تطبيق محولات المكعبات في أنظمة التوزيع

I. مبادئ التصميم لمحولات الجهد المنخفض المثبتة على القاعدة

مع تطور البنية التحتية للطاقة، يتم استخدام محولات الجهد المنخفض المثبتة على القاعدة بشكل واسع في سيناريوهات مختلفة بسبب وزنها الخفيف وحجمها الصغير وخسارتها المنخفضة والضوضاء المنخفضةiability. الدراسات تظهر أنه عند زيادة جهد التغذية من 380 فولت إلى 10 كيلوفولت، تنخفض خسارة الخط بنسبة 60٪، ويتم تخفيض استهلاك النحاس والاستثمار بنسبة 52٪ لكل منهما، مما ينتج عنه فوائد اقتصادية واجتماعية كبيرة. باعتبارها منتجًا للتنمية الاقتصادية والاجتماعية الحديثة، فهي معدات توزيع كهربائي فعالة ومجدية تساهم في دفع الجهد العالي ليصل إلى مركز الحمل. هذا البحث يشرح مبادئ تصميمها، ويحلل تطبيقاتها في أنظمة التوزيع الكهربائي، ويستشرف مستقبلها.

محولات الجهد المنخفض المثبتة على القاعدة هي أجهزة توزيع كهربائي متكاملة تجمع بين المعدات الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفض مع المحولات. حالياً، أصبحت جزءاً أساسياً من بناء شبكة الطاقة الحضرية الحديثة، وتستخدم بشكل شائع لتوزيع الطاقة الثانوي في المناطق الجديدة والأحياء السكنية والمصانع ومواقع الطاقة المؤقتة، مما يعزز مرونة وموثوقية توزيع الطاقة. تظهر الصورتان 1 و2 أدناه مظهر المحولات المغمورة بالنفط والهيكل الداخلي للمحولات الجافة على التوالي.

بناءً على مبادئ التصميم والخصائص الهيكلية، فإن مزايا محولات الجهد المنخفض المثبتة على القاعدة هي كما يلي:

• التكامل العالي: تدمج بين المعدات الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفض والمحولات، مما يسهل الإدارة الموحدة ويحسن كفاءة التشغيل.

• الهيكل المدمج وحفظ المساحة: تستحوذ فقط على 1/10 إلى 1/5 من مساحة الأرض التي تتطلبها المحطة التقليدية، مما يقلل من تكاليف البناء ويضمن سلامة المعدات ويسهل التنقل والصيانة. يمكن تطبيقها في أنظمة التوزيع الحلقي والإشعاعي والثنائي.

II. تطبيق محولات الجهد المنخفض المثبتة على القاعدة في أنظمة التوزيع
(1) معايير التطبيق ومتطلبات البيئة

يجب أن تتوافق محولات الجهد المنخفض المثبتة على القاعدة مع المحطات الفرعية المصنعة ذات الجهد العالي/المنخفض (GB/T 17467 - 1998). البيئات المناسبة تشمل: الارتفاع ≤ 1 كم، نطاق درجة الحرارة من -30℃ إلى 40℃، وعدم وجود تلوث شديد أو مخاطر حريق أو تآكل أو انفجار أو اهتزاز شديد. القضايا الفنية الرئيسية التي يجب معالجتها تشمل: موثوقية موصلات الكابلات المغلقة، الاختراق الكهربائي تحت الجهد العالي/المنخفض، تأثير التبريد على إخراج المحول، ومنع الانفجار الخارجي.

(2) دراسة حالة

استخدم موقع بناء محطة طاقة نظام توزيع حلقي يجمع بين المحولات المصنعة والمحولات المركبة. تم نشر 3 محولات ZBW مركبة (1600 كيلو فولت أمبير) و5 محولات مصنعة (1000 كيلو فولت أمبير) في المناطق السكنية والبناء. تم اختيار المحولات المصنعة لتزويد الطاقة للبناء بسبب حجمها الأصغر، بينما قدمت المحولات المركبة تحميلاً مستقرًا لمكاتب المناطق السكنية. تم تشغيل النظام بواسطة صندوقي توزيع (A وB)، وكان صندوق C مفتوحًا عادةً لإعادة الطاقة بسرعة في حالة حدوث أعطال في الكابلات، مما يعزز الموثوقية.

تبين التطبيقات العملية أن المحولات المثبتة على القاعدة المغلقة تمامًا:

• تحمي المعدات من الغازات المسببة للتآكل (مثل الضباب المالح)، مما يطيل عمر الخدمة؛

• تلائم المساحات المحدودة للبناء بتصميم مدمج؛

• تمنع الأجزاء العارية المشحونة عبر روابط الكابلات، مما يضمن السلامة الكهربائية.

III. المستقبل لمحولات الجهد المنخفض المثبتة على القاعدة

مع تسريع عملية التحضر والتنمية الاجتماعية والاقتصادية، تصبح موارد الأراضي الحضرية والريفية محدودة بشكل متزايد، ويستمر في الارتفاع كثافة الحمل الكهربائي، ويتسارع التحويل من الشبكات التقليدية إلى شبكات الكابلات. في هذا السياق، لم تعد المحولات التقليدية المثبتة على الأعمدة قادرة على تلبية الاحتياجات الاجتماعية الحديثة، بينما تحظى محولات الجهد المنخفض المثبتة على القاعدة بتفضيل السوق بفضل ميزاتها الفريدة، مما يشير إلى اتجاه لاختراق أعمق لمركز الحمل المستخدم. أثبتت التطبيقات العملية أن محولات الجهد المنخفض المثبتة على القاعدة لا تعزز فقط سلامة تزويد الطاقة ولكنها تتكامل أيضًا مع البيئة المحيطة من خلال التصاميم الجمالية، مما يؤدي دورًا في تحسين منظر المدينة. يمكن التنبؤ بأن محولات الجهد المنخفض المثبتة على القاعدة ستظهر إمكانات تطور هائلة وفرصة سوقية واسعة في أنظمة التوزيع المستقبلية.

خاتمة

كإنجاز مهم للتنمية الاجتماعية والاقتصادية الحديثة، تلبي محولات الجهد المنخفض المثبتة على القاعدة بشكل كبير الاحتياجات الاجتماعية الحالية. تعتبر هيكلتها المغلقة تمامًا فعالة في مقاومة التآكل الناجم عن السوائل والغازات المسببة للتآكل، مما يطيل بشكل كبير عمر الخدمة للمعدات الكهربائية. الأصداف المصنوعة من سبائك الألومنيوم المقاومة للصدأ أو صفائح الصلب المجلفن الملونة المعالجة بمادة مضادة للتآكل لديها خصائص ممتازة للمقاومة للماء والتآكل والغبار، مما يجعلها قادرة على تحمل التشغيل الخارجي طويل الأمد. في الوقت نفسه، تجمع محولات الجهد المنخفض المثبتة على القاعدة بين تحسين البيئة والتزويد الآمن بالطاقة، مما يقدم دعمًا قويًا لبناء المدينة وتزويد الطاقة.

يُشدد على ضرورة ضمان التشغيل المستقر والموثوق به لمحولات الجهد المنخفض المثبتة على القاعدة في المناطق السكنية والحديقة الصناعية وأقاليم التطور التكنولوجي عالية التقنية والمباني السكنية الحضرية وغيرها من السيناريوهات، يجب أن يكون تصميمها وإنتاجها واستخدامها متوافقًا بدقة مع معايير ومواصفات المحطات الفرعية المصنعة ذات الجهد العالي/المنخفض (GB/T 17467-1998). بهذه الطريقة فقط يمكن الاستفادة الكاملة من المزايا الفنية لمحولات الجهد المنخفض المثبتة على القاعدة لتوفير دعم آمن وكفوء للطاقة باستمرار لصالح التنمية الاجتماعية.