تطوير محول تيار منخفض الجهد متكامل خارجي

في بناء الشبكة الكهربائية، تعكس خسائر الخط التخطيط والتصميم وإدارة التشغيل. وهي مفتاح لتقييم أنظمة الطاقة. من أجل إدارة محددة لخسائر الخط في منطقة محول الجهد المنخفض، تعد حساب الخسارة بدقة أمرًا بالغ الأهمية. لذلك، فإن تثبيت البيانات الأساسية وضمان دقتها وكفاءة جمع البيانات الأصلية مهمة للتحليل. كما يجب أيضًا تحسين العوامل التي تؤثر على دقة الجمع، واتخاذ إجراءات وقائية، وتعزيز إدارة خسارة الخط المحددة.

1 الحالة الراهنة لجمع خسارة الخط المحددة في مناطق محول الجهد المنخفض

منذ عام 2013، قام شركة كهرباء بلدية بتطوير عمل خسارة الخط المحددة بتغطية كاملة. وبعد أكثر من 6 سنوات، تعرض المحولات الحالية للكهرباء للتلف بسبب الطبيعة، مما أدى إلى انفصال الدروع الواقية. معرضة للبيئة، تتعرض لتشققات تحت ضوء الشمس، مما يشكل خطرًا على المزيد من التلف.

بعض المحولات المستخدمة لجمع خسارة الخط المحددة في المناطق ذات الجهد المنخفض يتم تركيبها على الأسلاك المعلقة. تجعل الرياح القوية هذه المحولات تتأرجح، ويظهر البيانات الخلفية أن بيانات العداد الإجمالية تتأثر بالرياح. وبالتالي، هناك حاجة لتحسين وتحديث هذه المحولات لإزالة المخاطر وتعزيز الإدارة.

حالياً، يتم استخدام أغطية من مطاط السيليكون على محولات الجهد المنخفض المحلية لحماية الأشعة فوق البنفسجية والمطر. ولكن طرق التثبيت المختلفة للأغطية تؤدي إلى انفصال بعضها مع مرور الوقت. بالإضافة إلى ذلك، المحولات الموجودة تحت صناديق المصهرات على أعمدة منفصلة، رغم أنها مقاومة للرياح، إلا أنها تسمح بدخول الماء من الأسفل، مما يؤدي إلى الصدأ وتؤثر على الدقة.

2 أفكار لتطوير أجهزة جمع الكهرباء

يستخدم البحث والتطوير معدات وأجزاء ناضجة ومعتمدة، مستفيدًا من الحلول المثبتة. البحث الرئيسي:

2.1 تصميم محول التيار الخاص

تصميم محول للخارج، تركيب على خط مباشر (بنية مفتوحة)، وحمل الكابل. أجزاؤه المنفصلة تثبت على ذراع القطب، وتلبي متطلبات الشركة المحلية للكهرباء للمعلمات الكهربائية لترقية صندوق جمع الكهرباء للمحول التوزيعي.

2.2 بحث جهاز سحب الطاقة عبر الثقب

تطوير جهاز لسحب الطاقة من كابل الحافلة للمحول لأجل القياس والتحكم. يتداخل مع المحول. يجب أن تكون العزلة بين نقطة الثقب واللف الثانوي للمحول 1.2 مرة من عزلة المحولات ذات الجهد المنخفض العامة (قوة التحمل لمدة دقيقة واحدة عند التردد الكهربائي). كما يجب أن تلبي العزلة بين نقطة الثقب ودعم المحول هذا المعيار أيضًا.

تمر الجهد من إبرة الثقب عبر مفتاح (متداخل مع المحول) قبل أن يتم إخراجه.

2.3 تصميم التكيف البيئي

يجب أن يكون الجهاز مقاومًا للماء والرطوبة والأشعة فوق البنفسجية، يعمل لفترات طويلة من -25 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية، يتحمل الأعاصير حتى المستوى 12 والزلازل حتى المستوى 8، ولديه حماية IP67.

عينات الاختبار

تخضع العينات لاختبارات تشمل:

• اختبارات محول التيار: الدقة، معامل أمان الجهاز، تحمل الجهد، الأمطار، واختبارات القوة الميكانيكية.

• اختبارات الوحدة الثقب: التوصيل، الصدمة، مقاومة العزل، المقاومة المباشرة، ارتفاع الحرارة، واختبارات توتر الكابل.

• اختبارات الجهاز الكلي: الصدمة الميكانيكية، مقاومة الحرارة للغلاف العازل، واختبارات مستوى الحماية.

3 تطوير الأجهزة الخارجية المتكاملة ذات الجهد المنخفض
3.1 تصميم محول التيار الخارجي المتكامل ذو الجهد المنخفض

كجوهر جهاز الجمع، يتخلى المحول عن التصميم الدائري التقليدي. يستخدم الجسم المربع (الذي يتناسب مع أذرع أعمدة الأسمنت)، ويثبت بواسطة البراغي، مما يقلل من تأثيرات الدقة الناجمة عن الرياح والاهتزاز. تستخدم الرصاصات الثانوية أسلاك RV بمساحة 2.5 مم²؛ البنية المفتوحة تسمح بالتركيب المباشر على الخط.

يستخدم اللب صفائح الفولاذ السيليكوني ZW80 من نيبون ستيل بسمك 0.23 مم (قابل للتفكيك، النفاذية الأولية عالية، الخسارة منخفضة)، مما يلبي دقة الفئة 0.5S. الجسم مصنوع من البولي كربونيت؛ الداخلية مصبوبة بالراتنج الإبوكسي لتحقيق الاستقرار والعزل.

3.2 تصميم وحدة سحب الطاقة عبر الثقب

إبرة الثقب والمفتاح موجودان في قاع المحول. الإبرة، عمودية على الفتحة الداخلية (موجهة نحو مركزها)، هي ممتدة (المسافة ≥ 1/2 قطر الفتحة الداخلية، قابلة للتعديل بواسطة البراغي، العزم ≥ 1 نيوتن·متر). متصلا بمفتاح المحول، يخرج عبر سلك RV بمساحة 1.5 مم². المفتاح مصبوب داخل، ومقبضه مختوم بالسيليكون للتناسق الضيق.

3.3 تصميم مقاومة للماء والرطوبة والأشعة فوق البنفسجية

جسم المحول مصبوب بالراتنج الإبوكسي لتحقيق العزل الكامل والختم. الأخاديد مع الختم السيليكوني على وجوه النهايات المنفصلة تمنع دخول الماء والرطوبة.

المفتاح مصبوب داخل، والمقبض المتحرك وجذور الرصاص مختومين بالسيليكون/مصبوبين بشكل متكامل، بدون نقاط حية مكشوفة.

استخدام البولي كربونيت والمطاط السيليكوني (أثبتت مقاومتها للأشعة فوق البنفسجية وتقدم عمر الخدمة لأكثر من 30 عامًا).

4 الخاتمة

محول التيار الخارجي المتكامل ذو الجهد المنخفض له بنية منفصلة مفتوحة، مما يسهل التركيب والعمل المباشر على الخط. أجزاؤه المنفصلة تثبت على الذراع، وتعلق الكابلات بإحكام مع مقاومة شد/قص قوية.

يقوم بتجميع إشارات التيار/الجهد (بما في ذلك الطاقة) لمنطقة جمع محول القطب. المفتاح على الجهة الخارجية للجهد يلبي الاحتياجات الشخصية.

إبرة الثقب الممتدة تناسب الكابلات ذات السمك والعزل المختلف. مع العزل الكامل/الختم (IP67)، فإنه يضمن الموثوقية.

حالياً منفصل الطور (حجم كبير)، سيتم تحسينه في المستقبل إلى بنية ثلاثية الأطوار لتكييفها مع سيناريوهات أكثر، مما يحسن إدارة خسارة الخط المحددة لأنظمة الطاقة.