نظام التغذية الكهربائية: ما هو؟

كان الطلب على الطاقة الكهربائية قليلًا في السابق. كان بإمكان وحدة توليد كهرباء صغيرة واحدة أن تلبي الطلب المحلي. وفي الوقت الحاضر، يزداد الطلب على الطاقة الكهربائية بشكل كبير مع تطور أسلوب الحياة البشرية. لمواجهة هذا الطلب المتزايد على الحمل الكهربائي، يجب علينا إنشاء عدد كبير من محطات الطاقة الكبيرة.

لكن من الناحية الاقتصادية، ليس دائمًا ممكنًا بناء محطة طاقة بالقرب من مراكز الأحمال. نعرف مراكز الأحمال بأنها الأماكن التي يكون فيها كثافة المستهلكين أو الأحمال المتصلة عالية جدًا مقارنة ببقية أنحاء البلاد. من الأقتصادي إنشاء محطة طاقة بالقرب من مصدر الطاقة الطبيعي مثل الفحم والغازات والمياه وغيرها. ولذلك ولأسباب أخرى عديدة، غالباً ما نضطر إلى بناء محطة توليد كهرباء بعيدة عن مراكز الأحمال.

لذا يجب علينا إنشاء شبكات كهربائية لتوصيل الطاقة الكهربائية المولدة من محطة التوليد إلى المستهلكين. يتم إيصال الكهرباء المولدة في محطة التوليد إلى المستهلكين عبر أنظمة يمكن تقسيمها إلى جزأين رئيسيين هما النقل والتوزيع.

نسمي الشبكة التي من خلالها يحصل المستهلكون على الكهرباء من المصدر نظام التزويد الكهربائي. يتكون نظام التزويد الكهربائي من ثلاثة مكونات رئيسية وهي محطات التوليد، وأسلاك النقل، وأنظمة التوزيع. تنتج محطات توليد الطاقة الكهربائية عند مستوى فولت أقل نسبياً. يعتبر إنتاج الكهرباء عند مستويات فولت أقل اقتصاديًا في العديد من الجوانب.

تعمل المحولات المرفوعة الضغط المتصلة في بداية خطوط النقل على زيادة مستوى الجهد للطاقة. ثم تقوم أنظمة النقل الكهربائية بنقل هذه الطاقة الكهربائية ذات الجهد العالي إلى أقرب منطقة ممكنة لمراكز الأحمال. يعود نقل الطاقة الكهربائية عند مستويات فولت عالية بالنفع في العديد من الجوانب. تتكون خطوط النقل ذات الجهد العالي من أسلاك كهربائية فوق سطح الأرض أو تحت الأرض. تعمل المحولات المنخفضة الضغط المتصلة في نهاية خطوط النقل على خفض الجهد الكهربائي إلى القيم المنخفضة المطلوبة للتوزيع. ثم تقوم أنظمة التوزيع بتوزيع الكهرباء على مختلف المستهلكين وفقًا لمستويات الجهد المطلوبة لديهم.

عادة ما نعتمد نظام التيار المتردد لأغراض التوليد والنقل والتوزيع. نستخدم نظام النقل المباشر ذي الجهد العال جداً للنقل ذي الجهد العالي جدًا. يمكن أن تكون شبكات النقل والتوزيع فوق سطح الأرض أو تحت الأرض. بما أن النظام تحت الأرض أغلى بكثير من النظام فوق سطح الأرض، فإن الأخير هو الأفضل من الناحية الاقتصادية حيثما يكون ذلك ممكنًا. نستخدم نظام الثلاثة أطوار ذو ثلاثة أسلاك للنقل المتردد، ونظام الثلاثة أطوار ذو أربعة أسلاك للتوزيع المتردد.

يمكن تقسيم أنظمة النقل والتوزيع إلى جزأين، النقل الأساسي والنقل الثانوي، التوزيع الأساسي والتوزيع الثانوي. إنها نظرة عامة على شبكة كهربائية. يجب أن نلاحظ أن جميع أنظمة النقل والتوزيع قد لا تحتوي على هذه الأربعة مراحل من نظام التزويد الكهربائي.

وفقًا لمتطلبات النظام، قد تكون هناك العديد من الشبكات التي قد لا تحتوي على نقل ثانوي أو توزيع ثانوي، وحتى في العديد من الحالات لنظم التزويد الكهربائي المحلية، يمكن أن يكون النظام الناقل بأكمله غائبًا. في تلك الأنظمة المحلية لتزويد الكهرباء، تقوم المولدات بتوزيع الطاقة مباشرة إلى نقاط الاستهلاك المختلفة.

دعونا نناقش مثالًا عمليًا على نظام التزويد الكهربائي. هنا تنتج محطة التوليد طاقة ثلاثية الأطوار عند 11 كيلوفولت. ثم يقوم محول الرفع 11/132 كيلوفولت المرتبط بمحطة التوليد برفع هذه الطاقة إلى مستوى 132 كيلوفولت. تقوم خطوط النقل بنقل هذه الطاقة ذات 132 كيلوفولت إلى محطة تخفيض الجهد 132/33 كيلوفولت التي تتكون من محولات تخفيض الجهد 132/33 كيلوفولت، وتقع على أطراف المدينة. سنطلق على الجزء من نظام التزويد الكهربائي الذي يبدأ من محول الرفع 11/132 كيلوفولت حتى محول تخفيض الجهد 132/33 كيلوفولت اسم النقل الأساسي. النقل الأساسي هو نظام ثلاثي الأطوار ذو ثلاثة أسلاك، مما يعني وجود ثلاثة أسلاك لكل طور في كل دائرة خط.

بعد تلك النقطة في نظام التزويد، يتم نقل الطاقة الثانوية لمحول 132/33 كيلوفولت بواسطة نظام النقل ثلاثي الأطوار ذو ثلاثة أسلاك إلى محطات فرعية مختلفة 33/11 كيلوفولت موجودة في مواقع استراتيجية مختلفة بالمدينة. نشير إلى هذا الجزء من الشبكة باسم النقل الثانوي.

تقوم خطوط التغذية ثلاثية الأطوار ذات 11 كيلوفولت والتي تمر بجانب طرق المدينة بنقل الطاقة الثانوية لمحولات 33/11 كيلوفولت في محطات النقل الثانوية. تشكل هذه الخطوط التغذية الثلاثية الأطوار الجزء الأساسي من نظام التوزيع الكهربائي.

تقوم محولات 11/0.4 كيلوفولت في المناطق السكنية بتخفيض الجهد من نظام التوزيع الأساسي إلى 0.4 كيلوفولت أو 400 فولت. تسمى هذه المحولات بمحولات التوزيع وهي محولات مثبتة على الأعمدة. تنتقل الطاقة من محولات التوزيع إلى المستهلكين بواسطة نظام ثلاثي الأطوار ذو أربعة أسلاك. في نظام الثلاثة أطوار ذو أربعة أسلاك، يستخدم ثلاثة أسلاك للأطوار الثلاثة، ويتم استخدام السلك الرابع كسلك محايد للاتصالات المحايدة.

يمكن للمستهلك الحصول على التغذية إما بثلاثة أطوار أو بطور واحد حسب احتياجاته. في حالة التغذية ثلاثية الأطوار، يحصل المستهلك على 400 فولت بين الطور والطور (جهد الخط)، وفي حالة التغذية أحادية الطور، يحصل المستهلك على 400 / الجذر التربيعي لـ 3 أو 231 فولت بين الطور والمحايد في خطوط التغذية الخاصة به. خطوط التغذية هي نقطة النهاية لنظام التزويد الكهربائي. نشير إلى هذا الجزء من النظام الذي يمتد من الجانب الثانوي لمحول التوزيع إلى خطوط التغذية باسم التوزيع الثانوي. خطوط التغذية هي المحطات المثبتة في مقرات المستهلكين والتي يأخذ منها المستهلك الاتصال لاستخداماته.

بيان: احترام الأصل، المقالات الجيدة  تستحق النشر، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى الاتصال لحذف.