מבוא של ציוד מתגים

ציוד מפסק מתייחס למערכת שלמה של התקני חלוקת חשמל המורכבת מציוד ראשוני וציוד משני לפי תוכנית מסוימת, המשמשת בעיקר לשליטה והגנה על מעגלים וציוד. ניתן לחלק את ציוד המפסק למתג מתח גבוה (סוג קבוע וסוג עגלה ידנית) ולמתג מתח נמוך (סוג קבוע וסוג מגירה) בהתאם לרמות המתח של הקווים הנכנסים והיוצאים.
מבנה מתגי המתח הגבוה דומה פחות או יותר, ומחולק בעיקר לחדר פס החיבור, חדר מפסק המעגל, חדר הבקרה המשני (חדר המכשירים) וחדר ההזנה. בדרך כלל יש בידוד פלדה בין כל חדר. מתגי מתח נמוך מסווגים בעיקר לפי שיטת ההתקנה של הרכיבים.

ציוד מתג מתח גבוה משוריין KYN28A-12 המותקן באמצע

ארון מתגים קבוע במתח נמוך של GGD

ארון מתגים ליציאת מתח נמוך של MNS

מכשירי מתג משוריין נשלף ממתכת סגורים KYN61-40.5

ארון מתגים ליציאת מתח נמוך של GCK

רכיבים פנימיים כוללים: אפיק (פס צבירה), מפסק זרם, ממסר קונבנציונלי, התקן הגנה משולב של ממסר, מכשיר מדידה, סכין בידוד, נורית חיווי, סכין הארקה וכו'.

1. ארון קו הכניסה נקרא גם ארון קליטת חשמל. זהו מכשיר המשמש לקליטת אנרגיה חשמלית מרשת החשמל (מהקו הנכנס לפס הצינור). הוא מצויד בדרך כלל במפסקים, מפסקי זרם, מפסקי זרם, סכיני בידוד ורכיבים אחרים.

2. ארונות יציאה נקראים גם ארונות הזנה או ארונות חלוקת חשמל. הם ציוד המשמש לחלוקת אנרגיה חשמלית (מהאפיק לכל קו יוצא), והם מצוידים בדרך כלל במפסקים, CTs, PTs, סכיני בידוד ורכיבים אחרים.

3. חיבור אפיק
זה נקרא גם ארון מפסקים של אפיק. זהו מכשיר המשמש לחיבור שני מקטעי אפיק (מאפיק לאפיק). חיבור אפיק משמש לעתים קרובות במערכות בעלות מקטע אפיק יחיד וכפול אפיק כדי לעמוד בדרישות או בהבטחות של משתמשים לבחירת מצבי הפעלה שונים. הסרת עומס סלקטיבית במקרה של תקלה.

4. ארון שנאי מתח של ארון PT מותקן בדרך כלל ישירות על פס הצינור כדי לזהות את מתח פס הצינור ולממש את פונקציית ההגנה. בפנים מתקינים בעיקר שנאי מתח PT, סכין בידוד, נתיך ומעכב וכו'.

5. ארון הבידוד משמש לבידוד פסי החיבור בשני הקצוות או לבידוד ציוד קבלת החשמל מציוד אספקת החשמל. הוא יכול לספק נקודת קצה נראית לעין עבור המפעיל כדי להקל על פעולות תחזוקה ותיקון. מכיוון שלארון הבידוד אין יכולת לנתק ולהפעיל את זרם העומס, לא ניתן לדחוף או למשוך את עגלת היד של ארון הבידוד כאשר מפסק הזרם התואם אליו סגור. ביישומים כלליים, יש צורך להגדיר את האינטרלוק בין מגע העזר של מפסק הזרם לעגלת היד המבודדת כדי למנוע הפעלה שגויה על ידי המפעיל.

6. ארון הקבלים נקרא גם ארון פיצוי, המשמש לשיפור מקדם ההספק של רשת החשמל, או לפיצוי הספק ריאקטיבי. הרכיבים העיקריים הם קבוצות של בנקי קבלים, לולאות בקרה ממותגות ונתיכים המחוברים במקביל. הגנה על מכשירי חשמל. בדרך כלל, כאשר ארון קבלים אחד או יותר מותקן במקביל לארון הנכנס, ניתן להפעיל במקביל ארון קבלים אחד או יותר. לאחר ניתוק ארון הקבלים מרשת החשמל, מכיוון שלוקח לבנק הקבלים זמן מה להשלים את תהליך הפריקה, לא ניתן לגעת ישירות ברכיבים בארון, במיוחד בבנק הקבלים; בתוך פרק זמן מסוים לאחר ניתוק החשמל (בהתאם לבנק הקבלים זה תלוי בקיבולת, כגון: דקה אחת), סגירה חוזרת אינה מותרת כדי למנוע נזק ממתח יתר לקבל. בעת ביצוע פונקציות בקרה אוטומטיות, יש לשים לב להקצאה סבירה של זמני המיתוג של כל קבוצת בנקי קבלים כדי למנוע נזק לקבוצת קבלים אחת בעוד שקבוצות אחרות כמעט ולא נדלקות ונכבות.

7. ארון מדידה

משמש בעיקר למדידת אנרגיה חשמלית (קוט"ש), ומחולק למתח גבוה ומתח נמוך, מותקן בדרך כלל עם מתג בידוד, נתיך, CT, PT, מד וואט-שעה אקטיבי (מד מסורתי או מד דיגיטלי), מדי וואט-שעה ריאקטיביים, ממסרים וציוד משני עזר אחר (כגון צגי עומס וכו').
8. ארון GIS נקרא גם ארון חשמל משולב סגור, שהוא שילוב סגור של מפסקי זרם, מתגי בידוד, מתגי הארקה, CT, PT, מעצורים, פסי צבירה וכו' במעטפת מתכת, ולאחר מכן גז בעל ביצועי בידוד וכיבוי קשת טובים (בדרך כלל משתמשים ב-SF6 גופרית הקספלואוריד) כאמצעי בידוד בין פאזות לאדמה, מתאים לרשתות חשמל במתח גבוה ובקיבולת גבוהה, המשמש לחלוקת ובקרת חשמל.
9. כאשר מפסק המעגל פועל כרגיל, הוא במצב סגור (למעט ביישומים מיוחדים), והמעגל מחובר. בעת ביצוע פעולות בקרה אוטומטיות או בקרת הגנה, ניתן להפעיל את מפסק המעגל תחת בקרת התקן הגנה מקיף כדי לנתק או לחבר את המעגל. מפסק המעגל יכול לא רק להפעיל ולכבות את זרם העומס הרגיל, אלא גם לעמוד בזרם קצר חשמלי למשך פרק זמן מסוים (פי כמה או אפילו עשרות פעמים מזרם העבודה הרגיל), לנתק את זרם הקצר חשמלי ולנתק מעגלים וציוד פגומים. לכן, התפקיד העיקרי של מפסק המעגל הוא לנתק וליצור את המעגל (כולל נתק ויצירת זרם רגיל, נתק זרם קצר חשמלי). מכיוון שבתהליך הנתק וסגירת המעגל, נוצרת קשת באופן בלתי נמנע בין המגע הנע למגע הסטטי של מפסק המעגל. על מנת להגן על המגעים, להפחית את אובדן חומרי המגע ולנתק את המעגל בצורה אמינה, יש לנקוט באמצעים לכיבוי הקשת בהקדם האפשרי. אחד מהם הוא שימוש באמצעי כיבוי קשת שונים כדי למלא את המגעים הדינמיים והסטטיים של מפסק המעגל. בהתאם לאמצעי כיבוי הקשת השונים, ניתן לחלק את מפסקי הזרם ל: מפסקי שמן (יותר שמן, פחות שמן), מפסקי גופרית הקספלואוריד (SF6), מפסקי ואקום, מפסקי אוויר וכו'. הציוד העיקרי בציוד מיתוג מתח גבוה ונמוך שאנו באים איתו במגע לעתים קרובות בפרויקט הוא מפסק הזרם. מכיוון שהמגעים הנעים והסטטיים של מפסק הזרם עטופים בדרך כלל במיכל מלא באמצעי כיבוי קשת, לא ניתן לשפוט את מצב הפתיחה והסגירה של מפסק הזרם ישירות, בדרך כלל באמצעות התקני עזר של מפסק הזרם (כגון מצבי פתיחה וסגירה וכו').

10. סכין בידוד

סכין בידוד (או מתג בידוד) יכול לזהות את החיבור או הניתוק עקב שבר גלוי. הוא משמש בעיקר לבידוד ספק הכוח במתח גבוה כדי להבטיח תחזוקה בטוחה של קווים וציוד. הזרם שניתן לנתק הוא קטן מאוד (בדרך כלל רק כמה אמפר). מכיוון שאין התקן מיוחד לכיבוי קשת, לא ניתן להשתמש בו כדי לנתק את זרם התקלה ואת זרם העבודה הרגיל, ואסור לבצע פעולת ניתוק עם עומס.

11. נתיך

נתיך הוא מכשיר חשמלי פשוט להגנה על מעגלים. העיקרון שלו הוא שכאשר הזרם הזורם דרך הנתיך מגיע או עולה על ערך מסוים למשך פרק זמן מסוים, הנתיך שלו נמס ומנתק את המעגל. עקרון הפעולה שלו פשוט, קל להתקנה, בדרך כלל לא משמש לבד, משמש בעיקר לשיתוף פעולה עם מכשירים חשמליים אחרים. מאפייני פעולה עיקריים: ראשית, הזרם חייב להגיע לערך מסוים, שנוצר לפני שהנתיך עוזב את המפעל ואינו ניתן לשינוי; שנית, צריך לחלוף זמן מסוים לאחר שהזרם מגיע לערך מסוים, שגם הוא מיוצר על ידי היצרן ואינו ניתן לשינוי. אך ישנם סוגים רבים, כולל פעולה מושהית, פעולה מהירה, פעולה אולטרה מהירה וכו'; השלישי הוא שהגוף ניזוק לאחר הפעולה ולא ניתן לעשות בו שימוש חוזר ויש להחליפו; האם הנתיך שרוף ניתן לשפוט לפי מחוון הנתיך או מראה הנתיך; נתיכים וצינורות ביטוח נפוצים שייכים לקטגוריה זו של מכשירים חשמליים.

12. מתג עומס
למתג העומס יש התקן כיבוי קשת פשוט. מדיום כיבוי הקשת הוא בדרך כלל אוויר, שיכול לחבר ולנתק זרמים מסוימים וזרמי יתר, אך אינו יכול לנתק זרמי קצר חשמלי ואינו יכול לשמש לחיתוך תקלות קצר חשמלי. לכן, אסור בשום אופן להשתמש במתג עומס פשוט כדי להחליף מפסק זרם; אם יש להשתמש במתג עומס, יש להשתמש בו בשילוב עם נתיך המתח הגבוה הנ"ל (למעשה, נתיך ומתג עומס משמשים לעתים קרובות בטור להגנה פשוטה מפני עומס יתר, על מנת להפחית את עלות הפרויקט). מתג העומס דומה לסכין בידוד, ויש פער ניתוק ברור, וניתן לשפוט בקלות אם המעגל במצב דלוק או כבוי.

13. שנאי

במילים פשוטות, שנאי הוא מכשיר המשתמש בשדות אלקטרומגנטיים מתחלפים כדי להשיג המרה של רמות מתח שונות (למעשה המרת אנרגיה חשמלית), והמתח לפני ואחרי ההמרה אינו משתנה בתדירות. בהתאם לשימושו, ניתן לחלק אותו לסוגים רבים, כגון שנאי כוח, שנאי מיישר, ווסת מתח, שנאי בידוד, שנאי CT, PT וכו'. מה שאנו נתקלים בו לעתים קרובות באתר הפרויקט הוא שנאי כוח.
חלק מהפרמטרים הטכניים העיקריים הקשורים לשנאי כוללים: ①קיבולת מדורגת: מתייחס לקיבולת המוצא המדורגת של השנאי בתנאי עבודה מדורגים (שווה ל-U×I, ב-KVA); ②מתח מדורג: ללא עומס, מתח ניקוז מדורג, מתח הדקים ③הפסד ללא עומס: בתנאי ללא עומס, ההפסד של השנאי (נקרא גם הפסד ברזל); ④זרם ללא עומס: בתנאי ללא עומס, ערך הזרם הזורם דרך הסליל בצד הראשוני; ⑤הפסד קצר חשמלי: ההפסד הנגרם מהזרם המדורג בצד הראשוני ומהקצר המשני (בעיקר כתוצאה מהתנגדות הסליל); ⑥מושג הניקוז (ניקוז): על מנת לענות על צרכי פעולת רשת החשמל, בצד המתח הגבוה של השנאי הכללי ישנם ניקוזים, וערכי המתח של ניקוזים אלה מבוטאים כאחוז מהמתח המדורג, הנקרא מתח ניקוז. לדוגמה, לשנאי מתח גבוה של 10 קילו-וולט יש מתח מתח של ±5%, מה שאומר שהשנאי יכול לפעול בשלוש רמות מתח: 10.5 קילו-וולט (+5%), 10 קילו-וולט (מדורג), 9.5 קילו-וולט (-5%). באופן כללי, מספר הנקודות (נקודות המתח) של שנאי המתח בעומס גדול יותר, כגון 7 נקודות מתח (±3×2.5%) ו-9 נקודות מתח (±4×2%). מכיוון שלא ניתן להבטיח לחלוטין את המיתוג הסינכרוני של מחליף המתח, בדרך כלל לא ניתן להפעיל את שנאי המתח בעומס במקביל. ⑦ עומס אקטיבי: העומס המייצר אנרגיית מכונה או אנרגיית חום במערכת החשמל. אך העומס ההתנגדותי בלבד בעומס צורך רק הספק אקטיבי, כגון חימום חשמלי, תנור חשמלי, תאורה ועומסים חשמליים אחרים הם עומסים אקטיביים לחלוטין. העומס של מנועים אסינכרוניים ומנועים סינכרוניים צורך גם הספק אקטיבי וגם הספק ריאקטיבי. ביניהם, החלק המייצר אנרגיית מכונה על ידי עבודה הוא עומס אקטיבי. העומס האקטיבי יסופק על ידי ההספק האקטיבי של הגנרטור. ⑧ עומס הספק ריאקטיבי: החלק של העומס החשמלי שאינו מבצע עבודה. הספק ריאקטיבי נצרך רק בעומסים אינדוקטיביים. כגון: שנאים, מנועים, מזגנים, מקררים וכו'. לכן, בעוד שהגנרטור מייצר הספק פעיל, הוא גם צריך לספק הספק ריאקטיבי. כאשר ההספק הריאקטיבי אינו יכול להגיע לרשת, מתח המערכת יירד. על מנת לענות על צרכי המשתמשים, יש להתקין מפצה הספק ריאקטיבי בתחנת המשנה כדי לשמור על איזון ההספק הריאקטיבי כך שניתן יהיה לשמור על רמת המתח. ⑨ רזרבת תאונות: אחד מרכיבי קיבולת הרזרבה במערכת החשמל. מכיוון שציוד ייצור החשמל עלול להיתקל בכשלים זמניים או קבועים המשפיעים על אספקת החשמל, המערכת חייבת להיות מצוידת במספר מסוים של מקורות כוח גיבוי מקריים כדי להבטיח את בטיחות מתקני החשמל. ⑩ פירוק המערכת: על מנת למנוע מהמערכת לאבד צעד ולהתפשט מקרית, מערכת החשמל תחולק לחלוטין למספר מערכות עצמאיות שאינן פועלות עוד באופן סינכרוני. חלק מהמערכות המקומיות עלולות לסבול ממחסור בחשמל לאחר ניתוק עומס, וירידת תדר ומתח, ולכן יש להסיר חלק מהעומס כדי למנוע נזק ליציבות המערכת כולה.