يمكن فهم معظم أنظمة التوزيع من خلال الإجابة على ثلاثة أسئلة: أين تدخل الطاقة، وأين يتغير جهدها، وأين يتم تبديل كل دائرة صادرة وحمايتها؟ قد تبدو المعدات معقدة، ولكن كل قسم لديه وظيفة محددة.
1. اتبع الطاقة من الشبكة إلى التحميل
كابل تحت الأرض أو خط النفقات العامة يجلب الطاقة من المرافق أو شبكة الموقع إلى معدات الاستقبال.
المغذي هو الدائرة التي تحمل الطاقة من أو إلى معدات أخرى. تتحكم المفاتيح والقواطع وأجهزة الحماية بها وتعزلها
تقوم معظم محولات التوزيع المحلية بخفض الجهد المتوسط إلى الجهد المنخفض القابل للاستخدام. في بعض مشاريع الطاقة المتجددة، يتم عكس الاتجاه ويتم تكثيف الجهد نحو الشبكة.
توزع قضبان التوصيل وأجهزة الحماية التغذية المحولة بين الآلات والمباني والأحمال الأخرى.
تحزم المحطات الفرعية المدمجة العديد من هذه الوظائف نفسها - عادة MV التبديل والتحويل و LV التوزيع - داخل حاوية واحدة مجمعة في المصنع.
2. التقييمات والكميات الكهربائية التي ستراها في معظم الأحيان
| وحدة | معنى اللغة العادية | ما لا يخبرك به |
|---|---|---|
| kV | تصنيف الجهد أو فئة الجهد. في بطاقة المحولات، تحدد قيمتان kV عادةً الجوانب ذات الجهد العالي والمنخفض. | لا يخبرك مقدار الحمل الذي يمكن أن تحمله المعدات. نسبة الجهد تقارن اثنين من الفولتية وليس لها وحدة. |
| kVA | المحولات قدرة الطاقة الظاهرة - الحمل الذي يمكن أن توفره ضمن ظروفها الحرارية المعلنة. | وهو ليس نفس استخدام الطاقة في كيلوواط ساعة. كم كيلوواط يمكن أن تخدم يعتمد أيضا على عامل الحمولة. kWh |
| A | التصنيف الحالي المستمر لأشرطة النقل أو المفاتيح أو الكسارات في ظل ظروف محددة. | وهو لا يصف مقدار الخطأ الذي يمكن إيقافه أو صموده. |
| kA | التصنيف الحالي للخطأ. تأكيد ما إذا كان ذلك يعني كسر التيار، وقت قصير تحمل التيار، أو ذروة صنع التيار؛ وقت قصير تحمل أيضا الدول مدة مثل 1 ق أو 3 ق. s | إنه ليس تيار التشغيل العادي، والتصنيفات المختلفة kA ليست قابلة للتبديل. |
هذه التصنيفات يجب أن تعمل معا. مطابقة الجهد فقط يمكن أن لا يزال يترك المحول أقل من الحجم، وشريط الباص الزائد أو تصنيف الخطأ غير كاف.
لا تخلط بين القدرة والسلطة والقوة
| مصطلح | معنى مبتدئ |
|---|---|
| kW | السلطة الحقيقية يتم تسليمها أو استخدامها. في نظام AC، يعتمد تصنيف kW المتاح من جزئياً على معامل طاقة الحمل. kVA |
| kWh | الطاقة المستخدمة مع مرور الوقت. حمولة 10 كيلو واط تعمل لمدة ساعة واحدة تستخدم 10 كيلو واط ساعة؛ وهذا ليس تصنيف قدرة المعدات. kW kWh |
| Hz | تردد النظام: 50 Hz أو 60 Hz يعني 50 أو 60 AC دورات في الثانية الواحدة. يجب تصميم المعدات لتكرار المشروع. |
| مرحلة واحدة / ثلاث مراحل | كيف يتم ترتيب النظام AC وليس قياس الحجم. معظم أنظمة التوزيع الصناعية هي من ثلاث مراحل، ولكن المعدات يجب أن تتطابق مع العرض الفعلي. |
3. المحولات: تغيير الجهد، نقل الطاقة
في محول التوزيع التقليدي ثنائي اللف، يربط النواة المغناطيسية الرقائقية اثنين من اللفات المعزولة بشكل منفصل. يؤدي التيار المتناوب في اللف الأساسي إلى تغيير التدفق المغناطيسي في النواة؛ هذا التدفق يحفز الجهد في اللف الثانوي. نسبة الجهد هي تقريبا نسبة لف-منعطفات. في نفس تصنيف الطاقة الظاهرية، المتعرجة ذات الجهد المنخفض لديها تيار تصنيف أعلى من المتعرجة ذات الجهد العالي. المحول لا يغير تردد النظام.
تضع الوحدات المغمورة بالزيت النواة واللفائف في سائل عازل ينقل الحرارة أيضًا. النوع الجاف هو عائلة أوسع تشمل تصاميم التهوية والمغلفة والراتنج المصبوب. يدمج الراتنج المصبوب اللفات في العزل الصلب ويعتمد على الهواء لإزالة الحرارة. تحدد نسبة الجهد التوافق، تحدد kVA سعة الحمولة، وتؤثر المعاوقة على انخفاض الجهد وتيار الخطأ، ويحدد ترتيب التبريد الظروف الحرارية وراء التصنيف المذكور.
4. المفاتيح الكهربائية و RMU: التحكم والعزل والحماية
المفاتيح الكهربائية عبارة عن مجموعة من أشرطة النقل، وأجهزة التبديل، ومعدات القياس، ودوائر الحماية والتحكم داخل العلبة. المسار الرئيسي الحالي هو عادة كابل واردة ← التبديل أو الكسارة ← بسبار ← تغذية الصادرة. ويسير مسار الحماية بالتوازي معه: يوفّر محول تيار أو جهد إشارة قياس، ويحدد مرحل الحماية ما إذا كانت الظروف غير طبيعية، ثم تأمر وشيعة الفصل قاطع الدائرة بالفتح.
يمكن لقاطع الدائرة فصل تيار العطل المقنن ثم إعادة ضبطه عادة. أما مفتاح فصل الحمل فمصمم لمناورات الحمل العادي المحددة، ويمكن إقرانه بمصهر لفصل تيار العطل المرتفع. ويوفر مفتاح الفصل عزلاً مرئيًا، لكنه غير مخصص عادة لفصل تيار الحمل. ويؤرّض مفتاح التأريض دائرة معزولة لأغراض العمل. ولا يمكن استبدال أحد هذه الأجهزة بآخر لمجرد أنها تشغل حجرة متشابهة.
إن RMU عبارة عن مفاتيح كهربائية مدمجة متوسطة الجهد تم تحسينها للتوزيع الثانوي. الترتيب المشترك لديه حلقة في، حلقة خارج و محمية المحملة قبالة، ولكن يمكن أيضا استخدام وحدات الإزالة على النظم شعاعي. لذلك يصف "الحلقة" دور الشبكة ومسار العرض المحتمل - وليس أن كل حلقة مغلقة بشكل دائم.
قراءة المفاتيح و RMU دليل أساسيات ›
5. محطة فرعية مدمجة: عدة وظائف في حاوية واحدة
محطة فرعية مدمجة مسبقة الصنع تحتوي على MV مفاتيح أو RMU قسم، محول توزيع، LV لوحة مفاتيح، كابلات داخلية أو أشرطة نقل، تأريض، قياس وضميمة خارجية مع مسار تهوية مخطط لها. تفصل العديد من التصاميم هذه إلى MV، والمحولات و LV المقصورات بحيث يمكن إدارة الحرارة والوصول والصيانة عن طريق وظيفة.
نفس الحزمة الأساسية يمكن أن تخدم مشاريع مختلفة جدا. حلقة أو شعاعي MV العرض، حماية الصمامات أو التتابع، محول الزيت أو الجاف، كمية المغذية، الأتمتة، المواد الضميمة، فئة التآكل، التهوية وإدخال الكابلات كلها تغير كيفية تصرف المحطة الفرعية النهائية.
قراءة دليل أساسيات المحطة الفرعية المدمجة ›
6. لماذا تؤدي معدات مماثلة واجبات مختلفة
تحدد عائلة المنتج المهمة الأساسية، وليس الواجب الدقيق. تتطلب ظروف النظام المختلفة، وطرق إزالة الأخطاء، واحتياجات الصيانة وأهداف التحكم أبعادًا داخلية مختلفة، ومواد، وأجهزة، ومسارات التبريد ومنطق التحكم - وبالتالي فإن الأداء والاستخدام الناتجين يختلفان أيضًا.
| اختلاف التصميم | لماذا يغير الأداء أو الاستخدام | النتائج العملية |
|---|---|---|
| تصنيفات الكهرباء | يحتاج الجهد العالي إلى عزل وتخليص مناسبين؛ يحتاج التيار المستمر العالي إلى المزيد من الموصلات وإزالة الحرارة؛ يحتاج واجب الخطأ العالي إلى قاطع وهيكل قادر على إدارة طاقة أكبر للخطأ والقوة. | ولا يمكن استبدال وحدتين متطابقتين المظهر ما لم تتطابق درجات الجهد والتيار والأخطاء مع النظام. |
| جهاز الحماية | الصمامات تذوب وفقا لخصائص الوقت الحالي. يقيس التتابع الدائرة ويرسل أمر رحلة قابل للتعديل إلى الكسارة. وبالتالي فهي تكتشف الأخطاء وتنسقها وتوضحها بشكل مختلف. | يمكن إعادة ضبط وتعديل حماية الكسارة بالإضافة إلى التتابع؛ ترتيب الصمامات التبديل هو أبسط ولكن يجب استبدال الصمامات التي تعمل. |
| العزل والتبريد | يمنع الوسط العازل والمسافة الفلاش، بينما يحدد مسار التبريد مدى السرعة التي يمكن أن تترك بها الحرارة المتولدة داخليًا المعدات. | يمكن أن ينتج الهواء والغاز والعزل الصلب والنفط والراتنج بصمة مختلفة، وقدرة التحميل، والحدود البيئية واحتياجات الصيانة. |
| بناء ثابت أو قابل للسحب | تصميم قابل للسحب يضيف قطع الاتصال، مصاريع و آلية الأرفف بحيث يمكن للقواطع التحرك بين المواضع المحددة. تصميم ثابت لديه واجهات متحركة أقل. | يمكن أن تكون الحماية الكهربائية هي نفسها، ولكن يختلف الوصول والاختبار ووقت الاستبدال والبصمة والتعقيد الميكانيكي. |
| التحكم والتشغيل الآلي | وتحدد أجهزة الاستشعار ما يمكن قياسه؛ وتحدد المرحلات وأجهزة التحكم القرارات التي يمكن اتخاذها؛ وتحدد الاتصالات ما يمكن رصده أو تشغيله عن بعد. | وقد يكون مسار الطاقة الرئيسي نفسه يدوياً ومحلياً في وحدة واحدة، ولكن يتم رصده عن بعد ونقله تلقائياً وتسجيله في وحدة أخرى. |
7. كم من الوقت يمكن للمعدات أن تخدم؟
لا يوجد تاريخ انتهاء عالمي. عادة ما تكون هذه الأصول متعددة العقود، ولكن نطاق التخطيط ليس
| المعدات | إجابة مفيدة للمبتدئين | السائقين الشيخوخة الرئيسية |
|---|---|---|
| محول التوزيع | تدار كأصول متعددة العقود تختلف حياة الخدمة الفردية اختلافًا كبيرًا، لذلك يجب مراعاة العمر مع الحالة وتاريخ التشغيل. | درجة حرارة البقعة الساخنة، تاريخ التحميل، الرطوبة، حالة العزل، التبريد، التوافقيات، العواصف والأخطاء. |
| MV المفاتيح الكهربائية /RMU | تدار عادة باسم | دورات التشغيل، وانقطاع الأخطاء، وارتداء الاتصال، والمفاصل الساخنة، والتلوث، والتكثيف، والتآكل، والأختام، والآليات والتحكم في التقادم. |
| المدمجة الفرعية | مخصص أيضًا للخدمة متعددة العقود، ولكن ليس لها عمر واحد لأن المحولات والمفاتيح الكهربائية والضميمة والتحكم في العمر بشكل مختلف. | جميع العوامل المكونة بالإضافة إلى التهوية، والتدفئة الشمسية، ودخول المياه، وحركة الأساس، وتلف الطلاء والفتحات المسدودة. |
تقييم الحالة هو أكثر فائدة من استبدال المعدات فقط لأنه بلغ عمر تقويمي معين. ويجمع المالكون بين التفتيش وتاريخ التشغيل وأجهزة الإنذار ونتائج الاختبار وتوافر قطع الغيار لتقرير ما إذا كان ينبغي صيانتها أو تجديدها أو استبدالها.
8. ماذا قد تلاحظ غير المتخصص
9. نظام التعلم المعقول
- تعلم مسار النظام ومعنى kV و kVA و و kA.
- اقرأ صفحة الأساسيات لعائلة المعدات التي تحتاجها.
- استخدم دليل الاختيار المقابل لتحديد مدخلات المشروع.
- عندها فقط قارن بطاقات المنتج وأوراق البيانات التفصيلية.
- اطلب من المهندس المؤهل تأكيد الرسم البياني أحادي الخط والحماية والتصنيفات النهائية.
المراجع الفنية
وتتبع هذه المقدمة المصطلحات والنطاق المستخدمين في المعايير الدولية لمعدات الطاقة. نقاط البداية المفيدة تشمل IEC 60076-1 لتحويل الطاقة, IEC 62271-200 للمعادن المغلقة AC المفاتيح الكهربائية و IEC 62271-202 للمحطات الفرعية الجاهزة الصنع.