تعد مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي- إحدى القطع الأساسية للمعدات في نظام الطاقة، ويؤثر اختيارها الصحيح بشكل مباشر على سلامة مصدر الطاقة وموثوقية التشغيل. ومع ذلك، في مواجهة مستويات الجهد المختلفة، والأشكال الهيكلية، وسيناريوهات التطبيق، يقع العديد من المستخدمين بسهولة في الاعتقاد الخاطئ بأن "كلما كان الثمن أكثر، كان ذلك أفضل" أو "أي شيء يعمل سيفي بالغرض". ترشدك هذه المقالة عبر خمس خطوات أساسية لمساعدتك في اتخاذ قرارات دقيقة عند اختيار مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي-.
تحديد مستوى الجهد ومعلمات النظام
الخطوة الأولى في الاختيار هي تحديد مستوى الجهد الذي يتوافق مع نظام الطاقة. تعد مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي- الشائعة مناسبة لأنظمة 3 كيلو فولت، و6 كيلو فولت، و10 كيلو فولت، و20 كيلو فولت، و35 كيلو فولت. تختلف متطلبات مستويات الجهد المختلفة اختلافًا جذريًا فيما يتعلق بمسافة العزل ومسافة الزحف واختيار المكونات.
أثناء التأكد من مستوى الجهد، من الضروري أيضًا تحديد التردد المقدر للنظام (عادةً 50 هرتز)، وطريقة التأريض (نقطة محايدة غير مؤرضة، مؤرضة عبر ملف إخماد قوسي، أو مؤرض مباشرة)، وعدد المراحل (ثلاث -طور). تحدد هذه المعلمات الاختيار المحدد لموانع الصواعق ومحولات الجهد وتنسيق العزل داخل الخزانة. إذا تم تحديد مستوى جهد خاطئ، حتى مع -التكوينات عالية الأداء، فسيكون التشغيل الآمن مستحيلاً.
حساب السعة الحالية والدائرة القصيرة-التي تتحمل التيار
تشتمل المعلمات الحالية لمجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي- على بعدين: التيار المقدر والدائرة القصيرة-التي تتحمل التيار. وكلاهما لا غنى عنه.
يحدد التيار المقدر (In) القدرة الاستيعابية للتيار على المدى الطويل-لقضيب التوصيل الرئيسي. وينبغي حسابها بشكل شامل على أساس سعة المحول وإجمالي طاقة الحمل، مع هامش مناسب لزيادة القدرة في المستقبل. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن سعة التيار الأكبر ليست دائمًا أفضل-يعني القياس المفرط ترقية كاملة لمساحة المقطع العرضي لشريط التوصيل- وحجم الخزانة، مما يؤدي إلى زيادة التكاليف. ينبغي تحقيق التوازن المناسب.
يحدد -تيار تحمل الدائرة القصيرة (Icw) قدرة الجهاز على تحمل -أعطال الدائرة القصيرة. يتم حساب تيار الدائرة القصيرة - المتوقع بناءً على سعة المحول وجهد المعاوقة. يجب أن تحتوي مجموعة المفاتيح الكهربائية المحددة على -قيمة تحمل للدائرة القصيرة أكبر من هذه القيمة؛ وإلا، في حالة حدوث ماس كهربائي، قد يتشوه قضيب التوصيل أو حتى تنفجر الخزانة. بالنسبة للجانب الوارد من محول ذو سعة كبيرة-، فإن قدرة تحمل الدائرة القصيرة-يتطلب عادةً أن تكون 31.5 كيلو أمبير أو 40 كيلو أمبير أو أعلى.
اختيار النوع الهيكلي: مدرع أم مقصور أم ثابت؟
يحدد النوع الهيكلي لمجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي-مباشرة أداء السلامة وسهولة الصيانة. تشمل الأنواع الشائعة المدرعة القابلة للسحب والمجزأة والثابتة.
تعد المفاتيح الكهربائية المدرعة القابلة للسحب (مثل سلسلة KYN) هي النوع الأكثر استخدامًا حاليًا. يمكن سحب عربة قاطع الدائرة من الخزانة للصيانة. يتم فصل كل وحدة وظيفية (مقصورة قضيب التوصيل، ومقصورة قاطع الدائرة، ومقصورة الكابلات، والمقصورة الثانوية) تمامًا عن طريق أقسام معدنية، مما يوفر قدرة قوية على الحد من الأخطاء. من غير المرجح أن يؤثر القوس الداخلي في وحدة واحدة على الوحدات المجاورة. مناسبة للمحطات الفرعية ذات متطلبات الموثوقية العالية وتوزيع الطاقة للمستخدمين المهمين.
تستخدم مجموعة المفاتيح الكهربائية المجزأة فواصل معدنية أو غير معدنية بين الوحدات الوظيفية. الهيكل بسيط نسبيًا، لكن الصيانة ليست مريحة كما هو الحال مع المفاتيح الكهربائية القابلة للسحب. مناسبة للتطبيقات ذات المساحة أو الميزانية المحدودة.
تتميز المفاتيح الكهربائية الثابتة (مثل سلسلة XGN) ببنية بسيطة وتكلفة منخفضة. تم تثبيت قاطع الدائرة بشكل ثابت، والخزانة مدمجة. مناسب للتطبيقات التي تحتوي على عدد صغير من الدوائر وتردد صيانة منخفض. يتطلب الاختيار دراسة شاملة لمتطلبات موثوقية المشروع ومساحة غرفة المفاتيح الكهربائية والميزانية وعادات الصيانة.
التأكد من الظروف البيئية ومستويات الحماية
تؤثر بيئة تركيب مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي-بشكل مباشر على موثوقيتها التشغيلية على المدى الطويل-. عند اختيار مجموعة المفاتيح الكهربائية، من الضروري توضيح: هل تم تركيب خزانة التحكم في غرفة توزيع داخلية أم في محطة محولات فرعية خارجية؟ ما هو نطاق درجة الحرارة المحيطة (عالية/منخفضة)؟ هل يتجاوز ارتفاع موقع التركيب 1000 متر؟ هل يوجد غبار أو غازات مسببة للتآكل أو رطوبة عالية في الموقع؟
بالنسبة لغرف التوزيع الداخلية، يكون مستوى الحماية القياسي عادةً هو IP4X (الحماية ضد المواد الصلبة التي يزيد قطرها عن أو يساوي 1 مم). بالنسبة للمواقع الخارجية أو شبه الخارجية-، يجب زيادة مستوى حماية الخزانة إلى IP54 أو أعلى، مع إضافة غطاء علوي مقاوم للمطر وشرائط مانعة للتسرب. في المناطق المرتفعة- (فوق 1000 متر)، يجب تعديل الخلوصات الكهربائية ومسافات الزحف، مما يؤدي إلى زيادة مسافة العزل بنسبة 1% تقريبًا لكل 100 متر زيادة في الارتفاع. في المناطق الساحلية أو الصناعية الكيميائية حيث يوجد رذاذ ملحي وغازات مسببة للتآكل، يمكن تصنيع الخزانة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو من طبقة معززة مضادة للتآكل-.
التحقق من أجهزة الحماية وخمس-وظائف حماية
يحدد تكوين الحماية لمجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي-قدرة الاستجابة في حالة حدوث خطأ. عند اختيار مجموعة المفاتيح الكهربائية، من الضروري التأكد مما إذا كانت أجهزة حماية المرحل التي تم تكوينها في الخزانة تحتوي على وظائف الحماية الأساسية مثل التيار الزائد، والرحلة اللحظية، والحمل الزائد، والتأريض التسلسلي صفر-، وحماية الجهد الزائد/الناقص. بالنسبة للمستخدمين المهمين، يجب أيضًا تكوين الحماية التفاضلية أو أجهزة تبديل النقل التلقائي. يجب أن تكون جميع إعدادات الحماية قابلة للتعديل على-الموقع وأن تتمتع بإمكانيات تسجيل الأحداث.
تعد وظيفة -المنع المتشابكة الخمس هي الآلية الأساسية لضمان سلامة المشغل-منع الفتح والإغلاق غير المقصود لقواطع الدائرة، ومنع فتح وإغلاق مفاتيح الفصل تحت الحمل، ومنع الأسلاك المؤرضة أثناء تنشيطها، ومنع إغلاق المفاتيح بأسلاك مؤرضة، ومنع الدخول العرضي إلى المقصورات النشطة. أثناء الاختيار، يجب التحقق مما إذا كانت الخزانة بها خمس وظائف وقائية -كاملة وموثوقة، وما إذا كانت آلية التشابك تعمل بسلاسة وبدون تشويش.
لا يوجد حل "-مقاس واحد-يناسب-الجميع" لاختيار مجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي-. يجب اتخاذ قرار شامل بناءً على عوامل مثل جهد المشروع وسعة الحمولة والمتطلبات الهيكلية والظروف البيئية وتكوين الحماية. يجب إجراء حسابات شاملة للمعلمات ومسوحات لحالة التشغيل في المراحل الأولى من الاختيار، ويجب التحقق بدقة من تقارير اختبار النوع المقدمة من قبل الشركة المصنعة للتأكد من أن نوع الخزانة المحدد آمن ومستقر وموثوق به طوال فترة خدمته الطويلة.
