Substation Transformers
محولات المحطات الفرعية هي مكونات كهربائية عالية التحمل مصممة لتغيير مستويات الجهد داخل شبكة الطاقة، مما يتيح نقلًا فعالًا لمسافات طويلة وتوزيعًا محليًا آمنًا. تُصنف عادةً حسب وظيفتها، مثل النقل (من جهد عالٍ إلى متوسط) أو التوزيع (من جهد متوسط إلى منخفض)، وهي مصممة بتصاميم متينة لتحمل الأحمال الكهربائية العالية والظروف البيئية القاسية.
الأنواع الرئيسية لمحولات المحطات الفرعية
محولات الطاقة: تُستخدم في مستويات نقل الجهد العالي (عادةً من 66 كيلوفولت إلى 765 كيلوفولت) لرفع الجهد لنقل الطاقة لمسافات طويلة أو خفضه للتوزيع الإقليمي.
محولات التوزيع: توضع بالقرب من المستخدمين النهائيين لتحويل جهود التوزيع المتوسطة إلى جهود منخفضة قياسية للمنازل والشركات.
محولات القياس: وحدات متخصصة، تشمل محولات التيار (CT) ومحولات الجهد (VT)، تُستخدم لقياس ومراقبة معايير الشبكة بدلاً من تغيير مستويات الطاقة الرئيسية.
محولات القياس محولات متخصصة: تشمل محولات التقويم لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر (شائعة في أنظمة نقل التيار المستمر عالي الجهد) ومحولات تغيير الطور للتحكم في زوايا تدفق الطاقة في الشبكات المعقدة.
ميزات التصميم والتبريد الرئيسية:
وسط العزل: معظم الوحدات مغمورة بالزيت، باستخدام زيت معدني أو زيت إستر قابل للتحلل الحيوي (مثل FR3) لتبريد وعزل فائقين. تستخدم الوحدات الجافة الهواء أو الراتنج، وهي مفضلة للأماكن الداخلية أو المعرضة للحريق.
طرق التبريد:
ONAN/ONAF: دوران الزيت الطبيعي مع الهواء الطبيعي (ONAN) أو الهواء القسري من المراوح (ONAF).
OFAF/ODAF: استخدام مضخات لدفع أو توجيه تدفق الزيت لتحقيق أقصى قدر من تبديد الحرارة في الوحدات عالية السعة.
البطانات: تعمل كقنوات معزولة لخطوط الجهد العالي. يمكن تركيبها في الأعلى لتوفير مساحة كهربائية كافية، أو على الجانب للتوصيل بمفاتيح التبديل عبر غرف طرفية هوائية.
أجهزة المراقبة: ضرورية للموثوقية، وتتميز بمقاييس لمستوى الزيت ودرجة حرارة الملفات ومرحلات الضغط المفاجئ للكشف عن الأعطال الداخلية.
Automatic Transfer Switch (ATS)
مفتاح التحويل التلقائي (ATS) هو جهاز ذكي لإدارة الطاقة يقوم بتحويل الحمل تلقائيًا بين مصدر الطاقة الرئيسي (شبكة الكهرباء) ومصدر الطاقة الاحتياطي (المولد/العاكس) أثناء انقطاع التيار الكهربائي. ويضمن هذا المفتاح استمرارية الطاقة بشكل شبه دائم وآمن من خلال اكتشاف الأعطال، وتشغيل المولد، وتحويل الطاقة في غضون ثوانٍ.
الجوانب الرئيسية لمفاتيح التحويل التلقائي
الغرض: يضمن استمرار إمداد الطاقة للمعدات الحيوية (المستشفيات، مراكز البيانات، المنازل) من خلال إدارة عملية التحويل بين مصادر الطاقة.
التشغيل: يراقب الجهد والتردد. في حال انقطاع التيار الكهربائي عن الشبكة الرئيسية، يقوم نظام التحويل التلقائي (ATS) بفصلها وتوصيل مصدر الطاقة الاحتياطي. وعند عودة التيار الكهربائي، يعود النظام إلى وضعه الأصلي.
السلامة: تمنع أنظمة التحويل التلقائي (ATS) ظاهرة “التغذية العكسية” من خلال ضمان عدم توصيل المصدرين الأساسي والاحتياطي في الوقت نفسه.
المكونات: تتضمن وحدة تحكم (عادةً ما تكون قائمة على معالج دقيق) وآلية تحويل، غالباً ما تكون متوافقة مع معيار IEC 60947-6-1.
الأنواع: متوفرة لتطبيقات متنوعة، بدءاً من مولدات الطاقة الاحتياطية المنزلية (مثل مولدات كولر) وصولاً إلى لوحات التوزيع الصناعية عالية التيار، بما في ذلك، على سبيل المثال، منتجات من شنايدر إلكتريك وجيا لتوريد المعدات الكهربائية.
المزايا الرئيسية
الأتمتة: تلغي الحاجة إلى التشغيل اليدوي أثناء انقطاع التيار الكهربائي.
الموثوقية: توفر تحويلًا فوريًا وموثوقًا وآمنًا، غالبًا في أقل من ثانية واحدة.
الحماية: تحمي المعدات الحساسة من خلال التحقق من استقرار مصدر الطاقة الثانوي قبل التحويل، على سبيل المثال، مصدر المولد.
Ring Main Uniat (RMU)
وحدة التغذية الحلقية (RMU) هي عبارة عن لوحة توزيع كهربائية مدمجة، مُجمّعة مسبقًا في المصنع، ومُغلّفة بهيكل معدني، تُستخدم في شبكات التوزيع ذات الجهد المتوسط (عادةً من 12 إلى 36 كيلوفولت) لتعزيز موثوقية الشبكة. تعمل هذه الوحدة كعقدة في شبكة حلقية، مما يسمح بتزويد الطاقة من اتجاهين، وبالتالي ضمان استمرارية التيار في حال تعطل أحد الكابلات. تُستخدم هذه الوحدات عادةً لحماية المحولات، وغالبًا ما تكون معزولة بغاز سادس فلوريد الكبريت (SF6).
الميزات الرئيسية
البنية: تتكون من مفاتيح وقواطع دوائر (أو صمامات) داخل خزانة صغيرة الحجم، غالبًا ما تكون محكمة الإغلاق.
التطبيقات: مثالية لتوزيع الطاقة الثانوي الداخلي/الخارجي، والمحطات الفرعية، والمناطق الصناعية.
الحماية: توفر مستوى عالٍ من الأمان وتسمح بسهولة الصيانة.
ظروف التشغيل: مصممة لتحمل جهدًا عاليًا (حتى) وتيارًا عاليًا، عادةً في حدود 630 أمبير، مع قدرات محددة لتحمل قصر الدائرة
التقنية الذكية: تتضمن وحدات RMU الحديثة (مثل وحدة Smart RMU من شنايدر إلكتريك) مستشعرات للمراقبة في الوقت الفعلي واكتشاف الأعطال.
الأنواع الشائعة
معزولة بالغاز: الأكثر استخدامًا، آمنة للبيئات القاسية بفضل غاز SF6، وفقًا لـ Chint Global و alfanar.
معزولة بالزيت: نوع أقدم وأقل شيوعًا.
المزايا الأساسية
الموثوقية: تُمكّن من تحديد الأعطال بسرعة دون انقطاع الشبكة بالكامل.
الحجم الصغير: مساحة أصغر بكثير من المحطات الفرعية التقليدية.
صيانة منخفضة: تصميم محكم الإغلاق يحمي من العوامل البيئية.
Electrical Switchgear Room
غرفة مفاتيح التوزيع الكهربائية: مفاتيح التوزيع هي مجموعة مركزية من أجهزة حماية الدوائر والتحكم بها – مثل قواطع الدائرة، والصمامات، والمفاتيح – الموجودة في هياكل معدنية تُستخدم لإدارة المعدات الكهربائية وحمايتها وعزلها.
الوظائف الأساسية
تعمل لوحات التوزيع الكهربائية كـ”منظم حركة” و”حارس” لنظام الطاقة
الحماية: تحدد لوحات التوزيع الكهربائية الحالات غير الطبيعية مثل قصر الدائرة أو الأحمال الزائدة، وتقطع تدفق التيار بسرعة لمنع تلف المعدات باهظة الثمن مثل المحولات والمحركات.
العزل: يسمح للمشغلين بفصل الطاقة عن أجزاء محددة من الشبكة الكهربائية بأمان للصيانة أو الإصلاحات دون إيقاف النظام بأكمله.
التحكم: يوفر وسيلة لتشغيل وإيقاف الدوائر يدويًا أو تلقائيًا لإدارة تدفق الكهرباء عبر مختلف أقسام المنشأة.
الأنواع الشائعة حسب الجهد
تُصنف لوحات التوزيع الكهربائية بشكل أساسي حسب مقدار الجهد الذي صُممت للتعامل معه:
الجهد المنخفض (LV): يعمل بمستويات تصل إلى 1000 فولت (1 كيلو فولت). وهي شائعة في المباني السكنية والمكاتب والمنشآت الصناعية الصغيرة.
الجهد المتوسط (MV): يتعامل مع جهد يتراوح بين 1 كيلو فولت و36 كيلو فولت. هذا هو العمود الفقري للعديد من المصانع والمستشفيات وشبكات التوزيع الإقليمية.
الجهد العالي: مصمم للعمل بجهود أعلى من 36 كيلوفولت. هذه الأنظمة ضرورية لنقل الطاقة لمسافات طويلة ونقل كميات كبيرة من الطاقة من محطات توليد الكهرباء.
المكونات الرئيسية
قواطع الدائرة: الجهاز الرئيسي الذي يقطع التيار الكهربائي تلقائيًا عند حدوث عطل.
المرحلات الوقائية: “مستشعرات ذكية” تراقب المعايير (مثل التيار والجهد) وتُرسل إشارة إلى القاطع للفصل عند اكتشاف أي خلل.
قضبان التوصيل: قضبان نحاسية أو ألومنيوم شديدة التحمل تُستخدم لتوصيل وتوزيع الطاقة الرئيسية داخل المجموعة.
محولات القياس: أجهزة تخفض مستويات الجهد أو التيار العالي إلى قيم آمنة للمراقبة والقياس.
