ما هي مؤشرات معدل الاستخدام وطرق تحسين محولات نقل الطاقة

1. المؤشرات المتعلقة بمعدل استخدام محولات نقل الطاقة

يجب أن يأخذ معدل استخدام محولات نقل الطاقة في الاعتبار كلاً من تكلفة نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية وكفاءة استخدام المعدات نفسها. تتضمن المؤشرات الأساسية بشكل أساسي ثلاثة أبعاد: معدل الحمل، عامل الحمل، ومعدل العمر.

1.1 معدل الحمل
وهو نسبة الحمل الفعلي عند أعلى نقطة للحمل إلى السعة المحددة للمحول. يمكن أن يعكس ليس فقط قدرة تحمل المعدات تحت ظروف العمل المختلفة ولكن أيضاً سلامة تشغيل المعدات. في التطبيقات العملية، كلما كان معدل الحمل أعلى، كلما كان معدل الاستخدام الفعال للمحول أعلى. يتم تحديد قيمته بشكل مشترك بواسطة معايير السلامة والهامش التنموي، وتعتبر الاثنتان مستقلتين عن بعضهما البعض: ضمن إطار معايير السلامة، كلما زاد عدد الأشياء المتصلة بالخط، كانت قدرة الحمل للنظام أقوى.

1.2 عامل الحمل
وهو نسبة الحمل المتوسط إلى الحمل الأقصى خلال فترة زمنية معينة. يمكن أن يعكس خصائص التذبذب في الحمل خلال تلك الفترة الزمنية إلى حد ما وكذلك مستوى الاستخدام الكلي للمعدات الكهربائية. عموماً، كلما كان عامل الحمل أعلى، كلما كان معدل الاستخدام الشامل للمعدات المستخدمة في نقل وتوزيع الطاقة أعلى.

1.3 معدل العمر
وهو نسبة عمر الخدمة الفعلي للمعدات إلى العمر القياسي المحدد للخدمة. يتم الإشارة بشكل واضح إلى العمر القياسي للمعدات في دليل التعليمات عند خروجها من المصنع. ومع ذلك، خلال التشغيل الفعلي، سيختلف العمر الفعلي عن القيمة القياسية بسبب عوامل مثل بيئة التشغيل وشدة الحمل واستقرار الحمل. إذا كان معدل العمر أكبر من 1، فهذا يعني أن المعدات قد لعبت دوراً أفضل من المتوقع، مما يمكن أن يحسن بشكل غير مباشر معدل الاستخدام ويقلل من تكلفة نقل الطاقة.

2. طرق لتحسين معدل استخدام محولات نقل الطاقة
2.1 تحسين عامل الحمل

تحقيق التوازن في التذبذب الحاصل على الحمل من خلال التدابير التالية لتحسين كفاءة استخدام المعدات:

2.1.1 تقليل الفرق بين الذروة والوادي
يوجد خصائص واضحة للذروة والوادي اليومية في استهلاك الطاقة الكهربائية الصناعي والسكني: تتركز ذروة استهلاك الطاقة السكنية بين الساعة 18:00 و21:00، بينما يكون الوادي في وقت الصباح الباكر؛ بالنسبة لاستهلاك الطاقة الصناعي، تكون الذروة خلال النهار والوادي ليلاً. يمكن تقليل الفجوة في استهلاك الطاقة بين فترات الذروة والوادي لتثبيت منحنى الحمل، وبالتالي زيادة عامل الحمل ومعدل استخدام المحول.

وبشكل محدد، يمكن اعتماد آلية تسعير الكهرباء حسب الوقت: زيادة الأسعار لاستهلاك الكهرباء خلال فترات الذروة وتقليل الأسعار خلال فترات الوادي، والوصول إلى "تخفيض الذروة وزيادة الوادي" من خلال التنظيم السوق. هذه التدبير يمكن أن يحسن ليس فقط معدل استخدام المعدات ولكن أيضاً الاستقرار في نظام نقل وتوزيع الطاقة. حالياً، لم يتم تنفيذ التسعير حسب الوقت في بعض المناطق في الصين بسبب القيود التقنية، وتحتاج شركات التزويد المحلية إلى تسريع تحسين الآلية.

2.1.2 تطابق أنواع الأحمال بشكل معقول
يوجد اختلافات في وقت استهلاك الكهرباء وأنماط استهلاك المعدات في نهاية شبكة الطاقة. من خلال تطابق الأحمال عبر الفترات الزمنية، يمكن تعويض الفرق بين الذروة والوادي. بشكل مثالي، إذا لم يكن هناك تذبذب في الحمل طوال اليوم، يمكن أن يصل كفاءة التزويد بالطاقة إلى المستوى الأمثل، ولكنه صعب المنال في الواقع.

يمكن تقليل التذبذب الكلي للأحمال من خلال تحسين توزيع أنواع الشركات في المنطقة الصناعية والتوازن في فترات استهلاك الكهرباء المختلفة للصناعات؛ في مجال استهلاك الكهرباء السكني، يمكن تشجيع مصنعي المعدات المستهلكة للطاقة على تطوير وظائف استهلاك الكهرباء حسب الوقت، والتشجيع على التشغيل أكثر خلال النهار والاستهلاك أقل للطاقة ليلاً مع ضمان الاستخدام الطبيعي.

2.2 تحسين معدل الحمل

تعزيز قدرة الحمل للمعدات من خلال تحسين وضع التوصيل وتوفير معدات التعويض اللافعالية:

2.2.1 تحسين وضع التوصيل
على سبيل المثال، الشبكة العامة، يوجد اختلافات كبيرة في معدل استخدام التزويد بالطاقة والموثوقية بين مختلف أنماط التوصيل، بما في ذلك الشبكة الحلقة الواحدة، التوصيل ثنائية التغذية والاحتياطي، الشبكة الحلقة المزدوجة، N-القسم متعدد، ثلاثية التغذية والاحتياطي، الشكل الشعاعي، وغيرها. من بينها: معدل استخدام الخط النظري للوضع ثنائية التغذية والاحتياطي هو الأعلى بنسبة 2/3، ومعدل استخدام الخط الثلاثية التغذية والاحتياطي هو 3/4، وكلاهما له موثوقية عالية؛ معدل استخدام الخط الشعاعي الواحد النظري يمكن أن يصل إلى 1، ولكن الموثوقية منخفضة؛ الشبكة الحلقة المزدوجة، N-القسم متعدد، "2-1" و "3-1" لديها موثوقية عالية، ولكن معدلات استخدام الخط النظري هي 1/2، 1/2، و2/3 على التوالي. باستثناء الشكل الشعاعي الواحد، فإن جميع الأنماط الأخرى تلبي معيار الأمان N-1. لذلك، يجب اختيار وضع توصيل ذو معدل استخدام أعلى مع الأخذ في الاعتبار متطلبات الموثوقية الفعلية للتزويد بالطاقة.

2.2.2 توفير معدات التعويض اللافعالية
في المثلث الكهربائي، إذا بقيت القوة الفعالة ثابتة، سيؤدي انخفاض معامل القوة إلى زيادة في الطلب على القوة اللافعالية. في الواقع العملي، غالباً ما يحتاج المعدات الكهربائية إلى التوسع لأنها لا تصل إلى القوة المحددة، مما يؤدي إلى تقليل معدل الاستخدام وزيادة خسارة الخط. لذلك، من الضروري تقليل القدرة الزائدة للمعدات من خلال التعويض اللافعالية.
في الواقع، التعويض على الموقع هو الأسلوب الأمثل، حيث يمكن أن يقلل من خسارة نقل القوة اللافعالية. ومع ذلك، هناك ضغوطات أمنية وتكلفة في التنفيذ الكامل. يُنصح بدمج ثلاث طرق وهي التعويض الهرمي، التركيب المركزي، والتركيب الموزع لتجنب التعويض الزائد.

2.3 تحسين معدل العمر

تمديد وقت الخدمة الفعال للمعدات من خلال الرصد الفوري وإدارة دورة الحياة الكاملة:

2.3.1 تعزيز رصد حالة التشغيل
استخدام مؤشرات كمية لتقييم حالة المعدات (مثل، 1 يمثل الأفضل و 0 يمثل الأسوأ)، وتعقب التقلبات الرقمية في الوقت الحقيقي. إذا تجاوزت القيمة النطاق المحدد أو كانت أقل من العتبة، يتم تحديد الحالة على أنها غير طبيعية وترتيب الصيانة أو الاستبدال.

2.3.2 تحسين إدارة البيئة التشغيلية
يشتغل المحول بسهولة تحت تأثير عوامل بيئية مثل الطقس القاسي واختلافات درجة الحرارة. من الضروري تقييم شامل للبيئة المحيطة لتحديد حالة المعدات بدقة. في الوقت نفسه، من الضروري حماية المعدات من الشيخوخة المفرطة بسبب عوامل مثل درجة الحرارة والرطوبة والنور من خلال الفحوصات الدورية (خاصة بعد الطقس الشديد) لتقليل الخسائر.

2.3.3 توحيد إدارة الاستبعاد
بناءً على معلمات أداء المعدات ودليل التعليمات، وضع خطة شهرية لإستبعاد المعدات، وتنفيذها بدقة بالاشتراك مع بيانات رصد الحالة. بالنسبة للمحول الذي تم تحديده لإستبعاده، يجب كتابة رأي بإستبعاده، وإكمال الإجراءات الداخلية مثل التعرف والفحص؛ بالنسبة للمعدات الغير مستخدمة والتي يمكن إعادة استخدامها، يجب تخزينها في بيئة مناسبة، ويجب إجراء فحص شامل وتجربة تشغيل قبل إعادة التشغيل.
بعد تأكيد أن المعدات قد تم تفكيكها وإكمال الإجراءات ذات الصلة، يجب تقييم المواد المستبعدة وتوثيقها والتخلص منها. تتضمن الطرق الخاصة بالتخلص منها إعادة التدوير من قبل الشركة المصنعة، والتجارة المعتمدة للمواد المستبعدة، وغيرها.