التحكم بالمحولات الكهربائية

0
476
التحكم بالمحولات الكهربائية
التحكم بالمحولات الكهربائية

التحكم بالمحولات الكهربائية

التحكم بالمحولات الكهربائية

 

يتناول المقال منظومات نقل القوى الكهربائية والتوزيع ومحولات التوزيع والتنظيم للتحكم في مقدار الجهد وفي زاوية طور الجهد 

م. استشاري. شاكر عبد العزيز جاد

تعتبر منظومات القوى الكهربائية من أهم علامات التطور الصناعي والتكنولوجي في البلدان والمجتمعات المختلفة، وقد دعت الحاجة إلى التحكم ومتابعة تشغيل هذه المنظومات نظراً لكبر حجمها وإزدياد التعقيد في تركيبها، كما إختلفت الطرق والإستراتيجيات المستخدمة في التحكم بدءاً  من التحكم التناظري البسيط إلى التحكم الرقمي من بعد.

وتعتبر المحولات من الأجهزة الإضافية المستخدمة للتحكم في القدرة الفعالة وغير الفعالة في منظومات القوى الكهربائية إضافة إلى استخدام بعض المحولات للحصول على ضبط وتنظيم قيمة الجهد في حدود معينة وأخرى لترحيل وتنظيم زواية الطور لجهد الخط حيث تعتبر مثل هذه المحولات من أهم عناصر التحكم في منظومات القوى الكهربائية.

وللتعرف على كيفية استخدام المحولات كأجهزة تحكم يلزم أولاً التعرف السريع على مكونات وعناصر منظومات القوى الكهربائية بالإضافة إلى إلقاء نظرة عامة على المحولات وأنواعها.

 

عناصر منظومات القوى الكهربائية

Elements of Electrical Power Systems

تتكون منظومات القوى الكهربائية الحديثة ذات التيار المتردد من العناصر التالية:

  • محطات توليد القدرة الكهربائي Electric Power Generation stations
  • محطات محولات الرفع Step-up Transformer Substationsخطوط نقل القدرة الكهربائية Traansmissions Lines
  • محطات محولات الخفض Step-down Transformer Substations
  • خطوط وشبكات التوزيع Distributio Networks

ويمكن تقسيم هذه العناصر إلى ثلاث مجموعات رئيسية هي:

  • مجموعة محطات التوليد Generati stations
  • مجموعة نظم وخطوط النقل Transmissio lines
  • مجموعة شبكات ونظم التوزيع networks Distribution

حيث يتم توليد القدرة الكهربائية عند وجود جهود مستويات التوليد (K.V 23, K.V 20, K.V 13.8, K.V 11, and K.V 6.6)

ثم ترفع إلى جهود عالية أو فائقة بواسطة محولات رفع لتصل إلى مستويات الجهود على النقل والتي تتراوح بين K.V 380, K.V 220, K.V 132, K.V 66 and K.V 400

ثم تنتقل عبر هذه الخطوط إلى مسافات طويلة، وفي المرحلة الأخيرة تغذي الأحمال الكهربائية بأنواعها الصناعية والتجارية والسكنية من خلال الخفض المتدرج لهذه الجهود العالية بواسطة محولات خفض لتصل إلى مستويات التوزيع الإبتدائي (K.V 33, K.V 20, K.V 13.8, and K.V 6.6) أو مستويات التوزيع الثانوي Volts or 220/ 380) (Volts 110/ 220

 

 

محطات توليد القوى الكهربائية

Electric Power Stations

يتم توليد الطاقة الكهربائية بطرق مختلفة ومتعددة منها الطرق التقليدية والطرق الجديدة والمتجددة، نذكر منها ما يلي:

محطات التوليد الحرارية :Thermal Power Stations  والتي يستخدم فيها الوقود الصلب أو السائل أو الغازي في إدارة التوربينات الميكانيكية وتشمل محطات التوليد البخارية Steam Power Stations,  محطات التوليد الغازية Gas turbine Power Stations, محطات الديزل Diesel generators وتتميز محطات القوى الحرارية بانخفاض التكاليف الابتدائية وصغر المساحة والوفر في الأساسيات الارضية كما أنها تخلو نسبياً من مشاكل تغيير الاحمال.

محطات التوليد الهيدروليكية Hydraulic Power Stations: والتي تستخدم فيها طاقة الوضع المختزنة في المياه المتواجدة خلف شلال طبيعي أو سد اصطناعي في إدارة توربينات مائية تقوم بدورها بإدارة مولدات كهربائية كبيرة، وتعتبر تكاليف إنشاء المحطات الهيدروليكية عالية غلا أن تكاليف تشغيلها منخفضة بعكس المحطات الحرارية.

محطات التوليد النووية  :Nuclear Power Stations حدث تقدم كبير في مجال الهندسة النووية أدى إلى استخدام الطاقة النووية على مستوى واسع في توليد القوى الكهربائية وخاصة في الدول ذات الإنتاج الفقير من البترول، إلا أن مثل هذه المحطات تستلزم وجود ضمانات وقائية عالية جداً.

محطات التوليد الهوائية :Wind energy Power Stations حيث تستخدم طاقة الرياح في إدارة توربينات هوائية تقوم بدورها بإدارة المولدات الكهربائية، وتستخدم هذه المحطات على نطاق ضيق في نظم القوى الكهربائية.

المحطات الشمسية :Solar energy Power Stations  حيث تستخدم الخلايا الشمسية في توليد الطاقة الكهربائية، إلا أن تكلفة إنشاء هذه الخلايا حتى الآن تعتبر مرتفعة نسبياً وغير اقتصادية.

NO COMMENTS