أجزاء رئيسية لمعدات التوزيع الهوائية العازلة للجهد المتوسط وأستخداماتها
يلعب معدات التوزيع الكهربائي ذات الجهد المتوسط دورًا حاسمًا في عملية توزيع الطاقة داخل الأنظمة الكهربائية ذات التيار المتردد (AC)، مما يسهل تدفق الطاقة من الإنتاج إلى النقل وصولاً إلى المستخدمين النهائيين. يتم تحديد هذه المعدات الأساسية بمجموعة من المعايير التي تحدد مواصفاتها ومصطلحاتها وتصنيفاتها ومعايير التصميم وأساليب البناء والبروتوكولات الاختبارية. بالنسبة للمنطقة الأوروبية، يتم تفصيل هذه الإرشادات في المعايير الدولية التالية للمجلس الدولي للكهروتقنية (IEC):
IEC 62271-1: تحدد المواصفات المشتركة لمعدات التوزيع الكهربائي ذات الجهد العالي والمعدات التحكمية.
IEC 62271-200: تركز على معدات التوزيع الكهربائي ذات الجهد المتوسط المغلقة بعلبة معدنية مصممة للجهود المحددة تتجاوز 1 كيلوفولت وحتى 52 كيلوفولت.
IEC 62271-300: تتناول معدات التوزيع الكهربائي ذات العلبة المعدنية المغلقة والمعزولة بالغاز المصممة للجهود المحددة أعلى من 52 كيلوفولت.
على الرغم من أن معايير IEC معترف بها عالمياً، قد تتبع دول مثل الولايات المتحدة والصين وروسيا معاييرها الوطنية الخاصة. وفقًا للمادة 3.5 من IEC 62271-1، يتم تحديد جميع مكونات معدات التوزيع الكهربائي والمعدات التحكمية، مما يتيح تجميع أنظمة معدات التوزيع الكهربائي الشاملة ذات الوظائف المخصصة للشبكات ذات الجهد المتوسط. تتضمن هذه الوظائف:
توزيع الطاقة بكفاءة من أنظمة النقل ذات المستوى الأعلى إلى نقاط الاستهلاك.
تسهيل التحويلات الكهربائية.
إجراء القياسات الحاسمة لآليات الحماية والأدلة التشغيلية وعمليات الفوترة.
حماية الأحمال والمعدات ضد الأعطال.
تنفيذ خصائص التحكم والمنع والإغلاق وفقًا لاحتياجات تشغيل الشبكة.
تمكين التواصل بين معدات التوزيع الكهربائي وأنظمة SCADA أو DCS لتعزيز الرصد والتحكم.
ضمان سلامة العاملين داخل المحطات الفرعية.
توفر العديد من الشركات المصنعة تصاميم متوافقة مع معايير IEC. تميز معيار IEC بين التقنيات المعزولة بالهواء والمعزولة بالغاز، وتختلف تعقيدات التصميم بناءً على موقع النظام داخل شبكة التوزيع والتعقيد المطلوب لخطط الحماية والتحكم. غالبًا ما يتطلب معدات التوزيع الكهربائي ذات التصنيف الأعلى إجراءات حماية وتحكم أكثر تعقيدًا.
يتكون هيكل معدات التوزيع الكهربائي ذات الجهد المتوسط المعزولة بالهواء الأساسية بشكل عام من أربع أقسام أساسية، مما يعكس نهجًا منظمًا لتحقيق التشغيل الكفوء والأمن والموثوق به ضمن التطبيقات ذات الجهد المتوسط. يضمن هذا التكوين أداءً مثلى مع الالتزام بمعايير السلامة والتشغيل الصارمة.
قسم الهيكل الأساسي لمعدات التوزيع الكهربائي ذات الجهد المتوسط
يشمل الهيكل الأساسي، والذي يُشار إليه بالقسم B في الرسوم البيانية 1 و 2 و 3، صفائح معدنية توفر الشكل والأبعاد والصلابة والقوة لمعدات التوزيع الكهربائي. يشمل هذا الهيكل أيضًا مكونات النحاس التي تعتبر ضرورية لنقل الطاقة ولربط جميع الأقسام والأجهزة داخل معدات التوزيع الكهربائي.
تقدم هذه البنية عدة فوائد رئيسية:
الفصل القائم على المعدن: يضمن الهيكل الفصل بين الأقسام وفقًا لمعايير IEC 62271-200، والتي تحدد مستويات مختلفة من الوصول. يعزز هذا الفصل الأمان والكفاءة التشغيلية.
قدرة تحمل القوس الكهربائي: بالإضافة إلى الفصل القائم على المعدن، يشمل التصميم أبوابًا مقاومة للقوس الكهربائي توفر حماية إضافية ضد الأحداث الداخلية للقوس الكهربائي، مما يضمن قدرة معدات التوزيع الكهربائي على تحمل الأقواس دون المساس بالأمان أو الوظائف.
باختصار، لا يوفر الهيكل الأساسي فقط الشكل والقوة لمعدات التوزيع الكهربائي ولكنه يدمج أيضًا المكونات النحاسية الأساسية للتوصيل الكهربائي. بالإضافة إلى ذلك، يوفر الفصل الحرجة والمقاومة للقوس الكهربائي، مما يتوافق مع معايير السلامة الصارمة ويحسن موثوقية النظام الشامل. يضمن هذا التصميم الدقيق أن كل مكون داخل معدات التوزيع الكهربائي يعمل بأمان وكفاءة، مما يساهم في شبكة توزيع كهربائي أكثر أمانًا وموثوقية.
قسم معدات التوزيع الكهربائي ذات الجهد المتوسط لقطاعة الدائرة
يحتوي قسم قطاعة الدائرة، الذي يُشار إليه بالقسم C في الرسوم البيانية 1 و 2 و 3، على أجهزة التحويل ذات الجهد المتوسط. يمكن تجهيز هذا القسم بأنواع مختلفة من أجهزة التحويل، بما في ذلك قواطع الحمل والمحاصيل وقطعات الدائرة وغيرها. الدور الأساسي لهذه أجهزة التحويل هو فتح وإغلاق التيار والجهد المستقر وكذلك التيار والجهد أثناء الأعطال. في معظم الألواح الرئيسية المعزولة بالهواء ذات الجهد المتوسط، تكون قطاعات الدائرة الخيار المفضل. اليوم، تقنية القطع تحت الفراغ هي الأكثر شيوعًا في التطبيقات ذات الجهد المتوسط بسبب موثوقيتها وكفاءتها.
قسم معدات التوزيع الكهربائي ذات الجهد المتوسط للأسلاك
يحتوي قسم الأسلاك، الذي يُشار إليه بالقسم D في الرسوم البيانية 1 و 2 و 3، ليس فقط على انتهاء الأسلاك ولكن أيضًا على أجهزة الاستشعار. تستخدم هذه الأجهزة بشكل أساسي لقياس تيارات الأطوار وجولاتها والتيار المتبقي والجهد المتبقي. التقنية الرئيسية المستخدمة لأغراض القياس هي محول الأداة (IT)، والذي يعمل على المبدأ الاستقرائي المثبت لكل من قياس التيار والجهد. يضمن هذا الترتيب رصدًا دقيقًا ومعتمدًا داخل نظام معدات التوزيع الكهربائي، مما يساهم في تحسين السلامة والأداء التشغيلي.
من خلال هذا النهج المنظم، يلعب كل مكون داخل معدات التوزيع الكهربائي ذات الجهد المتوسط دورًا حاسمًا في ضمان توزيع الطاقة الكهربائية بأمان وكفاءة وموثوقية.
