محطة التوزيع الفرعية جزء أساسي من نظام الطاقة، مصممة للتحكم في نقل وتوزيع الكهرباء وحمايتها. تتكون من معدات متنوعة تساعد في تحويل وتبديل وتنظيم تدفق الطاقة. تلعب معدات تحويل الطاقة في محطات التوزيع الفرعية دورًا محوريًا في نقل وتوليد وكسر تيارات الحمل الاعتيادية.
يضمن مصنعو محطات التوزيع الفرعية المدمجة تحويلًا فعالًا للجهد، سواءً برفع أو خفض الطاقة من الجهد المتوسط (MV) إلى الجهد المنخفض (LV) أو العكس، مما يُسهّل توزيع الطاقة بسلاسة.
تُصنف محطات الطاقة الفرعية بناءً على عدة عوامل، منها التصميم، والوظيفة، ومتطلبات الخدمة، ودور الشبكة، ومستويات الجهد، ونوع العزل.
1. التصنيف بناءً على البناء والتصميم
محطة الطاقة الفرعية الداخلية: تُركّب داخل مبنى، وتتعامل عادةً مع جهد يتراوح بين 11 كيلوفولت و33 كيلوفولت. يُسهّل تصميمها المدمج اكتشاف الأعطال ويتطلب مساحةً صغيرة.
محطة الطاقة الفرعية الخارجية: تُركّب المعدات في مناطق مفتوحة، وتتعامل مع نطاقات جهد أعلى (من 66 كيلوفولت إلى 75 كيلوفولت). وتتطلب مساحةً أكبر، وقد يصعب اكتشاف الأعطال.
محطة الطاقة الفرعية المثبتة على عمود: من أكثر الأنواع فعاليةً من حيث التكلفة، تُركّب على عمود، وتُستخدم عادةً في كهربة المناطق الريفية.
محطة الطاقة الفرعية المثبتة على أساس: تُجمّع المعدات وتُؤمّن بسياج للحماية.
محطة الطاقة الفرعية تحت الأرض: مُصمّمة للمناطق الحضرية محدودة المساحة، وتُزوّد مراكز المدن بالطاقة مباشرةً.
٢. التصنيف بناءً على الوظيفة
تلعب محطات التحويل أدوارًا مختلفة في نقل وتوزيع الكهرباء:
محطة رفع الجهد (الرئيسية): ترفع الجهد من ١١ كيلو فولت إلى ٢٠٠ كيلو فولت لضمان كفاءة النقل لمسافات طويلة.
محطة الشبكة الفرعية الرئيسية: تستقبل الطاقة عالية الجهد وتخفضها للتوزيع.
محطة التحويل الثانوية: تعمل بعد محطة الشبكة الفرعية الرئيسية، وتخفض الجهد من ٦٦ كيلو فولت إلى ١١ كيلو فولت.
محطة خفض الجهد (التوزيع): تقع بالقرب من المستهلكين، وتخفض الجهد إلى حوالي ٦٩ كيلو فولت.
محطة التزويد بالجملة: توفر الطاقة عالية الجهد لتلبية الاحتياجات الصناعية الكبيرة.
محطة التحويل المتنقلة: وحدة متنقلة مزودة بمحولات ومعدات توزيع، تُستخدم في حالات الطوارئ أو التركيبات المؤقتة.
٣. التصنيف بناءً على متطلبات الخدمة
محطة المحولات: تتولى كلاً من تحويل الجهد وتوزيع الطاقة. وتشمل محطات رفع الجهد، والشبكة الرئيسية، والثانوية، ومحطات خفض الجهد. محطة تحويل التردد: تُحوّل طاقة التيار المتردد من تردد إلى آخر، وتُستخدم بشكل أساسي في التطبيقات الصناعية.
محطة التحويل: تعمل على مستوى جهد واحد، وتُجري عمليات التحويل دون تغيير الجهد.
محطة التحويل: تُحوّل طاقة التيار المتردد إلى تيار مستمر، وتُستخدم عادةً في نقل الطاقة عبر الكابلات البحرية.
محطة تصحيح معامل القدرة: تُحسّن معامل القدرة في شبكات النقل لتعزيز الكفاءة.
4. التصنيف بناءً على شبكة الطاقة
محطة الشبكة: ترفع أو تخفض الجهد حسب الحاجة، مما يضمن توزيع الطاقة لمسافات طويلة.
محطة المدينة: تقع في المناطق الحضرية، وتعمل عادةً بجهد 33/11 كيلو فولت.
محطة محلية: تُخفّض الجهد من 11 كيلو فولت إلى 415 فولت، وهي مناسبة للاستخدامات السكنية والتجارية.
محطة المدينة: تُشبه محطات المدينة، وهي مُصممة للمناطق الحضرية الكثيفة.
5. التصنيف بناءً على مستويات الجهد
محطة الجهد العالي: تعمل بين 11 كيلو فولت و66 كيلو فولت، وتلعب دورًا محوريًا في شبكات النقل.
محطة فرعية للجهد العالي جدًا (EHV): تُدير جهدًا يتراوح بين ١٣٢ كيلو فولت و٤٠٠ كيلو فولت، ويُستخدم في شبكات الطاقة الرئيسية.
محطة فرعية للجهد الفائق (UHV): تُدير جهدًا يتجاوز ٤٠٠ كيلو فولت، مما يضمن نقلًا فعالًا للطاقة لمسافات طويلة.
تُعدّ محطات التوزيع الفرعية جزءًا أساسيًا من البنية التحتية للطاقة، إذ تضمن كفاءة نقل وتوزيع الكهرباء. ومع توفر أنواع مختلفة منها، بدءًا من التركيبات الداخلية والخارجية وصولًا إلى التصميمات عالية الجهد والمعزولة بالغاز، تؤدي كل محطة توزيع فرعية دورًا محددًا في تحسين تدفق الطاقة، وتعزيز الموثوقية، وتلبية متطلبات شبكات الكهرباء الحديثة.