مستويات الجهد في نقل الطاقة وتوزيعها: دليل

مقدمة

أهمية مستويات الجهد في التشغيل الفعال لنقل الطاقة نظام التوزيع لا يمكن المبالغة في أهمية الجهد ، حيث أن إدارة استقرار الجهد تنطوي على الحفاظ على تدفق ثابت للكهرباء. سيقوم الدليل التالي بمراجعة المستويات المختلفة من الجهد المستخدم في نظام الطاقة بدءا من توليد إلى نقطة الاستخدام النهائي.

المبادئ الأساسية للجهد

الجهد الفرق في الإمكانات الكهربائية، مقاسة في فولت (V) ، التي تدفع التيار عبر الموصل. الجهد هو واحد من ثلاث كميات كهربائية أساسية، والثنتان الأخريتان هما التيار (آمبرات، A) والجهد (وات، W). يمكن التعبير عن العلاقة بينها مع المعادلة: الطاقة (P) = الجهد (V) * التيار (I) هذه العلاقة تشكل أساس إدارة الكهرباء.

أنواع الجهد في أنظمة الطاقة

الجهد الاسمي هو الجهد المرجعي الموضع لغرض الحسابات والتصميم (للمجموعات الكهربائية). ولذلك فإن الجهد الاسمي هو قيمة تطبق لإظهار قيمة طاقة الشبكة عندما يختلف الجهد الفعلي عن الصمام المعلن. مستويات الجهد هي قياسية لكل بلد / لكل نوع من أنظمة ولكن لديها منطق هرمي لنقل الطاقة الكفؤ / الاستخدام.

مستويات فولتاج نقل

يتم ذلك باستخدام نقل الجهد العالي لخفض خسائر الطاقة على مسافات طويلة. يمكن أن ينقل التوصيل عند فولتات أعلى ولكن نفس الطاقة تيار أقل مقارنة مع المستوى الأدنى مما يساعد على تقليل خسائر الطاقة على الخطوط بسبب حرارة الجول. 115 كيلو فولت و 230 كيلو فولت و 400 كيلو فولت هي مستويات جهد نقل شائعة (قد تختلف حسب المناطق واحتياجات شبكة الكهرباء).

مستويات فولتاج التوزيع

يجب أن يتم خفض الكهرباء عالية الجهد إلى مستويات لتوزيعها على المنازل والشركات بمجرد وصولها إلى وجهتها. يتم ذلك في المحطات الفرعية باستخدام المحولات. التوزيع الأساسي يتكون من فولتاج من 11 كيلو فولت إلى 33 كيلو فولت في حين أن التوزيع الثانوي قريب من فولتاج الاستخدام أي 415 فولت / 240 فولت.

مستويات الجهد الاستخدامي

ثم يتم خفض الجهد إلى مستويات مناسبة لحالات الاستخدام في نقطة الاستخدام. تختلف متطلبات الجهد هذه للمستخدمين النهائيين الصناعيين والتجاريين والسكنيين. على سبيل المثال، المناطق السكنية تقرأ على 120/240 فولت في الولايات المتحدة جزء من العالم، و 230 فولت في أوروبا. هناك معايير السلامة المتاحة التي تحدد فولتاجيات الاستخدام وتضمن أن هذه الفولتاجيات ليست خطيرة للمستخدمين.

إدارة التوتر والتنظيم

يجب أن تبقى مستويات الجهد ضمن الحدود المنظمة لضمان عمل المعدات الكهربائية وصحة الشبكة واستقرارها. تنظيم الجهد، وهو عملية تنظيم الجهد لضمان بقائه ضمن حدود معقولة. يمكن القيام بذلك بواسطة أجهزة محلية مثل مُغيرات الصنبور في المحولات ومُكافئ VAR الثابت.

انخفاض التوتر وفقدان الخط

في أي إرسال أو خط التوزيع ، يتقلص الجهد أثناء السفر في الخط بسبب المكونات المقاومة وهذا يعرف بانخفاض الجهد. هذا يتأثر بمقاومة الخط، كمية التيار الذي يمر من خلاله، وكذلك طول الخط. انخفاض التوتر وفقدان الخط يؤثر بشكل مباشر على الكفاءة وعلى هذا النحو يجب تقليلها عن طريق اختيار الموصلين بعناية وتوجيه الخط.

فولتاج إي اتجاهات الإدارة للمستقبل

أصبحت إدارة الجهد عملية متطورة تحكمها ملكية تقنيات الشبكات الذكية. هذا يعني أن هذا التكيف الديناميكي عالي التقنية يمكن أن يتحكم في مستويات الجهد، الاستقرار، والموثوقية للشبكة. علاوة على ذلك، فإن ارتفاع انتشار الطاقة المتجددة يحتاج إلى تنظيم متقدم للجهد للتعامل مع تفارقه. بالإضافة إلى ذلك، فإن نقل HVDC (الجهد العالي للتيار المستمر) يظهر باهتمام كبير لنقل الطاقة على مسافات طويلة وعلى سعة عالية مع خسارة أقل.

الخاتمة

معرفة نقل الطاقة وتوزيعها من الضروري أن يكون هناك تغيير في مستويات الجهد المختلفة لضمان موثوقية وكفاءة مكونات الأنظمة الكهربائية. كل مستوى من مستويات الجهد يؤدي وظيفة مهمة، من نقل الجهد العالي إلى الجهد الاستخدام في المباني والمنازل على التوالي. إدارة الجهد تحدي يتضمن تنظيم والتحكم وتقليل الخسائر. مع تكييف العديد من تقنيات الشبكات الذكية الجديدة وتوسيع الطاقة المتجددة، فإن الجهد هو واحد من الجوانب المهمة للعديد من الشبكة التي ستكون دائما حاسمة. يهدف هذا الدليل إلى إنشاء هذه الأساسات كحجر انطلاق لإلهام مستويات أكبر من الدراسة والتقدير لمبادئ النزاهة في أنظمتنا الكهربائية.