ما هي الاختلافات بين محطات التحويل ومحطات التبديل وغرف التوزيع
ما هي الفروق بين محطات التحويل والمحطات التبديلية وغرف التوزيع؟
تعتبر محطة التحويل منشأة كهربائية في نظام الطاقة الكهربائية تقوم بتحويل مستويات الجهد، وتلقي وتوزيع الطاقة الكهربائية، وتحكم في اتجاه تدفق الطاقة، وتعديل الجهد. تربط شبكات الطاقة ذات المستويات المختلفة من الجهد عبر محولات الجهد. في بعض التطبيقات المحددة - مثل الكابلات الكهربائية تحت البحر أو نقل الطاقة على مسافات طويلة - يستخدم بعض الأنظمة نقل التيار المباشر عالي الجهد (HVDC). يتجاوز النقل بالتيار المباشر عالي الجهد الخسائر بسبب التفاعل السعوي المتأصل في نقل التيار المتردد ويقدم فوائد توفير الطاقة.
تقوم محطات التحويل بشكل أساسي بتخفيض الجهد العالي إلى جهد متوسط أو تخفيض الجهد العالي إلى مستوى أقل قليلاً من الجهد العالي. تشغل هذه المحطات مساحات كبيرة نسبياً، وتختلف متطلبات الأرض حسب مستوى الجهد والقدرة. ولذلك، يشير البعض إليها باسم "محطات التحويل".
الوظيفة:
تعمل محطة التحويل كمنشأة وسيطة بين محطات توليد الكهرباء والمستخدمين النهائيين. بما أن محطات توليد الكهرباء غالباً ما تكون بعيدة عن المدن والمصانع، وأن الجهد الذي يتم إنتاجه بواسطة محطات توليد الكهرباء يكون منخفضاً نسبياً، فإن التيار العالي الناتج سيسبب خسائر حرارية كبيرة في خطوط النقل وفقًا لقانون جول. هذا قد يؤدي إلى تلف الخطوط، وتحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة يعتبر عدم فعالية كبير. لذلك، تستخدم محطات التحويل لزيادة الجهد من محطات توليد الكهرباء للنقل بكفاءة على مسافات طويلة إلى المناطق الحضرية والصناعية. عند الوصول، تقوم محطات التحويل المحلية بتخفيض الجهد إلى المستويات المطلوبة والتي يتم توزيعها عبر شبكات التوزيع لتوفير الجهد القياسي 220 فولت للاستخدام اليومي.
الموقع:
من الناحية الاقتصادية، يجب أن تكون محطات التحويل قريبة من مراكز الأحمال. من الناحية التشغيلية، يجب ألا تعيق الأنشطة الإنتاجية أو النقل الداخلي داخل المنشأة، وأن يكون الوصول لتسليم المعدات سهل. لأسباب السلامة، يجب أن تتجنب محطات التحويل المناطق القابلة للاشتعال أو الانفجار. عموماً، يجب وضع محطات التحويل على الجانب العلوي للموقع، بعيداً عن المناطق التي تميل إلى تراكم الغبار والألياف، ولا يجب وضعها في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية. يجب أن تأخذ عملية تحديد موقع محطات التحويل والبناء في الاعتبار مكافحة الحرائق، ومقاومة التآكل، ومكافحة التلوث، والحماية من المياه، والحماية من الأمطار والثلوج، والمقاومة الزلزالية، ومنع دخول الحيوانات الصغيرة.
محطة التوزيع الفرعية
التعرّف:
تعتبر محطة التوزيع الفرعية أيضاً منشأة لتغيير مستويات الجهد. إنها مكان في نظام الطاقة حيث يتم تحويل الجهد والتيار، وتجميعهما وتوزيعهما. لضمان جودة الطاقة وأمان المعدات، يتم تنظيم الجهد، وضبط التيار، وحماية خطوط النقل والتوزيع والمعدات الكهربائية الرئيسية هنا. يمكن تصنيف محطات التحويل حسب الاستخدام إلى محطات توزيع الطاقة ومحطات الجذب (مستخدمة للسكك الحديدية الكهربائية والترام). وفقاً للمعايير الوطنية الصينية GB50053-94 "مدونة تصميم محطات التحويل بجهد 10 كيلوفولت وما دون"، يتم تعريف محطة التحويل بأنها "منشأة يتم فيها خفض الجهد الكهربائي المتردد بجهد 10 كيلوفولت أو أقل بواسطة محول طاقة لتزويد الأحمال الكهربائية". أي منشأة تتوافق مع هذا التعريف تعتبر محطة تحويل.
الوظيفة:
دور محطة التحويل هو استقبال الكهرباء من محطات توليد الكهرباء، عادةً بجهد لا يزيد عن 1-2 كيلوفولت. النقل المباشر على مسافات طويلة بجهد منخفض جداً سيؤدي إلى تيار مرتفع للغاية في الخطوط، مما يسبب خسائر طاقة كبيرة وكفاءة نقل منخفضة. لذلك، يتم استخدام المحولات لرفع الجهد إلى عشرات وحتى مئات الكيلوفولت (حسب المسافة والطلب على الطاقة) لتقليل التيار في الخط. للتواصل بين خطوط الطاقة المختلفة المسافات والسعة في شبكة موحدة وتحسين موثوقية النظام ككل، تحتاج عدة محطات تحويل لتكييف وربط مستويات الجهد المختلفة. وبالمثل، بعد وصول الطاقة ذات الجهد العالي إلى وجهتها، يجب خفض الجهد إلى مستويات مثل 10.5 كيلوفولت، 6.3 كيلوفولت، أو 400 فولت (أي 380/220 فولت) لتلبية احتياجات المستخدمين المختلفة. وبالتالي، تتطلب العملية العملية العديد من محطات التحويل. عادة، تشير محطة التحويل الرئيسية إلى محطة التحويل الأولية، مع محطات التحويل الثانوية في الأسفل. تقوم محطة التحويل الرئيسية بفتح وإغلاق الدائرة وتوزيع الجهد العالي ولكنها لا تقوم بنفسها بتحويل الجهد.
غرفة التوزيع (أو غرفة التجهيزات الكهربائية)
التعرّف:
تُعرف غرفة التوزيع أيضًا باسم غرفة التوزيع الفرعية. وفقًا للمعايير الوطنية، تُعرف غرفة التوزيع بأنها "منشأة تحتوي فقط على معدات التحكم الكهربائية عالية الجهد لفتح وإغلاق الدوائر وتوزيع الطاقة الكهربائية، بدون محول طاقة رئيسي على الشبكة". تعمل غرف التوزيع على مستويات جهد أقل من 35 كيلوفولت وتضم معدات مثل مفاتيح الدوائر، والمعدات الكهربائية، والموثوق، والأجهزة المرتبطة بالحماية والقياس. ببساطة، هي مبنى يحتوي على خزانات التجهيزات الكهربائية عالية الجهد، والألواح الواردة والمخرجة وغيرها - وهذا يشكل غرفة توزيع (أو غرفة). قد تشمل المنشآت الأكبر عدة خزانات تجهيزات كهربائية عالية الجهد ومنخفضة الجهد لأداء التحويل والتوزيع.
غالبًا ما يشير مصطلح "محطة التحويل" و"غرفة التوزيع" إلى غرف التحويل والتوزيع في المجمعات السكنية أو المباني التجارية. تعتبر غرفة التوزيع مكونًا حيويًا لنظام تزويد الطاقة في المبنى. يتم تقديم الرصد التشغيلي على مدار الساعة بواسطة كهربائيين متخصصين. يحظر على الأشخاص غير المصرح لهم الدخول دون موافقة مدير إدارة الممتلكات أو رئيس القسم. يجب أن يكون المشغلون مؤهلين، ملمين بالمعدات، والإجراءات التشغيلية، والبروتوكولات الأمنية. يجب عليهم مراقبة القراءات من أجهزة قياس الجهد، وأجهزة قياس التيار، وأجهزة قياس عامل الطاقة، ولا يجب السماح لمفاتيح الدوائر الهوائية بالعمل تحت ظروف الحمل الزائد. يجب الحفاظ على نظافة الأرضيات وأسطح المعدات في غرفة التوزيع في جميع الأوقات. يتم تنفيذ العمليات التبديلية بواسطة الموظفين أثناء العمل بحضور مشرف؛ لا يمكن لأي شخصين القيام بعمليات التبديل في نفس الوقت لتجنب الأخطاء.
محطة التبديل (أو محطة التجهيزات الكهربائية)
التعريف:
تعني المحطة التحويلية محطة توزيع فرعية لا تقوم بتحويل الجهد ولكنها تستخدم معدات التبديل لفتح أو إغلاق الدوائر الكهربائية. وهي منشأة كهربائية تقع في المستوى أدناه للمحطة الفرعية في النظام الكهربائي، وتقوم بتوزيع الكهرباء ذات الجهد العالي على واحد أو عدة مستهلكين للطاقة حولها. خاصيتها الرئيسية هي أن جهد الخطوط الواردة والصادرة متطابق. بينما قد تقوم المحطات الإقليمية أيضاً بوظائف التبديل، يجب أن يُلاحظ بوضوح أن المحطة التحويلية تختلف عن المحطة الفرعية.
يُعرف أيضًا بأنها منشأة لتزويد وتوزيع الطاقة المستخدمة لتلقي وتوزيع الكهرباء. في شبكات نقل الجهد العالي، يُطلق عليها عادة اسم "محطة التحويل" أو "ساحة التحويل". وفي شبكات توزيع الجهد المتوسط، تُستخدم المحطات التحويلية عادة لتلقي وتوزيع الطاقة بجهد 10 كيلوفولت. عادة ما تحتوي هذه المحطات على خطين وارد ومجموعة من الخطوط الصادرة (عادة ما تكون من 4 إلى 6). بناءً على المتطلبات الخاصة، قد يتم تركيب قواطع دوائر أو مفاتيح فصل الحمل على الخطوط الواردة والصادرة. المعدات عادة ما تكون معدات تحويل مغلقة بالكامل مصنوعة من المعدن مصممة للعمل في الهواء الطلق بمستويات جهد تصل إلى 10 كيلوفولت. تتراوح قدرة التحويل النموذجية لهذه المحطات حوالي 8000 كيلوواط وتزود الطاقة ذات الجهد المتوسط بغرف التحويل أو التوزيع المحلية داخل منطقة أو منطقة معينة.
الوظيفة:
تقسيم خط التغذية لتحديد نطاق الأعطال، مما يحسن موثوقية ومرنة تزويد الطاقة؛
تخفيض تعقيد المحطات الفرعية؛
لا يقوم بتغيير مستويات الجهد ولكنه يزيد عدد دوائر التغذية - وظيفياً مكافئ لمحطة التوزيع الفرعية.
الموقع:
توجد المحطات التحويلية عادة بالقرب من محطات السكك الحديدية، ساحات الشحن، مرائب القطارات الكهربائية، المحطات المركزية، أو مواقع أخرى ذات حمل مركزي كبير.
