החיבור החשמלי העיקרי מתייחס בעיקר למעגל שנועד לענות על העברת הכוח והפעולה שנקבעו מראש
דרישות בתחנות כוח, תחנות משנה ומערכות חשמל, ומציינת את יחסי החיבור בין חשמל במתח גבוה
צִיוּד.חיבור החשמל העיקרי הוא מעגל הולכה והפצה של אנרגיה חשמלית עם הקווים הנכנסים והיוצאים
של ספק הכוח כמקשר הבסיסי והאוטובוס כחוליית הביניים.
באופן כללי, החיווט הראשי של תחנות כוח ותחנות משנה יעמוד בדרישות הבסיסיות הבאות:
1) להבטיח את אמינות אספקת החשמל ואיכות החשמל הדרושים בהתאם לדרישות המערכת והמשתמשים.הסיכוי קטן יותר
של הפסקה מאולצת של אספקת החשמל במהלך הפעולה, ככל שהאמינות של החיווט הראשי גבוה יותר.
2) החיווט הראשי יהיה גמיש כדי לעמוד בדרישות של תנאי הפעלה שונים של מערכת החשמל והציוד הראשי, וכן
יהיה גם נוח לתחזוקה.
3) החיווט הראשי יהיה פשוט וברור, והתפעול יהיה נוח, על מנת למזער את שלבי הפעולה הנדרשים עבור
הזנה או הסרה של רכיבים עיקריים.
4) בתנאי עמידה בדרישות הנ"ל, עלויות ההשקעה והתפעול הנמוכות ביותר.
5) אפשרות הרחבה.
כאשר יש הרבה קווים נכנסים ויוצאים (יותר מ-4 מעגלים), על מנת להקל על איסוף והפצה של אנרגיה חשמלית,
האוטובוס מוגדר לעתים קרובות כקשר ביניים.
כולל: חיבור אוטובוס בודד, חיבור אוטובוס כפול, חיבור 3/2, חיבור 4/3, חיבור קבוצת אוטובוס שנאי.
כאשר מספר הקווים הנכנסים והיוצאים קטן (פחות או שווה ל-4 מעגלים), על מנת לחסוך בהשקעה, לא ניתן להגדיר אוטובוס.
כולל: חיווט יחידה, חיווט גשר וחיווט זווית.
1、 חיבור אוטובוס בודד
החיבור עם קבוצת אוטובוסים אחת בלבד נקרא חיבור אוטובוס יחיד, כפי שמוצג באיור 1.
איור 1 תרשים סכמטי של חיבור אוטובוס בודד
המאפיין של חיבור אוטובוס בודד הוא שקווי אספקת החשמל וקווי אספקת החשמל מחוברים על אותה קבוצת אוטובוסים.ב
כדי להפעיל או לנתק כל קו נכנס או יוצא, כל מוביל מצויד במפסק חשמלי שיכול לפתוח או לסגור את המעגל
בתנאי הפעלה שונים (כמתואר ב-DL1 באיור 1).כאשר יש צורך לתחזק את המפסק ולהבטיח את
אספקת חשמל רגילה של קווים אחרים, מתגי בידוד (G1 ~ G4) יותקנו בשני הצדדים של כל מפסק זרם.הפונקציה של ה
מנתק נועד להבטיח שהמפסק מבודד מחלקים חיים אחרים במהלך תחזוקה, אך לא לנתק את הזרם ב
מעגל חשמלי.מכיוון שלמפסק יש התקן לכיבוי קשת, אך למנתק אין, המנתק צריך לפעול לפי העיקרון של
"לעשות לפני הפסקה" במהלך הפעולה: בעת חיבור המעגל, יש לסגור תחילה את המנתק;לאחר מכן סגור את המפסק;
בעת ניתוק המעגל, יש לנתק תחילה את המפסק ולאחר מכן את המנתק.בנוסף, המנתק יכול
להיות מופעל במצב שוויון פוטנציאל.
היתרונות העיקריים של חיבור אוטובוס בודד: פשוט, ברור, קל לתפעול, לא קל לתפעול שגוי, פחות השקעה וקל להרחבה.
החסרונות העיקריים של אוטובוס בודד: כאשר מנתק האוטובוס נכשל או עובר שיפוץ, יש לנתק את כל ספקי הכוח, וכתוצאה מכך
הפסקת חשמל של המכשיר כולו.בנוסף, כאשר המפסק עובר שיפוץ, יש לעצור את המעגל גם במהלך כולו
תקופת שיפוץ.בשל החסרונות לעיל, חיבור האוטובוס היחיד אינו יכול לעמוד בדרישות אספקת החשמל עבור משתמשים חשובים.
היקף היישום של חיבור אוטובוס בודד: הוא ישים לתחנות כוח קטנות ובינוניות או תחנות משנה עם גנרטור אחד בלבד
או שנאי ראשי אחד ומעט מעגלים יוצאים במערכות 6~220kV.
2、 חיבור חתך של אוטובוס בודד
ניתן להתגבר על החסרונות של חיבור אוטובוס בודד בשיטת תת-סעיף, כפי שמוצג באיור 2.
איור 2 חיווט חתך של אוטובוס בודד
כאשר מפסק מותקן באמצע האוטובוס, האוטובוס מחולק לשני חלקים, כך שניתן להפעיל משתמשים חשובים באמצעות
שני קווים המחוברים לשני חלקי האוטובוס.כאשר קטע כלשהו באוטובוס נכשל, כל המשתמשים החשובים לא ינותקו.בנוסף, שני האוטובוס
ניתן לנקות ולבצע שיפוץ בנפרד, מה שיכול להפחית הפסקת חשמל למשתמשים.
מכיוון שהחיווט החתך של האוטובוס הבודד לא רק שומר על היתרונות של חיווט האוטובוס היחיד עצמו, כגון פשטות, חסכון ו
נוחות, אבל גם משרת את החסרונות שלו במידה מסוימת, וגמישות הפעולה משתפרת (הוא יכול לפעול במקביל או ב
עמודות נפרדות), מצב חיווט זה היה בשימוש נרחב.
עם זאת, לחיווט החתך של אוטובוס בודד יש גם חיסרון משמעותי, כלומר, כאשר קטע אוטובוס או כל מנתק אוטובוס נכשל.
או שעבר שיפוץ, כל הלידים המחוברים לאוטובוס יהיו מנותקים למשך זמן רב במהלך השיפוץ.ברור שזה אסור
תחנות כוח קיבולת גדולה ותחנות משנה רכזת.
היקף היישום של חיווט חתך אוטובוס יחיד: ישים לחיווט 6~10kV של תחנות כוח קטנות ובינוניות ותחנות משנה 6~220kV.
3、 אוטובוס בודד עם חיבור לאוטובוס עוקף
אוטובוס בודד עם חיבור אוטובוס עוקף מוצג באיור 3.
איור 3 אוטובוס בודד עם אוטובוס עוקף
פונקציה של אוטובוס עוקף: תחזוקה של כל מפסקים נכנסים ויוצאים יכולה להתבצע ללא הפסקת חשמל.
שלבים לתחזוקה רציפה של מפסק QF1:
1) השתמש במפסק עוקף QF0 לטעינת אוטובוס עוקף W2, סגור את QSp1 ו-QSp2, ולאחר מכן סגור את GFp.
2) לאחר טעינה מוצלחת, הפוך את מפסק המעגל היוצא QF1 ומפסק העקוף QF0 לפעול במקביל ולסגור את QS13.
3) צא מהמפסק QF19 ומשוך את QF1, QS12 ו-QS11.
4) תלה חוט הארקה (או סכין הארקה) משני הצדדים של QF1 לצורך תחזוקה.
עקרונות להקמת אוטובוס עוקף:
1) קווי 10kV בדרך כלל אינם מוקמים מכיוון שמשתמשים חשובים מופעלים באמצעות ספקי כוח כפולים;המחיר של מעגל 10kV
המפסק נמוך, וניתן להגדיר מפסק זרם המתנה מיוחד ומפסק עגלה.
2) קווי 35kV בדרך כלל אינם מוקמים מאותן סיבות, אך ניתן לשקול גם את התנאים הבאים: כאשר יש
מעגלים יוצאים רבים (יותר מ-8);ישנם משתמשים חשובים יותר וספק כוח יחיד.
3) כאשר ישנם קווים יוצאים רבים של קווים 110kV ומעלה, הם בדרך כלל מוקמים בגלל זמן התחזוקה הארוך
של מפסק החשמל (5-7 ימים);היקף ההשפעה של הפסקת קו גדול.
4) האוטובוס העוקף אינו מותקן בתחנות כוח מים קטנות ובינוניות מכיוון שהתחזוקה של המפסק היא
מסודר בעונת המים המרים.
4、 חיבור אוטובוס כפול
מצב חיבור האוטובוס הכפול מוצע עבור החסרונות של חיבור חתך אוטובוס יחיד.מצב החיבור הבסיסי שלו הוא
מוצג באיור 4, כלומר, בנוסף לאפיק העבודה 1, מתווספת קבוצה של אפיק המתנה 2.
איור 4 חיבור אוטובוס כפול
מכיוון שיש שתי קבוצות של אוטובוסים, הם יכולים לשמש כמתנה זה לזה.שתי קבוצות האוטובוסים מחוברות בקשר אוטובוס
מפסק DL, וכל מעגל מחובר לשתי קבוצות האוטובוסים דרך מפסק ושני מנתקים.
במהלך הפעולה, המנתק המחובר לאוטובוס הפועל מחובר והמנתק מחובר לאוטובוס ההמתנה
מנותקת.
תכונות של חיבור אוטובוס כפול:
1) תחליפו לתקן את האוטובוס מבלי להפריע לאספקת החשמל.בעת תיקון מנתק האוטובוס של כל מעגל, בלבד
לנתק את המעגל.
2) כאשר האוטובוס הפועל נכשל, ניתן להעביר את כל המעגלים לאוטובוס ההמתנה, כך שהמכשיר יוכל לשחזר במהירות את אספקת החשמל.
3) בעת תיקון המפסק של כל מעגל, אספקת החשמל של המעגל לא תופרע במשך זמן רב.
4) כאשר מפסק המעגל של מעגל בודד צריך להיבדק בנפרד, ניתן להפריד את המעגל ולחבר אותו
אוטובוס המתנה בנפרד.
הפעולה החשובה ביותר של חיבור אוטובוס כפול היא החלפת האוטובוס.להלן ממחיש את שלבי הפעולה על ידי ביצוע ה
תחזוקה של אוטובוס עובד ומפסק זרם יוצא כדוגמה.
(1) אוטובוס עבודות תחזוקה
כדי לתקן את האוטובוס הפועל, יש להעביר את כל ספקי הכוח והקווים לאוטובוס ההמתנה.לשם כך, תחילה בדוק אם המתנה
האוטובוס במצב טוב.השיטה היא לחבר את מפסק השוויון של האוטובוס DL כדי להפעיל את אוטובוס ההמתנה.אם אוטובוס ההמתנה גרוע
בידוד או תקלה, המפסק יתנתק אוטומטית תחת פעולת התקן הגנת ממסר;כאשר אין תקלה ב
האוטובוס הרזרבי, ה-DL יישאר מחובר.בשלב זה, מכיוון ששתי קבוצות האוטובוסים הן שווי פוטנציאל, כל הנתקים נמצאים במצב המתנה
ניתן לחבר תחילה את האוטובוס, ולאחר מכן ניתן לנתק את כל המנתקים באוטובוס הפועל, כך שהעברת האוטובוס תושלם.סוף כל סוף,
יש לנתק את מפסק השיוויון של האוטובוס DL ואת המנתק בינו לבין האוטובוס הפועל.כדי לבודד אותם לצורך תחזוקה.
(2) תקן את מפסק החשמל בקו יוצא אחד
איור 5 מפסק תחזוקת אפיק כפול
בעת שיפוץ מפסק בכל קו יוצא מבלי לצפות שהקו יהיה כבוי למשך זמן רב, למשל,
בעת שיפוץ מפסק החשמל בקו היוצא L באיור 5, השתמש תחילה במפסק החיבור DL1 כדי לבדוק שהאוטובוס ההמתנה נמצא ב
מצב טוב, כלומר, נתק את DL1, לאחר מכן נתק את DL2 ואת מנתקי G1 ו-G2 משני הצדדים, ולאחר מכן נתק את ההובלה
מחבר של מפסק DL2, החלף את המפסק DL2 במגשר זמני, ולאחר מכן חבר את המנתק G3
מחובר לאוטובוס ההמתנה, לאחר מכן סגור את מנתק צד הקו G1, ולבסוף סגור את מפסק הקשר DL1 של האוטובוס, כך שקו L יוצב
לפעול שוב.בשלב זה, מפסק החשמל מחליף את הפונקציה של מפסק החשמל, כך שקו L יוכל להמשיך
לספק חשמל.
לסיכום, היתרון העיקרי של אוטובוס כפול הוא שניתן לשפץ את מערכת האוטובוס מבלי להשפיע על אספקת החשמל.למרות זאת,
לחיבור אוטובוס כפול יש את החסרונות הבאים:
1) החיווט מורכב.על מנת לתת משחק מלא ליתרונות של חיבור אוטובוס כפול, יש צורך בהרבה פעולות מיתוג
מתבצע, במיוחד כאשר המנתק נחשב כמכשיר חשמלי פועל, שקל לגרום לתאונות גדולות
עקב ניתוח שגוי.
2) כאשר האוטובוס הפועל כושל, החשמל ינותק לזמן קצר במהלך החלפת אוטובוס.למרות שמפסק חיבור האוטובוס יכול
לשמש להחלפת מפסק החשמל במהלך תחזוקה, עדיין נדרשת הפסקת חשמל בזמן קצר במהלך ההתקנה
חיבור של מוטות מגשרים, אשר אסור למשתמשים חשובים.
3) מספר מנתקי האוטובוס גדל מאוד בהשוואה לחיבור אוטובוס בודד, ובכך מגדיל את שטח המתח של המתח
ציוד הפצה והשקעה.
5、 חיבור אוטובוס כפול עם אוטובוס עוקף
על מנת למנוע הפסקת חשמל בזמן קצר במהלך תחזוקה של מפסק זרם, ניתן להשתמש באוטובוס כפול עם אוטובוס עוקף, כפי שמוצג
באיור 6.
איור 6 אוטובוס כפול עם חיבור אוטובוס עוקף
אפיק 3 באיור 6 הוא האפיק העוקף, ומפסק המעגל DL1 הוא המפסק המחובר לאפיק העוקף.זה במצב כבוי
במהלך פעולה רגילה.כאשר יש צורך לתקן מפסק זרם כלשהו, ניתן להשתמש ב-DL1 במקום לגרום להפסקת חשמל.לדוגמה,
כאשר מפסק DL2 בקו L צריך לעבור שיפוץ, ניתן לסגור את מפסק DL1 כדי להפעיל את האוטובוס העוקף, ואז לעקוף את האוטובוס
ניתן לסגור את המנתק G4, לבסוף ניתן לנתק את המפסק DL2, ולאחר מכן ניתן לנתק את המנתקים G1, G2, G3
לשפץ את DL2.
בחיבור האוטובוס הבודד והאוטובוס הכפול המתואר לעיל, מספר המפסקים בדרך כלל גדול ממספרם
מעגלים מחוברים.בשל המחיר הגבוה של מפסקי מתח גבוה, גם שטח ההתקנה הנדרש גדול, במיוחד כאשר
רמת המתח גבוהה יותר, מצב זה ברור יותר.לפיכך, מספר המפסקים יופחת ככל האפשר
מנקודת מבט כלכלית.כאשר יש מעט קווים יוצאים, ניתן לשקול את חיבור הגשר ללא אוטובוס.
כאשר יש רק שני שנאים ושני קווי תמסורת במעגל, נדרשים פחות מפסקי זרם לחיבור הגשר.
ניתן לחלק את חיבור הגשר ל"סוג גשר פנימי" ו"סוג גשר חיצוני".
(1) חיבור גשר פנימי
תרשים החיווט של חיבור הגשר הפנימי מוצג באיור 7.
איור 7 חיווט גשר פנימי
המאפיין של חיבור גשר פנימי הוא ששני מפסקי זרם DL1 ו-DL2 מחוברים לקו, כך שנוח
לנתק ולהזין את הקו.כאשר הקו נכשל, רק המפסק של הקו ינותק, בעוד המעגל השני ושניים
שנאים יכולים להמשיך לעבוד.לכן, כאשר שנאי אחד נכשל, שני המפסקים המחוברים לשנאי יהיו
מנותק, כך שהקווים הרלוונטיים לא יפעלו לזמן קצר.לכן, מגבלה זו חלה בדרך כלל על תורים ארוכים ו
שנאים שאינם דורשים מיתוג תכוף.
(2) חיבור גשר חיצוני
תרשים החיווט של החיווט הסיני בחו"ל מוצג באיור 8.
איור 8 חיווט גשר חיצוני
המאפיינים של חיבור גשר חיצוני מנוגדים לאלו של חיבור גשר פנימי.כאשר השנאי כושל או צריך
כדי להיות מנותקים במהלך הפעולה, יש לנתק רק מפסקי זרם DL1 ו-DL2 מבלי להשפיע על פעולת הקו.
עם זאת, כאשר הקו נכשל, זה ישפיע על פעולת השנאי.לכן, סוג זה של חיבור מתאים למקרה שבו
הקו קצר ויש להחליף את השנאי לעתים קרובות.בדרך כלל, הוא נמצא בשימוש נרחב בתחנות משנה ירידה.
באופן כללי, האמינות של חיבור הגשר אינה גבוהה במיוחד, ולפעמים יש צורך להשתמש במנתקים כמכשירי הפעלה.
עם זאת, בשל מעט המכשירים בשימוש, פריסה פשוטה ועלות נמוכה, הוא עדיין בשימוש בהתקני הפצה של 35~220kV.בנוסף, כל עוד
ככל שננקטים אמצעים מתאימים לפריסה של התקני חלוקת חשמל, חיבור מסוג זה עשוי להתפתח לאפיק בודד או כפול
אוטובוס, כך שהוא יכול לשמש כחיבור מעבר בשלב הראשוני של הפרויקט.
זמן פרסום: 24 באוקטובר 2022