المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفضيلعب دورا حاسما في أنظمة الطاقة. إنه يتحكم ويحمي التشغيل الطبيعي لنظام الطاقة، مما يضمن التيار والجهد المستقر، وبالتالي توفير دعم طاقة موثوق لإنتاج الناس والحياة اليومية. يمكنه التحكم في حجم التيار والجهد وحماية نظام الطاقة من التلف الناتج عن التيارات والفولتية غير الطبيعية. تتكون هذه المفاتيح الكهربائية عادةً من مكونات مثل مفاتيح الجهد العالي-، والمحولات، وقواطع الدائرة، والموصلات، والمرحلات، والكابلات. يتم استخدامها على نطاق واسع في مختلف الصناعات، بما في ذلك الطاقة والمعادن والبتروكيماويات والبناء. في هذه الصناعات، يتمثل دور المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفض في التحكم في التشغيل العادي لنظام الطاقة وحمايته، مما يضمن استقرار التيار والجهد، وتحسين كفاءة الإنتاج وجودة الحياة.
باختصار، تعد المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفض واحدة من أهم قطع المعدات في نظام الطاقة. يجب أن يلتزم تصميمها وتصنيعها بشكل صارم بالمعايير والمواصفات ذات الصلة وأن يخضعوا لاختبارات وتحقق صارم. وفي التطوير المستقبلي، ستصبح المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفض أكثر ذكاءً ورقمية، مما يوفر ضمانات أفضل لموثوقية وسلامة أنظمة الطاقة. ستشارك هذه المقالة بعض المعرفة الأساسية حول المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفض، على أمل مساعدة العاملين في مجال الكهرباء على اكتساب فهم أعمق للمجموعات الكاملة من المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفض.
I. مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي- (عادةً ما تشير إلى مستويات جهد 3.6 كيلو فولت - 40.5 كيلو فولت)
تُستخدم المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي- بشكل رئيسي في محطات توليد الطاقة والمحطات الفرعية والمؤسسات الصناعية والتعدين وما إلى ذلك، وهي مسؤولة عن استقبال الطاقة الكهربائية وتوزيعها والتحكم في المحركات ذات الجهد العالي-.
الأنواع الرئيسية:
◆مصنفة حسب وسط العزل:
مجموعة المفاتيح الكهربائية المعزولة بالهواء (AIS): تتعرض قضبان التوصيل وقواطع الدائرة والمكونات الرئيسية الأخرى للهواء، وتعتمد على الهواء والعوازل في عملية العزل. هيكل بسيط، ومنخفض التكلفة، وأكثر استخدامًا، ولكنه يتطلب مساحة كبيرة.
مجموعة المفاتيح الكهربائية المعزولة بالغاز (C-GIS/GIS): يتم إغلاق قضبان التوصيل وقواطع الدائرة الكهربائية والفواصل وما إلى ذلك في غلاف من الفولاذ المقاوم للصدأ (صندوق الغاز) مملوء بالغازات العازلة مثل SF6 (سداسي فلوريد الكبريت). حجم صغير، لا يتأثر بالبيئة، موثوقية عالية، يُستخدم غالبًا في البيئات المحدودة المساحة أو القاسية.
مجموعة المفاتيح الكهربائية المعزولة الصلبة (SIS): يتم تغليف الأجزاء الحية الرئيسية بمواد صلبة مثل راتنجات الإيبوكسي. الحجم بين AIS وC-GIS، بدون غاز SF6، وأكثر صداقة للبيئة.
◆التصنيف حسب الشكل الهيكلي (شائع في AIS):
مجموعة المفاتيح الكهربائية المغلقة المعدنية القابلة للإزالة- (نوع KYN):
الهيكل: يتم تقسيم العلبة إلى أقسام متعددة بواسطة أقسام معدنية (على سبيل المثال، حجرة قضيب التوصيل، حجرة قاطع الدائرة، حجرة الكابلات، حجرة أدوات الترحيل). يتم تركيب قاطع الدائرة الأساسي على عربة قابلة للإزالة.
المزايا: أمان عالي (وظائف "خمس -إثبات") كاملة، صيانة مريحة (يمكن نقل العربة إلى "وضع الاختبار" أو "وضع العزل" للاختبار أو الصيانة دون إيقاف تشغيل قضيب التوصيل). وهو حاليا النموذج السائد.
معدن-صندوق مغلق-نوع مجموعة المفاتيح الكهربائية (نوع XGN):
الهيكل: تركيب ثابت؛ يتم تثبيت قواطع الدائرة ومفاتيح الفصل والمكونات الأخرى بشكل ثابت، وعادةً ما يتم ذلك باستخدام مجموعة من مفاتيح الحمل الهوائي والصمامات.
المزايا: هيكل بسيط، تكلفة منخفضة، مساحة صغيرة. يشيع استخدامها في أنظمة إمداد الطاقة للشبكة الحلقية، ومن ثم تسمى غالبًا خزانة الشبكة الحلقية.
الفاصل الزمني-النوع المعدني-مجموعة المفاتيح الكهربائية المغلقة (نوع JYN):يشبه النوع المدرع، ولكن بمستوى حماية أقل قليلاً؛ نادرا ما تستخدم الآن.
الوظائف الأساسية:
وظيفة التحكم:يربط أو يفصل دوائر الجهد العالي-عن طريق تشغيل قواطع الدائرة أو تحميل المفاتيح حسب الحاجة.
وظيفة الحماية:الوظيفة الأساسية. يعمل جنبًا إلى جنب مع أجهزة حماية التتابع (مثل أنظمة الحماية المتكاملة القائمة على المعالجات الدقيقة-) وقواطع الدائرة لفصل الأجزاء المعيبة بسرعة في حالة حدوث دوائر قصيرة، أو أحمال زائدة، أو أخطاء في التأريض، وما إلى ذلك، مما يضمن التشغيل العادي للخطوط والمعدات غير{3}}المعيبة.
وظيفة العزل:إنشاء نقطة فصل مرئية بوضوح من خلال موضع عمل مفاتيح الفصل أو عربات اليد، مما يؤدي إلى عزل المعدات الخاضعة للصيانة بشكل موثوق عن الأجزاء الحية وضمان سلامة موظفي الصيانة.
وظيفة القياس والرصد:مراقبة معلمات الخط مثل الجهد والتيار والطاقة والطاقة في الوقت الفعلي من خلال محولات الجهد (PTs) ومحولات التيار (CTs) والأدوات والأجهزة الذكية المثبتة في الخزانة، وتحميل البيانات إلى نظام المراقبة.
وظيفة توزيع الطاقة:يوزع الطاقة الكهربائية بشكل آمن وموثوق من مصدر الطاقة الأولي إلى دوائر الطاقة المتعددة أو المحولات من خلال قضبان التوصيل والدوائر الصادرة.
ثانيا. مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المنخفض- (تشير عادةً إلى تيار متردد 1000 فولت ومستويات جهد أقل)
توجد مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المنخفض- في نهاية نظام الطاقة، حيث تقوم بتزويد المعدات الكهربائية بالطاقة مباشرة، كما أنها تمثل قلب شبكة توزيع الطاقة.
الأنواع الرئيسية:
◆مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المنخفض-الثابتة (على سبيل المثال، نوع GGD):
الهيكل: يتم تثبيت جميع المكونات الكهربائية (قواطع الدائرة، والصمامات، والموصلات، وما إلى ذلك) بشكل ثابت، مما يؤدي إلى هيكل بسيط وتكلفة منخفضة.
العيوب: انقطاع التيار الكهربائي مطلوب للصيانة أو استبدال المكونات. يستخدم غالبًا في المواقع ذات متطلبات التحميل المنخفضة.
◆مفاتيح الكهرباء ذات الجهد المنخفض-النوع المنخفض-(على سبيل المثال، أنواع GCS، وGCK، وMNS):
الهيكل: يتم تركيب الوحدات الوظيفية الرئيسية (مثل الدوائر الصادرة) في أدراج قابلة للإزالة. الأدراج لها أوضاع متعددة: العمل والاختبار والفصل.
المزايا:
موثوقية عالية لإمدادات الطاقة: في حالة حدوث عطل في الدائرة، يمكن إزالة الدرج المعيب بسرعة واستبداله بدرج احتياطي لاستعادة الطاقة.
صيانة مريحة: بعد إزالة الدرج، فإنه يوفر عزلًا آمنًا، مما يسهل الصيانة والاختبار.
صغير الحجم ومتعدد الاستخدامات: يتيح التصميم القياسي وجود أدراج قابلة للتبديل. وهو النوع الأكثر استخدامًا حاليًا في المجال الصناعي.
◆ صناديق/خزائن توزيع الطاقة (التحكم) (على سبيل المثال، نوع XL-21):
خزانة صغيرة نسبيًا ذات جهد منخفض-، تُستخدم بشكل أساسي لتوزيع الطاقة والتحكم فيها وحمايتها ومراقبتها لمعدات الطاقة مثل المحركات. وهي تحتوي عادةً على قواطع الدائرة، والموصلات، والمرحلات الحرارية، ومحولات التردد، وما إلى ذلك.
◆ خزائن تعويض الطاقة التفاعلية (خزائن المكثفات):
مصمم خصيصًا لتحسين عامل طاقة النظام. وهي تحتوي بشكل أساسي على المكثفات والمفاعلات ومفاتيح التبديل (الموصلات أو الثايرستور) وأجهزة التحكم. ومن خلال تبديل بنوك المكثفات تلقائيًا، فإنها تقلل من فقدان الطاقة التفاعلية في شبكة الطاقة وتحسن جودة الطاقة.
الوظائف الأساسية:
توزيع الطاقة والتحكم فيها:يوزع الطاقة الكهربائية ذات الجهد المنخفض- من المحولات إلى مختلف الأجهزة الكهربائية ودوائر الإضاءة والمقابس وما إلى ذلك. كما أنه يتحكم في تشغيل وإيقاف وتنظيم سرعة المحركات والمعدات الأخرى.
وظيفة الحماية:يوفر حماية من الحمل الزائد والدوائر القصيرة والجهد المنخفض وتيار التسرب (عبر أجهزة التيار المتبقي) للخطوط والمعدات الكهربائية من خلال قواطع الدائرة الكهربائية ذات الجهد المنخفض والصمامات والمرحلات الحرارية.
قياس الطاقة:تركيب عدادات الطاقة لقياس استهلاك الطاقة للوحدات الكهربائية.
تعويض الطاقة التفاعلية:يعمل على تحسين عامل طاقة النظام، مما يقلل من خسائر الشبكة وتكاليف الكهرباء.
الرصد والذكاء:يتم تجهيز مجموعة المفاتيح الكهربائية الحديثة ذات الجهد المنخفض-بشكل عام بأدوات ذكية ووحدات اتصال، مما يتيح مراقبة-المعلمات الكهربائية وجودة الطاقة في الوقت الفعلي. ويمكن دمجه في أنظمة إدارة الطاقة (EMS) أو أنظمة أتمتة المباني (BAS) لتحقيق المراقبة عن بعد والإدارة الذكية.
ملخص
| صفات | مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي- | مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد المنخفض- |
|---|---|---|
| مستوى الجهد | الجهد العالي (3.6 كيلو فولت - 40.5 كيلو فولت) | منخفض (أقل من أو يساوي 1000 فولت تيار متردد) |
| التركيز الأساسي | العزل، إطفاء القوس، استقرار النظام | انتقائية الحماية، مرونة التحكم، إدارة الطاقة |
| المكونات الرئيسية | قواطع دوائر الجهد العالي، والفواصل، وPTs، وCTs، ومانعات الصواعق | قواطع دوائر الجهد المنخفض، والموصلات، والصمامات، والعدادات الذكية |
| الميزات الهيكلية | التركيز على التشابك "المقاوم الخمسة-"، المتوفر في الأنواع الثابتة والقابلة للسحب | التركيز على النمطية، متاح في نوع الدرج-والنوع الثابت-. |
| الوظيفة الأساسية | توزيع الطاقة، وحماية-مستوى النظام، والعزل الآمن | توزيع الطاقة الطرفية، التحكم في المعدات، الحماية التفصيلية، إدارة جودة الطاقة |
سواء كان الأمر عبارة عن مجموعة مفاتيح كهربائية عالية-جهد كهربائي أو-جهد كهربائي منخفض، يجب أن يلتزم تصميمها وتصنيعها بشكل صارم بمعايير صارمة لضمان السلامة والموثوقية وقابلية الصيانة والذكاء، والتي تشكل معًا أساسًا متينًا لضمان التشغيل الآمن والفعال لنظام الطاقة طوال العملية بأكملها بدءًا من نقل الطاقة وحتى استهلاك الطاقة.
مع سنوات من الخبرة المهنية والابتكار التكنولوجي، تلتزم Shaanxi Huadian بتوفير المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفض الآمنة والذكية والفعالة والحلول المتكاملة لكل مرحلة من مراحل توليد الطاقة ونقلها واستهلاكها. للاستفسار الرجاء الاتصال :pannie@hdswitchgear.com.
