باعتبارها فرعًا نموذجيًا وعقدة اتصال في شبكة توزيع 10 كيلو فولت، فإن موضع الوحدة الرئيسية الحلقية واضح جدًا: فهي تحتاج فقط إلى تحقيق فتح وإغلاق تيار الحمل العادي، وعزل الخط، وحماية التأريض من الخطأ، ولا تحتاج إلى قطع التيار العالي لدائرة القصر بشكل متكرر. المنطق الأساسي للاختيار هو بصمة كافية وفعالة من حيث التكلفة وصغيرة الحجم.
يتم نشر قاطع الدائرة الفراغية بشكل أكثر شيوعًا على جانب الشبكة الرئيسية، أو الخطوط الصادرة للمحطات الفرعية، أو الخطوط الواردة لإمدادات الطاقة، حيث يعمل بمثابة "الحراس الشخصيين الشاملين" لشبكة الطاقة. إنها تتمتع بقدرة موثوقة على كسر الدائرة القصيرة، والتي لا يمكنها فقط فتح وإغلاق تيارات الحمل، ولكن أيضًا تقطع بسرعة تيارات خطأ الدائرة القصيرة الضخمة، وتعزل الأخطاء في المرة الأولى في حالة حدوث أخطاء خطيرة، وتحمي المعدات الرئيسية في المنبع. تأتي قدرة الكسر القوية بتكلفة: هيكل إطفاء القوس وآلية التشغيل وأجهزة الحماية الداعمة أكثر تعقيدًا، وتكلفة المعدات أعلى، والأبعاد الإجمالية للآلة أكبر، ويجب حجز مساحة تركيب أكبر، الأمر الذي يتطلب أيضًا متطلبات أعلى للهندسة المدنية وظروف التشغيل والصيانة.
I. أدوار وظيفية مختلفة تمامًا
مفتاح قاطع الحمل (LBS): المسؤول الوحيد عن فتح وإغلاق تيار الحمل العادي، ولا يمكنه قطع الدوائر القصيرة؛ يجب تركيب مصهر لحماية الدائرة القصيرة.
قاطع الدائرة الفراغية (VCB): يمكنه قطع الأحمال والدوائر القصيرة مباشرة، مع حماية مدمجة (التيار الزائد، والكسر السريع، والتأريض)، ويمكن إعادة إغلاقه تلقائيًا.
ثانيا. خمسة أسباب رئيسية لاستخدام مفتاح قاطع التحميل في الوحدات الرئيسية للحلقة
1. التكلفة المنخفضة (الأكثر أهمية)
يعتبر مفتاح قاطع الحمل المزود بمصهر أرخص بنسبة 50% تقريبًا من قاطع الدائرة الفراغية المزود بوحدة حماية شاملة؛ فرق السعر كبير بالنسبة للمشاريع واسعة النطاق.
2. حجم صغير وتصميم موفر للمساحة
يجب أن تكون الوحدة الرئيسية الحلقية ذات تصميم مدمج ومعياري، مع هيكل مفتاح تحميل بسيط وحجم صغير؛ قاطع الدائرة الفراغية + عربة اليد + الحماية الشاملة لها حجم كبير وتتطلب مساحة أكبر.
3. لا يتطلب مصدر طاقة التشغيل؛ الأسلاك البسيطة
يمكن تشغيل مفتاح قاطع التحميل يدويًا ولا يتطلب مصدر طاقة تيار مستمر أو طاقة تحكم؛ يجب أن يكون قاطع الدائرة مزودًا بمصدر طاقة تشغيلي وحماية مرحل، مما يجعل النظام معقدًا.
4. مناسبة لتطبيقات محددة: دوائر التوزيع الفرعية مع عدد أقل من الأخطاء
يتم استخدام الوحدة الرئيسية الحلقية للخطوط النهائية/الفرعية في المناطق السكنية، المحلات التجارية، المصانع الصغيرة، وما إلى ذلك، مع حمل منخفض واحتمالية منخفضة لحدوث ماس كهربائي؛ توجد بالفعل حماية لقاطع الدائرة الكهربائية على جانب مصدر الطاقة العلوي، لذلك ليست هناك حاجة للمستوى الأدنى لتكرار التكوين العالي.
5. توفر الصمامات حماية ماس كهربائى أسرع وأكثر موثوقية
يذوب المصهر في أجزاء من الثانية خلال دائرة كهربائية قصيرة، مع تأثير جيد للحد من التيار وأقل تأثير على شبكة الطاقة؛ على الرغم من أن قواطع الدائرة سريعة، إلا أن تكلفتها وصيانتها مرتفعة.
ثالثا. متى يجب استخدام قواطع الدائرة الكهربائية؟
Substation incoming lines/main transformer cabinets, large capacity (>1250 كيلو فولت أمبير)، والأحمال المهمة (مراكز البيانات، والمستشفيات)، والمواقف التي تتطلب التشغيل المتكرر/إعادة الإغلاق التلقائي.
خاتمة
تُعطى الأولوية لاستخدام مفاتيح التحميل عند عقد الخط الفرعي للشبكة الحلقية، وهي اقتصادية ومدمجة على حد سواء، دون الحاجة إلى دعم إمدادات الطاقة العاملة؛ الشبكة الرئيسية والدائرة الثقيلة مناسبة لقواطع الدائرة الفراغية، والتي يمكن أن تحقق حماية متعددة الأبعاد من الأخطاء وسلامة أعلى.