ما هو وضع التطبيق الحالي واتجاه التطور للمعدات الكهربائية ذات الجهد المتوسط؟

مع تسريع التحويل الآلي للمعدات الكهربائية، ظهرت في السوق العديد من معدات التوزيع الكهربائي ذات الجهد المتوسط. وبالنسبة للتصنيف وفقًا لوسائط العزل، يتم تقسيمها بشكل أساسي إلى الأنواع المعزولة بالهواء والمعزولة بغاز SF₆ والمعزولة بالصلب، ولكل منها مزاياها وعيوبها الخاصة: العزل الصلب يقدم أداءً جيدًا ولكن صديقه البيئة ضعيف، وSF₆ يتمتع بقدرة ممتازة على إطفاء القوس ولكنه غاز دفيئة، والعزل بالهواء يوفر نسبة تكلفة-أداء عالية ولكنه أكبر حجمًا. تحتاج الشركات إلى اختيار شامل لتحسين كفاءة التطبيق.

خصائص التطوير

بعد قرن من التطوير، أصبحت معدات التوزيع الكهربائي ذات الجهد المتوسط لديها نظام معايير تقنية سليم. انتقلت طلبات المستخدمين من الوظائف/المعلمات الأساسية إلى الموثوقية العالية وتقليل تكاليف التشغيل؛ وركز وضع المعايير أكثر على استمرارية التشغيل والأمان؛ وأظهرت المعدات الأولية/الثانوية تقسيم عمل واضح مع هياكل منتجات متنوعة؛ وتقوم التكنولوجيات الرقمية وكشف الحالة عبر الإنترنت بتعزيز الذكاء، مما يقلل من تكاليف التشغيل.

حالة التطوير الحالية
معدات التوزيع الكهربائي المعزولة بالهواء

استخدام الهواء كوسط عزل، بما في ذلك وحدات الحلقة الرئيسية ومعدات التوزيع الكهربائي المعدنية القابلة للسحب، والتي تكون آمنة وصديقة للبيئة. تناسب المعدات المعدنية ذات السعة الكبيرة سيناريوهات التزويد بقوة عالية، بينما تكون وحدات الحلقة الرئيسية صغيرة الحجم ومنخفضة التكلفة وسهلة التركيب، وتستخدم بشكل أساسي في المحطات النهائية ذات الجهد المتوسط. مجهزة بأجهزة الحماية المتكاملة والمتحولات، يمكنها تشكيل نظام توزيع آلي كامل.

معدات التوزيع الكهربائي المعزولة بغاز SF₆

يتميز غاز SF₆ بقدرته الممتازة على إطفاء القوس والعزل، ومناسب لتطبيقات الجهد المتوسط-العالي، ولكنه خاضع للتنظيم بسبب تأثيره الدفيئي. تقتصر الفواصل الكهربائية تحت الفراغ (VCBs) على ≤35kV بسبب قيود العزل، لذا تظل معدات SF₆ ضرورية للجهود الأعلى. تتضمن الحلول استخدام خلطات الغاز لتقليل استهلاك SF₆ وتحسين تقنيات منع التسرب وإعادة التدوير.

معدات التوزيع الكهربائي المعزولة بالصلب

مع الصب الكامل بالراتنج الايبوكسي، فهي مقاومة للتلوث ولا تعتمد على الارتفاع، ومناسبة لأنظمة ≤35kV. ومع ذلك، فإن التكلفة العالية والتبريد الصعب وصعوبة تحلل الايبوكسي يعيقان اعتمادها الواسع. يحتاج التصميم إلى تحسين لتوازن بين الختم والتبريد.

التقدم التقني الرئيسي
تكنولوجيا الانقطاع

تحسن فواصل VCBs مع نقاط الاتصال CuCr والهيكل المغناطيسي الطولي قدرة الانقطاع. تمكن الأغلفة السيراميكية من التصغير والإنتاج الضخم بتكلفة منخفضة.

تكنولوجيا العزل

تستخدم معدات التوزيع الكهربائي المعزولة بالغاز N₂/الهواء بدلاً من SF₆، بينما تحسن معدات التوزيع الكهربائي المعزولة بالصلب مقاومة البيئة عبر التغليف بالراتنج الايبوكسي. يستخدم كلاهما محاكاة المجال الكهربائي لتحقيق الموثوقية.

الترقيات الذكية

تمكن المستشعرات المتكاملة وأجهزة الاتصال من مراقبة الحالة عبر الإنترنت. تحل أجهزة الحماية الرقمية والمحولات الإلكترونية محل المكونات التقليدية.

اتجاهات التطوير

التصغير والذكاء هما السائد: يقلل المعدات المصغرة المساحة المستخدمة في محطة التحويل بنسبة >30٪، مما يقلل من تكاليف الأرض؛ ويحسن الذكاء كفاءة الصيانة عبر تقنيات التوأم الرقمي و5G. يجب أن تهدف الجهود المستقبلية إلى التخلص من معدات SF₆ غير الضرورية، وتعزيز العزل بالفراغ/الصلب، ودعم تطور الشبكات الذكية.

خاتمة

تسيطر حالياً فواصل VCBs على السوق، بينما يكون انتشار منتجات SF₆ والمعزولة بالصلب منخفضًا. سيؤدي تسريع تطبيقات فواصل VCBs الذكية وحل مشاكل البيئة المرتبطة بالعزل الصلب إلى تلبية احتياجات الأنظمة الكهربائية الخضراء والذكية بشكل أفضل.