في عمود عزل مصنف للاستخدام الخارجي ومصمم للتشغيل المستمر على الخطوط الحية، مع أداء مقاومة للعوامل الجوية والأشعة فوق البنفسجية والشرر السطحي الناتج عن التلوث، وهو مناسب للخدمة في المناطق الاستوائية.
- المشغل المغناطيسي. آلية تشغيل مغناطيسية تتمتع بعمر ميكانيكي طويل وتشغيل ثابت، وخالية من مشاكل التزييت والالتصاق المتعلق بالزنبرك والتي تؤثر على الآليات التقليدية تحت عبء إعادة الإغلاق المتكرر.
- وحدة التحكم والوحدات الذكية. وحدة تحكم مخصصة تقيس تيار وجهد الخط باستمرار، وتصنف العطل، وتنفذ تسلسل إعادة الإغلاق المهيأ، وتدعم الاتصالات عن بُعد وتحميل الحالة.
- الهيكل وحماية السطح. هيكل معدني عالي القوة مزود بطلاء متعدد الطبقات مضاد للتآكل، ومغلق بإحكام لمنع تسرب الماء والغبار للتركيب في الأماكن الخارجية.
2.1 منطق الحماية وإعادة الإغلاق التلقائي
تقارن وحدة التحكم تيار وجهد الخط المقاسين بإعدادات الحماية المهيأة. ويكون التسلسل على النحو التالي.
- اكتشاف العطل. تحدد وحدة التحكم حالة تيار زائد أو عطل أرضي وتصنفه على أنه عابر أو دائم بناءً على السلوك المقاس.
- الفصل. يفتح معيد الإغلاق ويزيل القسم المعطوب.
- الزمن الميت. ينتظر معيد الإغلاق الزمن الميت المهيأ.
- محاولة إعادة الإغلاق. يغلق معيد الإغلاق ويعيد فحص الخط. يمكن تهيئة ما يصل إلى ثلاث محاولات، بما في ذلك الصفر حيث لا يلزم إعادة الإغلاق.
- الاستعادة أو القفل. إذا تم إزالة العطل، تتم استعادة التغذية ويعيد معيد الإغلاق ضبط نفسه للحدث التالي. إذا استمر العطل، يُقفل معيد الإغلاق ويبلغ عن الحدث، بحيث لا يتم إعادة تغذية العطل الدائم بشكل متكرر.
نظرًا لأن خاصية الحماية وتسلسل إعادة الإغلاق كلاهما قابل للتهيئة، يمكن تنسيق معيد الإغلاق بدقة مع حماية محطة المحولات الفرعية في المنبع بجهد 33/11 كيلو فولت. وبالتالي، يتم إزالة العطل على مغذٍ واحد محليًا بدلاً من تصعيده إلى قاطع المحطة الفرعية.
2.2 مصمم لبيئة شرق أفريقيا
| المتطلبات |
الاستجابة التصميمية |
| درجات الحرارة المحيطة العالية والإشعاع فوق البنفسجي الشديد |
هيكل عزل ومواد مصنفة للاستخدام الخارجي تم اختيارها للتعرض المستمر، مع طلاء متعدد الطبقات مضاد للتآكل على الغلاف |
| موسم أمطار طويل ورطوبة عالية |
وحدة تحكم محكمة الإغلاق، وتصميم مضاد للتكثف، وغلاف مقاوم للماء والغبار |
| التلوث والغبار |
أعمدة عزل ذات أبعاد مصممة لخدمة التلوث الخارجي للحفاظ على أداء مسافة الزحف |
| مهمة إعادة الإغلاق التلقائي المتكررة |
مشغل مغناطيسي بعمر ميكانيكي طويل وخصائص ميكانيكية مستقرة، ولا يتطلب تزييتاً روتينياً |
| التعرض للبرق |
مستوى عزل BIL بجهد 95 كيلو فولت منسق مع عزل نظام الجهد 11 كيلو فولت |
3. الوثائق الهندسية
تم دعم المشروع بمجموعة كاملة من المخططات لقاطع إعادة الإغلاق التلقائي RCW12M بجهد 11 كيلو فولت. تغطي الوثائق الدائرة الأولية، والتحكم الثانوي، ومنطق الحماية، وواجهات الاتصال، وتتطابق مع متطلبات الشبكة الكينية للتشغيل بتردد 50 هرتز ومصدر طاقة تحكم يتراوح بين 175 فولت و300 فولت. تم تحديد منطق التوصيل والتحكم للمحرك المغناطيسي، وأجهزة استشعار الجهد، وواجهة التحكم عن بعد بوضوح على المخططات، مما يوفر لفرق الموقع الأساس للتركيب والتشغيل والصيانة.
4. جودة التصنيع واختبار المصنع لقاطع إعادة الإغلاق التلقائي بجهد 11 كيلو فولت
قبل الشحن، أكملت جميع الوحدات البالغ عددها 720 وحدة اختبار المصنع الذي يغطي العناصر التالية.
| اختبار |
الغرض |
| اختبار تحمل العزل |
يتحقق من أداء العزل للأعمدة ومكونات العزل عند مستويات الجهد المقنن وجهد النبض |
| اختبار مقاومة الدائرة الرئيسية |
يتحقق من أداء الموصل والتلامس، مع الحفاظ على خسائر التوصيل وارتفاع درجة الحرارة ضمن الحدود المسموح بها |
| اختبار الخصائص الميكانيكية |
يتحقق من أوقات الفتح والإغلاق، وتزامن الأعمدة والمتانة الميكانيكية لتأكيد تشغيل المشغل بشكل مستقر |
| اختبار الوظائف والمنطق |
يحاكي ظروف عطل الشبكة للتحقق من إعادة الإغلاق، والحظر، وعملية الحماية |
نظرًا لأنه تم تسليم كل وحدة بعد اختبارها بالكامل والتحقق من وظائفها، اقتصرت أعمال الموقع على الرفع إلى الموضع، وإنهاء الكابلات، وفحص عزم الأطراف، والتحقق من تنشيط منطق الحماية وإعادة الإغلاق.
التعبئة والشحن. تم تعبئة الوحدات البالغ عددها 720 وحدة للتصدير في عبوات مقاومة للرطوبة وممتصة للصدمات، مع حاجز داخلي للرطوبة وصندوق خشبي مقوى خارجيًا، ومناسب للشحن البحري لمسافات طويلة. وصلت جميع الوحدات إلى الميناء الكيني كاملة وتم تسليمها وفقًا لجدول المشروع.
5. التركيب والتشغيل والتدريب
اتبع التركيب تسلسلاً قصيرًا وقابلًا للتكرار في كل موقع.
- قام مالك المشروع بتجهيز الأساس بأبعاد قاعدة المعدات، مع قنوات الكابلات ونقاط التثبيت المحددة مسبقًا.
- تم رفع كل معيد إغلاق إلى موضعه باستخدام معدات الرفع القياسية وتثبيته.
- تم إنهاء كابلات الطاقة وكابلات التحكم، وضبط عزم الأطراف، والتحقق من العزل والتأريض.
- تم تنشيط الوحدة والتحقق من منطق الحماية وإعادة الإغلاق مقابل التصميم.
- قدم مهندسو Rockwill تدريبًا منظمًا لفريق صيانة المرافق يغطي مبادئ التشغيل، والتركيب والتشغيل، واكتشاف الأعطال، وتشغيل نظام سكادا.
6. القيمة التجارية: التكلفة الإجمالية للملكية
6.1 النفقات الرأسمالية
مواصفات بالحجم المناسب. تمت مطابقة تصنيفات 630 أمبير و16 كيلو أمبير مع الحمل المقاس لشبكة الجهد المتوسط الكينية، مما يتجنب تكلفة المعدات ذات المواصفات الزائدة. كما يستفيد حجم الوحدات البالغ 720 وحدة من حجم التصنيع لدى Rockwill.
توريد حسب المواصفات. للمشاريع التي تتطلب معيد إغلاق فراغي مخصص من الشركة المصنعة للمعدات الأصلية، يمكن تكييف منصة RCW12M في التيار المقنن، وسعة كسر الدائرة القصيرة، ووظائف التحكم وتفاصيل الواجهة دون تغيير مفهوم التركيب أو روتين التشغيل.
واجهات قياسية. تتيح واجهة المنتج القياسية لمعيدي الإغلاق التكامل مع أنظمة المحطات الفرعية الحالية بجهد 33 كيلو فولت دون الحاجة إلى محولات مخصصة أو مكونات واجهة مصممة خصيصًا.
تقليل جهود الموقع. قلل التشغيل المسبق في المصنع ونموذج التسليم القائم على الوحدات المختبرة في المصنع والتجميع في الموقع من وقت التركيب والتشغيل لكل وحدة بأكثر من 80 بالمائة مقارنة بالتشغيل التقليدي القائم على الموقع، بناءً على خبرة المشروع عبر أسطول الوحدات البالغ 720 وحدة. وهذا يقلل مباشرة من تكلفة العمالة المحلية واستئجار معدات البناء.
6.2 نفقات التشغيل
خسائر توصيل منخفضة موثقة. اجتازت كل وحدة اختبار مقاومة الدائرة الرئيسية قبل الشحن، مما يحافظ على انخفاض مقاومة التلامس، وخسائر التوصيل، ودرجة حرارة التشغيل طوال عمر الخدمة.
الصيانة القائمة على الحالة. يدعم وحدة التحكم الاتصال عن بُعد وتحميل الحالة. تراقب فرق الصيانة حالة المعدات من خلال نظام سكادا وتنتقل من الفحص بفاصل زمني ثابت إلى التدخل القائم على الحالة، مما يقلل من زيارات الموقع والسفر غير الضروريين.
تكلفة الاستجابة للأعطال. تزيل عملية المسح والاستعادة التلقائية تكلفة زيارة الاستعادة اليدوية لمعظم الأعطال العابرة. بالنسبة لأسطول مكون من 720 وحدة عبر مغذيات ريفية طويلة، فإن السفر والعمل الذي تم تجنبه يمثل توفيرًا متكررًا كبيرًا.
قيمة الأصول طويلة الأجل. جنبًا إلى جنب مع صيانة دورة الحياة والتدريب المحلي، يحتفظ أسطول معيدي الإغلاق بموثوقيته على مدى عمر خدمة أطول، مما يقلل من تكلفة الإصلاح في حالات الطوارئ وتكلفة انقطاع التيار.
7. نتائج المشروع وملاحظات العملاء لأسطول معيدي الإغلاق التلقائي المكون من 720 وحدة
بعد التنشيط، عملت وحدات إعادة الإغلاق التلقائي البالغ عددها 720 وحدة من طراز RCW12M بجهد 11 كيلو فولت دون أي فشل في المعدات، مع حالة تشغيل مستقرة عبر القاعدة المثبتة. رفع المشروع من موثوقية التوريد على شبكة الجهد المتوسط الكينية وحظي بقبول إيجابي من مرفق الطاقة الكيني ومن المستخدمين النهائيين، الذين لاحظوا أيضًا الاستجابة وجودة دعم ما بعد البيع.
يُظهر المشروع قدرة التطوير والتصنيع والتسليم لشركة Wenzhou Rockwill Electric، وهي شركة صينية مصنعة لمعيدي الإغلاق التلقائي، ويقف كمرجع للتسليم لترقيات شبكات التوزيع في أفريقيا.
8. خدمة إدارة التشغيل والصيانة لدورة الحياة
توفر Rockwill خدمة إدارة دورة حياة تغطي المحولات المغمورة بالزيت، والمحولات الجافة، ومعدات التحويل، ووحدات الحلقة الرئيسية، وقواطع الدائرة الفراغية، ومعيدي الإغلاق، ومفاتيح الأعمدة، وأجهزة تعويض القدرة غير الفعالة، ووحدات أتمتة التوزيع. تمتد الخدمة من الاختيار والمطابقة، مرورًا بالتركيب والتشغيل، ومراقبة الحالة، والفحص الدوري، والصيانة، وإصلاح الأعطال، وتقييم الحالة، وصولاً إلى إيقاف التشغيل والتخلص.
تُدار كل عقد من قبل مالك محدد مع تحكم كامل في العملية، وبيانات قابلة للتتبع، وإدارة حلقة مغلقة، بحيث تظل المعدات آمنة ومتاحة، ويتم إطالة عمر الخدمة وتقليل تكلفة التشغيل. تنطبق الخدمة على جميع مستويات الجهد وسيناريوهات التوزيع.
التواصل مع Rockwill
إذا كنت تعمل على تحسين موثوقية التوريد أو تقليل تكلفة الصيانة على شبكة توزيع الجهد المتوسط، يمكن لـ Rockwill دعم النطاق الكامل.
- الشركة: ونجو روكويل للكهرباء المحدودة، وهي شركة صينية مصنعة لأجهزة إعادة الإغلاق الذكية وموردة صينية لأجهزة إعادة الإغلاق الخارجية، تعمل مع مرافق التوزيع ومقاولي الهندسة والمشتريات والبناء والعملاء الصناعيين في مشاريع شبكات الجهد المتوسط
- المنتجات الأساسية: أجهزة إعادة الإغلاق التلقائية بجهد 11 كيلو فولت و33 كيلو فولت، والمحطات الفرعية المجمعة، وحلول شبكات التوزيع الذكية
- نطاق الدعم: تصميم الحلول، وتخصيص المعدات، والوثائق الهندسية، ودعم التكليف في الموقع، وتدريب المشغلين
- الموقع الإلكتروني / البريد الإلكتروني / الهاتف: سيتم استكمالها بواسطة روكويل قبل النشر
تلتزم روكويل بمعايير IEC وتطبق التكنولوجيا الذكية لتعزيز شبكات الطاقة في أفريقيا. ونتطلع إلى العمل معكم.
تسجيل الدخول
