وحدات الدائرة الرئيسية SF6 (RMUs): طرق التغذية الكهربائية الحالية، آفاق التطوير، المزايا على معدات التحويل المحاطة بالمعادن والاستنتاجات

طريقة التغذية الكهربائية الحالية باستخدام وحدات الحلقة الرئيسية SF6

لتحسين أداء الشبكة، تم تحسين تصميم وحدات الحلقة الرئيسية التقليدية SF6 بشكل أكبر. ميزة رئيسية في الجيل الثاني من وحدات الحلقة الرئيسية SF6 هي استخدام صندوق خارجي مصنوع من راتنج الإيبوكسي المحكم الغلق والمسنود إلى الأرض، مع استخدام غاز SF6 كوسط عازل. يتم دمج مفتاحين للحمل في ثلاثة مواقع ومفتاح قاطع القوس الدوار في ثلاثة مواقع في وحدة واحدة محكمة الغلق، مزودة بصمام الأمان لتخفيف الضغط. في حالة فشل إطفاء القوس، يقوم صمام الأمان بإطلاق الضغط الداخلي من الصندوق الخارجي، مما يضمن سلامة المشغل أمام الخزان.

بفضل مزايا مثل عدد الأجزاء المتحركة القليل في النظام، حجم الغرفة الغازية المحكمة الغلق الصغيرة، الهيكل المدمج، الوظائف الكاملة، والتكلفة المنخفضة، تم استخدام هذه الوحدات على نطاق واسع خلال العقد الماضي وأثبتت أنها مستقرة للغاية وأمنة. عن طريق مراقبة وتحكم عن بعد في عدة وحدات RMU رئيسية في شبكات التوزيع ذات الحلقة المفتوحة، يمكن للمستخدمين استعادة الطاقة في دقائق بعد حدوث عطل، مما يقلل بشكل كبير من وقت تحديد وإحاطة العطل ويقلل من فقدان الطاقة للمستخدم.

آفاق تطور طريقة التغذية الكهربائية باستخدام وحدات الحلقة الرئيسية SF6

تعتبر طريقة التغذية الكهربائية باستخدام حلقات SF6 كنموذج أولي ومرحلة أولى للتوزيع القائم على الشبكة، وتوفير أساس لتحقيق موثوقية أعلى في التغذية الكهربائية. "التخطيط القائم على الشبكة"، الذي يعتمد على التخطيط التفصيلي للتحكم الحضري ويهدف إلى تلبية احتياجات المستخدمين ذوي الموثوقية العالية، يمثل نموذجاً جديداً "من الأسفل إلى الأعلى" للتخطيط والبناء والتشغيل والإدارة لشبكات التوزيع.

من خلال التخطيط القائم على الشبكة والتحول، يمكن زيادة معدل الاستخدام المتوسط للأجهزة التوزيعية بشكل مناسب، وإنشاء قدرات النقل الاتجاهية داخل وخارج الشبكات، وبالتالي تحقيق الدعم الأقصى للشبكات الدنيا للشبكات العليا. هذا مهم جداً لتوجيه بناء شبكات التوزيع بطريقة علمية، وضمان التغذية الكهربائية الموثوقة، وتعزيز التنمية عالية الجودة لشبكات التوزيع، وبناء شبكة توزيع قوية وذكية مميزة بـ "تخطيط الشبكة، الحماية الدقيقة، والوصول السهل."

II. مزايا وحدات RMU المعزولة بـ SF6 مقارنة بالمعدات المعدنية في تقفالات "الخمسة الوقايات"

في أنظمة التغذية الكهربائية، أصبحت تقنيات تقفالات "الخمسة الوقايات" (منع التحويل الخطأ، التحويل تحت الحمل، التحميل بالأرض تحت الجهد، التوصيل أثناء التحميل بالأرض، والدخول إلى الأقسام المشحونة) لمعدات التوزيع ذات الجهد العالي (خاصة المعدات المعدنية المعزولة بالهواء) ناضجة ومتنوعة. تتضمن الطرق استخدام تقفالات المعالج الدقيق التي تعتمد على التسلسلات المبرمجة مسبقاً، أو التقفالات الميكانيكية، أو القفالات التسلسلية الميكانيكية، أو مزيج منها. ومع ذلك، لا تزال هناك بعض القضايا السهل تجاهلها في الواقع:

منع التشغيل الخاطئ للمفاتيح الأرضية في خزانات الدخول للمعدات المعدنية

بعض المعدات المعدنية لها مفاتيح أرضية في كل من الخزانات الداخلة والخارجة. خاصة بالنسبة للمعدات المغذي من الأسفل، غالباً ما يتم تجاهل خطر التشغيل الخاطئ للمفاتيح الأرضية. بالمقارنة، تتجنب وحدات RMU SF6 هذا المشكلة بسبب تقفالات الأرض والتقفالات المنطقية على الجانب الداخل.

منع التشغيل الخاطئ لأقسام المحولات المشحونة

في المعدات المعدنية المستخدمة في محطات التحويل المتنقلة، يتم الحصول على الطاقة التشغيلية عادة من الجانب ذو الجهد المنخفض للمحول. عندما يكون قسم المحول مشحوناً، لا يمكن فتح القفل الكهرومغناطيسي؛ عندما يكون القسم غير مشحون، يفقد مؤشر وجود الجهد والقفل الكهرومغناطيسي الطاقة، مما يمنع الفتح أيضاً. يتطلب هذا مفتاح إطلاق يدوي لفتح القفل، مما يخلق خطراً أمنياً.

تقوم وحدات RMU SF6 بتبديل القفل الكهرومغناطيسي بمفتاح حدود الباب. يتم توصيل الاتصال المغلق لهذا المفتاح بالتسلسل في دائرة القطع لخزانة المحول، م alimentado desde el lado de baja tensión. Una vez que se abre la puerta del compartimento del transformador, el interruptor de fin de carrera se activa, desencadenando inmediatamente un viaje para cortar el suministro de energía, lo que evita eficazmente la entrada en compartimentos energizados.

بشكل عام، تقوم وحدات RMU SF6 بتقليل التعقيد في تصميم تقفالات "الخمسة الوقايات" وتقليل مخاطر الإصابات الشخصية الناجمة عن الإهمال أو فشل التقفالات في المعدات المعدنية. بالإضافة إلى ذلك، مع ميزة أن الأجزاء ذات الجهد العالي مغلقة تماماً وغير قابلة للوصول إليها، تبرز وحدات RMU SF6 متفوقة في حماية الفنيين وغير الفنيين مقارنة بالمعدات المعدنية.

III. مزايا تشغيل وحدات RMU المعزولة بـ SF6 مقارنة بالمعدات المعدنية

عزل كامل وخالي من الصيانة

جميع الأجزاء الحية الرئيسية (مثل مفاتيح الحمل، والحافلات) في وحدات RMU SF6 محكمة الغلق داخل غرفة غاز SF6، مما يجعلها مقاومة للعوامل البيئية الخارجية مثل الرطوبة، والضباب المالح، والغبار. هذا يضمن موثوقية عالية وسلامة الموظفين، ويحقق حقاً التشغيل بدون صيانة. يمكن أن تستمر المكونات الأساسية لمدة تصل إلى 20 سنة دون صيانة، مما يجعلها مناسبة لغرف التوزيع غير المأهولة.

هيكل مدمج، توفير المساحة

وحدات RMU SF6 مدمجة وتوفر المساحة، حيث يكون عرض الخزانة الواحدة فقط 325 ملم (696 ملم لخزانات القياس)، مما يقلل بشكل كبير من المساحة في غرف التوزيع ويجعلها مثالية للمواقع ذات المساحة المحدودة. يتم تجميع المعدات والصندوق بشكل كامل في المصنع مع قضبان الرفع، مما يسمح بتثبيتها بسهولة في الموقع من خلال وضع الصندوق فقط.

خذ مشروع غرفة توزيع 10 كيلوفولت كمثال (خطوط دخل ثنائية، ستة خطوط خروج، قسم ربط الحافلة):

• استخدام معدات KYN28 المعدنية: يتطلب 10 وحدات، كل منها بعرض 800 ملم وعمق 1500 ملم، مساحة الجسم الرئيسية 12 متر مربع؛ مع الأخذ في الاعتبار مساحة التشغيل والصيانة (1500 ملم أمامي، 600 ملم خلفي)، مساحة إضافية 16.8 متر مربع؛ منطقة شاشة DC حوالي 2 متر مربع؛ مساحة إجمالية حوالي 30.2 متر مربع.

• استخدام وحدات RMU SF6: يتطلب 9 خانة، كل منها بعرض 325 ملم وعمق 750 ملم، مساحة الجسم الرئيسية 2.20 متر مربع؛ مع الأخذ في الاعتبار مساحة الصيانة الأمامية 600 ملم (كما تعمل كممر للتفتيش)، مساحة إضافية 1.75 متر مربع؛ لا تحتاج إلى شاشة DC إضافية (أجهزة الحماية ذاتية الطاقة متاحة)؛ مساحة إجمالية حوالي 3.95 متر مربع. مقارنة بالمعدات المعدنية، هذا يوفر 26.25 متر مربع، مما يظهر ميزة كبيرة.

درجة حماية عالية، قابلية تكيف بيئي قوية

تتميز وحدات RMU SF6 بهيكل مغلق تماماً، مما يلغي الحاجة إلى مسخنات ومنع التكاثف. تكون نهايات الكابلات مقاومة للماء ومغلقة، مما يسمح بالعمل حتى عند الغمر. يحقق غرفة الغاز المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ للمعدات (بما في ذلك مآخذ المصهر) درجة حماية IP67 وقد نجحت في اختبارات دولية لمدة 24 ساعة من العمل تحت تيار كهربائي في المياه على عمق 5 أمتار.

بالمقارنة، تعتبر المعدات المعدنية معدات داخلية، متكاملة مع قواطع الدائرة. يمكن أن يؤثر حادث في وحدة واحدة على العديد من الأجهزة وحتى يمكن أن يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي في محطة التحويل بأكملها. في الآونة الأخيرة، غالبًا ما ترتبط فشل قواطع الدائرة، خاصة في مستويات 6-35 كيلوفولت، بضعف العزل في البيئات الرطبة، والختم السيء، وعدم كفاية المسافة الزاحفة، واستخدام المواد غير المناسبة. وحدات RMU SF6، بتصميمها المغلق تمامًا والمصمم للعمل في الخارج، تتجنب بشكل طبيعي هذه المشكلات وتحافظ على تزويد الطاقة الموثوق به حتى في ظروف قاسية مثل الأعاصير الساحلية والأمطار الغزيرة، مما يظهر قابلية تكيف بيئي متفوقة بكثير.

أداء كهربائي ممتاز، معلمات تقنية عالية

يمكن أن تحقق خزانات قواطع الدائرة قدرة قطع للدائرة القصيرة تصل إلى 25 كيلو أمبير؛ يصل عمر مفتاح الحمل الميكانيكي إلى 5000 عملية، مما يتجاوز بكثير المتطلبات الوطنية البالغة 2000 عملية.

الخاتمة

تطورت وحدات الحلقة الرئيسية من الهياكل الأولية ذات الحلقة المغلقة إلى التكوينات ذات الحلقة المفتوحة، مروراً بوحدات RMU المزودة بمصافير مغمورة في الزيت إلى وحدات RMU SF6 المعزولة بالكامل اليوم. تم تحسين التصاميم باستمرار، وشهدت الاستقرار تحسناً ثابتاً. مقارنة بالمعدات المعدنية، تقدم وحدات RMU SF6 مزايا كبيرة في السلامة، والتشغيل بدون مراقبة، وحفظ المساحة، والتكيف مع البيئات القاسية، والأداء الكهربائي، والمعلمات التقنية. وهي الآن تستخدم على نطاق واسع في أنظمة التغذية الكهربائية البلدية والمترو والمباني.