في تطبيق وحدات الحلقة الرئيسية في شبكات الكهرباء الحضرية

مع التطور المستمر والتقدم في المجتمع، حدثت تغيرات كبيرة في خطوط الشبكة الكهربائية الحضرية، مما أدى إلى تكون مناطق كثيفة السكان ذات حمل كهربائي كبير. الطرق التقليدية لتزويد الكهرباء صارت لا تستطيع تلبية احتياجات التنمية الحضرية. وبالتالي، ظهرت معدات كهربائية أكثر تقدماً وفعالية - الوحدة الرئيسية الحلقة (RMU)، المعروفة أيضاً بالمحطة المدمجة للتبديل الخارجية. وهي تتميز بمساحة صغيرة، وتكوين مرن، وموثوقية عالية في تزويد الكهرباء، وزمن تركيب وتجهيز قصير، وتكلفة منخفضة.

وظائف النظام والهيكل

مبدأ الوحدات الرئيسية الحلقة

الوحدة الرئيسية الحلقة هي المصطلح العام للوحدات الميكانيكية للكهرباء والخزانات المركبة المستخدمة في وحدات التغذية الحلقة. باستخدام التقنيات الإلكترونية الحديثة والأجهزة الاستشعارية، تقوم بتجميع الأجهزة مثل المفاتيح الكهربائية، والمطفئات الكهربائية، والمفاتيح الحمولة، والمفاتيح الفاصلة، وأدوات القياس في وحدة واحدة. وهذا يسمح بتكامل وتركيب الوحدات الأولية والثانوية في شبكات الكهرباء الحضرية، مما يحقق الرصد والحماية والتحكم والقياس للمعدات الكهربائية، وبالتالي تحسين الإدارة وتحسين مستويات التشغيل والموثوقية للشبكة.

وظائف النظام

• وظائف التشغيل النمطية:      تم إنشاء وحدات نمطية، بما في ذلك وحدات المطفئات الكهربائية،      وحدات المفاتيح الحمولة مع المقاومات، ووحدات المفاتيح الحمولة. ضمن      المفاتيح الحمولة، هناك مفاتيح ثلاثية المواقع التي تجمع بين      وظائف الإغلاق / الفتح، والعزل، والتوصيل بالأرض في بنية واحدة،      وهي مزودة بأجهزة التحكم المتبادلة لمنع الأخطاء مثل التوصيل بالأرض تحت الحمل أو الإغلاق على الدائرة المتصلة بالأرض. كما يوجد      بنية تجمع بين المفاتيح ثنائية المواقع (الإغلاق / الفتح والعزل) مع مفتاح توصيل بالأرض مستقل.

• قابلية التكيف البيئي النمطي: بناءً على متطلبات التشغيل، يمكن الجمع بشكل مرن داخل الخزانة بين المكونات الداخلية مثل أجهزة التدفئة والتبريد وإزالة الرطوبة والتكييف.

• وصلات الكابل النمطية:      تشمل الوصلات الكابلية أنواع السيليكون المصبوبة مسبقاً وغير ذلك،      اختيارياً وفقاً للظروف المختلفة.

• أجهزة التحكم المتبادلة النمطية:      استخدام القفالات الكهرومغناطيسية مع مؤشرات الجهد، بالإضافة      إلى أجهزة التحكم المتبادلة الميكانيكية المختلفة، يضمن السلامة والموثوقية.

هيكل شبكة التوزيع والتخطيط

كنوع من المعدات لتلقي وتوزيع الطاقة الكهربائية، يمكن تصميم RMUs وفقًا لظروف الموقع وربطها بشكل مرن في مختلف المخططات لتحقيق مهام التوزيع المختلفة. ويمكن أيضًا استخدامها كمعدات تحكم تلقائي في خطوط التوزيع أو كمكونات في أنظمة تزويد الطاقة الحلقة الحضرية.

اختيار RMUs والتطبيق العملي

طرق التوصيل الكهربائي لـ RMUs

تتكون RMUs من المفاتيح الحمولة والمعدات المركبة، وتتميز بطرق التوصيل الكهربائي النمطية والوظائف التشغيلية. تسمح طرق التوصيل الكهربائي لـ RMUs بالجمع المرن وفقًا لمتطلبات الدائرة المختلفة، مما يحقق تزويد الطاقة الحلقة مع وظائف مختلفة وتوزيع الطاقة الكهربائية.

اختيار RMUs

تتنوع نماذج RMUs وتفترق وظائفها. دورها الأساسي هو استقبال وتوزيع الطاقة الكهربائية، وهو مناسب للتزويد الحلقة ذو مصدرين والتزويد النهائي. تتصل RMUs بخطوط الكابل الرئيسية والفروع عبر مداخل ومخارج. تمكن المفاتيح الحمولة ذات المصدرين من التزويد الحلقة. RMUs مع حماية المقاومة، المستخدمة في دوائر التغذية المحولات المباشرة، يمكن أن تمنع تفاقم الانقطاعات بسبب العطل. يمكن لأجهزة القياس ذات الجهد العالي رصد توزيع الطاقة في دائرة الحلقة.

إذا تم تطبيق RMUs في الخطوط الآلية، يمكن تكوين وحدات ذات "أربع وظائف عن بعد" (التحكم عن بعد، القياس عن بعد، الإشارة عن بعد، التعديل عن بعد). تتكون هذه الوحدات من المعدات الأولية (المطفئات الكهربائية، المفاتيح الحمولة، إلخ) والمعدات الثانوية مثل أجهزة الحماية، وأجهزة الطاقة، وأنظمة الرصد، والبرمجيات الآلية. يتم تجهيز كل RMU أو معدات التبديل بمجموعة طرفية عن بعد (RTU) متصلة بحاسوب التحكم الرئيسي عبر واجهات الاتصال وخطوط النقل (مثل الألياف البصرية أو كابلات الاتصال). هذا يتيح لـ RMU الكشف السريع عن عيوب الخط تلقائيًا، والعزل التلقائي للجزء المعطوب، واستعادة التغذية الكهربائية تلقائيًا للأجزاء غير المعطوبة. يمكن اختيار RMUs ذات الوظائف المناسبة للاختيار المناسب بناءً على الاحتياجات الفعلية في المستويات المختلفة لتطبيقات الشبكات الكهربائية الحضرية.

التطبيق العملي

في السنوات الأخيرة، تم استخدام RMUs بشكل واسع في شبكة التوزيع في منطقة تشانغتشون، مما جعل توزيع الطاقة الكهربائية في الشبكة الحضرية أكثر مرونة. في بداية عام 20XX، قامت الحكومة البلدية في تشانغتشون بتوسيع وتجديد محطة تشانغتشون للسكك الحديدية. كان هناك حاجة لتحويل أربع خطوط هوائية قريبة إلى خطوط كابلية.

بناءً على الوضع الفعلي للموقع، كانت الخطوط المطلوب تحديثها معقدة: كانت هناك حاجة لربط خط ليانغشي بخط دونغوانغ، وربط خط كايكسوان بخط شينغلي. كان هناك العديد من الخطوط الفرعية المنفصلة والعملاء الذين يتلقون التغذية مباشرة، مما يجعل الموقع مناسباً لتطبيق RMUs لتوزيع الطاقة. أولاً، تم اختيار RMUs ذات وحدات القياس للتواصل والقياس بين الخطوط. ثانياً، تم اختيار أربع RMUs وتطبيقها على الخطوط لتحقيق وظيفة التغذية الكهربائية. تم تركيب RMUs وفقًا لمتطلبات التصميم. بعد إكمال وضع الكابلات، تم تصنيع نهايات الكابلات وربطها بـ RMUs.

رسم هيكل شبكة التوزيع بعد التجديد

يمكن أن تمنع طريقة التغذية باستخدام RMUs انقطاع التيار الكهربائي على الخط الرئيسي بسبب أعطال الجانب العميل، مما يقلل نطاق الانقطاع ويحسن موثوقية التغذية الكهربائية. إذا حدث عطل على الجانب الحمولة لـ RMU، ستنفجر المقاومة وسيقف المفتاح الحمولة، مما يفصل الخط المعطوب عن الخط الرئيسي دون التأثير على تشغيل الشبكة الحلقة الرئيسية. بعد إزالة العطل، يمكن إعادة فتح المفتاح الحمولة لاستعادة التغذية. هذا يسهل الصيانة؛ يمكن تنفيذ العمليات مباشرة على RMU عن طريق فتح المفتاح الحمولة المناسب لإزالة التغذية الكهربائية عن الخط المحدد للصيانة، بينما يستمر باقي القطع في التغذية الطبيعية، مما يقلل نطاق الانقطاع ويحسن موثوقية التغذية الكهربائية.

صيانة RMUs

تصميم RMUs النمطي، خاصة المعدات الميكانيكية المحمية بالغاز والتي تعد نظامًا مغلقًا تمامًا حيث يتم تغليف جميع الأجزاء المشحونة والمفاتيح داخل الغلاف، يعني أن المعدات الميكانيكية بأكملها غير متأثرة بالظروف الخارجية. هذا يضمن موثوقية التشغيل وأمان الموظفين، ويحقق تشغيل المعدات الميكانيكية بدون صيانة. إذا تم تركيب أجهزة الحماية من الصدمات الكهربائية، يجب إجراء اختبارات وقائية سنوياً.

تطبيق الوحدات الرئيسية الحلقة في الشبكات الكهربائية الحضرية ليس فقط يجلب حيوية جديدة لتطوير الشبكات الحضرية ويجعل تزويد الكهرباء أكثر مرونة، ولكنه سيلعب أيضًا دورًا متزايد الأهمية في أنظمة تزويد الكهرباء الحضرية المستقبلية.