انتخاب بهینه کابینت برای اتاق‌های توزیع برق

【چکیده】 در ساخت و ساز شهرنشینی، سیستم برق اساسی‌ترین تأسیسات الکتریکی و منبع مهم انرژی است. برای اطمینان از ایمنی و پایداری تأمین برق در حین عملکرد سیستم برق، لازم است کابین‌های توزیع ولتاژ بالا و پایین را به صورت علمی و منطقی در اتاق‌های توزیع انتخاب کنیم. این کار ایمنی و قابلیت اطمینان عملکرد کابین‌های توزیع را تضمین می‌کند و با انتخاب بهینه، پیکربندی آن‌ها را علمی‌تر، اقتصادی‌تر و منطقی‌تر می‌کند. علاوه بر این، باید پارامترهای فنی و الزامات اجزای کلیدی را به طور واضح تعیین کنیم تا از میان انواع مختلف کابین‌های توزیع موجود، تجهیزات کارآمد و عملی انتخاب شوند. تحت شرایطی که هزینه‌های سرمایه‌گذاری یک‌باره تأمین شود، تجهیزات انتخاب شده باید به صورت ایمن و قابل اعتماد عمل کرده و مزایایی مانند کارایی انرژی، سهولت استفاده و نگهداری را فراهم کنند.

【کلمات کلیدی】 اتاق توزیع؛ کابین‌های توزیع ولتاژ بالا و پایین؛ انتخاب بهینه

1. مقدمه

با توسعه سریع اقتصاد اجتماعی، انرژی الکتریکی یکی از مهم‌ترین منابع انرژی در جامعه مدرن شده است و تا حدی شهرنشینی را پیش می‌برد. برای دستیابی به استفاده عادی از برق، لازم است ایمنی و پایداری سیستم تأمین برق را افزایش دهیم. در انتخاب کابین‌های توزیع ولتاژ بالا و پایین برای اتاق‌های توزیع، باید پیشرفته بودن و طراحی علمی تجهیزات تضمین شود تا عملکرد کارآمد و ایمن سیستم تأمین برق را تضمین کند.

2. انتخاب بهینه کابین‌های توزیع ولتاژ بالا و پایین در اتاق‌های توزیع

2.1 انتخاب کابین‌های توزیع ولتاژ بالا

در انتخاب کابین‌های توزیع ولتاژ بالا برای اتاق‌های توزیع، باید برخی اصول رعایت شود و عوامل متعددی در نظر گرفته شود. این شامل جنبه‌های زیر است:

(1) ایمنی عملکردی

در انتخاب بهینه کابین‌های توزیع ولتاژ بالا، ابتدا وضعیت سرمایه‌گذاری پروژه باید به طور کامل در نظر گرفته شود و تجهیزات همراه ولتاژ بالا موجود تحلیل شود تا اطمینان حاصل شود که کابین‌های توزیع ولتاژ بالا تأمین برق را به صورت ایمن انجام می‌دهند. چون قطعات قابل خروج در کابین‌های قابل خروج می‌توانند روی وسایل نقلیه مستقل قابل خروج نصب شوند و این قابلیت حتی زمانی که مدار اصلی برق‌رسانی می‌کند نیز موجود است، انتخاب کابین‌های توزیع ولتاژ بالا باید اولویت جایگزینی آسان، کارآمدی و نگهداری ساده و ایمن را داشته باشد. اما استفاده از کابین‌های قابل خروج نیازهای بالاتری برای ساخت و ساز زیربنایی دارد. برای تسهیل حرکت وسایل نقلیه در و خارج از تجهیزات، سطح بالایی ریل‌های داخلی کابین باید هموار و با سطح زمین خارجی یکسان باشد و می‌توان ماتر لاستیکی عایق کننده را برای کاهش لرزش در حین حرکت تجهیزات گذاشت. معمولاً کابین‌های قابل خروج ولتاژ متوسط نسخه بهبود یافته‌ای از کابین‌های قابل خروج هستند. وقتی قطعات قابل خروج روی وسایل نقلیه در وسط کابین نصب می‌شوند، باید از وسایل نقلیه تخصصی استفاده شود و ارتفاع پایه وسایل نقلیه در زمان خروج و ورود قطعات تنظیم شود. برای کابین‌های توزیع ولتاژ بالا ثابت که در گذشته معمولاً استفاده می‌شدند، مانند نوع GG-1A، تمام قطعات در داخل کابین ثابت هستند. اگر یک قطعه خراب شود، باید کل کابین برای نگهداری خاموش شود که زمان تعمیر را تأخیر می‌دهد و پیوستگی سیستم تأمین برق را کاهش می‌دهد. بنابراین، در انتخاب کابین‌های توزیع ولتاژ بالا، باید شرایط عملی در نظر گرفته شود و اولویت به تجهیزاتی داده شود که قابلیت اطمینان و نگهداری آسان دارند.

(2) سهولت عملکرد

در سیستم‌های توزیع برق، سهولت نگهداری به نشانه رسیدن به رضایت مؤلفه‌های فنی مختلف کابین‌های توزیع و جهت تحقیق برای تولیدکنندگان برای بهبود قابلیت اطمینان محصولات تبدیل شده است. در حال حاضر، مدارهای ثانویه کابین‌های توزیع ولتاژ بالا معمولاً از سیستم‌های حفاظت و کنترل رله‌ای استفاده می‌کنند. به دلیل عواملی مانند قابلیت اطمینان میل‌های رله، طول عمر تماس‌ها و سنسورهای تشخیصی، نرخ خرابی سیستم‌های تشخیص و کنترل در سیستم‌های حفاظت رله‌ای سنتی نسبتاً بالا است و فرآیند عملکرد آن‌ها پیچیده است که منجر به هزینه‌های نگهداری بالاتر می‌شود. در سال‌های اخیر، با بهبود تدریجی و کاهش قابل توجه هزینه مدل‌های محافظ کامپیوتری هوشمند، کابین‌های توزیع کنترل شده با کامپیوتر به انتخاب اولیه در پروژه‌های پیکربندی تبدیل شده‌اند. اگرچه سرمایه‌گذاری اولیه ممکن است بالاتر باشد، اما استفاده از محافظ‌های کامپیوتری هوشمند داخلی قابلیت فنی کابین‌های ولتاژ بالا را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. علاوه بر این، قطعات داخل کابین ساده‌تر شده و کارکرد و نگهداری بعد از عملکرد کاهش می‌یابد و هزینه‌های قابل توجهی صرفه‌جویی می‌شود. بنابراین، در بهینه‌سازی انتخاب مؤلفه‌های کابین‌های ولتاژ بالا، باید شرایط عملی سیستم برق و محدودیت‌های بودجه در نظر گرفته شود و مدل‌های محافظ کامپیوتری هوشمند که سهولت عملکرد و نگهداری دارند انتخاب شوند تا کارایی کابین‌های ولتاژ بالا افزایش یابد.

(3) عملی بودن

در حال حاضر، کابین‌های توزیع ولتاژ بالا به صورت محصولات داخلی و وارداتی در دسترس هستند. کابین‌های توزیع ولتاژ بالای داخلی نسبتاً ارزان قیمت، قابلیت اطمینان عملکردی دارند و نگهداری آن‌ها آسان است. اما معمولاً حجم بزرگی دارند و فضای بیشتری را اشغال می‌کنند. بنابراین، اگر فضا در اتاق توزیع محدود باشد، حجم کابین‌های توزیع در زمان انتخاب باید یک نکته کلیدی باشد. اگر بودجه اجازه دهد، می‌توان محصولات فشرده وارداتی را انتخاب کرد تا مشکلات در ساخت و ساز بعدی و ناراحتی‌های ناشی از فضای کاری محدود در استفاده و نگهداری را اجتناب کرد. کابین‌های توزیع ولتاژ بالای وارداتی معمولاً گران‌تر هستند اما عملکرد قابل اعتماد و حجم کوچک‌تری دارند. قطعات آن‌ها به صورت فشرده ترتیب داده شده‌اند اما نگهداری ممکن است پیچیده‌تر باشد. بنابراین، در انتخاب بهینه کابین‌های توزیع ولتاژ بالا برای اتاق‌های توزیع، عملی بودن باید یک اصل باشد تا کابین‌ها با شرایط واقعی همخوانی داشته باشند. علاوه بر این، در انتخاب کابین‌های توزیع ولتاژ بالا، تعداد شاخه‌های تغذیه و بار باید بر اساس ماهیت بار تعیین شود.

2.2 انتخاب کابین‌های توزیع ولتاژ پایین

(1) در انتخاب کابین‌های توزیع ولتاژ پایین، ابتدا پارامترهای فنی باید تعیین شود و انتخاب بهینه بر اساس پارامترهای تعیین شده انجام شود. همچنین، مساحت فضایی اتاق توزیع، مکان نصب و فضای ذخیره شده برای کابین‌های توزیع ولتاژ پایین باید تأیید شود. تحلیل دقیق داده‌های جریان فعلی و جریان اوج مادر در دوره‌های تغذیه اوج که کابین‌های توزیع ولتاژ پایین باید تحمل کنند ضروری است. علاوه بر این، در زمان انتخاب، جنبه‌هایی مانند جریان اسمی ماکسیمم، شکل واحد عملکردی و سطح محافظت پوششی کابین‌های توزیع باید تأیید شود.

(2) در انتخاب کابین‌های توزیع ولتاژ پایین، نیازهای عملکردی مؤلفه‌ها باید تحلیل شود. بر اساس شرایط واقعی، عواملی مانند روش‌های نصب، ماژول‌های عملکردی، سهولت نگهداری و دمای محیط عملکرد باید ارزیابی شوند. توجه ویژه به انتخاب قطعات کلیدی باید شود تا مطمئن شویم که مادر اصلی توابعی مانند محافظت زمین‌گذاری، حافظه و محافظت سه مرحله‌ای با هشدار دهنده دارد. علاوه بر این، کابین‌های توزیع ولتاژ پایین باید اتصالات انتخابی در مناطق خاص را پشتیبانی کنند، توابع عملکرد متقابل در سطوح مختلف را داشته باشند و عملکرد ماژولی از لوازم مختلف عملکردی را فراهم کنند.

2.3 ملاحظات مربوط به عملکرد محافظتی کابین‌های توزیع

کابین‌های توزیع باید قادر به تطبیق با محیط‌های مختلف استفاده در سیستم برق باشند و عملکردهای محافظتی خودکار موثری داشته باشند. معمولاً کابین‌های توزیع ولتاژ بالا و پایین از فیوز‌ها به عنوان مؤلفه‌های محافظتی استفاده می‌کنند. اگر جریان بیش از مقدار تعیین شده باشد، فیوز گرم می‌شود و عنصر فیوز شدنی را ذوب می‌کند و مدار را قطع می‌کند تا محافظت از آسیب‌های ناشی از جریان بیش از حد انجام شود. کابین‌های توزیع که عموماً از فیوز‌ها و محدودکننده‌های گرفت‌زنی مورد استفاده قرار می‌گیرند نسبتاً کم‌هزینه در بازار هستند. اما چون فیوز‌ها حساسیت کمی به محافظت از بیش‌باری دارند و عموماً به عنوان مؤلفه‌های محافظتی کوتاه‌مداری در مدارها استفاده می‌شوند، این کابین‌ها فقط برای استفاده در شرایطی که بار پایدار و کیفیت برق خوب است مناسب هستند. برای سناریوهایی با بارهای بزرگ و پیچیده، باید کابین‌های توزیع با قطعات کلیدی ولتاژ بالا و پایین را در نظر گرفت تا ایمنی سیستم توزیع برق تضمین شود. در بهینه‌سازی مؤلفه‌های محافظتی کابین‌های توزیع، هزینه و عملکرد ایمنی باید نکات کلیدی باشند. از نظر هزینه، مؤلفه‌های محافظتی مانند فیوز‌ها و محدودکننده‌های گرفت‌زنی ارزان قیمت هستند و نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه کمتری دارند اما محافظت کامل نمی‌کنند. افزودن قطعات کلیدی، به ویژه قطعات کلیدی مدرن خلاء یا سولفور هگزافلوراید که می‌توانند شرایط بیش‌باری بالاتری را تحمل کنند و حساسیت بالایی به جریان بیش از حد دارند، می‌تواند به خطاهایی مانند بیش‌باری و کوتاه‌مداری رسیدگی کند. اگرچه این‌ها گران‌تر هستند اما محافظت کامل می‌کنند. بنابراین، بر اساس بودجه کلی پروژه، هر زمان که امکان مالی وجود داشته باشد، کابین‌های توزیع ولتاژ بالا و پایین با قطعات کلیدی را باید انتخاب کرد.

3. نتیجه‌گیری

در انتخاب بهینه کابین‌های توزیع ولتاژ بالا و پایین برای اتاق‌های توزیع، ابتدا باید درک دقیق و عمیقی از عملکرد جامع و پارامترهای مختلف مدل‌های تجهیزات داشت. سپس، بر اساس شرایط واقعی، کابین‌های توزیع مناسب باید انتخاب شوند تا اطمینان حاصل شود که عملکرد قابل اعتماد، اقتصادی و نگهداری ساده باشد. به طور خلاصه، اصول انتخاب باید با نیازهای علمی، منطقی، اقتصادی، سهولت استفاده، نگهداری آسان و عملکرد خوب همخوانی داشته باشد. این به طور موثر اطمینان حاصل می‌کند که عملکرد اتاق‌های توزیع ایمن، ایمن و کارآمد باشد و عملکرد عادی سیستم برق تضمین شود.