نظام الطاقة الكهربائية: ما هو؟ (أساسيات نظام الطاقة)
ما هو نظام الطاقة؟
يُعرَّف نظام الطاقة الكهربائي بأنه شبكة من المكونات الكهربائية تستخدم لتزويد ونقل واستهلاك الطاقة الكهربائية. يتم التزويد عبر نوع من التوليد (مثل محطة توليد الكهرباء)، ويتم النقل عبر نظام للنقل (عبر خط نقل) ونظام للتوزيع، والاستهلاك يمكن أن يكون عبر التطبيقات السكنية مثل تشغيل الأنوار أو التكييف في منزلك، أو عبر التطبيقات الصناعية مثل تشغيل المحركات الكبيرة.
مثال على نظام الطاقة هو الشبكة الكهربائية التي توفر الطاقة للمنازل والصناعة في منطقة ممتدة. يمكن تقسيم الشبكة الكهربائية بشكل عام إلى المولدات التي تزود بالطاقة، والنظام الناقل الذي يحمل الطاقة من مراكز التوليد إلى مراكز الأحمال، والنظام التوزيعي الذي يغذي الطاقة إلى المنازل والصناعات القريبة.
يمكن أيضًا العثور على أنظمة طاقة أصغر في الصناعة والمستشفيات والمباني التجارية والمنازل. تعتمد معظم هذه الأنظمة على الطاقة الكهربائية ثلاثية الأطوار - وهي المعيار لنقل وتوزيع الطاقة الكهربائية على نطاق واسع في العالم الحديث.
توجد أنظمة طاقة متخصصة لا تعتمد دائمًا على الطاقة الكهربائية ثلاثية الأطوار في الطائرات وأنظمة القطارات الكهربائية والسفن السياحية والغواصات والسيارات.
تنتج محطات التوليد الطاقة الكهربائية بمستوى جهد منخفض. نحافظ على مستوى الجهد المنخفض لأن له بعض المزايا المحددة. يخلق التوليد بمستوى جهد منخفض ضغوطًا أقل على ذراع البديل. لذا، عند التوليد بمستوى جهد منخفض، يمكننا بناء بديل أصغر بأمان عازل أرق وأخف.
من وجهة النظر الهندسية والتصميمية، البديل الأصغر أكثر عملية. لا يمكننا نقل هذه الطاقة ذات الجهد المنخفض إلى مراكز الأحمال.
يسبب النقل بجهد منخفض خسائر نحاسية أكبر، وتنظيم جهد ضعيف، وتكاليف تركيب أعلى لنظام النقل. لتجنب هذه الصعوبات الثلاث، يجب علينا رفع الجهد إلى مستوى جهد عالٍ محدد.
لا يمكننا رفع جهد النظام فوق مستوى معين لأنه بعد حد معين من الجهد، تتضاعف تكاليف العزل بشكل كبير، كما ترتفع تكاليف هياكل دعم الخطوط بشكل حاد للحفاظ على فصل الأرض الكافي.
يعتمد جهد النقل على كمية الطاقة المراد نقلها. يعتبر الحمل المقاوم للاندفاع أحد المعلمات التي تحدد مستوى الجهد لنظام نقل كمية معينة من الطاقة.
لرفع جهد النظام، نستخدم محولات رفع الجهد وحمايتها وترتيباتها التشغيلية المرتبطة في محطة التوليد. نسمى هذا الفرع المحطة الفرعية للتوليد. في نهاية خط النقل، يجب علينا خفض جهد النقل إلى مستوى أقل لأغراض النقل الثانوي أو التوزيع.
هنا نستخدم محولات خفض الجهد وحمايتها وترتيباتها التشغيلية. هذا هو الفرع المحطة الفرعية للنقل. بعد النقل الرئيسي، تمر الطاقة الكهربائية عبر النقل الثانوي أو التوزيع الرئيسي. بعد النقل الثانوي أو التوزيع الرئيسي، نخفض الجهد مرة أخرى إلى مستوى جهد منخفض مرغوب لتوزيعه في أماكن المستهلكين.
كان هذا هيكل نظام الطاقة الكهربائي. رغم ذلك، لم نذكر تفاصيل كل معدات تستخدم في نظام الطاقة الكهربائي. بالإضافة إلى ثلاثة مكونات رئيسية هي البديل، والمحول، وخط النقل، هناك عدد من المعدات المرتبطة.
بعض هذه المعدات هي قاطع الدائرة، ومثبط الصواعق، والعازل، والمحول الحالي، والمحول الجهد، والمحول الجهد الكاباسيتي، والفخ الموجي، والمجموعة الكاباسيتي، ونظام التحويل، وترتيبات التحكم، وترتيبات التأريض للخط وهياكل المحطة الفرعية وغيرها.
لماذا نحتاج إلى نظام طاقة كهربائي؟
من الناحية الاقتصادية، نقوم دائمًا ببناء محطة توليد حيث تكون الموارد متاحة بسهولة. يستهلك المستهلكون الطاقة الكهربائية، ولكن قد يقيمون في مواقع لا تتوفر فيها الموارد لإنتاج الكهرباء.
ليس فقط ذلك، بل هناك أحيانًا العديد من القيود الأخرى التي تمنعنا من بناء محطة توليد قريبة من المناطق السكنية الكثيفة أو مراكز الأحمال.
لذا بدلاً من ذلك، نستخدم مصدر توليد خارجي ثم ننقل هذه الطاقة المولدة إلى مراكز الأحمال عبر خط نقل طويل ونظام توزيع.
نسمي الترتيب الكامل من محطات التوليد حتى المستهلكين لتوصيل الكهرباء بكفاءة وموثوقية باسم نظام الطاقة الكهربائي.
بيان: احترم الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل للحذف.
