تصنيف المحطات الكهربائية

محطات التحويل: نظرة عامة على مراكز نقل الطاقة

تعمل محطة التحويل كحلقة وصل أساسية في عملية توصيل الطاقة، حيث تسهل نقل الطاقة الكهربائية من مصدر التوليد إلى المستخدمين النهائيين. وهي مجهزة بمكونات أساسية مختلفة، بما في ذلك المحولات والمولدات وأسلاك الطاقة، والتي تلعب جميعها أدوارًا متكاملة في ضمان نقل الطاقة بكفاءة. تتضمن الوظائف الأساسية لمحطة التحويل توليد الطاقة ونقلها وتوزيعها.

تُعرف محطات التحويل التي تولّد الطاقة الكهربائية باسم محطات التحويل المولدة. بينما تكون محطات التحويل الناقلة مسؤولة عن توجيه الطاقة عبر مسافات طويلة، فإن محطات التوزيع تركز على توصيل الطاقة للأحمال الفردية. سنتناول بالتفصيل فئات مختلفة من محطات التحويل الكهربائية أدناه.

تصنيفات محطات التحويل

يمكن تصنيف محطات التحويل بعدة طرق، بما في ذلك حسب طبيعة مهامها والخدمات التي تقدمها، مستويات الجهد التشغيلي، الأهمية، والتصميم.

تصنيف محطات التحويل حسب طبيعة المهام

محطات التحويل الرفعية أو الأولية

تقوم محطات التحويل الرفعية أو الأولية بتوليد جهود منخفضة نسبياً، عادة ما تكون في نطاق 3.3 كيلو فولت، 6.6 كيلو فولت، 11 كيلو فولت، أو 33 كيلو فولت. لتمكين نقل الطاقة بكفاءة على مسافات طويلة، يتم رفع هذه الجهود باستخدام محولات الرفع. عادة ما تكون هذه المحطات قريبة من محطات التوليد، وتعد مرحلة أولى في هرمية نقل الطاقة.

محطات التحويل الرئيسية للشبكة

تستقبل محطات التحويل الرئيسية للشبكة الجهود العالية التي تم رفعها في البداية. دورها هو خفض هذه الجهود المرفوعة الأولى إلى مستوى أكثر قابلية للإدارة. ثم تصبح إخراج محطات التحويل الرئيسية للشبكة مدخلًا لمحطات التحويل الثانوية، والتي تقوم بخفض الجهد بشكل أكبر للنقل اللاحق.

محطات التحويل الهبوطية أو محطات التوزيع

تقع محطات التحويل الهبوطية أو محطات التوزيع بالقرب من مراكز الأحمال. هنا، يتم خفض الجهد الأساسي للتوزيع لأغراض التوزيع الفرعي. ثم تقوم المحولات التوزيعية الثانوية داخل هذه المحطات بتزويد الطاقة للمستهلكين عبر خطوط الخدمة، مما يكمل عملية توصيل الطاقة على المستوى المحلي.

تصنيف محطات التحويل حسب الخدمات المقدمة

محطات التحويل المحولية

تُجهز محطات التحويل المحولية بمحولات مصممة لنقل الطاقة الكهربائية من مستوى جهد إلى آخر حسب متطلبات شبكة الطاقة. يسمح هذا المرونة بدمج أنظمة الطاقة المختلفة التي تعمل على مستويات جهد مختلفة بسلاسة.

محطات التحويل التبديلية

تم تصميم محطات التحويل التبديلية خصيصًا لتغيير حالة الخطوط الكهربائية (تشغيل وإيقاف) دون تعطيل مستويات الجهد. عادة ما تكون موجودة على طول خطوط النقل، مما يتيح إعادة توجيه تدفق الطاقة والعزل الأجزاء المعيبة وتحسين عمليات الشبكة.

محطات التحويل المحولية بين التيار المتردد والمستمر

تعد محطات التحويل المحولية بين التيار المتردد والمستمر مرافق متخصصة يمكنها تحويل الطاقة الكهربائية من التيار المتردد (AC) إلى التيار المستمر (DC) والعكس صحيح. بالإضافة إلى ذلك، قد تستخدم أيضًا لضبط تردد الطاقة الكهربائية، مثل تحويل الترددات العالية إلى أدنى ترددات والعكس، لتلبية الاحتياجات التشغيلية المحددة.

تصنيف محطات التحويل حسب مستويات الجهد التشغيلي

محطات التحويل ذات الجهد العالي (محطات التحويل HV)

تعمل محطات التحويل ذات الجهد العالي ضمن نطاق جهد يتراوح بين 11 كيلو فولت إلى 66 كيلو فولت. تعتبر هذه المحطات أساسية لتوزيع الطاقة داخل المناطق المحلية وربط أجزاء مختلفة من شبكة الطاقة المتوسطة الجهد.

محطات التحويل ذات الجهد العالي جداً

تتعامل محطات التحويل ذات الجهد العالي جداً مع جهود تتراوح بين 132 كيلو فولت إلى 400 كيلو فولت. تلعب دورًا حاسمًا في نقل كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية على مسافات طويلة، ربط المصادر الرئيسية لتوليد الطاقة بشبكات المنطقة.

محطات التحويل ذات الجهد فوق العالي

تعمل محطات التحويل ذات الجهد فوق العالي عند جهود تتجاوز 400 كيلو فولت. تستخدم هذه المحطات ذات السعة العالية لنقل الطاقة الضخمة على مسافات شديدة الطول، غالبًا عبر مناطق جغرافية واسعة أو بين شبكات الطاقة المختلفة.

تصنيف محطات التحويل حسب الأهمية

محطات التحويل الشبكية

تتحمل محطات التحويل الشبكية مسؤولية نقل كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية من مكان إلى آخر. بسبب دورها الحاسم في شبكة الطاقة، يمكن أن يكون لأي عطل أو اضطراب في محطة التحويل الشبكية تأثير كبير على استمرارية تزويد الطاقة عبر الشبكة بأكملها.

محطات التحويل البلدية

تتكفل محطات التحويل البلدية بتخفيض الجهود، عادة من 33 كيلو فولت إلى 11 كيلو فولت، لتيسير توزيع الطاقة داخل المناطق الحضرية. يمكن أن يؤدي عطل في محطة التحويل البلدية إلى انقطاع كامل للطاقة في المدينة بأكملها، مما يبرز أهميتها في توصيل الطاقة المحلية.

تصنيف محطات التحويل حسب التصميم

محطات التحويل الداخلية

في محطات التحويل الداخلية، يتم تثبيت جميع الأجهزة الكهربائية داخل هيكل مغلق. غالبًا ما تُستخدم هذه المحطات لمستويات الجهد حتى 11 كيلو فولت. ومع ذلك، في البيئات التي تكون فيها الهواء المحيط ملوثًا بالغبار أو الأبخرة أو الغازات الضارة، يمكن تمديد قدرتها على الجهد إلى 33 كيلو فولت أو 66 كيلو فولت لحماية المعدات من الظروف البيئية الضارة.

محطات التحويل الخارجية

يمكن تقسيم محطات التحويل الخارجية إلى فئتين رئيسيتين:

محطات التحويل المثبتة على الأعمدة: تُستخدم محطات التحويل المثبتة على الأعمدة بشكل أساسي لتوزيع الطاقة المحلية. يعتمد استخدام الأعمدة الواحدة أو الأعمدة المتعددة (H-أعمدة أو أعمدة رباعية) مع المنصات المناسبة على قدرة المحولات. يمكن استيعاب محولات بقدرة تصل إلى 25 كيلو فولت أمبير، 125 كيلو فولت أمبير، وأكثر من 125 كيلو فولت أمبير على هذه الهياكل.

محطات التحويل المثبتة على الأساسات: صُممت محطات التحويل المثبتة على الأساسات لتثبيت المحولات ذات تصنيفات الجهد الأعلى، عادة 33000 فولت وما فوق. توفر هذه المحطات أساسًا ثابتًا وقويًا لدعم المعدات الثقيلة والكبيرة المطلوبة لعمليات الطاقة عالية الجهد.