چه مزایا و معایبی برای سیستم‌های برق حلقه اصلی وجود دارد؟
مزایا و معایب سیستم برق حلقه‌ای
سیستم برق حلقه‌ای یک توپولوژی معمول برای شبکه‌های توزیع، به خصوص در سیستم‌های توزیع برق با ولتاژ متوسط و کم است. این سیستم چندین بار یا نقاط توزیع را در یک حلقه بسته متصل می‌کند تا برق توزیع شود. زیرا مزایا و معایب سیستم برق حلقه‌ای آورده شده‌اند:
I. مزایا
قابلیت اطمینان بالا
تامین برق اضافی: سیستم حلقه‌ای دو مسیر برای تامین برق دارد. حتی اگر بخشی از کابل یا تجهیزات قطع کننده خراب شود، همچنان می‌توان برق را از طریق مسیر دیگر به بارهای پایین‌دست تامین کرد. این افزونگی به طور قابل توجهی قابلیت اطمینان و پیوستگی تامین برق را افزایش می‌دهد.
کاهش محدوده قطع برق: وقتی خرابی در یک بخش رخ می‌دهد، فقط آن بخش نیاز به جدا شدن دارد، تأثیر بر بخش‌های دیگر سیستم کمینه می‌شود و محدوده قطع برق کاهش می‌یابد.
توزیع انعطاف‌پذیر بار
سهولت گسترش: سیستم حلقه‌ای امکان افزودن بارهای جدید یا نقاط توزیع در هر نقطه‌ای از حلقه را بدون تأثیر قابل توجه بر پایداری سیستم موجود فراهم می‌کند. این موضوع آن را برای گسترش یا بازسازی بسیار انعطاف‌پذیر می‌کند.
تعادل بار: چون جریان می‌تواند در دو جهت در حلقه حرکت کند، به بهترین توزیع بار در بخش‌های مختلف کمک می‌کند و از بار بیش از حد در یک سمت جلوگیری می‌کند.
کاهش قطره ولتاژ
تامین دو مسیری: جریان می‌تواند از دو جهت وارد بار شود، که منجر به کاهش بار جریان روی یک خط واحد و در نتیجه کاهش قطره ولتاژ می‌شود. این موضوع به خصوص برای توزیع در فواصل طولانی مهم است و کیفیت ولتاژ بهتری برای کاربر نهایی تضمین می‌کند.
کاهش جریان قطع کوتاه
اثر محدود کننده جریان: در برخی موارد، می‌توان سیستم حلقه‌ای را طراحی کرد تا جریان‌های قطع کوتاه را محدود کند. به عنوان مثال، استفاده از فیوز‌های محدود کننده جریان یا انتخاب اندازه‌های مناسب کابل می‌تواند به طور موثری تأثیر جریان‌های قطع کوتاه بر تجهیزات را کاهش دهد.
نگهداری راحت
جدا کردن محلی: وقتی نگهداری یا بازرسی یک بخش خاص لازم است، فقط نیاز است دو کلید در آن بخش باز شوند و بقیه سیستم عملکرد خود را ادامه دهد. این موضوع نگهداری را راحت‌تر می‌کند و اختلال را به حداقل می‌رساند.
II. معایب
سرمایه‌گذاری اولیه بالاتر
کابل‌ها و تجهیزات قطع کننده اضافی: در مقایسه با سیستم توزیع شعاعی، سیستم حلقه‌ای نیاز به کابل‌ها و تجهیزات قطع کننده بیشتری برای تشکیل حلقه بسته دارد، که هزینه‌های ساخت اولیه را افزایش می‌دهد.
پیکربندی پروتکشن پیچیده: برای تضمین عملکرد ایمن، سیستم حلقه‌ای اغلب نیاز به دستگاه‌های پروتکشن رله‌ای و سیستم‌های کنترل خودکار پیچیده‌تری برای مدیریت شرایط خرابی بالقوه دارد. این دستگاه‌ها نیز هزینه‌های بالاتری دارند.
پیچیدگی موقعیت‌یابی خرابی
جریان از طریق چند مسیر: با جریان از طریق چند مسیر در حلقه، تعیین دقیق موقعیت خرابی می‌تواند چالش‌برانگیز باشد. در سیستم‌های حلقه‌ای بزرگ، این می‌تواند زمان لازم برای موقعیت‌یابی خرابی را افزایش دهد و کارایی تعمیر را تحت تأثیر قرار دهد.
مشکلات تنظیم پروتکشن: دستگاه‌های پروتکشن رله‌ای در سیستم حلقه‌ای باید به طور دقیق تنظیم شوند تا از عملکرد غیرصحیح یا عدم عملکرد جلوگیری شود. اگر تنظیمات صحیح نباشند، خرابی‌ها می‌توانند افزایش یابند یا به طور موثر جدا نشوند.
محدودیت‌ها در عملکرد حلقه باز
تامین یک‌طرفه: در عمل، سیستم‌های حلقه‌ای اغلب در حالت حلقه باز (یعنی فقط یک برشکن بسته است) عمل می‌کنند تا تنظیمات پروتکشن را ساده کرده و جریان‌های قطع کوتاه را کاهش دهند. در این حالت، سیستم به طور اساسی به یک سیستم توزیع شعاعی تبدیل می‌شود و برخی از مزایای تامین اضافی خود را از دست می‌دهد.
بار نامتوازن: در عملکرد حلقه باز، جریان فقط از یک جهت وارد بار می‌شود که می‌تواند منجر به بار نامتوازن در بخش‌های مختلف حلقه شود و پایداری و کارایی سیستم را تحت تأثیر قرار دهد.
چالش‌ها در عملکرد حلقه بسته
افزایش جریان‌های قطع کوتاه: وقتی سیستم حلقه‌ای در حالت حلقه بسته عمل می‌کند، جریان‌های قطع کوتاه می‌توانند به طور قابل توجهی افزایش یابند، به خصوص وقتی چندین منبع تغذیه به طور همزمان برق تامین می‌کنند. این نیاز به تجهیزات قطع کننده با ظرفیت قطع بالاتر دارد و پیچیدگی و هزینه انتخاب تجهیزات را افزایش می‌دهد.
تنظیمات پروتکشن پیچیده: در عملکرد حلقه بسته، دستگاه‌های پروتکشن در سیستم حلقه‌ای باید برای تطبیق با الگوهای جدید جریان مجدداً تنظیم شوند. تنظیمات نادرست می‌تواند منجر به عملکرد غیرصحیح یا عدم عملکرد دستگاه‌های پروتکشن شود و ایمنی سیستم را زیر سؤال ببرد.
نیازهای بالای ارتباطات و خودکارسازی
نیاز به نظارت زنده: برای تضمین عملکرد کارآمد، معمولاً سیستم‌های ارتباطات و خودکارسازی پیشرفته‌ای مورد نیاز هستند تا وضعیت و شرایط بار هر بخش را به طور زنده نظارت کنند. این موجب افزایش پیچیدگی سیستم می‌شود و نیازهای فنی بالاتری برای مهارت‌های عملگران ایجاد می‌کند.
III. سناریوهای کاربرد
سیستم‌های برق حلقه‌ای برای سناریوهای زیر مناسب هستند:
شبکه‌های توزیع شهری: به خصوص در مراکز شهری پرجمعیت، سیستم‌های حلقه‌ای می‌توانند قابلیت اطمینان و انعطاف‌پذیری تامین برق را افزایش داده و تأثیر قطع برق را کاهش دهند.
پارک‌های صنعتی: برای پارک‌های صنعتی بزرگ، سیستم‌های حلقه‌ای تامین برق پایدار و پشتیبانی از نیازهای گسترش آینده فراهم می‌کنند.
<
