پژوهش درباره کاربرد دستگاه تغییر بار ۱۰کیلوولت در شبکه‌های توزیع

به عنوان یک کارگر خط مقدم در عملیات و نگهداری توزیع برق، من روزانه با کلیدهای بار سروکار دارم - آنها "نگهبانان" سیستم‌های توزیع ولتاژ متوسط هستند که اطمینان از تأمین پایدار انرژی برای کاربران را فراهم می‌کنند. با توسعه سریع اقتصادی، تقاضا برای ایمنی و قابلیت اعتماد سیستم‌های برق افزایش می‌یابد. سیستم‌های توزیع ولتاژ متوسط برای پایداری شبکه حیاتی هستند و کلیدهای بار (به عنوان تجهیزات خطی کلیدی) نقش مهمی ایفا می‌کنند. عملکردهای اصلی آنها شامل: ① بستن جریان‌های بار خطوط اصلی و شاخه‌ای توزیع در زمان نگهداری یا انتقال بار؛ ② ایجاد نقاط قطع مشهود برای ایمنی کارکنان در زمان تعمیرات خط؛ ③ کمک به زمین‌سازی در زمان نگهداری. علاوه بر عملکرد، آنها باید نصب آسان، عملکرد قابل اعتماد، نیاز کم به نگهداری و مقرون به صرفه باشند.

کلیدهای بار دارای دستگاه‌های خاموش‌کننده ساده دودکشی هستند. از لحاظ ساختاری، آنها باید شرایط زیر را برآورده کنند: وجود فاصله مشهود در وضعیت باز (که از نیاز به جداکننده‌های سری‌بندی شده کاسته می‌شود)؛ تحمل بالا برای عملیات قطع و بستن بدون نیاز به نگهداری مکرر تماس/کمرنگ‌کننده دودکشی؛ و توانایی بستن جریان‌های کوتاه‌مدار (با توجه به الزامات پایداری دینامیکی/حرارتی، حتی اگر قادر به قطع جریان‌های کوتاه‌مدار نباشند).

1. طبقه‌بندی و مقایسه کلیدهای بار
1.1 طبقه‌بندی بر اساس محیط خاموش‌کننده دودکشی

کلیدهای بار بر اساس محیط خاموش‌کننده دودکشی به پنج نوع تقسیم می‌شوند: روغن معدنی، هوا فشرده، گاز‌زا مواد آلی، SF₆ گاز و کلیدهای بار خلاء. از نظر عملکرد، آنها شامل انواع عمومی، خاص و کاربردهای خاص (مانند موتور-عملیاتی، کندانسور-پشتیبان بانک، عملیات مکرر و کلیدهای پشت به پشت) هستند.

1.2 تکامل فناوری و مزایای کلیدهای بار خلاء

با پیشرفت فناوری، کلیدهای بار سنتی (روغن معدنی، هوا فشرده، گاز‌زا) با کلیدهای بار SF₆ و خلاء جایگزین می‌شوند - به ویژه کلیدهای بار خلاء که حالا به طور گسترده استفاده می‌شوند. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که کلیدهای بار خلاء در بسیاری از جنبه‌ها از انواع سنتی برتری دارند:

• خاموش‌کننده دودکشی سریع: دودکشی‌های خلاء در صفر جریان (به دلیل پخش بخار فلزی) خاموش می‌شوند، با بازیابی عایق‌سازی سریع‌تر از هوا یا SF₆. ایده‌آل برای قطع ترانسفورماتورهای بدون بار، کابل‌ها و خطوط هوایی.

• امن و تمیز: دودکشی‌ها پاشیده نمی‌شوند، که منجر به آلودگی/خسارت به اجزای کابین نمی‌شود.

• عمر طولانی: فاصله کوتاه‌تر دودکشی، ولتاژ دودکشی کمتر و کمترین سایش تماس‌ها به معنای دوره‌های بیشتر قطع و بستن و حداقل نگهداری است.

• عملکرد کارآمد: انرژی بستن کم برای مکانیسم عملیاتی، ساختار ساده و سادگی کوچک‌سازی.

• مقاومت تماس پایدار: عدم اکسیداسیون در خلاء، اطمینان از مقاومت پایین تماس‌ها در بلندمدت.

2. یک نوع جدید از کلید بار ترکیبی جداکننده
2.1 محدودیت‌های ساختارهای سنتی

کلیدهای بار سنتی دارای دستگاه‌های خاموش‌کننده دودکشی در سری با مدار اصلی هستند. پایداری دینامیکی/حرارتی آنها با طراحی/مواد کمرنگ‌کننده دودکشی محدود می‌شود، که آنها را برای سیستم‌های با ظرفیت بالا مناسب نمی‌کند. ترکیب آنها با جداکننده‌ها پیچیدگی اضافه می‌کند: نگهداری سنگین، بازیابی آهسته، نگهداری مکرر و هزینه‌های اولیه بالا.

2.2 معرفی کلید بار ترکیبی جداکننده Fla15/97

کلید بار ترکیبی جداکننده Fla15/97 خارجی این مشکلات را حل می‌کند و به طور گسترده در شبکه‌های اروپایی استفاده می‌شود.

2.2.1 عملکردهای اصلی

این کلید عملکردهای کلید بار خلاء، جداکننده و کلید زمین‌سازی را ترکیب می‌کند - یک دستگاه چندکاره بهینه‌سازی شده که عملکرد فنی و کارایی اقتصادی را متعادل می‌کند.

2.2.2 ویژگی‌های محصول

• کامل و پیشرفته: کمرنگ‌کننده دودکشی خلاء فقط با قطع و بستن مدار (بدون جریان بار/کوتاه‌مدار در وضعیت بسته). بازیابی سریع عایق‌سازی، سایش کم تماس‌ها، عمر طولانی، مقاومت تماس پایین و عدم آسیب دودکشی به تماس‌های اصلی. فاصله عملیات کوتاه، سازگار با آکتش‌های کوچک.

• نصب و نگهداری آسان: عملیات متقابل بین کلید خلاء و جداکننده امکان باز کردن/بستن در یک مرحله را فراهم می‌کند و از عملیات غیرصحت می‌کاهد.

• نگهداری کم: ساختار ساده با عمر کمرنگ‌کننده دودکشی خلاء ۵,۰۰۰ عملیات و سایر اجزا ۳۰,۰۰۰ عملیات. آکتش داخلی از فناوری ثبت‌شده شرکت Drees آلمان استفاده می‌کند.

2.2.3 نکات فنی

• طراحی جدید قطع و بستن: قطع و بستن سری-موازی کمرنگ‌کننده دودکشی خلاء (سیستم کمکی خاموش‌کننده دودکشی) اطمینان می‌دهد که دودکشی‌ها بر تماس‌های اصلی تأثیر نمی‌گذارند.

• آکتش داخلی عایق‌سازی شده: جداسازی واضح بین تماس‌های اصلی و کمکی، با بازیابی سریع‌تر عایق‌سازی پس از باز شدن.

• عایق‌سازی قابل اعتماد: نوارهای فشاری مسی فواصل عایق‌سازی را حفظ می‌کنند.

• عملیات فشرده: فاصله کوتاه، سازگار با آکتش‌های کوچک.

• عمر الکتریکی طولانی: سایش کم تماس‌های اصلی.

3. نتیجه‌گیری

با گسترش صنعت برق برای برآوردن رشد اقتصادی سریع، شبکه‌های توزیع به راه‌حل‌های ساده، قابل اعتماد، ایمن و مقرون به صرفه نیاز دارند. ساختارهای سنتی "مدار قطع‌کننده + جداکننده" یا "فیوز خروجی" تنها بخشی از این نیازها را برآورده می‌کنند. کلیدهای بار جداکننده خارجی (مانند Fla15/97) تعادل بهتری بین عملکرد و اقتصادی ارائه می‌دهند.

داده‌ها نشان می‌دهند که کلیدهای بار در اروپا و آمریکا ۱۰ برابر بیشتر از مدار قطع‌کننده‌ها برای شاخه‌های خطوط توزیع استفاده می‌شوند. با ادغام با فناوری‌های دیگر، آنها به طور گسترده در شبکه‌های توزیع شهری (مانند واحد‌های حلقه اصلی، شاخه‌های کابل و خطوط خدمات مشتری) نیز استفاده می‌شوند.

برای اپراتورهای خط مقدم مانند من، ترویج چنین تجهیزات پیشرفته‌ای نه تنها به‌معنای به‌روزرسانی فنی است - بلکه به‌معنای اطمینان از پایداری شبکه، کاهش بار نگهداری و تأمین برق قابل اعتماد به کاربران است. با تکامل شبکه‌های توزیع، این کلیدهای بار هوشمند و کارآمد حتی بیشتر ضروری خواهند شد.