ما هو خلية المحطة الكهربائية؟ الأنواع والوظائف
يُشير مصطلح خلية المحطة الكهربائية إلى تجميع كامل ومتكامل من المعدات الكهربائية داخل المحطة يمكن تشغيله بشكل مستقل. يمكن اعتبارها الوحدة الأساسية لنظام الكهرباء في المحطة، وعادة ما تتكون من قواطع الدائرة والمفصليات (المفصلات العازلة) وأجهزة التوصيل بالأرض والأجهزة القياسية والموانع الحامية وغيرها من الأجهزة المرتبطة.
تتمثل الوظيفة الرئيسية لخلية المحطة الكهربائية في استقبال الطاقة الكهربائية من النظام الكهربائي إلى المحطة ومن ثم تسليمها إلى الأماكن المطلوبة. إنها مكون أساسي للعمل الطبيعي للمحطة الكهربائية. تحتوي كل محطة على عدة خلايا، حيث تعمل كل خلية بشكل مستقل وتجهز بنظم حمايتها الخاصة وأنظمتها للتحكم والتوصيل لتوفير السيطرة والحماية القسمية داخل المحطة.
بشكل عام، يعتمد عدد الخلايا في المحطة الكهربائية على متطلبات وقدرة النظام الكهربائي. تتطلب الأنظمة الكهربائية الأكبر عددًا أكبر من الخلايا لتحقيق السيطرة والحماية القسمية بكفاءة أكبر. تلعب موثوقية وأمان خلايا المحطة الكهربائية دورًا حاسمًا في ضمان الاستقرار والأمان العام للنظام الكهربائي. لذلك، يجب أن يتم تصميم وإنتاج وتسيير وصيانة خلايا المحطة الكهربائية وفقًا للمعايير واللوائح الوطنية لضمان التشغيل الصحيح للمحطة الكهربائية وتعزيز موثوقية وأمان النظام الكهربائي.
بناءً على التكوينات المختلفة للأجهزة ومبدأ العمل، يمكن تصنيف خلايا المحطة الكهربائية إلى الأنواع الشائعة التالية:
خلايا المحطة الكهربائية الممتلئة بالزيت
تندرج خلايا المحطة الكهربائية الممتلئة بالزيت ضمن صناديق الأجهزة الكهربائية المغلقة التي تحتوي على زيت عازل خاص. وهي تستعمل أساسا في أنظمة نقل الجهد العالي والتيار العالي وتوفر بشكل فعال وظائف مثل العزل والقطع والعزل.خلايا المحطة الكهربائية المعزولة بالغاز (GIS)
تستعمل خلايا GIS تقنية الأجهزة الكهربائية المعزولة بالغاز مما يؤدي إلى تقليل حجم الأجهزة بشكل كبير. تستخدم هذه الخلايا غاز SF6 بضغط عالٍ للعزل وإطفاء القوس الكهربائي، مما يوفر مزايا مثل الحجم الصغير الوزن الخفيف وكثافة الطاقة العالية. تستخدم بشكل شائع في المناطق الحضرية ومعامل البتروكيماويات والمرافق الفضائية وغيرها من البيئات التي تتطلب مستوى عالٍ من الحماية والكفاءة المكانية.خلايا المحطة الكهربائية من نوع الفراغ
تستخدم خلايا من نوع الفراغ تقنية القطع في بيئة فراغ عالية، حيث يتم تحقيق القطع وإطفاء القوس الكهربائي في بيئة فراغ عالية. لا تحتوي هذه الخلايا على غاز عازل، مما يوفر سلامة أفضل وهي مناسبة لتطبيقات الجهد العالي (عادة حتى وما بعد 12 كيلو فولت) والظروف ذات التيار العالي.خلايا المحطة الكهربائية بدون موصلات
تشير خلايا بدون موصلات إلى تكوينات الخلية التي تستخدم روابط ألياف بصرية لإرسال البيانات والإشارات التحكم بدلاً من الموصلات المعدنية التقليدية. توفر هذه الخلايا مزايا مثل السلامة العالية والمناعة ضد الرعود والمقاومة القوية للتداخل الكهرومغناطيسي. كما أنها غير متأثرة بدرجات الحرارة المتطرفة أو البيئات المؤكسدة.
الأعلاه هي أربع أنواع شائعة من خلايا المحطة الكهربائية، ولكن قد توجد أنواع أخرى اعتمادًا على السيناريوهات التطبيقية المحددة ومتطلبات النظام.
يجب تحديد تقسيم الخلايا داخل المحطة الكهربائية بناءً على متطلبات الوظيفة للمحطة واحتياجات النظام الكهربائي. بشكل عام، يمكن النظر في تقسيم الخلايا من خلال النواحي التالية:
التقسيم الوظيفي:
يمكن تصنيف الخلايا وفقًا لأدوارها - مثل خلايا المحولات الرئيسية وخلايا الخطوط الخارجة وخلايا الوصلة وخلايا الحافلة وخلايا مكثف الوصلة وخلايا تعويض الطاقة غير الفعالة. يمكّن التقسيم الوظيفي من تخطيط ودمج الأجهزة بشكل منطقي داخل المحطة الكهربائية.التقسيم بناءً على المعلمات الكهربائية:
يمكن أيضًا تصنيف الخلايا وفقًا لمستوى الجهد - مثل الجهد العالي والمتوسط والمنخفض. يؤثر الاختلاف في المعلمات الكهربائية على السلامة والموثوقية والقدرة والاستجابة، مما يؤثر بدوره على اختيار الأجهزة وتثبيتها والتشغيل الأولي لها.اعتبارات تخطيط المساحة:
يجب أن يأخذ تقسيم الخلايا في الاعتبار الترتيب المادي وتخصيص المساحة. يجب تحديد أبعاد الخلية وتخطيطها بناءً على نوع الأجهزة والمواصفات لضمان التهوية الكافية والأمان وسهولة الصيانة.اعتبارات التشغيل والصيانة:
لراحة التشغيل والصيانة بكفاءة، يمكن تجميع الخلايا وفقًا لنوع الأجهزة والوظيفة. يجب دمج تخطيط الاتصالات والطرق الوصول للصيانة في التصميم.
باختصار، يجب أن يأخذ تقسيم خلايا المحطة الكهربائية في الاعتبار المعلمات الكهربائية، وظائف الأجهزة، تخطيط المساحة، ومتطلبات التشغيل والصيانة لتحقيق تكامل الأمثل للأجهزة وأداء فعال للمحطة الكهربائية.
