ما هي محطة التحويل؟ قلب شبكة نقل الكهرباء ومعداتها

في عملية نقل الطاقة الكهربائية من المحطات التي تُنتج فيها إلى مدننا، تُسمى المنشآت الضخمة التي يتم فيها توجيه الطاقة وتجميعها وتغيير جهدها «محطة التحويل». حسناً، في الأدبيات الفنية ما هو «شالت»؟ وما هي الأجهزة الحيوية التي تعمل في هذه المجالات؟

ما هو «شالت»؟ ما معنى «شالت الكهربائي»؟

لنبدأ أولاً بتعريف المصطلح: ما هو «شالت»؟؟ وقد انتقلت هذه الكلمة إلى لغتنا من الكلمة الألمانية «Schalten» (فتح-إغلاق). الكهرباء والتوزيع في عالم الكهرباء؛ هو الاسم العام لجميع العناصر التي تُستخدم لقطع التيار أو توجيهه أو ربط الدوائر. فكل شيء، بدءًا من المفتاح الصغير في منزلنا وصولاً إلى القاطع الضخم، يُعد من معدات التبديل الكهربائية.

ما هو مجال التبديل؟

حسناً، ما هو مجال التبديل؟؟ هي مناطق مفتوحة أو مغلقة تربط الطاقة المولدة في محطات توليد الكهرباء بخطوط النقل أو تتحكم في تدفق الطاقة بين خطوط النقل. تعمل هذه المناطق بمثابة «مركز إدارة حركة المرور» يضمن توجيه الكهرباء بأمان.

ما هي معدات محطة التحويل؟

واحد منطقة التبديل يحتوي على العديد من معدات الصناعة الثقيلة التي تضمن أمن النظام والتحكم فيه. وتشمل المعدات الرئيسية ما يلي:

1. محولات الطاقة (المحولات): يُستخدم لزيادة الجهد أو خفضه.
2. القاطعات (Breaker): وهو أهم عنصر أمان يقوم بقطع التيار تحت الحمل بأمان في حالة حدوث عطل أو أثناء الصيانة.
3. المفصلات (Disconnector): هي العناصر التي تجعل انفتاح الدائرة كهربائيًا بعد انقطاع التيار أمرًا مرئيًا.
4. القضبان: وهي أنابيب موصلة سميكة تُستخدم لتجميع الطاقة الكهربائية وتوزيعها.
5. محولات القياس: يقوم بقياس قيم التيار والجهد ونقلها إلى الأجهزة الموجودة في غرفة التحكم.
6. التوقيعات: في حالات الجهد الزائد، مثل سقوط الصواعق، يقوم بتوصيل التيار الكهربائي إلى الأرض لحماية النظام.

أنواع محطات التحويل

تنقسم محطات التوزيع إلى فئتين حسب الغرض من استخدامها وموقعها:

• محطات التحويل المفتوحة (AIS): وهي مساحات واسعة تُركب فيها المعدات في الهواء الطلق مع عزلها عن العوامل الجوية. وعادةً ما يُفضل استخدامها في المناطق التي لا تعاني من ضيق المساحة.
• محطات التوزيع المعزولة بالغاز (GIS): وهي أنظمة يتم فيها وضع المعدات داخل خزانات مملوءة بغاز خاص ($SF_6$)، وهي أنظمة تشغل مساحة أقل بكثير ويتم تركيبها في الأماكن المغلقة.

لماذا هناك حاجة إلى محطة التحويل؟

عند حدوث عطل في أي نقطة من الشبكة، يجب عزل المنطقة المتضررة لمنع انقطاع التيار الكهربائي عن النظام بأكمله. وإليك منطقة التبديل، وهي أعجوبة هندسية تتيح هذا العزل واستمرار تدفق الطاقة عبر مسارات بديلة.