ما هي المكونات الموجودة داخل المحطة الفرعية للوحدة

تعتمد قرارات البنية التحتية الكهربائية بشكل متزايد على مدى تكامل النظام وكفاءته في استخدام المساحة مع الحفاظ على الموثوقية. أ محطة محولات مدمجة كثيرا ما تتم مناقشته جنبا إلى جنب مع أ وحدة محول المحطة الفرعية الحل، خاصة في مشاريع التوزيع الصناعية والتجارية حيث يؤثر تكوين النظام والمكونات الداخلية بشكل مباشر على استراتيجيات الأداء والصيانة.

إن نظام محولات المحطة الفرعية للوحدة ليس صندوقًا مغلقًا واحدًا ولكنه عبارة عن مجموعة منسقة من أقسام كهربائية متعددة. تم تصميم هذه الأقسام لتعمل معًا كوحدة وظيفية واحدة، مما يتيح تحويل الجهد الكهربي وتوزيع الطاقة بما يتناسب مع متطلبات الحمل المحددة.

الهيكل الأساسي للمحطة الفرعية للوحدة

تتكون المحطة الفرعية للوحدة عادةً من ثلاثة أقسام أساسية متصلة كهربائيًا وميكانيكيًا:

1. قسم الابتدائي (الجهد المتوسط).

يستقبل هذا القسم الطاقة الواردة من شبكة المرافق.

تشمل المكونات النموذجية ما يلي:

مفاتيح الجهد المتوسط

تحميل مفاتيح كسر أو قواطع الدائرة

مرحلات الحماية وأجهزة القياس

مانعات الصواعق ومفاتيح الفصل

يتراوح نطاق الجهد غالبًا ما بين 6.9 كيلو فولت و69 كيلو فولت، اعتمادًا على تصميم النظام

الغرض:

السيطرة على الطاقة الواردة

توفير العزل والحماية من الأخطاء

ضمان عمليات التبديل الآمنة

2. قسم محولات الطاقة

في مركز النظام يوجد المحول، وهو العنصر الأكثر أهمية والأكبر.

الوظائف الرئيسية:

خفض الجهد من الجهد المتوسط إلى الجهد المنخفض القابل للاستخدام

مطابقة متطلبات تحميل المصنع أو المنشأة

المعلمات التقنية المشتركة:

القدرة: 100 كيلو فولت أمبير حتى عدة ميجا فولت أمبير

أنواع التبريد:

مغمورة بالزيت (ONAN / ONAF)

النوع الجاف (الراتنج المصبوب)

الجهد الثانوي النموذجي: 400 فولت / 480 فولت / 690 فولت

يحدد المحول التصنيف العام ويؤثر على التخطيط المادي للمحطة الفرعية بأكملها.

3. قسم التوزيع الثانوي (الجهد المنخفض).

يقوم هذا القسم بتوزيع الطاقة على معدات الاستخدام النهائي.

المكونات تشمل:

لوحات مفاتيح الجهد المنخفض

قواطع الدائرة (ACB/MCCB)

قضبان التوصيل ومغذيات التوزيع

أنظمة مراقبة الطاقة

الغرض:

توصيل الكهرباء بأمان للأحمال

تمكين إدارة الحمل والحماية

دعم الأتمتة والرصد

التكامل الهيكلي مقابل التصميم المدمج

على عكس محطة المحولات الفرعية المدمجة، التي تدمج جميع المكونات في حاوية مغلقة، غالبًا ما يكون تكوين محول المحطة الفرعية للوحدة:

يتم تركيبها في الداخل أو في الغرف الكهربائية

مرتبة في تخطيطات خطية أو على شكل حرف L

يمكن الوصول إليها للصيانة من جوانب متعددة

ويؤدي هذا الاختلاف البنيوي إلى:

مرونة أكبر في التكوين

استبدال المكونات أسهل

مساحة تركيب أكبر

على النقيض من ذلك، تؤكد المحطات الفرعية المدمجة على التكامل القائم على الضميمة ومتطلبات المساحة المخفضة، والجمع بين جميع الوظائف في مسكن واحد

الأنظمة المساعدة والحماية

تشمل المحطات الفرعية الحديثة للوحدات أكثر من مجرد الأقسام الثلاثة الرئيسية. تعمل الأنظمة الفرعية الإضافية على تعزيز السلامة والاستقرار التشغيلي.

أنظمة الحماية

حماية التيار الزائد

حماية ماس كهربائى

كشف خطأ الأرض

أنظمة المراقبة

عدادات رقمية

واجهات الاتصال SCADA

مراقبة درجة الحرارة والحمل

مكونات التحكم

لوحات التتابع

التحكم في الأسلاك

وحدات الأتمتة

تضمن هذه الأنظمة أن المحطة الفرعية تعمل بأمان في ظل ظروف تحميل مختلفة وتستجيب بسرعة للأخطاء.

تكوينات التخطيط الداخلي

يتم استخدام العديد من خيارات التخطيط بشكل شائع اعتمادًا على المساحة المتوفرة والمتطلبات التشغيلية:

الترتيب الخطي

MV → محول → LV في خط مستقيم

مناسبة للغرف الضيقة

تخطيط العودة إلى الخلف

محول متمركز بين MV و LV

يقلل من طول الكابل

غرف منفصلة

يتم تثبيت كل قسم في مقصورات منفصلة

تستخدم في المنشآت الصناعية ذات القدرة العالية

بالمقارنة مع المحطات الفرعية المدمجة التي تتبع تخطيطات الحاوية المحددة مسبقًا، توفر المحطات الفرعية للوحدات مزيدًا من التخصيص.

اعتبارات المواد والبناء

يرتبط ترتيب المكونات ارتباطًا وثيقًا باختيار المواد وطرق البناء:

حاويات المفاتيح الكهربائية ذات الإطار الفولاذي

قضبان النحاس أو الألومنيوم

مواد عازلة مقاومة للحريق

أنظمة التهوية لتبديد الحرارة

غالبًا ما تتبع معايير المتانة والسلامة إرشادات IEC وANSI لضمان التشغيل على المدى الطويل.

سيناريوهات التطبيق

تستخدم المحطات الفرعية للوحدات على نطاق واسع في:

مصانع التصنيع

مراكز البيانات

مرافق النفط والغاز

المباني التجارية الكبيرة

مرونتها تجعلها مناسبة للمشاريع التي تتطلب:

مستويات الجهد المخصصة

قدرة تحميل عالية

أنظمة التوزيع القابلة للتوسيع

منظور الشركة المصنعة

تركز الفرق الهندسية على الموازنة بين النمطية والموثوقية. على سبيل المثال، تقوم شركة Qinghang Electric Co., Ltd. بتطوير أنظمة محولات الوحدات الفرعية مع مجموعات المفاتيح الكهربائية والمحولات القابلة للتكوين، مما يسمح بالتكيف مع أنماط الأحمال الصناعية المختلفة.

تتضمن تحسينات التصميم غالبًا ما يلي:

توجيه بسبار مدمج

مرحلات الحماية المتكاملة

تجميعات تم اختبارها مسبقًا للتثبيت بشكل أسرع

الوجبات السريعة الرئيسية

تعد محطة الوحدة الفرعية أكثر من مجرد محول، فهي نظام منسق يتكون من:

التحكم في مدخلات الجهد المتوسط

تحويل الجهد

توزيع الجهد المنخفض

بالمقارنة مع محطة المحولات الفرعية المدمجة، فهي توفر:

مرونة أكبر في التصميم

سهولة الوصول إلى الصيانة

خيارات تخصيص أوسع

يساعد فهم هذه المكونات الداخلية مخططي المشاريع على اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن بنية النظام، خاصة عند الموازنة بين المساحة والأداء والاحتياجات التشغيلية طويلة المدى.