المحطة الفرعية المُسبقة الصنع مقابل المحطة الكهربائية المُحتَوية في حاويات: كيف تختار؟

 يعتمد اختيار تنسيق المحطة الفرعية المُعبَّأة المناسب على نطاق المعدات، وأبعاد الحمولة أثناء النقل، والواجهات الميدانية، ومتطلبات التشغيل.

حلان مُعبَّبان يمتاز كلٌّ منهما بقدرات مختلفة

تتيح كلٌّ من المحطات الفرعية المسبقة الصنع والوحدات الكهربائية المُعبَّبة في حاويات نقل تركيب المعدات الكهربائية من الموقع إلى بيئة مصنَّع خاضعة للرقابة. ويمكن أن تقلِّل هذه الحلول من التوصيلات الميدانية، وتبسِّط الواجهات، وتختصر سلسلة التركيب الميداني. ومع ذلك، فإن هذين المصطلحين ليسا مرادفين لنفس المنتج. فقد تختلف نطاق المعدات، ومفهوم الغلاف الواقي، ووسيلة النقل، وفلسفة الصيانة.

يُجرى اختيار عملي يُقارن المخطط الأحادي المطلوب ومستويات الجهد وترتيب المعدات وخدمات المباني والقيود المتعلقة بالنقل وظروف الموقع. وينطبق المعيار الآيزو آي إي سي 62271-202 على المحطات الفرعية المُصنَّعة مسبقًا لأنظمة التيار المتناوب ضمن نطاقه، بينما قد تحدد مواصفات المشروع متطلبات إضافية لحزم المنازل الكهربائية (E-house) والغرف الكهربائية المتكاملة.

المحطة الفرعية المدمجة الجاهزة

تدمج المحطة الفرعية المُصنَّعة مسبقًا المدمجة عادةً أجهزة التحكم في الجهد المتوسط والمُحوِّل وتوزيع الجهد المنخفض داخل غلاف خارجي منسق. وغالبًا ما تُختار هذه المحطات لشبكات التوزيع والمشاريع التجارية والحمولات الصناعية وأنظمة جمع الطاقة المتجددة، حيث يكون النطاق الكهربائي نسبيًّا قياسيًّا وتكون المساحة محدودة.

ومن مزاياها إمكانية احتلالها مساحة أصغر، وتوفر واجهات قابلة للتكرار، وتجميعها بكفاءة في المصنع. ومع ذلك، لا يزال التصميم بحاجة إلى فصل كافٍ، وتوفير تهوية مناسبة، وسهولة الوصول إلى الكابلات، ومساحات تشغيل كافية، وسهولة الوصول للصيانة. ويجب مراجعة حرارة المحول، والاعتبارات المتعلقة بالقوس الكهربائي الداخلي، والمتطلبات المحلية الخاصة بالسلامة بالتنسيق مع ترتيب المعدات المُختار.

الغرفة الكهربائية المُعلَّبة

الغرفة الكهربائية المُعلَّبة هي مبنى كهربائي وحدوي أكبر يمكن أن يستوعب صفوفاً ممتدة من أجهزة التحكم في التوزيع، ولوحات الحماية والتحكم، وأنظمة التغذية غير المنقطعة (UPS) وأنظمة التيار المستمر (DC)، والمعدات الاتصالية، وأنظمة التكييف والتبريد (HVAC)، وأنظمة الإطفاء والسلامة، والإضاءة، وتوزيع الطاقة المساعدة. وهي مفيدة عندما يتطلب المشروع غرفة كهربائية داخلية خاضعة للرقابة يتم تسليمها كوحدة متكاملة.

قد تتبع الغرفة الكهربائية أبعاد الحاويات البحرية، أو قد تُصنع على هيئة وحدة نقلية مخصصة. وبما أن نطاقها أوسع، تزداد أهمية تصميم الهيكل، وتحليل عمليات الرفع، ووصلات الوحدات، وقدرة أنظمة التكييف والتبريد (HVAC)، وواجهات الكابلات، واستراتيجية مكافحة الحرائق، وتخطيط النقل.

قارن نطاق الأنظمة الكهربائية

ابدأ بالرسم البياني ذي الخط الواحد وجداول المعدات. وإذا كان المتطلب يركّز أساسًا على المحول بالإضافة إلى توزيع الجهد المتوسط والجهد المنخفض في حزمة خارجية واحدة، فقد يكون محطة التحويل المُصنَّعة مسبقًا المدمجة مناسبة. أما إذا اشتمل المشروع على صفوف طويلة من أجهزة التحكم، وأنظمة تحكم متعددة، ومساحات تشغيلية للموظفين أو خدمات مساعدة واسعة النطاق، فإن الغرفة الكهربائية (E-house) قد توفّر ترتيبًا داخليًّا أكثر مرونة.

قيود النقل والموقع

تحقَّق من العرض والارتفاع والوزن المسموح بهما للشحن، وكذلك من مسار النقل، قبل تثبيت أبعاد الوحدة. فقد يكون التصميم مناسبًا لمعدات المشروع لكنه لا يتناسب مع عرض الطريق أو قدرات الميناء أو رافعة الرفع. وقد تحتاج الغرف الكهربائية الكبيرة (E-houses) إلى تقسيمها إلى وحدات منفصلة ثم تركيبها في الموقع. أما المحطات المدمجة فغالبًا ما تكون أسهل في النقل، لكن وزن المحول ونقاط الرفع لا تزال تتطلب تأكيدًا.

تحضير الموقع والواجهات

تتطلب كلتا الحلول وجود أساسٍ مُهيَّأ، ونظام تأريض، ومجاري كابلات أو أنابيب حماية، وطاقة كهربائية خارجية، ووصول آمن. ويجب أن يحدِّد قائمة الواجهات الكابلات الداخلة والخارجة، وروابط التحكم والاتصال، والتصريف، واختراقات أنظمة التدفئة والتبريد وتكييف الهواء (HVAC)، وإشارات إنذار الحريق، وأي محولات خارجية أو معدات مساعدة أخرى. كما يجب أن يستند تصميم البنية التحتية للموقع إلى الأبعاد النهائية المعتمدة، وليس إلى الرسومات التسويقية الأولية.

البيئة وأداء الغلاف الواقي

قدِّم درجة حرارة الجو المحيط، وتأثير الإشعاع الشمسي، والارتفاع عن سطح البحر، والرطوبة، والرياح، والظروف الزلزالية، والغبار، وفئة التآكل، ومستوى الفيضانات. ويجب تنسيق الغلاف الواقي والعزل ونظام التبريد والطلاء مع هذه الظروف. كما يجب أن يراعي حساب سعة نظام التدفئة والتبريد وتكييف الهواء (HVAC) الخاص بالغرفة الكهربائية (E-house) الخسائر الحرارية للمعدات، وعدد الأشخاص المتواجدين، وتسرب الهواء من الخارج، ومتطلبات التشغيل الاحتياطي.

الاختبار والدمج

يسمح دمج المصنع بفحص التوصيلات والتشابكات والأنظمة المساعدة والاتصالات قبل التسليم. وينبغي أن يميّز خطة الاختبار في المصنع بين الاختبارات التي تجريها شركة تصنيع المعدات والفحوص الوظيفية على مستوى الحزمة. أما بالنسبة للوحدات المنفصلة، فيجب تحديد ما سيُختبر في المصنع وما يتطلب إعادة اختباره بعد إعادة التجميع في الموقع.

التوسيع والصيانة

إذا كان من المتوقع إضافة خطوط تغذية مستقبلية أو لوحات إضافية أو استبدال المحولات، فيجب تخصيص المساحة والوصول إليها منذ البداية. وينبغي أخذ أحجام الأبواب واللوحات القابلة للإزالة ومسارات الرفع ومسافات الصيانة الآمنة في الاعتبار. فصغر مساحة التثبيت الأولية ليس ميزةً إن اقتضت عمليات الخدمة المستقبلية تعديلًا جذريًّا في هيكل الغلاف.

استنتاج الاختيار

اختر نوع الحزمة وفقًا لنطاق النظام واحتياجات دورة الحياة، وليس فقط وفقًا لاسم الغلاف. وتصلح المحطات الفرعية المُصنَّعة مسبقًا المدمجة للحزم التوزيعية المنسقة والفعالة من حيث المساحة. أما المنازل الكهربائية المُعلَّبة فتناسب التكامل الأوسع مع غرف الكهرباء والأنظمة التحكمية أو المساعدة الأكثر تعقيدًا. ويمكن لشركة أبكس إلكتريكس مراجعة الرسم البياني ذي الخط الواحد وقائمة المعدات وحجم النقل والظروف الميدانية لتنظيم الحل المعبأ الأنسب.