ڈسٹریبیوشن رومز میں اعلیٰ اور نچلے وولٹیج کے ڈسٹریبوشن کابینوں کا مثلى انتخاب

ملخص: بناءً على تحليل الأنواع الرئيسية والخصائص لمراكز التوزيع ذات الجهد العالي والمنخفض في غرف التوزيع، يناقش هذا المقال المبادئ الأساسية لاختيار هذه المراكز. من وجهات النظر التقنية الموثوقة، وسهولة التثبيت، والاقتصادية، يتم تحليل الإجراءات الأمثل لاختيار مراكز التوزيع ذات الجهد العالي والمنخفض، مما يلعب دورًا معينًا في تحسين أدائها التقني والاقتصادي.

الكلمات المفتاحية: غرفة التوزيع؛ مراكز التوزيع ذات الجهد العالي والمنخفض؛ الأمثلة؛ التكوين

0 مقدمة

مع الاستمرار في ارتفاع مستويات التنمية الاقتصادية، أصبحت الطاقة الكهربائية واحدة من المصادر الأساسية للطاقة للإنتاج الحالي والحياة اليومية. لضمان الإنتاج الطبيعي والأنشطة اليومية، يجب أن يكون كل جانب من جوانب إمداد الطاقة تحت السيطرة بشكل معقول لتعزيز استقرار وإمكانية الاعتماد على شبكة الطاقة. تمثل مراكز التوزيع في غرف التوزيع الرابط النهائي الذي يوصل الطاقة الكهربائية إلى المستخدمين النهائيين. ضمان استقرار واقتصادية مراكز التوزيع ذات الجهد العالي والمنخفض، وتحقيق اختيارها الأمثل، هي خطوات حاسمة لضمان سلامة واستقرار شبكة الطاقة.

1 الأنواع الرئيسية والخصائص لمراكز التوزيع ذات الجهد العالي والمنخفض في غرف التوزيع

قبل تحسين اختيار مراكز التوزيع، من الضروري فهم أنواعها الرئيسية لتوفير أساس ملموس للاختيار.

1.1 مراكز التوزيع ذات الجهد العالي

مراكز التوزيع ذات الجهد العالي لا توجد كوحدات فردية داخل نظام الطاقة. تتكون بشكل أساسي من عدة مكونات متصلة بما في ذلك معدات التحكم، والمفاتيح ذات الجهد العالي، ومعدات الرصد، وأجهزة نقل الإشارات، ومعدات الحماية، مما يشكل نظامًا مركبًا متعدد الوظائف.

منذ الثمانينيات، تم تنفيذ إصلاحات تقنية لمراكز التوزيع ذات الجهد العالي في الصين. مع تراكم تقنيات البحث والتطوير والخبرة التطبيقية، تم تطبيق العديد من التقنيات الجديدة في تطويرها، مما أدى إلى العديد من المنتجات التقنية المتقدمة مثل خزانة KYN28 وخزانة XGN15-12.

(1) خصائص التشغيل لخزانة KYN28

هذا النوع من الخزانات ذات الجهد العالي يتكون هيكليًا من جزأين رئيسيين: العربة (الجزء القابل للسحب) وجسم الخزانة. يتم تجميع جسم الخزانة بشكل أساسي من الأقسام المعدنية المدقوقة، مقسمة إلى أربع أقسام مستقلة: قسم الكابلات، وقسم العربة، وقسم الشريط الأمامي، وقسم الأجهزة. يمكن تصنيف العربات إلى أنواع مثل العربات المقطوعة، والعربات المقاسة، وعربات PT. تتكون المكونات الكهربائية الرئيسية من قواطع الدائرة الفراغية، والمكابس ذات الجهد العالي، والحافلات النحاسية، والأجزاء العازلة، والمفاعلات ذات الجهد العالي. تتكون المكونات الكهربائية الثانوية بشكل أساسي من قواطع الدائرة الهوائية، والأزرار، والأجهزة، وأجهزة الحماية الشاملة، وأضواء الإشارات. باستخدام العربة القابلة للسحب التي تتمركز في الوسط، يمكن سحبها ودفعها، مما يخلق نقطة انفصال آمنة بين النظام الأساسي وأنظمة أخرى من الخزانات ذات الجهد العالي.

(2) خصائص التشغيل لخزانة XGN15-12

XGN15-12 هو منتج جديد من مجموعات التبديل الكاملة ذات الجهد العالي التي تم تطويرها بناءً على المعايير الوطنية لأجهزة التبديل المعدنية المغلقة بجهد 35kV. يتميز ليس فقط بصغر حجمه (فقط 60٪ من حجم المجموعات التقليدية) ولكنه أيضًا ذو موثوقية عالية للقواطع، وأداء ممتاز، ووظيفة التحويل القسري. يمكن استخدامه في التطبيقات ذات الجهد المقنن من 3.5kV إلى 12kV والتيار المقنن من 630A إلى 3150A، مما يحقق مستوى حماية IP2X. يمكن للمستخدمين الاختيار بين الآليات العاملة بالربيع أو الآليات الكهرومغناطيسية.

1.2 مراكز التوزيع ذات الجهد المنخفض

في سلسلة المنتجات لمراكز التوزيع ذات الجهد المنخفض، هناك بشكل أساسي فئتان: المنتجات المطورة بناءً على التكنولوجيا الدولية ذات الشهادات الدولية للجودة، والمنتجات الأجنبية. من بينها، تشمل سلسلة المنتجات المطورة بناءً على التكنولوجيا الدولية بشكل أساسي مجموعات التبديل ذات الجهد المنخفض GCK، ومجموعات التبديل ذات الجهد المنخفض GCS، وألواح التبديل المتناوبة GGD. تمثل المنتجات الأجنبية بشكل أساسي بمجموعات التوزيع MNS التي تنتجها ABB سويسرا.

(1) خصائص التشغيل لخزانة GCS

خزانة GCS هي واحدة من أكثر سلاسل المنتجات شيوعًا لمجموعات التبديل ذات الأدراج. تستخدم إطارًا أساسيًا من الفولاذ المفتوح بقسم 8MF، مع ألواح جانبية تحتوي على ثقوب مترابطة بمعيار 20mm/100mm وقطر داخلي 9.2mm [3]. تكون الأقسام الوظيفية المختلفة مستقلة ومفصولة، وتتضمن بشكل أساسي قسم الأدراج، وقسم الكابلات، وقسم الشريط الأمامي. يتم ترتيب قسم الكابلات بشكل مستقل، مما يسمح بدخول وخروج الكابلات بسهولة من الأعلى أو الأسفل. يمكن لكل خزانة GCS تغذية 11 درجًا كاملًا أو 22 درجًا نصفًا، مما يعزز مرونة تركيب الأدراج. بالإضافة إلى ذلك، يتم تثبيت جهاز التوصيل الميكانيكي داخل قسم الأدراج لتسهيل قطع وغلق الدرج الخارجي.

(2) خصائص التشغيل لخزانة MNS

هذا النوع من مجموعات التبديل هو أيضًا شكل من أشكال مجموعات التبديل ذات الأدراج المنخفضة. يستخدم غلافًا مصنوعًا من صفائح الفولاذ المثني، مقسمًا إلى ثلاثة أقسام أساسية: قسم الشريط الأمامي، وقسم الكابلات، وقسم الوحدات (للأدراج). بما أن قسم الشريط الأمامي يقع في الخلف، يمكن تكوينه كخزانة ثنائية الجانب. يستخدم أسلوب الشريط الأمامي مشابهًا لنوع GCS. ارتفاع الدرج 200mm، ويتم تجهيزه بجهاز توصيل ميكانيكي.

2 المبادئ الأساسية لاختيار مراكز التوزيع ذات الجهد العالي والمنخفض

في عملية اختيار مراكز التوزيع، فإن المطلب الأساسي هو ضمان أن الخزانات ذات الجهد العالي والمنخفض المختارة تلبي احتياجات المشروع واستخدامه وتحقق موثوقية واستقرار تشغيل المعدات. في الوقت نفسه، يجب تحليل جوانب الأداء الأخرى ذات الصلة بالمنتج، مثل بساطة التشغيل، واختيار المعدات التي تكون سهلة التشغيل نسبيًا، مما يحسن دقة التشغيل. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري تحليل متطلبات التكلفة للمشروع، وتحديد الميزانية الدقيقة للمشروع، وضبط التكاليف الإنشائية بشكل معقول أثناء التنفيذ، والاستفادة الكاملة من المواد الخام والموارد لتحقيق السيطرة الفعالة على التكاليف.

2.1 مبدأ الموثوقية

عند اختيار نوع خزانة التوزيع ذات الجهد العالي، بناءً على التشغيل الفعلي لغرفة التوزيع، فإن الهدف الأساسي هو ضمان سلامة وموثوقية المنتج. يجب النظر بشكل شامل في ظروف التشغيل الفعلية للخزانة ذات الجهد العالي لاختيار المنتجات ذات الموثوقية الأعلى.

2.2 مبدأ البساطة

حاليا، تستخدم معظم الخزانات ذات الجهد العالي أجهزة حماية تقليدية. بسبب التعقيد العالي لهذه المعدات، فإن احتمالية حدوث الأعطال مرتفعة أيضًا، مما يمثل تحديات كبيرة للتشغيل والصيانة اللاحقة. لذلك، خلال عملية الاختيار، بناءً على وضع الاستثمار في المشروع المحدد ومتطلبات التكوين الخاصة للمعدات، ومع الالتزام بالمتطلبات الأساسية لموثوقية إمداد الطاقة، يجب اختيار المنتجات التي تضمن أن المكونات القابلة للسحب في خزانة العربة يمكن تثبيتها مباشرة على العربة وتحقق مبادئ الصيانة السهلة والتغيير السهل.

3 اختيار الأمثل لمراكز التوزيع ذات الجهد العالي والمنخفض في غرف التوزيع

3.1 اختيار الأمثل لمراكز التوزيع ذات الجهد العالي

(1) ضمان موثوقية التشغيل للخزانات ذات الجهد العالي

عند اختيار مراكز التوزيع ذات الجهد العالي، يجب إجراء تحقيقات حول الظروف الخاصة بمعدات الإمداد بالطاقة والاستثمار في المشروع. يجب تحليل متطلبات موثوقية الإمداد بالطاقة قبل اختيار شامل. لضمان موثوقية الإمداد بالطاقة، يجب أن تكون المكونات القابلة للسحب في العربة قابلة تمامًا للإزالة على العربة والسماح بعملية بسيطة واستبدال سهل، مما يسهل صيانة الخزانة ذات الجهد العالي بسرعة وسهولة. ومع ذلك، عند استخدام خزانات العربة، تكون متطلبات جودة البناء المدني، خاصة مستوى الأرض، أعلى. لتسهيل دخول وخروج العربة من وحدة التبديل، يجب أن يكون سطح القضبان داخل الخزانة في نفس المستوى مع الأرض خارج الخزانة. يمكن استخدام وضع بطانات مطاطية أثناء التعديل لتقليل تردد اهتزاز الخزانة وتحسين استقرار تشغيل وحدة التبديل.

(2) عمليات تشغيل المعدات

في السوق الصينية للخزانات ذات الجهد العالي، تمثل الخزانات المستوردة حوالي 50٪ من حصة السوق، وهي مماثلة للمنتجات المحلية. من حيث الاستقرار التشغيلي وغيرها من الظروف ذات الصلة، تتمتع هاتان الفئتان من الخزانات بمزايا وعيوبهما الخاصة. في التطبيق العملي، يجب اختيارهما بشكل معقول وفقًا للظروف الفعلية.

بالرغم من أن الخزانات المحلية ذات الجهد العالي تتميز بسعر معتدل، وموثوقية عالية، وخدمة ما بعد البيع شاملة، إلا أن حجمها غالبًا ما يكون كبيرًا، مما يتطلب مساحة تثبيت كبيرة. عندما تكون المساحة المتوفرة في غرفة التوزيع محدودة، يجب اختيار الخزانات المستوردة ذات الجهد العالي. نسبيًا، تتميز الخزانات المستوردة ذات الجهد العالي بترتيب مكونات معقول، وحجم صغير، وموثوقية عالية، ولها نطاق تطبيق واسع نسبيًا. ومع ذلك، فإن سعرها أعلى بكثير من المعدات المحلية، وقد لا تكون الدعم بعد البيع سريع الاستجابة. خلال عملية الاختيار الأمثل، يجب تحقيق توازن شامل بناءً على هذه المزايا والعيوب.

(3) تشغيل بسيط وصيانة سهلة

تعد متطلبات الصيانة المنخفضة والصيانة المبسطة من اتجاهات التطوير المستقبلية الهامة لمراكز التوزيع. حاليا، تستخدم معظم الخزانات ذات الجهد العالي في الصين تقنية التحكم الكهربائي التقليدية وأجهزة الحماية المتصلة بالشبكة. تزيد هذه التكنولوجيا ليس فقط من احتمالية حدوث الأعطال ولكن أيضًا تعقيد المعدات، مما يؤدي إلى زيادة حجم العمل في الصيانة خلال الاستخدام اللاحق. بناءً على ذلك، يجب اختيار الخزانات المجهزة بأجهزة حماية ذكية متقدمة لتقليل حجم العمل في الصيانة وتخفيض تكاليف العمل. من منظور اقتصادي، تعتبر الخزانات الذكية ذات الجهد العالي خيارًا جيدًا خلال عملية الاختيار.

3.2 اختيار الأمثل لمراكز التوزيع ذات الجهد المنخفض

(1) تحديد المعلمات الفنية لمراكز التوزيع ذات الجهد المنخفض بشكل معقول

قبل اختيار نموذج مركز التوزيع ذو الجهد المنخفض، يجب تحديد معلماته الفنية واختياره وفقًا لهذه المعلمات المحددة مسبقًا. على هذا الأساس، يجب توضيح الجهد المقنن، والتيار المقنن، والتكرار المقنن، ومساحة التثبيت وغيرها من المعلمات لمركز التوزيع ذو الجهد المنخفض. يجب تحليل المعلمات مثل التيار الذي يجب أن يتحمله المركز أثناء الذروة في الإمداد بالطاقة والتيار الذروة للأرض الأمامية الرئيسية. بالإضافة إلى ذلك، يجب تأكيد نوع الوحدة الوظيفية، والتيار المقنن الأقصى، ودرجة الحماية الخارجية (رمز IP) لمركز التوزيع.

(2) تحسين متطلبات المكونات في مراكز التوزيع ذات الجهد المنخفض

خلال عملية اختيار الأمثل لمراكز التوزيع ذات الجهد المنخفض، يجب إجراء تحليل لمتطلبات المكونات، والتي تشمل بشكل أساسي طريقة التثبيت، والأجزاء الوظيفية للخزانة، وبساطة التثبيت، ودرجة حرارة البيئة التشغيلية، وأبعاد الخزانة. في الوقت نفسه، يجب الانتباه إلى اختيار قواطع الدائرة، مع ضمان أن القاطع الرئيسي له وظائف مثل الذاكرة، وحماية التأريض، والإنذار، وإشارة العطل، والحماية الثلاثية (LSI). يجب أن يدعم أيضًا عمليات التوصيل المتبادلة على مستويات مختلفة مثل التوصيل المتبادل المختار للمناطق، والسعي لتحقيق التجزئة الوحدات الوظيفية المختلفة.

3.3 اختيار الأمثل لمكونات الحماية في مراكز التوزيع

يجب أن تكون الخزانة المناسبة قادرة على التكيف مع بيئات الاستخدام المختلفة وامتلاك قدرات حماية وظيفية متناسبة. عادةً ما تستخدم مراكز التوزيع ذات الجهد العالي والمنخفض مصافي أو قواطع دائرية كمكونات حماية. عندما يتجاوز التيار قيمة محددة، ينصهر رابط المصافي بسبب الحرارة، أو تفصل قاطعة الدائرة، مما يفصل الدائرة ويحمي نظام التوزيع. يمكن اختيار مكونات الحماية بشكل أمثل من منظورات مختلفة.

(1) من منظور التكلفة

من منظور تكلفة المكونات، فإن سعر السوق للمصافي منخفض، بينما يمكن أن يكون سعر السوق لقواطع الدائرة ذات القوالب أو قواطع الدائرة المصغرة عدة مرات إلى عشرات المرات أعلى من سعر المصافي. إذا كان الميزانية العامة للمشروع منخفضة، يمكن اختيار المصافي كمكون حماية.

(2) من منظور سهولة الصيانة

عند حدوث عطل قصير الدائرة يؤدي إلى الانفصال، قد تتعرض نقاط التلامس في قاطع الدائرة المصغرة أو قاطع الدائرة ذو القوالب للتلف. مع مرور الوقت، يمكن أن يؤدي هذا إلى فشل قاطع الدائرة في العمل بشكل صحيح. لذلك، بعد حدوث انفصال قصير الدائرة في المصافة، يجب استبدال رابط المصافة بسرعة لضمان استعادة وظيفة الحماية. بعد حدوث انفصال قصير الدائرة في قاطع الدائرة المصغرة أو قاطع الدائرة ذو القوالب، يُنصح بالفحص، وقد يكون استبداله ضروريًا إذا كان متأذيًا.

(3) من منظور متطلبات حماية الدائرة

نظرًا لأن المصائف لها حساسية منخفضة نسبيًا لفرط الحمل على الخطوط، عادة ما تستخدم فقط لحماية القصر، باستثناء الدوائر الكهربائية الشائعة. من ناحية أخرى، تتميز قواطع الدائرة المصغرة أو قواطع الدائرة ذات القوالب بحساسية عالية لفرط الحمل والتيار. عند حماية الدوائر مثل حلقات التسخين، ومحطات التوصيل، ودوائر التحكم، يجب استخدام قواطع الدائرة المصغرة أو قواطع الدائرة ذات القوالب كمكونات حماية.

4 الخاتمة

مع زيادة الطلب على الطاقة الكهربائية في الإنتاج السكني والحياة اليومية، أصبح الاقتصاد والاستقرار في إمداد الطاقة أهدافًا مهمة لتحسين أنظمة التوزيع. تمثل مراكز التوزيع في غرف التوزيع الرابط النهائي الذي يوصل الطاقة إلى المستخدمين النهائيين، وتستخدم بكثرة. لضمان تلبية احتياجات الكهرباء للإنتاج والحياة اليومية مع تحقيق الفوائد الاقتصادية في بناء مراكز التوزيع، يجب تحسين خطة اختيار مراكز التوزيع من منظوري التقني والاقتصادي، مع ضمان تحقيق موثوقية تقنية واقتصادية في الوقت نفسه.