نظام الطاقة الكهربائية: ما هو؟ (أساسيات نظام الطاقة)
ما هو نظام الطاقة؟
يُعرَف نظام الطاقة الكهربائي بأنه شبكة من المكونات الكهربائية المستخدمة لتزويد ونقل واستهلاك الطاقة الكهربائية. يتم التزويد عن طريق نوع من التوليد (مثل محطة توليد الكهرباء)، والنقل يتم عبر خطوط نقل (عبر خطوط النقل) ونظام التوزيع، والاستهلاك يمكن أن يكون من خلال 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 ينقل الطاقة من مراكز التوليد إلى مراكز الحمل، ونظام التوزيع الذي يغذي الطاقة إلى المنازل والصناعات القريبة.
تجد أيضًا أنظمة طاقة أصغر في الصناعة والمستشفيات والمباني التجارية والمنازل. تعتمد معظم هذه الأنظمة على الطاقة الكهربائية ثلاثية الأطوار - وهي المعيار لنقل وتوزيع الطاقة الكبيرة في العالم الحديث.
توجد أنظمة طاقة متخصصة لا تعتمد دائمًا على الطاقة الكهربائية ثلاثية الأطوار في الطائرات والأنظمة الحديدية الكهربائية والسفن السياحية والغواصات والسيارات.
تنتج محطات التوليد الطاقة الكهربائية عند مستوى جهد منخفض. نحافظ على جهد التوليد عند مستوى منخفض لأنه له بعض المزايا المحددة. إنتاج الجهد المنخفض يخلق ضغوطًا أقل على ذراع البديل. لذا فإن إنتاج الجهد المنخفض يمكننا من بناء بديل أصغر بأمانات أرق وأخف وزنًا.
من وجهة النظر الهندسية والتصميمية، تعتبر البديلين الأصغر أكثر عملية. لا يمكننا نقل هذا الجهد المنخفض إلى مراكز الحمل.
نقل الجهد المنخفض يتسبب في خسائر النحاس أكثر، وتنظيم الجهد السيء، وتكلفة تركيب النظام الناقل أعلى. لتجنب هذه الصعوبات الثلاثة، يجب علينا رفع الجهد إلى مستوى عالٍ محدد.
لا يمكننا رفع جهد النظام فوق مستوى معين لأن تكلفة العزل تزداد بشكل كبير بعد حد معين، وكذلك تكلفة دعم الهياكل الخرسانية للأرض تزداد بشكل حاد.
يعتمد جهد النقل على كمية الطاقة المراد نقلها. يعتبر تحميل المعاوقة الفائضة معلمة أخرى تحدد مستوى الجهد لنظام نقل كمية معينة من الطاقة.
لرفع جهد النظام، نستخدم محولات الرفع وحماياتها وترتيباتها التشغيلية في محطة التوليد. نسمي هذا محطة توليد فرعية. في نهاية خط النقل، يجب علينا خفض جهد النقل إلى مستوى أقل لأغراض النقل الثانوي والتوزيع.
هنا نستخدم محولات خفض الجهد وحماياتها وترتيباتها التشغيلية. هذا هو محطة النقل الفرعية. بعد النقل الأساسي، تمر الطاقة الكهربائية عبر النقل الثانوي أو التوزيع الأساسي. بعد النقل الثانوي أو التوزيع الأساسي، نخفض الجهد مرة أخرى إلى مستوى منخفض مطلوب لتوزيعه في أماكن المستهلكين.
كان هذا هي البنية الأساسية لنظام الطاقة الكهربائية. رغم أننا لم نذكر تفاصيل كل قطعة معدات مستخدمة في نظام الطاقة الكهربائي. بالإضافة إلى المكونات الرئيسية الثلاثة البديل، المحول، وخط النقل هناك العديد من المعدات المرتبطة.
بعض هذه المعدات هي الفصل الكهربائي، مانع البرق، المفصل الكهربائي، محول التيار، محول الجهد، محول الجهد الكاباسيتي، شاشة الأمواج، بنك المكثفات، نظام التحويل، الترتيبات التحكمية، الترتيب الأرضي للخط ومعدات المحطة الفرعية، وغيرها.
لماذا نحتاج إلى نظام طاقة كهربائية؟
من الناحية الاقتصادية، نقوم دائمًا ببناء محطة توليد حيث تكون الموارد متاحة. يستهلك المستهلكون الطاقة الكهربائية، ولكنهم 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 بالقرب من المناطق الكثيفة للمستهلكين أو مراكز الحمل.
لذا بدلاً من ذلك، نستخدم مصدر توليد خارجي ثم نقوم بنقل الطاقة المولدة إلى مراكز الحمل عبر خط نقل طويل ونظام توزيع.
نطلق على الترتيب الكامل من محطات التوليد إلى المستهلكين لتوصيل الكهرباء بكفاءة ومعتمدة اسم نظام الطاقة الكهربائية.
بيان: احترام الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل لحذفه.
