كيف تعمل الشبكات الرادية للمغذي الرئيسي ومحول التوزيع والمصانع والخدمة
منع انقطاع الخدمة
كما هو معروف، تقوم المحولات التوزيعية بتخفيض الجهد التوزيعي أو الجهد الأساسي إلى الجهد الاستهلاكي. وهي متصلة بالخط الأساسي والفروع الفرعية والفرعية عبر مصافي رئيسية أو قاطعات مصافة. عند حدوث عطل في المحول أو عطل بمقاومة منخفضة في الدائرة الثانوية، يقوم المصاف الرئيسي بفصل المحول التوزيعي المعني عن الخط الأساسي. لا يتم تناول إعادة الإغلاق في هذا المقال.
يفضل انفجار المصاف الرئيسي في منع انقطاع الخدمة للأحمال الأخرى المزودة عبر الخط، ولكنه يقطع الخدمة عن جميع المستهلكين المزودين عبر محوله.
توفر قاطعات المصافة (كما هو موضح في الشكل 1 والتي تكون عادة مغلقة) وسيلة مريحة لفصل المحولات التوزيعية الصغيرة للتفتيش والصيانة.
بسبب الاختلاف في شكل منحنى التيار-الوقت للمصاف الرئيسي ومنحنى التيار-الوقت الآمن للمحول التوزيعي، لا يمكن تحقيق حماية فائقة جيدة للمحول التوزيعي باستخدام المصاف الرئيسي. الأشكال هذين المنحنيين هي بحيث إذا تم استخدام مصاف صغير الحجم بما يكفي لتوفير حماية كاملة للمحول، سيتم فقدان الكثير من القدرة على الحمل الزائد للمحول، لأن المصاف سيتنفجر ويمنع المحول من استخدام قدرته على الحمل الزائد. بالإضافة إلى ذلك، غالباً ما يتعرض هذا المصاف الصغير للتلف غير الضروري بسبب التيارات العابرة.
غالباً ما تتعرض المحولات التوزيعية المتصلة بالأطواق المكشوفة لأعطال البرق الشديدة. لتجنب انهيار العزل وأعطال المحولات الناجمة عن البرق، يتم تركيب معتقلات البرق لهذه المحولات بشكل عام.
تكون أسلاك الدائرة الثانوية للمحول التوزيعي متصلة بشكل ثابت بدارات ثانوية راديوية. كما هو موضح في الشكل 1، يتم استخلاص خدمات المستهلكين من هذه الدارات. تعني هذه طريقة الاتصال أن المحول ليس محمياً ضد الأحمال الزائدة وأعطال المقاومة العالية في داراته الثانوية. في الواقع، يتم تدمير عدد قليل نسبياً من المحولات التوزيعية بسبب الأحمال الزائدة.
يرجع هذا الوضع بشكل أساسي إلى تطبيق المحولات التوزيعية، حيث نادراً ما يتم استخدام قدرتها على الحمل الزائد بشكل كامل.
بالنسبة للحماية، فإن المصافات الموجودة في أسلاك الدائرة الثانوية للمحولات التوزيعية ليست أكثر فعالية بكثير من المصافات الرئيسية في منع احتراق المحولات، ولأسباب مماثلة. الطريقة المناسبة لحماية المحول التوزيعي بشكل فعال ضد الأحمال الزائدة وأعطال المقاومة العالية هي تركيب قاطع دارة في أسلاك الدائرة الثانوية للمحول. من المهم أن يكون منحنى التشغيل لهذا القاطع متناسقاً بدقة مع منحنى التيار-الوقت الآمن للمحول.
الأعطال في اتصال خدمة المستهلك، الذي يمتد من الدائرة الثانوية إلى مفتاح الخدمة، نادرة جداً. لذلك، فإن تركيب مصاف ثانوي عند نقطة استخلاص اتصال الخدمة من الدائرة الثانوية ليس اقتصادياً، باستثناء حالات خاصة مثل الخدمات الكبيرة من الدارات الثانوية تحت الأرض.
كما ذُكر سابقاً، يجب توزيع الهبوط المسموح به في الجهد، المقيس من نقطة اتصال أول محول توزيعي بالخط الأساسي إلى مفتاح خدمة آخر مستهلك على الخط، بشكل اقتصادي بين الخط الأساسي والمحول التوزيعي والدائرة الثانوية واتصال خدمة المستهلك.
على الرغم من أن هذه الأرقام نموذجية لنظم السطح التي تزود الأحمال السكنية، إلا أنه يمكن توقع اختلافات كبيرة في النظم تحت الأرض. غالبًا ما تستخدم النظم تحت الأرض دارات كابلية ومحولات توزيع كبيرة الحجم أو مصممة لتزويد الأحمال الصناعية والتجارية.
بمجرد تحديد الهبوط المسموح به الإجمالي للمحول التوزيعي والدائرة الثانوية، يكون من السهل نسبياً معرفة التركيبة الأكثر تكلفة للمقاسات الخاصة بهما لأي كثافة حمل موحدة ونوع بناء، بالنظر إلى الأسعار السوقية المحددة.
إذا كان المحول كبير الحجم، سيكون تكلفة الدائرة الثانوية والتكلفة الكلية مرتفعة للغاية. والعكس صحيح، إذا كان المحول صغير الحجم، سيكون تكلفة المحول نفسه والتكلفة الكلية مرتفعة جداً.
مثل المكونات الأخرى داخل نظام التوزيع، يجب أخذ التقلبات الناتجة عن الأحمال والنمو في الاعتبار عند تصميم وتحديد مقاسات المحولات التوزيعية والدارة الثانوية. هذه العناصر ليست مثبتة فقط لتلبية الأحمال الحالية عند التثبيت، بل تحتاج أيضاً إلى الأخذ في الاعتبار متطلبات الأحمال المستقبلية.
ومع ذلك، فإنه ليس اقتصادياً التوقع الزائد للنمو.
عندما يكون المحول التوزيعي معرضًا للحمل الزائد بشكل خطير، فإن هذا الإجراء يخفف أيضاً من الحمل على دائرة المحول الثانوية ويحسن من تنظيم الجهد العام. في المناطق ذات الأحمال الموحدة نسبياً، قد يكون من الضروري تركيب محولات إضافية على الجانبين من المحول المحمول الزائد في فترة قصيرة. هذا ضروري لضمان مستويات جهد مقبولة ومنع أي جزء من الدائرة الثانوية من التحميل الزائد.
ومع ذلك، فإن طريقة بديلة لتحقيق نفس النتيجة هي تركيب محول جديد وإعادة توطين المحول المحمول الزائد بحيث يزود الوسط من دائرته الثانوية المختصرة بالطاقة.
إذا كان المحول كبير الحجم، سيكون تكلفة الدائرة الثانوية والتكلفة الكلية مرتفعة للغاية. والعكس صحيح، إذا كان المحول صغير الحجم، سيكون تكلفة المحول نفسه والتكلفة الكلية مرتفعة جداً.
