الوسم: الكهربائي

محطات التحويل (توزيع فرعية)/ محولات الخفض ((Substations/Step-Down transformers: التي تقوم بخفض فولتية الشبكة الكهربائية المتوسطة إلى فولتية منخفضة وهي تبنى بالقرب من المستهلكين المنزليين و التجاريين و الصناعيين الصغار.

خطوط التوزيع الكهربائي ذات الفولتيات المنخفضة / شبكات التوزيع (Low Voltage Transmission Lines): التي يتم عن طريقها نقل الطاقة الكهربائية إلى المستهلك مباشرة وهي إما ان تكون عبارة عن شبكات هوائية (Overhead Lines) او كوابل ارضية (Earthing Cables).

المستهلك (Consumer) : وهو إما ان يكون مستهلك منزلي او تجاري او زراعي او صناعي او خدمات.
دور محطات التحويل في نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية
أولاً)- إيجاد وتوفير الربط الكهربائي الإقليمي لشبكات النقل ما بين الدول المتجاورة مما يزيد من كفاءة واعتمادية الأنظمة الكهربائية من حيث انتاج وتبادل الطاقة الكهربائية بين الدول المتجاورة.

ثانياً)- إيجاد نقاط الربط المشتركة لمحطات التوليد عن طريق ربطها بشبكة النظام الكهربائي الموحد من خلال رفع فولتية مولدات الطاقة الكهربائية في محطات التوليد الى فولتية شبكة النظام الموحدة ، وبالتالي التمكن من نقل الطاقة الكهربائية المولدة الى مراكز الاستهلاك.

ثالثاً)- القيام بتخفيض قيم الفولتية العالية و المتوسطة عند مراكز الاستهلاك ضمن الحدود والمتطلبات المناسبة للمستهلك.

رابعاً)- تنظيم فولتية الشبكة الكهربائية عن طريق مبدلات التفريعة (Tape Changers) المركبة داخل محولات القوى وعن طريق المكثفات (Capacitors) والمحاثات (Reactors) المتواجدة في محطات التحويل ذات القدرات العالية والمتوسطة.
خامساً)- حماية الدوائر الكهربائية المرتبطة بالنظام الكهربائي مثل دوائر المحولات و دوائر الخطوط عن طريق انظمة الحماية التي تكفل لنا حصر الأجزاء المتضررة جراء الاعطال دون التأثير بالأجزاء الاخرى ، وبالتالي الاستمرارية في نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية.

سادساً)- فصل الدوائر الكهربائية مثل دوائر الخطوط ودوائر المحولات عند الحاجة لإجراءات الصيانة والفحوصات المبرمجة أو عند الحاجة للتوسعة والتركيبات الاضافية عن طريق المفاتيح الكهربائية المتواجدة في محطات التحويل .
أنواع محطات التحويل
تقسم محطات التحويل إلى قسمين رئيسيين وهما موضحان كما يلي :
أولا- محطات النقل :
وهي المحطات التي تقوم بتحويل فولتية النظام الكهربائي من فولتية عالية إلى فولتية عالية اخرى أو إلى فولتية متوسطة وهي إما ان تكون :
محطات رفع وخاصة التي تكون مجاورة لمحطات التوليد ، حيث تقوم برفع فولتية المولدات الى فولتية الشبكة الوطنية الموحدة .
محطات خفض والتي تقوم بتحويل الفولتية العالية الى فولتية عالية اخرى ذات قيمة أقل أو الى فولتية متوسطة تمهيدا لتوزيعها على مراكز الاستهلاك.
تقسم محطات النقل من حيث طبيعة و تصميم المحطة الى قسمين وهما :
1) محطات النقل الخارجية : وهي التي تكون جميع دوائرها للفولتية العالية في المساحات الخارجية والعازل المحيط بها هو الهواء الخارجي المحيط ، وأما دوائر الفولتية المتوسطة فتكون داخل مباني خاصة بها والعازل المحيط هو المطاط الصناعي أو البلاستيك المقوى وهي أكثر الانواع انتشارا في المملكة…
2) محطات النقل الداخلية : وهي التي تكون جميع مكوناتها موجودة داخل مباني خاصة بها ، حيث تكون معدات ودوائر الفولتية العالية موجودة ضمن انابيب معدنية معزولة عن بعضها البعض باستخدام غاز سادس فلوريد الكبريت (SF6) ، وأما دوائر الفولتية المتوسطة فتكون في غرف مخصصة لها ومعزولة بالمطاط الصناعي أو البلاستيك المقوى… وتسمى هذه المحطات ايضا بمحطات النقل الداخلية التقليدية كون ان محولاتها متواجدة في الهواء الطلق خارج المباني وموصولة بالقضبان العمومية ومعدات الفولتية العالية عن طريق الشبكات الارضية.
ثانيا- محطات التوزيع :
وتقسم محطات التوزيع الى محطات توزيع رئيسية ومحطات توزيع فرعية وهي موضحة كما يلي :-
محطات التوزيع الرئيسية : وهي التي تقوم بتحويل فولتية شبكة التوزيع الرئيسية من فولتية متوسطة الى فولتية متوسطة اخرى ذات قيمة أقل ، وهي إما ان تكون من حيث تصميم المحطة :-

محطات خارجيــة : بحيث تكون جميع دوائرها الرئيسية لكلا الفولتيتين موجودة في الساحات الخارجية والوسط العازل هو الهواء الخارجي المحيط وأما معدات القياس والحماية فتكون داخل مباني خاصة.
محطات داخليـــة : بحيث تكون جميع دوائرها الرئيسية لكلا الفولتيتين موجودة داخل مبنى خاص باستثناء محولات القوى ويكون الوسط العازل للمعدات هو المطاط الصناعي أو البلاستيك المقوى.
محطات التوزيع الفرعية : وهي التي تقوم بتحويل فولتية شبكة التوزيع الرئيسية من فولتية متوسطة الى فولتية منخفضة تتناسب مع توزيعها على الاحياء السكنية والتجارية والخدماتية وغيرها ، وهي إما ان تكون :
محطات داخليـــة : وهذه المحطات يمكن تركيبها ضمن حاويات معدنية مجمعة ومجهزة لتوصيل الخطوط الكهربائية لها بحيث توضع على قواعد مصممة لها ، ويمكن تركيبها وتصميمها داخل مباني مخصصة أو تحت الشوارع والارصفة.
محطات خارجيــة : وهذه المحطات تركب في الخارج بحيث قد تكون مركبة على الأعمدة الكهربائية أو قد تكون مركبة على قواعد أرضية .

مكونات محطات التحويل
أولا- مكونات محطات النقل :
الأجزاء الرئيسة :
1) المحولات (Transformers) : وهي على عدة انواع كمايلي :
المحولات الرئيسية ( محولات القوى ) : وتعمل هذه المحولات على رفع الفولتية القادمة من المصدر أو القيام بخفضها وذلك قبل إرسالها عبر الشبكات الكهربائية أو الى محطات التوزيع وهي ذات قدرات عالية .
المحولات المساعدة ( محولات التأريض ) : وهي المحولات التي تكون مرافقة لمحولات القوى الرئيسية ذات القدرة العالية أو المتوسطة ، ولها عدة فوائد نذكرها كما يلي :
تأمين نقطة تعادل للدارة الثانوية في محولات القوى .
تزويد احتياجات محطة التحويل بالطاقة الكهربائية كالإنارة والتدفئة والتبريد والشواحن .

محولات القياس : وهي محولات التيار ومحولات الفولتية والتي تستخدم لإغراض القياس والحماية وذلك عن طريق تخفيض قيم التيار والفولتية الى قيم مناسبة وحسب المتطلبات الفنية (110V/1A).
2) المفاتيح الكهربائية :
وهي المفاتيح الكهربائية التي تقوم بإجراء عمليات الفصل و الوصل وعمليات العزل و التأريض للاجزاء والدوائر الكهربائية في محطات التحويل ، وهي موضحة كمايلي :
القواطع الآلية (Circuit Breakers) :
وهي القواطع التي تقوم بفصل و وصل التيار الكهربائي للمعدات الكهربائية في الظروف الطبيعية عند الحاجة للصيانة او التركيبات الاضافية وفي الظروف غير الطبيعية بسبب الأعطال اللحظية أو الدائمة وهي مهيأة لإطفاء القوس الكهربائي الناتج عن عملية فصل التيار الكهربائي ، ولها عدة أنواع من حيث آلية العمل وطريقة ومادة العزل .
المستعزلات اليدوية (Isolators) :
وهي المستعزلات المستخدمة لتأمين العزل المرئي للدائرة الكهربائية بعد إجراء فصلها بالقاطع الآلي مسبقاً ، إذ يوجد نظام تقافل كهربائي(Interlock) ما بين القاطع الآلي والمستعزل اليدوي بحيث يضمن عدم فتح المستعزل اليدوي إلا بعد فصل الدائرة بالقاطع الآلي وذلك بسبب ان العازل اليدوي لا يمكن به إطفاء الشرارة الناتجة بسبب فصل التيار الكهربائي .
مفاتيح التأريض (Earthing Switches) :
وهي المفاتيح المصاحبة للمستعزلات اليدوية وتستخدم من أجل تاريض الجزء المفصول والمعزول وذلك لتأمين الحماية للعاملين على معدات الدوائر الكهربائية عند عمليات الصيانة والفحص لها.
3) القضبان العمومية :
وهي مخصصة لتجميع الطاقة الكهربائية القادمة من المصدر تمهيدا لتوزيعها على الاحمال والمحولات ودوائر الخطوط ، وتقسم القضبان العمومية إلى عدة أقسام وأنظمة تعتمد على قدرة المحطة المغذية وهي :
نظام القضبان المفرد : والذي يستخدم في المحطات ذات القدرات المنخفضة والفولتيات المتوسطة .
نظام القضبان المزدوج : والذي يستخدم في المحطات ذات القدرات العالية وانظمة الفولتية العالية وذلك من أجل الاستفادة من توزيع ونقل الاحمال الكهربائية في حالات الصيانة على الدوائر الكهربائية في المحطة وبالتالي استمرارية التغذية للاحمال الكهربائية.
نظام القضبان الحلقي : والذي يستخدم في المحطات ذات القدرات العالية وانظمة الفولتية الفائقة ويتكون من عدة مفاتيح كهربائية مربوطة مع بعضها البعض على التوالي ،و تربط عدة دوائر كهربائية وذلك من أجل الاستفادة من توزيع ونقل الاحمال الكهربائية في حالات الصيانة على الدوائر الكهربائية في المحطة وبالتالي استمرارية التغذية للاحمال الكهربائية.
4) المواسعات والمحاثات : وهي تستخدم لتنظيم الفولتية عن طريق التحكم بالقدرة المراكسة الناتجة في النظام الكهربائي بسبب تغير الأحمال إما عن طريق سحبها (إمتصاصها) بالمحاثات أو تعويضها (توليدها) بالمواسعات.
5) حارفات الصواعق الكهربائية : وتستخدم لحماية المحولات والمحاثات من الزيادة في الفولتية.
الأجزاء الثانوية :

أجهزة الحماية والقياس : التي تقوم بحماية الدوائر الكهربائية وقياس القيم الكهربائية.
لوحات التحكم ومعدات الاتصالات : التي تقوم بالتحكم بتشغيل الاجهزة والمعدات الكهربائية إما عن طريق مركز المراقبة والتحكم باستخدام معدات الاتصالات المتوفرة في المحطة أو مباشرة من داخلها عن طريق شخص يكون مخول ومكلف بذلك.
دوائر التيار المستمر والتيار المتردد.
أجهزة الفحص ومعدات السلامة والاطفاء وأجهزة التكييف والتبريد والتدفئة.
عدادات الطاقة الكهربائية ولوحات تسجيل الاعطال ولوحات الاشارة والانذار.
نظام التأريض العلوي والسفلي والعوازل الداعمة وأبراج المعدات.

ثانياً- محطات التوزيع :
مكونات محطات التوزيع الرئيسية :
المحولات (Transformers) : وتقسم الى نوعين كمايلي :
محولات القوى (Power Transformers) : تقوم بخفض الفولتية المتوسطة الى قيم متوسطة أقل تمهيدا لتوزيعها على المستهلكين .
محولات التأريض (Earthing Transformers): ولها نفس مبدأ عمل محولات التأريض في محطات النقل.
المواسعات (Capacitors) : التي تتحكم بالقدرة المراكسة وبالتالي تنظيم الفولتية وتحسين معمل القدرة.
لوحات المبدلات (Changers Panels) : وهي تتكون من :
قواطع الدارة الكهربائية : تقوم بالفصل والوصل للدوائر الكهربائية في الظروف الطبيعية وغير الطبيعية.
محولات القياس : التي تقوم بخفض قيم التيار والفولتية من اجل اجهزة الحماية والقياس.
القضبان العمومية: المخصصة لتجميع الطاقة الكهربائية وهي من النوع المفرد.
حارفات الصواعق (Surge Arrestors): حماية معدات محطة التحويل من الزيادة في الفولتية.
لوحات التحكم والقياس والحماية ولوحات الاشارة والانذار.
معدات الاتصالات والتأريض.
دوائر التيار المستمر والتيار المتردد وأجهزة الفحص والسلامة والإطفاء.