یک واحده خاتمی هوشمند خلأ با عایق هوا
حوزه فنی
این مدل کاربردی مربوط به حوزه فنی واحدهای حلقه اصلی است، به طور خاص یک واحد حلقه اصلی هوشمند خلاء با عایق هوا.
فن آوری پیشین
واحد حلقه اصلی یک دستگاه الکتریکی است که تجهیزات سوئیچگری بالاولان را در یک جعبه فلزی یا به صورت یک واحد تامین برق حلقه ای باز می‌آورد. این دستگاه با اتصال مادرهای مختلف کابینه‌های فیدر خروجی تشکیل شده و هسته آن شامل سوئیچ‌های بار و فیوزها است. این دستگاه دارای ساختار ساده، اندازه کوچک، هزینه کم، پارامترهای تامین برق عالی و ایمنی بالاست.
واحدهای حلقه اصلی با عایق هوا (همچنین به عنوان واحدهای نیمه عایق شده شناخته می‌شوند) از هوا خشک به عنوان ماده عایق و خاموش کننده قوس الکتریکی استفاده می‌کنند. عملکرد آنها از SF6 گاز برتر است و آلودگی محیطی ایجاد نمی‌کنند. سوئیچ‌های زنده بالاولان در یک کامره هوا با فشار ثابت و مستقل از محیط قرار دارند که مناسب برای مناطق ویژه مانند بلندپایه‌ها، مناطق نمکی-قلیایی و مناطق مرطوب است.
در فناوری موجود، واحدهای حلقه اصلی با عایق هوا اغلب از ترکیباتی مانند سوئیچ بار-قطع کننده، سوئیچ بار-فیوز بالاولان و مداربردار خلاء-قطع کننده استفاده می‌کنند. کابینه‌ها می‌توانند به تنهایی یا به صورت آزاد ترکیب شوند. با این حال، مشکلات زیر وجود دارد:
در زمان ترکیب، وضعیت عملکرد فقط از طریق کامره رله و دستگاه‌های اندازه‌گیری نمایش داده می‌شود، که نیاز به بازرسی‌های دستی منظم و رفع مشکلات دارد و هزینه‌های بالایی دارد.
رها کردن گرما در داخل کابینه به سختی قابل حل است: تنها متکی به گردش هوا داخلی نمی‌توان گرما را به طور موثر رها کرد، در حالی که یک ساختار ساده دهانه تهویه می‌تواند رطوبت زیادی را وارد کند و ایمنی الکتریکی را تحت تأثیر قرار دهد. بهبود فوری لازم است.
محتوای مدل کاربردی
هدف
با توجه به نقص‌های فناوری موجود، این مدل کاربردی یک واحد حلقه اصلی هوشمند خلاء با عایق هوا ارائه می‌دهد، با هدف:
طرح‌ریزی منطقی برای گسترش عملکرد ترکیبی مادرها.
نظارت زنده بر وضعیت عملکرد، بهبود سطح مدیریت هوشمند و کاهش هزینه‌های نگهداری.
بهبود عملکرد رها کردن گرما بدون وارد کردن رطوبت، تعادل بین ایمنی الکتریکی و کارایی انرژی.
راه‌حل فنی
یک واحد حلقه اصلی هوشمند خلاء با عایق هوا شامل بدنه کابینه با ساختار داخلی زیر است:
مناطق و اجزای کلیدی عملکردی
بدنه کابینه شامل کامره مادرها، کامره رله و دستگاه‌های اندازه‌گیری، کامره سوئیچ و کامره کابل است:
کامره مادرها: شامل مادرها، سنسور دما اولیه و مجموعه موتورهای بادکنکی که به کنترل‌کننده PLC الکتریکی متصل هستند.
کامره رله و دستگاه‌های اندازه‌گیری: واقع شده در یک طرف کامره مادرها، محل قرارگیری رله‌ها.
کامره سوئیچ: واقع شده در پایین کامره مادرها، محل قرارگیری مجموعه سوئیچ بار، سنسور دما دوم و سنسور رطوبت (سنسور رطوبت واقع شده در یک طرف صفحه جداکننده اول و به ماژول ذخیره‌سازی داده متصل است). مجموعه سوئیچ بار از طریق مجموعه عایق‌کننده که شامل سه عایق‌کننده فاصله‌ای است به کامره مادرها متصل می‌شود و به فیوزها، مکانیزم عملکرد و ترانسفورماتور جریان متصل می‌شود. یک قاب بین ترانسفورماتور جریان و بدنه کابینه ارائه می‌شود.
کامره کنترل و کامره هوا در یک طرف کامره سوئیچ قرار دارند:
کامره کنترل: واقع شده بین کامره رله و دستگاه‌های اندازه‌گیری و کامره هوا، محل قرارگیری مدارهای کارت و کنترل‌کننده PLC. مدارهای کارت ماژول ذخیره‌سازی داده، ماژول انتقال بی‌سیم و ماژول دریافت بی‌سیم را یکپارچه می‌کند. ماژول ذخیره‌سازی داده به رله‌ها، سنسور دما اولیه، سنسور دما دوم و ماژول انتقال بی‌سیم متصل است. ماژول دریافت بی‌سیم به کنترل‌کننده PLC متصل است.
کامره هوا: یک طرف از طریق صفحه جداکننده اول به کامره سوئیچ متصل است و طرف دیگر دارای شبکه ورودی هوا رو به بدنه کابینه است. صفحه جداکننده اول دارای دهانه بازگشت هوا و دهانه تغذیه هوا است، که به ترتیب مجهز به موتور بادکنکی اول و موتور بادکنکی دوم (هر دو به کنترل‌کننده PLC الکتریکی متصل هستند) می‌باشد. موتور بادکنکی اول به صفحه جذب رطوبت متصل است، که بین موتور بادکنکی دوم و شبکه ورودی هوا قرار دارد.
کامره کابل: محل قرارگیری سوئیچ زمینی مرتبط، محافظ برق و کابل.
بدنه کابینه و ساختار پروفیل
صفحات جداکننده دوم بین کامره مادرها و کامره رله و دستگاه‌های اندازه‌گیری / کامره سوئیچ، و بین کامره سوئیچ و کامره کنترل / کامره کابل قرار دارند.
بدنه کابینه از چند صفحه قاب ریخته شده تشکیل شده است. هم صفحات قاب و هم قاب از یک بدنه پروفیل استفاده می‌کنند:
چهار گوشه بدنه پروفیل دارای بلاک‌های پلاگین هستند. دیوار بیرونی بلاک‌های پلاگین نسبت به بدنه پروفیل شیب دارد، با یک سوراخ اول داخلی و صفحات محدودکننده در هر دو طرف.
مرکز بدنه پروفیل دارای یک سوراخ دوم است. بخش مقطع بالا و پایین آن یک ذوزنقه متساوی الساقین است و هر دو طرف آن به صورت قوس‌های مقعر هستند.
هر دو طرف بدنه پروفیل دارای صفحات مقعر هستند که دارای چند سوراخ کاشی شکل هستند.
مزایای مثبت
مزایای ساختاری: بدنه پروفیل با بلاک‌های پلاگین و صفحات مقعر، همراه با سوراخ اول و سوراخ دوم با شکل خاص، تضمین می‌کند که دارای سختی و ثبات بالا باشد در حالی که ضخامت دیوار را کاهش می‌دهد. سوراخ‌های کاشی شکل تسهیل می‌کنند تا مونتاژ سریع و بعداً جاسازی سنسورها / سیم‌کشی را انجام دهند. ساختار کلی نوآورانه، فشرده و آسان برای مونتاژ است.
بهینه‌سازی طرح: کامره رله و دستگاه‌های اندازه‌گیری، کامره کنترل و کامره هوا در یک طرف توزیع شده و با کامره سوئیچ و کامره مادرها ترکیب و اتصال می‌شوند، که به طور موثر عملکرد مادرها را گسترش می‌دهد، از تداخل سیم‌کشی جلوگیری می‌کند و کارایی فضایی بالایی فراهم می‌کند.
کنترل هوشمند:
ماژول ذخیره‌سازی داده به صورت زنده وضعیت مدار و داده‌های محیطی جمع‌آوری شده توسط رله‌ها، سنسورهای دما (اول و دوم) و سنسور رطوبت را از طریق ماژول انتقال بی‌سیم ارسال می‌کند، که نظارت یکپارچه بر کابینه‌های متصل را تسهیل می‌کند، مدیریت هوشمند را بهبود می‌بخشد و هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهد.
بعد از دریافت سیگنال کنترلی توسط ماژول دریافت بی‌سیم، کنترل‌کننده PLC به صورت لازم فعال می‌شود: مجموعه موتورهای بادکنکی برای گردش هوا داخلی، یا موتور بادکنکی دوم برای جذب هوا از بیرون از طریق صفحه جذب رطوبت برای گردش هوا خارجی خنک‌سازی می‌کند. وقتی دما پایین است، فقط موتور بادکنکی اول می‌تواند فعال شود و از هوا گرم کامره سوئیچ برای خشک کردن صفحه جذب رطوبت استفاده می‌کند. این کار کارایی انرژی را افزایش می‌دهد، ورود رطوبت را جلوگیری می‌کند و ایمنی الکتریکی را با صرفه‌جویی در انرژی متعادل می‌کند.
مدل پیاده‌سازی دقیق
I. ساختار کابینه و اجزای کلیدی
تقسیم‌بندی مناطق عملکردی
داخل کابینه شامل کامره مادرها، کامره رله و دستگاه‌های اندازه‌گیری، کامره سوئیچ، کامره کابل، کامره کنترل و کامره هوا است. هر منطقه با صفحات جداکننده جدا شده و عملکرد آنها واضح و بدون تداخل است.
کامره مادرها در بخش بالایی قرار دارد، با کامره رله و دستگاه‌های اندازه‌گیری در یک طرف و کامره سوئیچ در پایین. یک طرف کامره سوئیچ به ترتیب کامره کنترل و کامره هوا را دارد، در حالی که طرف دیگر کامره کابل است.
اجزای کلیدی هر منطقه
کامره مادرها: شامل مادرها، سنسور دما اولیه و مجموعه موتورهای بادکنکی که به کنترل‌کننده PLC الکتریکی متصل هستند.
کامره رله و دستگاه‌های اندازه‌گیری: محل قرارگیری رله‌ها برای جمع‌آوری وضعیت عملکرد تجهیزات (مثلاً جریان، ولتاژ، توان).
کامره سوئیچ: مجهز به مجموعه سوئیچ بار، سنسور دما دوم و سنسور رطوبت. مجموعه سوئیچ بار از طریق مجموعه عایق‌کننده (با سه عایق‌کننده فاصله‌ای) به کامره مادرها متصل می‌شود و به فیوزها، مکانیزم عملکرد و ترانسفورماتور جریان متصل می‌شود. یک قاب بین ترانسفورماتور جریان و بدنه کابینه ارائه می‌شود.
کامره کنترل: شامل مدارهای کارت و کنترل‌کننده PLC. مدارهای کارت ماژول ذخیره‌سازی داده، ماژول انتقال بی‌سیم و ماژول دریافت بی‌سیم را یکپارچه می‌کند. ماژول ذخیره‌سازی داده به رله‌ها، سنسور دما اولیه، سنسور دما دوم و سنسور رطوبت متصل است. ماژول دریافت بی‌سیم به کنترل‌کننده PLC متصل است.
کامره هوا: یک طرف از طریق صفحه جداکننده اول به کامره سوئیچ متصل است و طرف دیگر دارای شبکه ورودی هوا است. صفحه جداکننده اول دارای دهانه بازگشت هوا و دهانه تغذیه هوا است، که به ترتیب مجهز به موتور بادکنکی اول و موتور بادکنکی دوم (هر دو به کنترل‌کننده PLC الکتریکی متصل هستند) می‌باشد. موتور بادکنکی اول به صفحه جذب رطوبت متصل است، که بین موتور بادکنکی دوم و شبکه ورودی هوا قرار دارد.
کامره کابل: محل قرارگیری سوئیچ زمینی مرتبط، محافظ برق و کابل.
بدنه کابینه و ساختار پروفیل
بدنه کابینه از ریخته شدن چند صفحه قاب تشکیل شده است. هم صفحات قاب و هم قاب از بدنه پروفیل استفاده می‌کنند.
چهار گوشه بدنه پروفیل دارای بلاک‌های پلاگین هستند. دیوار بیرونی بلاک‌های پلاگین نسبت به بدنه پروفیل شیب دارد، با یک سوراخ اول داخلی و صفحات محدودکننده در هر دو طرف. مرکز دارای یک سوراخ دوم است؛ بخش مقطع بالا و پایین آن یک ذوزنقه متساوی الساقین است و هر دو طرف آن به صورت قوس‌های مقعر هستند. هر دو طرف بدنه پروفیل دارای صفحات مقعر هستند که دارای چند سوراخ کاشی شکل هستند.
II. اصول عملکرد و مزایا
روش مونتاژ
بدنه‌های پروفیل از طریق بلاک‌های پلاگین با صفحات محدودکننده اتصال سریع را انجام می‌دهند و سپس با استفاده از قطعات اتصال گوشه‌ای از طریق سوراخ‌های کاشی شکل روی صفحات مقعر ریخته و ثابت می‌شوند. فرآیند مونتاژ آسان و پایدار است، همچنین مقاومت در برابر شوک، هزینه و وزن کمتر و راحتی حمل و نقل را فراهم می‌کند.
عملکرد و فرآیند کنترل هوشمند
کامره مادرها چند واحد حلقه اصلی را به هم متصل می‌کند. مجموعه سوئیچ بار از طریق مجموعه عایق‌کننده به کامره مادرها متصل می‌شود. فیوز با ذوب عنصر خود مدار را قطع می‌کند وقتی جریان بیش از حد می‌شود. مکانیزم عملکرد عملیات بستن و باز کردن را انجام می‌دهد. ترانسفورماتور جریان جریان اولیه بزرگ را به جریان ثانویه کوچک تبدیل می‌کند، مدار اندازه‌گیری را محافظت می‌کند و سیگنال‌ها را به سوئیچ زمینی، محافظ برق و کابل در کامره کابل منتقل می‌کند.
رله‌ها وضعیت عملکرد تجهیزات را جمع‌آوری می‌کنند و آنها را به ماژول ذخیره‌سازی داده در مدارهای کارت منتقل می‌کنند. این ماژول همچنین سیگنال‌های دما از سنسورهای دما اولیه و دوم و سیگنال رطوبت از سنسور رطوبت را ذخیره می‌کند. این‌ها سپس به صورت زنده از طریق ماژول انتقال بی‌سیم به یک ایستگاه پایه یا دستگاه کنترلی برای نظارت دوردست ارسال می‌شوند.
دستگاه کنترلی می‌تواند دستورات را از طریق ماژول دریافت بی‌سیم به کنترل‌کننده PLC ارسال کند یا کنترل‌کننده PLC می‌تواند قضاوت‌های خودکاری انجام دهد: وقتی گرما رها شود، مجموعه موتورهای بادکنکی را برای گردش هوا داخلی فعال می‌کند یا موتور بادکنکی دوم را برای جذب هوا از طریق شبکه ورودی، خشک کردن آن از طریق صفحه جذب رطوبت و تغذیه آن به کابینه برای گردش هوا خارجی فعال می‌کند. وقتی دما شرایط فعال کردن موتور بادکنکی دوم را برآورده نمی‌کند، فقط موتور بادکنکی اول می‌تواند فعال شود تا صفحه جذب رطوبت را خشک کند و مصرف انرژی را کاهش دهد در حالی که ورود رطوبت را جلوگیری می‌کند.
مزایای کلیدی
نظارت زنده و کنترل هوشمند دما، رطوبت و وضعیت
