العتاد الكهربائي ذو العزل الكامل SF₆: المزايا والمركبات وحلول التوسع
1. خصائص معدات التبديل SF₆ المُعَزِّزة بالكامل
1.1 نظرة عامة
تشمل معدات التبديل SF₆ المعززة بالكامل وحدات وظيفية مثل المحولات الكهربائية، ومجموعات المحولات الكهربائية والمثبتات، والفصل-المقاطع الكهربائية، إلخ، كلها محبوسة داخل صناديق غاز من الفولاذ غير القابل للصدأ مليئة بغاز SF₆ ذو الضغط المنخفض. يعمل هذا الغاز كوسيلة لإخماد القوس الكهربائي والعزل. تستخدم معدات التبديل آليات تعمل بالكهرباء أو اليد مدعومة بزنبركات. كل خزانة هي صندوق غاز مستقل، مما يسمح بالتوسع عبر موصلات الحافلة في أي اتجاه. مناسبة لأنظمة التوزيع ذات الجهد المتوسط، يتم استخدام هذه الوحدات على نطاق واسع في محطات التحويل ومحطات التبديل لأداء مجموعة متنوعة من مهام توزيع الطاقة.
1.2 المكونات الخاصة بمعدات التبديل SF₆ المعززة بالكامل
تشمل المكونات الرئيسية:
صندوق الغاز المحكم الغلق: يوجد داخل صندوق الغاز المحكم الغلق معدات التبديل والحافلات، مملوءة بغاز SF₆ بضغط محدد قدره 0.03 ميغا باسكال. تضمن اللحام بالليزر المتقدم وكشف التسرب بالتوازي تحت فراغ الهيليوم الختم المتفوق. لا يحتاج إلى إعادة شحن أو استبدال خلال فترة تشغيله، مما يجعله خالي الصيانة. اعتمادًا على قابليته للتوسع، يمكن أن تكون صناديق الغاز مشتركة أو مستقلة؛ فقط الصناديق المستقلة تدعم التوسع.
جهاز تخفيف الضغط: موجود في أسفل صندوق الغاز، يتميز قناة تخفيف الضغط بغشاء مضاد للانفجار. في حالة حدوث أعطال في القوس الداخلي، يؤدي توسع الغاز السريع إلى فتح الغشاء، مما يفرغ الضغط ويوجه غاز SF₆ إلى الخنادق لضمان سلامة المشغلين والمعدات الأخرى.
إطار الخزانة: الإطار (باستثناء صندوق الغاز) يعمل كقاعدة تركيب لكل المكونات ويدعم صندوق الغاز. يتكون عادةً من ثلاثة أقسام رئيسية: غرفة الآلية التشغيلية، وغرفة الكابلات، وقناة تخفيف الضغط.
1.3 المزايا الرئيسية لمعدات التبديل SF₆ المعززة بالكامل
مغلقة ومعزولة بالكامل: جميع الأجزاء الحية ذات الجهد العالي محبوسة داخل صندوق الغاز، مما يقلل من التأثيرات البيئية. مثالية للبيئات الرطبة أو الملوثة، خاصة مناسبة لمناطق مثل دلتا النهر اللؤلؤي.
تصميم مدمج: باستخدام المحولات الثلاثية الموضعية يقلل عدد المكونات. تستخدم الأجزاء الموصلة عزل SF₆، مما يؤدي إلى بنية أكثر ضغطًا مقارنة بأجهزة التبديل SF₆ شبه المعزولة العازلة بالهواء.
مستقل عن الارتفاع: يتم وضع العناصر الداخلية في أوعية مضغوطة، مما يضمن الأداء الثابت بغض النظر عن الارتفاع.
قابلية التوسع: مع كون كل خزانة صندوق غاز مستقل ومجهز بواجهات توسع محفوظة، يمكن التوسع باستخدام موصلات الحافلة. تتكون هذه الموصلات من ثلاث مكيفات من المطاط السيليكونية مثبتة أفقيًا في بوشات الكون الداخلي للمخازن المجاورة، مما يربط حافلاتها دون المساس بسلامة الختم.
2. تحليل حلول التوسع لمعدات التبديل SF₆ المعززة بالكامل
كيفية إضافة خزانات جديدة إلى وحدات التبديل الرئيسية SF₆ المعززة بالكامل الموجودة أصبحت تحديًا في السنوات الأخيرة بسبب عدم وجود مواصفات واجهة موحدة بين الشركات المصنعة المختلفة. فيما يلي تحليل يستند إلى مشروع محدد:
دراسة حالة X: تحتوي محطة تحويل في منطقة سكنية حاليًا على ثلاث وحدات SF₆ RMU مُعَزِّزة بالكامل قابلة للتوسع من شركة HD Switchgear، بما في ذلك وحدة خط وارد واحدة ووحدتان خط خروج. يتطلب المشروع إضافة وحدة خط خروج أخرى وتمديد كابل ZRC-YJV22-3×120 إلى معدات تبديل خارجية جديدة لتزويد المستخدمين الجدد. تم النظر في عدة حلول:
الاستبدال الكامل: قد يؤدي استبدال الوحدات الثلاث الموجودة إلى تلف الكابلات المتصلة إذا لم يتم إزالتها وإعادة تركيبها بعناية، مما يؤدي إلى تكاليف إضافية كبيرة. نظرًا لأن الوحدات الحالية كانت في الخدمة لمدة أقل من عامين، فإن هذا الخيار يعتبر هدرًا.
إضافة خزانة جديدة: بما أن معدات التبديل يتم توريدها من قبل مكتب الطاقة، فقد يؤدي الحصول على منتج ليس من HD إلى مشاكل توافقية بسبب اختلاف معايير واجهة الحافلة. ستؤدي عملية الشراء من خلال عمليات المناقصة المتخصصة أيضًا إلى تأخير جداول المشروع.
استخدام خزانات SF₆ شبه المعزولة: يشكل تقديم خزانة شبه معزولة جنبًا إلى جنب مع خزانة رافعة الحافلة للتوصيل بين الوحدات المعزولة بالكامل والشبه معزولة تحديات بسبب عدم وجود مكونات توصيل موحدة، مما يتطلب التعاون الوثيق مع الشركة المصنعة الأصلية.
تركيب وحدات شبه معزولة إضافية: إضافة وحدة خط خروج شبه معزولة وخزانة رافعة الحافلة بجانب الوحدة الخط الوارد الموجودة تسمح بإعادة توجيه الكابلات عبر خزانة الرافعة، مما يزيد من الطاقة دون تعطيل التركيبات الموجودة. تم اختيار هذا الحل لفعاليته وعمليته.
تم تبني الطريقة الرابعة، مما حقق احتياجات التوسع، وقد اكتمل المشروع الآن ويقوم بالعمل بشكل سلس.
3. الخلاصة
في الختام، تقدم معدات التبديل SF₆ المعززة بالكامل مزايا تقنية واضحة ولكنها تواجه تحديات بسبب عدم وجود معايير واجهة موحدة، مما يعقد التكامل المباشر بين المنتجات من الشركات المصنعة المختلفة. بينما حل الطريقة الرابعة المشكلة الفورية، يجب أن يعطي المشاريع المستقبلية الأولوية لاستخدام المنتجات من الشركة المصنعة الأصلية، مع تأكيد قابليتها للتوسع، خاصة تجنب الهياكل ذات الصندوق المشترك التي لا يمكن عادة توسيعها. هذا النهج يضمن أفضل توافق وأمكانية لترقية النظام.
