به عنوان یک منبع تغذیه یکپارچه و ماژولار،واحد کانتینر ولتاژ بالابه دلیل مزایای نصب راحت، حفاظت قوی و سازگاری گسترده، به طور گسترده در تولید صنعتی، تامین برق اضطراری، تامین برق در مناطق دور افتاده و سایر سناریوها مورد استفاده قرار میگیرد. در میان آنها، مدل 10.5 کیلوولت یک پیکربندی معمول در کاربردهای مهندسی فعلی است و همچنین میتواند به طور انعطافپذیری با الزامات سطوح ولتاژ مختلف مانند 6.3 کیلوولت، 6 کیلوولت و 11 کیلوولت سازگار شود. این مقاله به بررسی پیکربندی کامل الکتریکی واحد کانتینر ولتاژ بالا، شامل سیستم اصلی، امکانات کمکی، ضمانتهای ایمنی و استانداردهای اجرا، و ارائه مرجع فنی جامع برای انتخاب، نصب، بهرهبرداری و نگهداری واحد، میپردازد.
پیکربندی الکتریکی واحد کانتینر ولتاژ بالا بر اساس پارامترهای نامی است که دامنه کاربرد و معیار عملکرد واحد را تعریف میکند. ولتاژ نامی واحد 10.5 کیلوولت (ولتاژ خط) است که از حالت منبع تغذیه سه فاز 50 هرتز استفاده میکند، توان نامی مشترک 800 کیلووات تا 3000 کیلووات را پوشش میدهد و سرعت نامی به طور پایدار در 1500 دور در دقیقه حفظ میشود تا تداوم و پایداری منبع تغذیه تضمین شود. ژنراتور از حالت اتصال Y سه فاز استفاده میکند و نقطه خنثی از طریق یک مقاومت NGR به زمین متصل میشود که به طور موثر جریان خطای زمین را محدود کرده و ایمنی سیستم را تضمین میکند. کلاس عایق به کلاس H میرسد و افزایش دما طبق کلاس F ارزیابی میشود که میتواند با الزامات عملکرد در شرایط کاری پیچیده سازگار شود. از نظر کلاس حفاظت، ژنراتور IP23 است و بدنه اصلی کانتینر IP54/IP55 است که میتواند به طور موثر در برابر نفوذ گرد و غبار خارجی، آب باران و سایر ناخالصیها مقاومت کند و برای نصب و استفاده در فضای باز و محیطهای خشن مناسب است.
سیستم ژنراتور اصلی، هسته منبع تغذیه واحد است و پیکربندی آن مستقیماً کیفیت منبع تغذیه و قابلیت اطمینان عملکرد را تعیین میکند. جزء اصلی این سیستم یک ژنراتور سنکرون بدون جاروبک است که میتواند بر اساس نیاز به صورت تک یاتاقان یا دو یاتاقان انتخاب شود. این برند ترجیحاً از برندهای مشهور بینالمللی مانند Stamford، Leroy Somer و Meccalte یا محصولات سری ولتاژ بالای داخلی با عملکرد معادل استفاده میکند. روش تحریک، تحریک آهنربای دائمی PMG همراه با AVR دیجیتال را اتخاذ میکند. این پیکربندی نه تنها توانایی ضد اعوجاج عالی دارد، بلکه میتواند تنظیم ولتاژ دقیقی را نیز انجام دهد، از جمله نرخ تنظیم ولتاژ حالت پایدار ≤±0.25٪ است و ظرفیت تحریک قوی میتواند به 10s 300٪ اضافه بار برسد و تضمین میکند که واحد همچنان میتواند در هنگام نوسان بار، پایداری ولتاژ را حفظ کند. در عین حال، نرخ اعوجاج شکل موج ولتاژ ژنراتور ≤3% (شرایط بیباری و نیمباری) است، مقاومت عایقی در دمای سرد (15-35℃) ≥2MΩ است و ولتاژ تحمل فرکانس قدرت میتواند 1 دقیقه 42 کیلوولت (به زمین) را تحمل کند، که به طور کامل الزامات عایقبندی و تحمل ولتاژ تجهیزات ولتاژ بالا را برآورده میکند. برای اطمینان بیشتر از ایمنی سیستم، این واحد به یک کابینت اتصال به زمین نقطه خنثی (NGR) مجهز شده است که شامل مقاومتهای اتصال به زمین، ترانسفورماتورهای جریان، دستگاههای حفاظت از خطای زمین، کلیدهای ایزوله، چراغهای نشانگر و سایر اجزا است. عملکرد اصلی آن محدود کردن جریان خطای زمین، سرکوب اضافه ولتاژ و تسهیل قطع انتخابی سیستم حفاظت رله برای کاهش خطر گسترش خطا است.
سیستم توزیع برق و سوئیچ ولتاژ بالا، حلقهی کلیدی در انتقال و توزیع انرژی الکتریکی واحد است که عمدتاً شامل تابلو برق ولتاژ بالا، کابینت PT و کابینت موازی (که در صورت موازی شدن چندین واحد پیکربندی میشود) میباشد. در میان آنها، تابلو برق ولتاژ بالا، به عنوان کابینت خروجی ژنراتور، دارای یک قطعکننده مدار خلاء (VCB) به عنوان جزء اصلی خود با ولتاژ نامی 12 کیلوولت و ظرفیت قطع ≥25 کیلوآمپر است که میتواند جریان خطا را به طور قابل اعتمادی قطع کرده و ایمنی سیستم را تضمین کند. این کابینت مجهز به کلاس اندازهگیری و حفاظت (5P20) CT/PT است که از جمله مشخصات PT آن 10.5 کیلوولت/0.1 کیلوولت است که عمدتاً برای اندازهگیری ولتاژ، کنترل همگامسازی و حفاظت در برابر اضافه ولتاژ/کمبود ولتاژ استفاده میشود. در عین حال، به یک برقگیر اکسید روی 10 کیلوولت مجهز شده است تا به طور مؤثر از ژنراتور و ترانسفورماتور اصلی در برابر ضربه ناشی از اضافه ولتاژ محافظت کند. علاوه بر این، این تابلو برق همچنین دارای عملکردهای محافظت در برابر اتصال کوتاه، اضافه بار و خطای زمین است، از عملیات باز و بسته شدن دستی و برقی پشتیبانی میکند و مجهز به نشانگر موقعیت و دستگاههای قفل الکتریکی برای جلوگیری از سوء عملکرد است. کابینت PT یک پیکربندی اختیاری است که عملکرد اصلی آن ارائه سیگنالهای ولتاژ، سیگنالهای همگامسازی، منبع تغذیه ابزار دقیق و منابع ولتاژ حفاظتی برای سیستم است و عملکرد عادی سیستم کنترل و حفاظت را تضمین میکند. هنگامی که چندین واحد نیاز به موازی شدن دارند، یک کابینت موازی مورد نیاز است. کابینت دستگاههای همگامسازی خودکار و همگامسازی دستی را ادغام میکند، دارای عملکردهای قفل اختلاف فرکانس، اختلاف ولتاژ و اختلاف زاویه فاز است و میتواند تقسیم خودکار توان راکتیو و توان اکتیو بین واحدها را انجام دهد و پایداری و صرفه اقتصادی عملکرد موازی را تضمین کند.
سیستم کنترل و حفاظت، "مغز" عملکرد ایمن و کارآمد واحد است که سه ماژول را پوشش میدهد: کنترلکننده واحد، حفاظت رله ولتاژ بالا و نظارت محلی/از راه دور. کنترلکننده واحد ترجیحاً از برندهای شناختهشدهای مانند Deepsea DSE7320 و ComAp یا محصولات داخلی با عملکرد معادل استفاده میکند. این سیستم دارای عملکردهای شروع/توقف خودکار و AMF (انتقال خودکار در صورت قطع برق) است و میتواند پارامترهای کلیدی عملیاتی مانند دمای آب، فشار روغن، سرعت، ولتاژ، جریان، فرکانس و توان را به صورت بلادرنگ رصد کند. در عین حال، چندین عملکرد حفاظتی مانند اضافه ولتاژ/کاهش ولتاژ، اضافه فرکانس/کاهش فرکانس، اضافه جریان، اتصال کوتاه، اضافه سرعت، دمای بالای آب و فشار پایین روغن را ادغام میکند. این سیستم میتواند به طور خودکار اطلاعات خطا و رویدادهای تاریخی را ثبت کند و از ارتباط از راه دور RS485/Ethernet پشتیبانی کند و راحتی را برای مدیریت بهرهبرداری و نگهداری فراهم کند. حفاظت رله ولتاژ بالا از یک دستگاه حفاظت میکروکامپیوتری استفاده میکند که مجهز به عملکردهای حفاظتی کامل، از جمله حفاظت دیفرانسیل ژنراتور، حفاظت در برابر اضافه جریان/قطع آنی، حفاظت در برابر خطای زمین (CT توالی صفر سمت NGR)، حفاظت در برابر اضافه ولتاژ/کاهش ولتاژ، حفاظت در برابر اضافه فرکانس/کاهش فرکانس و حفاظت در برابر توان معکوس (هنگام اتصال به شبکه) است. این دستگاه میتواند به سرعت به خطاها پاسخ دهد، مدار خطا را به موقع قطع کند و خطر آسیب به تجهیزات را به حداقل برساند. از نظر نظارت، ترکیبی از روشهای محلی و از راه دور اتخاذ شده است. به صورت محلی، پنل کنترل ولتاژ بالا و پنل کنترل ولتاژ پایین به صورت مرکزی در یک طرف کانتینر قرار گرفتهاند که عملیات و نظارت در محل را تسهیل میکند. از راه دور، از پروتکلهای ارتباطی MODBUS TCP/4G/5G پشتیبانی میکند و میتواند به سیستم SCADA یا پلتفرم ابری متصل شود تا نظارت از راه دور و در لحظه بر وضعیت عملکرد واحد، تنظیم پارامترها و هشدار زودهنگام خطا را محقق کند و کارایی عملیات و نگهداری را بهبود بخشد.
سیستم برق کمکی ولتاژ پایین، عملکرد عادی واحد را تضمین میکند، که عمدتاً شامل کابینت توزیع برق ولتاژ پایین AC400V و سیستم DC24V DC میشود. کابینت توزیع برق ولتاژ پایین عمدتاً برق تجهیزات کمکی مختلف، از جمله تجهیزات ضد یخزدگی و ضد رطوبت مانند بخاریهای آب، بخاریهای فضا و بخاریهای رطوبتگیر، تجهیزات کنترل محیطی و کمکی الکتریکی مانند روشنایی کانتینر، پریزها، فنهای اگزوز و کرکرههای برقی و همچنین تجهیزات ایمنی و کنترلی مانند شارژرها، منابع تغذیه کنترلی و آشکارسازهای آتش/دود را تأمین میکند. این کابینت مجهز به کلید اتوماتیک (MCCB)، قطعکنندههای مدار مینیاتوری، دستگاههای محافظت در برابر نشت، چراغهای نشانگر، ولتمتر/آمپرمتر و غیره است تا ایمنی و پایداری منبع تغذیه کمکی را تضمین کند. سیستم DC24V DC، به عنوان منبع تغذیه اضطراری و کنترلی دستگاه، از باتریهای سرب-اسید یا باتریهای ذخیرهسازی دمای پایین 24 ولتی بدون نیاز به تعمیر و نگهداری با ظرفیت 150 تا 200 آمپرساعت استفاده میکند و به یک شارژر هوشمند شناور/برابرکننده با ولتاژ ورودی AC400V مجهز است که میتواند مدیریت شارژ و دشارژ خودکار باتریهای ذخیرهسازی را انجام دهد؛ در عین حال، به یک سوئیچ ایزوله باتری (قفلشونده)، فیوز و دستگاه نظارت بر عایق مجهز شده است تا قابلیت اطمینان و ایمنی سیستم DC را تضمین کند و از تأثیر قطعی منبع تغذیه DC بر راهاندازی و عملکرد عادی دستگاه جلوگیری کند.
سیستم تحریک و AVR، سیستم کمکی اصلی برای تضمین پایداری ولتاژ ژنراتور است که در هماهنگی با سیستم اصلی ژنراتور کار میکند. این واحد از حالت تحریک بدون جاروبک آهنربای دائم PMG (پیکربندی استاندارد) استفاده میکند. در مقایسه با حالت تحریک سنتی، این سیستم مزایایی از جمله توانایی قوی ضد اعوجاج، عملکرد راهاندازی قابل اعتماد و نگهداری راحت را دارد و میتواند با نیازهای شرایط بار مختلف سازگار شود. تنظیمکننده ولتاژ خودکار دیجیتال (AVR) به عنوان هسته کنترل سیستم تحریک، نه تنها میتواند تنظیم خودکار ولتاژ را برای تضمین پایداری ولتاژ خروجی ژنراتور انجام دهد، بلکه از کنترل توان راکتیو/ضریب توان و تقسیم توان راکتیو در حین کار موازی نیز پشتیبانی میکند و کیفیت منبع تغذیه و اقتصاد عملیاتی واحد را بهبود میبخشد.
کابل، باسبار و سیستم اتصال زمین، "رگ خونی" پیکربندی الکتریکی است که به طور مستقیم بر ایمنی و قابلیت اطمینان انتقال انرژی الکتریکی تأثیر میگذارد. کابل ولتاژ بالا، کابل هسته مسی مقاوم در برابر شعله YJV22-8.7/10kV را انتخاب میکند که عمدتاً برای انتقال انرژی الکتریکی بین ژنراتور، کابینت ولتاژ بالا و کابینت NGR استفاده میشود و دارای ویژگیهای مقاومت در برابر شعله، مقاومت در برابر دما و مقاومت در برابر خوردگی است. کابل ولتاژ پایین، مشخصات ZR-YJV 0.6/1kV را انتخاب میکند و کابل کنترل، کابل محافظ ZR-KVV/KYJVP را انتخاب میکند که دارای مقاومت در برابر روغن، مقاومت در برابر حرارت و قابلیت ضد تداخل است و انتقال پایدار سیگنالهای کنترل و انرژی الکتریکی ولتاژ پایین را تضمین میکند. کابینت ولتاژ بالا، باسبار مسی (TMY) را با عملیات حرارتی عایقبندی برای بهبود عملکرد عایق و جلوگیری از خطاهای اتصال کوتاه به کار میگیرد. از نظر سیستم اتصال به زمین، بدنه کانتینر باید به طور قابل اعتمادی به زمین متصل شود (حداقل در دو نقطه) و تمام تجهیزات الکتریکی مانند نقطه خنثی ژنراتور، کابینت ولتاژ بالا، کابینت NGR و کابینت ولتاژ پایین به یک شبکه اتصال به زمین یکپارچه متصل شوند. مقاومت اتصال به زمین باید ≤4Ω باشد که به طور موثر جریان خطا را آزاد کرده و ایمنی تجهیزات و پرسنل را تضمین میکند.
سیستم ایمنی و قفل داخلی، تضمین مهمی برای عملکرد دستگاه است که خطرات ایمنی بالقوه را از طریق اقدامات حفاظتی متعدد از بین میبرد. دستگاه قفل داخلی درب ولتاژ بالا میتواند عملکرد قطع یا قفل شدن را هنگام باز شدن درب انجام دهد و از ورود اشتباه پرسنل به منطقه ولتاژ بالا و ایجاد حوادث برق گرفتگی جلوگیری کند. دستگاه قفل داخلی الکتریکی میتواند به طور مؤثر از عملکردهای نادرست مانند بستن با زمین و بستن چاقوی زمینی با برق جلوگیری کند و ایمنی تجهیزات را تضمین کند. دستگاه توقف اضطراری دارای حالت کنترل سه طرفه روی دستگاه، کنترل پنل و ریموت است که میتواند در صورت بروز خطاهای ناگهانی به سرعت دستگاه را متوقف کند و تلفات ناشی از خطا را به حداقل برساند. در عین حال، علائم ایمنی مانند خطر ولتاژ بالا، عدم بسته شدن، علائم اتصال به زمین و چراغهای هشدار دهنده روی کانتینر و تجهیزات الکتریکی نصب شده است تا به پرسنل یادآوری کند که به ایمنی توجه کنند.
برای برآورده کردن نیازهای شخصیسازیشده در سناریوهای مختلف، این واحد پیکربندیهای اختیاری متنوعی را نیز ارائه میدهد. در صورت نیاز به استفاده از یک واحد ولتاژ پایین برای منبع تغذیه افزاینده، میتوان یک ترانسفورماتور جعبهای 400 ولت → 10.5 کیلوولت را پیکربندی کرد؛ در صورت نیاز به سوئیچینگ خودکار بین برق شهری و واحد، میتوان یک دستگاه سوئیچینگ ATS/دوگانه را هماهنگ کرد؛ در صورت نیاز به بهبود قابلیتهای بهرهبرداری و نگهداری از راه دور، میتوان یک جعبه نظارت از راه دور را پیکربندی کرد که عملکردهای 4G/5G، GPS و پلتفرم ابری را ادغام میکند؛ برای تقویت ایمنی در برابر آتش، میتوان یک سیستم حفاظت در برابر آتش هپتافلوئوروپروپان/آئروسل را پیکربندی کرد که با آشکارسازهای دود و دما هماهنگ باشد؛ برای نیازهای عایق صدا و حرارت، میتوان از عایق پشم سنگ دو لایه، حذف نویز ورودی و خروجی هوا و کرکرههای برقی برای کاهش نویز عملیاتی واحد و سازگاری با محیطهای با دمای پایین استفاده کرد.
پیکربندی الکتریکی واحد کانتینر ولتاژ بالا به شدت از استانداردهای ملی و بینالمللی مربوطه پیروی میکند تا کیفیت تجهیزات و ایمنی عملکرد را تضمین کند. استانداردهای پیادهسازی رایج شامل GB/T 2820 "مجموعههای مولد جریان متناوب با موتور احتراق داخلی رفت و برگشتی"، GB/T 1029 "روشهای آزمایش برای ماشینهای سنکرون سه فاز"، GB 50149 "کد ساخت و پذیرش نصب باسبار در مهندسی تاسیسات الکتریکی"، GB 50217 "کد طراحی کابلهای مهندسی برق" و IEC 60034 "ماشینهای الکتریکی دوار" است. همه پیکربندیها الزامات استاندارد را برآورده میکنند و میتوانند نیازهای منبع تغذیه سناریوهای مختلف مهندسی را برآورده کنند.
زمان ارسال: ۱۵ مه ۲۰۲۶
