مقارنة أداء الأجهزة المدمجة التي تعمل بغاز SF6 وقواطع الدائرة

مقارنة أداء الأجهزة المدمجة التي تعمل بغاز SF6 وقواطع الدائرة الكهربائية

أداء المحول بدون حمل

تعتمد معظم خصائص الحمل في وحدة التوزيع الحلقية الرئيسية في نظام توزيع الطاقة على فصل وإغلاق محول التوزيع. تتراوح السعة العامة بين 315 و1250 كيلو فولت أمبير، ويبلغ تيار اللاحمل في محول التوزيع حوالي 2% من التيار المقنن. عند فصل محول اللاحمل، إذا كان قاطع الدائرة يتمتع بقدرة عالية على إخماد القوس الكهربائي، وكانت طريقة الإخماد من نوع الطاقة الخارجية، فسيحدث انقطاع قسري لتيار إخماد القوس قبل الصفر، مما يؤدي إلى زيادة الجهد عند القطع. يُصمم قاطع الدائرة، نظرًا لقدرته على إخماد القوس، لفصل تيار قصر كبير. عند فصل تيار صغير في محول اللاحمل، من المحتمل حدوث إخماد قسري للقوس، مما يؤدي إلى زيادة الجهد عند القطع. لذلك، يُفضل عدم استخدام قواطع دوائر ذات قدرات عالية على إخماد القوس. ونظرًا للخصائص الكهربائية لغاز SF6، فإن مفتاح الحمل SF6، عند تبريد القوس الكهربائي فيه، يظل موصلًا للكهرباء حتى تنخفض درجة الحرارة إلى مستوى منخفض جدًا، ويكون قطع التيار قبل عبوره الصفر ضئيلًا، مما يمنع حدوث جهد زائد مرتفع. لذلك، فإن أداء استخدام مفتاح الحمل SF6 لفصل محول بدون حمل أفضل من أداء قاطع الدائرة SF6، وقاطع الدائرة SF6 أفضل من قاطع الدائرة الفراغي.

حماية أداء محولات التوزيع

لحماية محولات التوزيع، يُعد استخدام مفتاح الحمل SF6 مع الصمامات أكثر فعالية من قواطع الدائرة، بل إن الأخيرة قد لا تؤدي دورها الوقائي بكفاءة في بعض الأحيان. أثبت اختبار قصر الدائرة أنه عند حدوث قصر في محول مغمور بالزيت، يجب إزالة العطل في غضون 20 مللي ثانية لمنع انفجار خزان الزيت. يُمكن حماية المحول بفعالية عن طريق الحد من قيمة تيار قصر الدائرة. يتكون زمن الفصل الكامل لقاطع الدائرة من ثلاثة أجزاء: زمن عمل الحماية المرحلية، وزمن عمل قاطع الدائرة نفسه، وزمن حدوث الشرارة، وهو ما يتطلب عادةً ثلاث دورات (60 مللي ثانية)، لذا لا يُمكنه حماية المحول بكفاءة. حتى المحولات الجافة أفضل من استخدام قواطع الدائرة نظرًا لسرعة عمل الصمامات في الحماية.

أداء تنسيق الحماية المرحلية

تُضبط حماية قاطع الدائرة في بداية شبكة التوزيع الحلقية (قاطع دائرة التغذية 10 كيلوفولت في المحطة الفرعية) عادةً على 0 ثانية للفصل السريع، و0.5 ثانية للتيار الزائد، و0.5 ثانية للتسلسل الصفري. في حال استخدام قاطع دائرة في الوحدة الرئيسية الحلقية، حتى مع ضبطه على 0.5 ثانية، يصعب ضمان عدم عمل قاطع الدائرة الأول قبل الأول بسبب تباين زمن عمله. لا يتأثر مصهر تحديد التيار بانخفاض الجهد الناتج عن قصر الدائرة، ويمكنه إزالة العطل في وقت قصير جدًا دون التسبب في فصل متتابع.