أساسيات خزانة توزيع الطاقة وتحليل تطبيقات الصناعة

في أنظمة الأتمتة الصناعية والطاقة الحديثة، تعد خزانات توزيع الطاقة (PDCs) من المعدات المهمة لضمان سلامة الطاقة وتشغيل نظام التحكم المستقر. فهي تجمع بين المعدات الأولية والثانوية في وحدات كاملة وفقًا لمخططات الأسلاك المحددة لتوزيع الطاقة والتحكم والحماية. استنادًا إلى سيناريوهات التطبيق ومستويات الجهد، يمكن تصنيفها إلى أنواع الجهد العالي-والجهد المنخفض-، بما في ذلك تكوينات النوع الثابت والعربة والدرج-.

 

 

 

 

يتكون PDC القياسي عادةً من حجرة قضيب التوصيل، وحجرة قاطع الدائرة، وحجرة التحكم الثانوية (حجرة الأجهزة)، وحجرة التغذية. يتم فصل كل حجرة بألواح فولاذية لضمان السلامة والحماية. تشمل المكونات الداخلية الشائعة ما يلي:

 

أشرطة التوصيل

قواطع دوائر

أجهزة حماية التتابع المتكاملة

المرحلات التقليدية وأدوات القياس

العوازل ومفاتيح التأريض وأضواء المؤشر

 

يختلف تخطيط هذه المكونات قليلاً ضمن الأنواع المختلفة لخزائن التحكم الصناعية، لكن وظائفها الأساسية تظل كما هي: توفير الوصول إلى الطاقة وتوزيعها وحمايتها والتحكم فيها بشكل آمن.

 

 

 

 

لوحة الوارد (لوحة استقبال الطاقة)	تستقبل هذه اللوحة الطاقة من الشبكة وعادةً ما تكون مجهزة بمكونات مثل قواطع الدائرة ومفاتيح الفصل وأجهزة CT وPTs لضمان إمداد طاقة آمن. إنه مكون حاسم في خزانة التحكم الآلي.
لوحة الصادرة (لوحة التغذية)	تقوم هذه اللوحة بتوزيع الطاقة من شريط التوصيل إلى الخطوط الفرعية. يتم تركيبه عادةً في نهاية خط الإنتاج أو الوحدة، مما يضمن التوزيع الدقيق للطاقة والحماية.
لوحة موصل بسبار	تربط هذه اللوحة قسمي شريط التوصيل، مما يتيح تبديل النظام بين تشغيل شريط التوصيل المجزأ أو المزدوج، مما يضمن توفير طاقة مرنة أثناء الأخطاء.
لوحة بي تي	يتم استخدام هذه اللوحة للكشف عن جهد بسبار وتنفيذ حماية الجهد. وهو موجود بشكل شائع في أنظمة خزانة التحكم الذكية PLC.
لوحة العزل	توفر هذه اللوحة نقطة فصل مرئية للصيانة الآمنة وتعزل معدات الاستقبال عن معدات إمداد الطاقة. يتم استخدامه بشكل شائع في خزائن التحكم في المحركات ذات الحجم المتوسط- والكبيرة- لمنع سوء التشغيل.
خزانة مكثف	يستخدم لتعويض الطاقة التفاعلية وتحسين معامل القدرة، فهو يضم في المقام الأول بنوك المكثفات، والصمامات، ونظام التحكم في التبديل. تعمل خزانات التحكم الآلي الذكية على تمكين التبديل التلقائي للمجموعة، مما يحسن كفاءة الشبكة.
خزانة العدادات	يُستخدم في إحصاءات وقياس استهلاك الطاقة، ويحتوي على عدادات CT/PT وواط-ساعة وأدوات مراقبة. توجد عادة في خزائن العدادات الكهربائية وأنظمة توزيع الطاقة في المباني.
خزانة نظم المعلومات الجغرافية	تجمع هذه الخزانة الكهربائية المغلقة بين قواطع الدائرة، وفواصل التوصيل، وقضبان التوصيل، والمحولات داخل حاوية معدنية، معزولة بغاز SF6. ويتم استخدامه على نطاق واسع في-محطات توزيع الجهد العالي وخزائن المرور في المناطق الحضرية.

 

 

 

قواطع دوائر	هذا هو جهاز الحماية الأساسي في خزانة التوزيع، ويستخدم لمقاطعة تيارات الدائرة -العادية والقصيرة ومنع تلف الدائرة. اعتمادًا على -وسيلة الإطفاء القوسية، يمكن تصنيف قواطع الدائرة الكهربائية إلى نوع الهواء-والنوع الفراغي-والنوع-المغمور بالزيت ونوع SF6-. غالبًا ما تستخدم خزانات PLC المقاومة للغبار عالية الأداء قواطع دوائر مفرغة لتعزيز السلامة.
مفاتيح العزل	تستخدم لعزل الطاقة وصيانة السلامة. لا يمكن تشغيلها تحت الحمل، وعادةً ما يتم استخدامها مع قواطع الدائرة أو مفاتيح التحميل.
الصمامات	إنها تقطع التيار الزائد عن طريق كسر عنصر المصهر وهي واحدة من أجهزة الحماية الأساسية في أنظمة توزيع الطاقة.
تحميل التبديل	تتمتع بقدرة معينة على إطفاء القوس الكهربائي-ويمكنها توصيل تيار الحمل أو فصله، ولكن لا يمكنها مقاطعة تيار الدائرة القصيرة-. وغالبًا ما يتم استخدامها مع صمامات الجهد العالي-.
محولات	يتم استخدامها لتحويل الجهد ونقل الطاقة. بناءً على وظيفتها، يمكن تصنيفها على أنها محولات طاقة، ومحولات عزل، ومحولات CT/PTs. إنها مكونات رئيسية في خزانات توزيع الألياف وشبكات توزيع الطاقة الصناعية.
PTs (تلفزيونات) وCTs (AVs)	كمحولات الجهد والتيار، توفر محولات PT وCT عزلًا كهربائيًا بين الدوائر الأولية والثانوية، مما يضمن التشغيل الآمن لأنظمة التحكم الآلي. يتم استخدامها غالبًا في خزائن التحكم الصناعية الذكية للحصول على الإشارة والمراقبة عن بعد.

 

 

تؤدي الأنواع المختلفة من خزانات التوزيع وظائف مختلفة في الصناعة والبنية التحتية:

 

خزائن التحكم الصناعية:يستخدم للإدارة المركزية لخطوط إنتاج التصنيع وأنظمة التحكم الكهربائية.

خزائن التحكم في المحركات:مصمم خصيصًا لبدء تشغيل المحرك والحماية والتحكم في تحويل التردد.

خزائن التحكم PLC:وهي مجهزة بوحدات تحكم منطقية قابلة للبرمجة، مما يتيح التحكم المنطقي الآلي في المعدات.

خزائن التحكم الآلي:تستخدم في خطوط الإنتاج الروبوتية، وأنظمة النقل، ومراقبة طاقة المصنع.

خزانات PLC مقاومة للغبار:يستخدم في البيئات الآلية المعرضة للغبار أو الرطوبة العالية.

خزائن توزيع الألياف:ضمان العزل الكهربائي وأمن الأسلاك لأنظمة الاتصالات والشبكات.

خزائن التحكم في حركة المرور:تستخدم في إشارات المرور في المناطق الحضرية، وأنظمة مراقبة الطرق، وسيناريوهات أخرى.

خزائن عدادات الكهرباء: تمكين مراقبة استهلاك الطاقة والقياس المفصل في المباني والشركات.

 

 

مع تقدم التصنيع الذكي ورقمنة الطاقة، تتطور خزانات توزيع الطاقة الحديثة نحو التكامل والذكاء والنمطية. ستعمل خزانات توزيع الطاقة المستقبلية على دمج تقنيات اتصالات إنترنت الأشياء على نطاق واسع، مما يتيح المراقبة عن بعد وإدارة الأحمال التكيفية، لتصبح بنية تحتية مهمة للمصانع الذكية والشبكات الذكية.