طرق السيطرة على الجهد في النظام الكهربائي

طرق التحكم في الجهد في نظام الطاقة

يكون الجهد داخل نظام الطاقة عرضة للتغير وفقًا لتقلبات الحمل. عادةً ما يكون الجهد مرتفعًا خلال فترات الحمل الخفيف ويقل تحت ظروف الحمل الثقيل. للحفاظ على جهد النظام ضمن حدود مقبولة، تكون المعدات الإضافية ضرورية. تهدف هذه المعدات إلى زيادة الجهد عندما يكون منخفضًا وتقليله عندما يكون مرتفعًا بشكل كبير. فيما يلي الطرق المستخدمة في أنظمة الطاقة للتحكم في الجهد:

• محول تغيير التوصيلة تحت الحمل

• محول تغيير التوصيلة بدون الحمل

• المفاعلات الموازية

• معدلات الطور المتزامنة

• المكثفات الموازية

• نظام VAR الثابت (SVS)

يُشار إلى التحكم في جهد النظام باستخدام عنصر سعوي موازي باسم التعويض الموازي. يتم تصنيف التعويض الموازي إلى نوعين: التعويض الموازي الثابت والتعويض المتزامن. في التعويض الموازي الثابت، يتم استخدام المفاعلات الموازية والمكثفات الموازية وأنظمة VAR الثابتة، بينما يستخدم التعويض المتزامن معدلات الطور المتزامنة. يتم شرح طرق التحكم في الجهد بالتفصيل أدناه.

محول تغيير التوصيلة بدون الحمل: في هذا النهج، يتم تحقيق التحكم في الجهد بتغيير نسبة الألفاف في المحول. قبل تغيير التوصيلة، يجب قطع اتصال المحول من مصدر الطاقة. يتم تنفيذ تغيير التوصيلة في المحول بشكل أساسي يدويًا.

محول تغيير التوصيلة تحت الحمل: يتم استخدام هذا التكوين لتعديل نسبة الألفاف في المحول لتنظيم جهد النظام أثناء تسليم المحول للحمل. معظم محولات الطاقة مجهزة بمحول تغيير التوصيلة تحت الحمل.

المفاعلات الموازية: هي عنصر تيار مغناطيسي متصل بين الخط والمحايد. يقوم بتعويض التيار المغناطيسي القادم من خطوط نقل الكهرباء أو الكابلات تحت الأرض. يتم استخدام المفاعلات الموازية بشكل أساسي في خطوط نقل الكهرباء ذات الجهد العالي جداً (EHV) والجهد الفائق (UHV) لتحكم الطاقة التفاعلية.

تتم تركيب المفاعلات الموازية في محطة التحويل المرسلة، محطة التحويل المستقبلة، ومحطات التحويل الوسيطة في الخطوط الطويلة ذات الجهد العالي جداً والجهد الفائق. في خطوط نقل الكهرباء الطويلة، يتم ربط المفاعلات الموازية بفاصل حوالي 300 كم لتحديد الجهد في النقاط الوسيطة.

المكثفات الموازية: هي مكثفات متصلة بالتوازي مع الخط. يتم تركيبها في محطات التحويل المستقبلة، محطات التوزيع، ومحطات التحويل. تقوم المكثفات الموازية بإدخال وحدات الفولت أمبير التفاعلية إلى الخط وعادة ما يتم ترتيبها في بنوك ثلاثية الأطوار.

معدلات الطور المتزامنة: هو محرك متزامن يعمل بدون حمل ميكانيكي. يتم توصيله بالحمل في نهاية الخط المستقبلة. من خلال تغيير التشويج في ملف المجال، يمكن لمعدلات الطور المتزامنة امتصاص أو إنتاج الطاقة التفاعلية. يحافظ على جهد ثابت تحت جميع ظروف الحمل ويعمل أيضًا على تحسين عامل القوة.
أنظمة VAR الثابتة (SVS): يقوم مصحح VAR الثابت بإدخال أو امتصاص VAR السعوي في النظام عندما يختلف الجهد عن القيمة المرجعية، سواء كان أعلى أو أقل. في مصحح VAR الثابت، يتم استخدام الترايسستورات كبديل للقواطع الكهربائية. في الأنظمة الحديثة، تم استبدال التحويل الميكانيكي بالتحويل الترايسستوري بسبب سرعته الأعلى وقدرته على توفير تشغيل خالٍ من العابرة من خلال التحكم في التحويل.