كيف تعمل أنظمة توزيع الطاقة؟
عادةً ما يتم توليد الطاقة الكهربائية التي يتم توفيرها للمباني السكنية والتجارية والصناعية بواسطة مرفق في موقع مركزي، ثم يتم نقلها وتوزيعها من خلال نظام نقل وتوزيع الطاقة الخاص بالمرفق إلى المستخدمين النهائيين.
يكون نظام نقل وتوزيع الطاقة في المرافق مسؤولاً عن التحكم في الطاقة الكهربائية وحمايتها وتحويلها وتنظيمها لضمان التوصيل الآمن للمستهلكين. يبدأ هذا النظام عند نقطة توليد الطاقة وينتهي عمومًا عند مدخل الخدمة المقننة للمبنى، حيث تبدأ شبكة توزيع الكهرباء الخاصة بالمبنى. يتكون نظام نقل وتوزيع الطاقة المساعدة من عدة مكونات، بما في ذلك محطات النقل الفرعية (محولات الرفع)، وخطوط النقل، ومحطات التوزيع الفرعية (محولات التخفيض)، وخطوط التوزيع (انظر الشكل 1).
محطات النقل الفرعية
محطات النقل الفرعية هي مرافق خارجية داخل نظام المرافق المستخدمة لتغيير مستويات الجهد، وتبديل النظام المركزي، والمراقبة، والحماية، وإعادة توزيع الطاقة. عادةً، تعمل هذه المحطات الفرعية بجهود عالية (HV) تتراوح من 69 كيلو فولت إلى 345 كيلو فولت وجهد عالي جدًا (EHV) يتجاوز 345 كيلو فولت. كما يقومون بضبط عدد وحجم الخطوط الممتدة من المحطة.
المحولات
المحولات هي أجهزة كهربائية مصممة لتحويل الجهد من مستوى إلى آخر باستخدام الكهرومغناطيسية. في أنظمة توزيع الطاقة، فإنها تسهل رفع مستويات الجهد أو خفضها بشكل آمن وفعال. في حين تقوم المحولات بضبط الجهد، فإنها لا تغير الكمية الإجمالية للطاقة المسلمة - بخلاف الخسائر الطفيفة بسبب الحرارة، تظل الطاقة الداخلة والخارجة من المحولات متساوية. تُمكّن المحولات المُصنفة بالكيلو فولت أمبير المرافق من توزيع كميات كبيرة من الطاقة بتكلفة معقولة (انظر الشكل 2).
تساعد المحولات على تقليل التكاليف من خلال السماح بنقل الطاقة عبر مسافات طويلة باستخدام موصلات أصغر، حيث يؤدي زيادة الجهد إلى خفض التيار. تؤدي هذه الممارسة إلى خطوط طاقة أصغر حجمًا وأكثر اقتصادًا، مع زيادة الفولتية المولدة للنقل لمسافات طويلة وتنحيتها بالقرب من المستخدم النهائي. على الرغم من أن المحولات يمكنها رفع أو خفض التيار والجهد، إلا أن المصطلحين "تصعيد" و"تنحي" يشيران دائمًا إلى الجهد على وجه التحديد.
خطوط النقل
خطوط النقل هي موصلات هوائية تحمل كميات كبيرة من الكهرباء لمسافات طويلة بجهود عالية. ولضمان السلامة، يجب أن تكون هذه الخطوط متباعدة بشكل كافٍ. تعتمد مستويات جهد النقل على المسافة والطاقة التي يتم نقلها، مع استخدام الفولتية الأعلى لمسافات أطول أو أحمال طاقة أكبر.
تعمل خطوط النقل عبر نطاق واسع من الجهود، من بضعة كيلو فولت إلى مئات الكيلوفولت. الغرض من زيادة الجهد في خطوط النقل هو نقل كميات كبيرة من الطاقة باستخدام موصلات أصغر، حيث يتم تحديد حجم الموصل من خلال التيار الذي يجب أن يحمله بأمان دون ارتفاع درجة الحرارة. بالنسبة لمستوى طاقة معين، يتناقص التيار مع زيادة الجهد، مما يعني أنه يمكن استخدام موصلات أصغر لنقل الجهد العالي.
تؤدي زيادة جهد النقل إلى تقليل فقد الطاقة بين مولد المرافق ونقطة التسليم النهائية، مع مضاعفة الجهد مما يؤدي إلى تقليل فقد الطاقة بنسبة تصل إلى 75%. تعمل الفولتية العالية أيضًا على تقليل حجم الموصل وتسمح بتباعد أعمدة وأبراج الأخف وزنًا عن بعضها البعض، مما يؤدي إلى خفض تكاليف البناء والمواد.
تنتج مولدات المرافق عادة طاقة ثلاثية الطور، مع خطوط توزيع عالية الجهد مجمعة في مجموعات من ثلاثة. يتم توجيه موصل محايد/أرضي فوق خطوط الكهرباء للمساعدة في تبديد ضربات البرق، والتأريض عند كل عمود كهرباء ومحطة فرعية. يتم رفع الطاقة وخفضها عدة مرات قبل الوصول إلى المستخدم النهائي.
محطات التوزيع الفرعية
محطات التوزيع الفرعية هي مرافق خارجية تقع بالقرب من نقطة الاستخدام. يقومون بضبط مستويات الجهد، والمراقبة المركزية، والحماية، وتبديل النظام، وإعادة توزيع الطاقة. بينما تتعامل محطات النقل الفرعية مع الفولتية العالية، تعمل محطات التوزيع الفرعية عند الفولتية المنخفضة، وتنتج بشكل عام 12 كيلو فولت إلى 13.8 كيلو فولت.
توفر هذه المحطات الفرعية أيضًا موقعًا لاختبار الأنظمة، وضبط مخرجات الجهد، وإضافة الخطوط أو فصلها، وإعادة توجيه الطاقة أثناء انقطاع التيار الكهربائي أو مشاكل التوزيع الأخرى. غالبًا ما ينتج الناتج من محطة التوزيع الفرعية خطوطًا متعددة بمستويات جهد مختلفة، مما يؤدي إلى توزيع الطاقة على المستخدمين النهائيين.
خطوط التوزيع
خطوط التوزيع تنقل الكهرباء من محطة فرعية إلى مدخل الخدمة بالمبنى. تشكل هذه الخطوط شبكة مترابطة يشار إليها غالبًا باسم "الشبكة"، مما يسمح بإعادة توجيه الطاقة بين المرافق أو تحويلها لتلبية المتطلبات المختلفة.
في نظام الشبكة هذا، تعمل خطوط متعددة معًا للحفاظ على توصيل موثوق للطاقة، مما يضمن حصول المستخدمين على وصول مستمر للكهرباء، حتى أثناء اضطرابات النظام أو أنشطة الصيانة.
اشترك معنا للتمتع بأسعار الفعاليات والحصول على أفضل الأسعار .