ما هي محولات الطاقة ومحولات التوزيع؟
من أكثر الأسئلة شيوعًا في قطاع الكهرباء: ما الفرق بين محولات الطاقة ومحولات التوزيع؟
ببساطة:
تُوصل محولات الطاقة عند نقاط الاستقبال أو نقاط التوصيل في شبكات نقل الجهد العالي والمنخفض.
تقع محولات التوزيع بالقرب من أطراف الحمل، موفرةً الجهد اللازم لاستهلاك المستخدم النهائي.
ويتمثل هدفها الرئيسي في ضمان نقل الطاقة بسلاسة وكفاءة، حيث تُدير محولات الطاقة نقل الطاقة بكميات كبيرة، بينما تُوصل محولات التوزيع الكهرباء إلى محطات المستهلكين.
في هذه المقالة، سنُفصّل الفروقات الرئيسية بين محولات الطاقة ومحولات التوزيع لفهمٍ أوضح.
تعريف محول الطاقة ومحول التوزيع
ما هو محول الطاقة؟
محول الطاقة هو آلة كهربائية ساكنة تلعب دورًا محوريًا في نقل وتوزيع الطاقة. صُمم لتحويل الطاقة الكهربائية بكفاءة بين مستويات الجهد المختلفة. المكونات الرئيسية لمحول الطاقة هي:
الملف الابتدائي
الملف الثانوي
اللب
ما هو محول التوزيع؟
من ناحية أخرى، صُمم محول التوزيع لخفض مستويات الجهد إلى القيم النهائية المطلوبة لتطبيقات المستخدم النهائي. فهو يضمن ملاءمة الجهد للاستخدام الفوري، مما يوفر التحويل النهائي للجهد في نظام توزيع الطاقة.
اختلاف الغرض
محول الطاقة: يُستخدم لنقل واستقبال الكهرباء عالية الجهد في شبكات توزيع الطاقة. وظيفته الرئيسية هي رفع أو خفض الجهد أثناء النقل.
محول التوزيع: محول خفض الجهد، يُخفّض الجهد العالي من محطة الطاقة إلى مستويات أقل مناسبة لاستهلاك المستخدم النهائي. يُستخدم بشكل رئيسي في شبكات التوزيع.
معلمات الجهد
محول الطاقة: يعمل بمستويات جهد أعلى، مثل 400 كيلو فولت، 200 كيلو فولت، 110 كيلو فولت، 66 كيلو فولت، و33 كيلو فولت، بسعات تزيد عن 200 ميجا فولت أمبير.
محول التوزيع: مصمم لمستويات جهد أقل، عادةً 230 فولت، 440 فولت، 3.3 كيلو فولت، 6.6 كيلو فولت، و11 كيلو فولت، بسعات أقل من 200 ميجا فولت أمبير.
الحجم والتركيب
محول الطاقة: أكبر حجمًا، أثقل وزنًا، وأكثر تعقيدًا في التركيب.
محول التوزيع: أصغر، أخف وزنًا، وأسهل في التركيب.
كفاءة
محول الطاقة: مصمم لتحقيق أقصى كفاءة عند الحمل الكامل أو ما يقاربه، حيث يعمل باستمرار عند الأحمال العالية.
محول التوزيع: مُحسّن لكفاءة تدوم طوال اليوم، ويستوعب مستويات أحمال متفاوتة.
تقلبات الحمل
محول الطاقة: يوفر طاقة مستقرة ومتواصلة مع أدنى حد من تقلبات الحمل.
محول التوزيع: يتعرض لتقلبات متكررة في الحمل بسبب أنماط الاستخدام السكنية أو التجارية.
فقدان المعدن
محولات الطاقة: تتعرض لخسائر ثابتة من الحديد والنحاس نتيجة التشغيل المستمر عند تيارات عالية.
محولات التوزيع: تتعرض لخسائر من الحديد على مدار ٢٤ ساعة، بينما تعتمد خسائر النحاس على دورة الحمل.
اتصال اللف
محول الطاقة: عادةً ما يكون الملف الابتدائي متصلاً بشكل نجمي والملف الثانوي متصلاً بشكل دلتا. محول التوزيع: عادةً ما يكون الملف الابتدائي متصلاً بشكل دلتا والملف الثانوي متصلاً بشكل نجمي.
التطبيقات
محول الطاقة: مناسب لنقل الطاقة بمتطلبات تتجاوز ١٠ ميجا فولت أمبير. محول التوزيع: مصمم لتطبيقات المستخدم النهائي بمتطلبات طاقة أقل من ١٠ ميجا فولت أمبير.
الاختلافات الرئيسية في الأداء
معايير التقييم:
تُقيّم محولات الطاقة بناءً على كفاءتها التجارية.
تُقيّم محولات التوزيع بناءً على كفاءتها على مدار اليوم.
سعة التحميل:
تعمل محولات الطاقة بكامل طاقتها تقريبًا.
تعمل محولات التوزيع عادةً بنسبة 60-70% من طاقتها الكاملة.
آلية التبريد
محول الطاقة: يستخدم أنظمة تبريد متطورة ذات عزل عالي. محول التوزيع: يستخدم الحمل الحراري الهوائي أو التوصيل الحراري للتبريد.
البناء والتكوين
محول الطاقة:
ملف ابتدائي واحد وملف ثانوي واحد.
يُركز على تعظيم الاستفادة من النواة، ويعمل بالقرب من التشبع على منحنى B-H.
محول التوزيع:
قد يحتوي على ملف ثانوي مُصنّع أو عدة ملفات ثانوية لتلبية متطلبات الأحمال المتنوعة.
يعمل بكثافة تدفق أقل مقارنةً بمحولات الطاقة.
تقلبات الجهد
محول الطاقة: يحافظ على استقرار الجهد مع أدنى حد من التقلبات، مما يضمن استمرارية إمداد الطاقة.
محول التوزيع: مصمم للتعامل مع تقلبات الجهد المتكررة الناتجة عن متطلبات المستخدم المتنوعة.
أنواع
محولات الطاقة:
وحدات رفع الجهد للمولدات
وحدات التبريد السائل
محولات التوزيع:
النوع الجاف: مثالي للحماية من الحرائق وتطبيقات السلامة الحرجة.
النوع السائل: يتميز بكفاءة توزيع الطاقة وتصميمه المدمج.
ملخص
| ميزة |
محول الطاقة |
محول التوزيع |
| غاية |
الإرسال والاستقبال |
التوزيع للمستخدمين النهائيين |
| مستويات الجهد |
الجهد العالي (400 كيلو فولت، 200 كيلو فولت، الخ) |
الجهد المنخفض (230 فولت، 440 فولت، إلخ.) |
| كفاءة |
الكفاءة التجارية |
كفاءة طوال اليوم |
| تبريد |
عزل متقدم |
الحمل الحراري في الهواء أو التوصيل الحراري |
| مقاومة الحمل |
مصممة للأحمال العالية |
يعمل عند التحميل الجزئي |
| الحجم والوزن |
أكبر وأثقل |
أصغر وأخف وزنا |
| طلب |
نقل الطاقة (أكثر من 10 ميجا فولت أمبير) |
تطبيقات المستخدم النهائي (أقل من 10 ميجا فولت أمبير) |
