سلسلة ZHW للعتاد الكهربائي العالي الجهد المعزول بالغاز (GIS)

مبادئ وظائف الحماية:

• يتم تجهيز معدات نظام المعلومات الجغرافية بعدة وظائف حماية للتأكد من التشغيل الآمن لنظام الطاقة.

حماية التيار الزائد:

• تعمل وظيفة حماية التيار الزائد على مراقبة التيار في الدائرة باستخدام محولات التيار. عندما يتجاوز التيار حدًا محددًا مسبقًا، يقوم جهاز الحماية بتشغيل قاطع الدائرة لفصل الدائرة المعيبة ومنع تلف المعدات بسبب زيادة التيار.

حماية القصر الكهربائي:

• تعمل وظيفة حماية القصر الكهربائي على اكتشاف سريعة للتياارات القصيرة عند حدوث عطل قصر في النظام وتسبب في تشغيل قاطع الدائرة بسرعة، مما يحمي نظام الطاقة من التلف.

وظائف حماية إضافية:

• تشمل أيضًا وظائف حماية أخرى مثل حماية العطل الأرضي وحماية الفولتية الزائدة. تستخدم هذه الوظائف الحماية أجهزة استشعار مناسبة لمراقبة المعلمات الكهربائية. بمجرد اكتشاف أي شذوذ، يتم بدء الإجراءات الوقائية فورًا لضمان سلامة نظام الطاقة والمعدات.

مبدأ العزل:

• في المجال الكهربائي، تتزحزح الإلكترونات في جزيئات غاز الـ SF₆ قليلاً عن النوى. ومع ذلك، بسبب استقرار بنية جزيء الـ SF₆، يكون من الصعب على الإلكترونات الهروب وتكون إلكترونات حرة، مما يؤدي إلى مقاومة عزل عالية. في معدات GIS (المعدات المعزولة بالغاز)، يتم تحقيق العزل عن طريق التحكم الدقيق في ضغط غاز الـ SF₆ ونقاوته وتوزيع المجال الكهربائي. وهذا يضمن وجود مجال كهربائي عازل موحد واستقراري بين الأجزاء الموصلة ذات الجهد العالي والتغليف المأرض، وكذلك بين أجراس التوصيل المختلفة.

• تحت الجهد التشغيلي الطبيعي، تكتسب القليل من الإلكترونات الحرة في الغاز الطاقة من المجال الكهربائي، ولكن هذه الطاقة غير كافية لسبب تأين الغاز بواسطة الاصطدام. وهذا يضمن الحفاظ على خصائص العزل.

بسبب الأداء الممتاز للعزل والقضاء على القوس والاستقرار لغاز الستيفين فلوريد (SF6)، يتمتع معدات نظام المعلومات الجغرافية بمزايا مثل المساحة الصغيرة وقدرة القضاء على القوس العالية والموثوقية العالية، ولكن قدرة عزل غاز الستيفين فلوريد تتأثر بشكل كبير بانتظام المجال الكهربائي، ومن السهل حدوث استثناءات في العزل عند وجود أطراف أو أجسام غريبة داخل نظام المعلومات الجغرافية.

تستخدم معدات نظام المعلومات الجغرافية هيكلًا مغلقًا تمامًا، مما يوفر مزايا مثل عدم تأثر المكونات الداخلية بالبيئة ودورة صيانة طويلة وحجم عمل صيانة منخفض وتداخل كهرومغناطيسي منخفض، ومع ذلك فإن لديها أيضًا مشاكل مثل تعقيد العمل الفردي للصيانة وطرق الكشف النسبياً السيئة، وعندما يتعرض الهيكل المغلق للتآكل والتلف بسبب البيئة الخارجية، سيساهم ذلك في جملة من المشاكل مثل دخول الماء والتسرّب.

• حسب طريقة العزل والتبريد: تنقسم إلى مبردة بالسائل (مغمورة في الزيت) وجافة. محولات الزيت المغمورة هي النوع الرئيسي المستخدم في نقل الطاقة، مناسبة للجهود تصل إلى 345 كيلوفولت وما فوق، مع طرق تبريد معيارية مثل ONAN (زيت طبيعي هواء طبيعي)، ONAF (زيت طبيعي هواء مضغوط)، وأوفاف (زيت مضغوط هواء مضغوط). محولات جافة تستخدم أساساً للتطبيقات الداخلية أو الصناعية المحددة، عادة للجهود الأقل (حتى 35 كيلوفولت)، رغم أن بعض الأنواع الخاصة متاحة للجهود الأعلى.
• حسب وظيفة الجهد: بما في ذلك رافعات الجهد، خافضات الجهد، والمحولات الذاتية. محولات رفع الجهد تستخدم في محطات التوليد لرفع جهد المولد إلى جهد النقل (مثل 13.8 كيلوفولت إلى 345 كيلوفولت). محولات خفض الجهد تستخدم في المحطات لتقليل جهد النقل لنقل الثانوي أو التوزيع (مثل 345 كيلوفولت إلى 132 كيلوفولت أو 34.5 كيلوفولت). المحولات الذاتية تستخدم لربط الأنظمة ذات النسب الثابتة للجهد، وتقدم مزايا الكفاءة في شبكات النقل (مثل التطبيقات 400 كيلوفولت/220 كيلوفولت).
• حسب بنية النواة: تنقسم إلى نوع النواة ونوع الغلاف. محولات نوع النواة لديها ملفات تحيط بأطراف النواة (شائعة في التطبيقات فائقة الجهد العالي). محولات نوع الغلاف لديها النواة تحيط بالملفات.

تعتبر معدات التبديل المدمجة معزولة بالغاز (HGIS) نوعًا من معدات التبديل ذات الجهد العالي التي تجمع بين مزايا معدات التبديل المعزولة بالهواء (AIS) ومعدات التبديل المعزولة بالغاز (GIS). يتميز تصميمها الأساسي ببنية وحدوية، حيث يتم دمج المكونات الوظيفية الرئيسية لمعدات التبديل (مثل قواطع الدائرة والفصل) في صناديق معزولة بالغاز، بينما يتم الاتصال بمعدات أخرى عبر حافلات ربط معزولة بالهواء خارجية. يحقق هذا التصميم كثافة الهيكل مع ضمان سهولة التركيب والصيانة.