هي أنظمة كهربائية متوسطة وعالية الجهد تُستخدم في توزيع الطاقة الكهربائية. سأشرح بشكل مفصل مكوناتها، طريقة عملها، وعمرها الافتراضي.
ما هي أنظمة العزل الغازي (GIS)؟
أنظمة العزل الغازي (GIS) هي بديل أكثر كفاءة لأنظمة التوزيع الكهربائية التقليدية المعزولة بالهواء (AIS – Air Insulated Switchgear). تستخدم هذه الأنظمة غاز سادس فلوريد الكبريت (SF6) كعازل كهربائي بدلاً من الهواء، مما يجعلها أكثر إحكاما وموثوقية، خاصة في الأماكن المحدودة المساحة أو ذات الظروف البيئية الصعبة.
مكونات أنظمة العزل الغازي (GIS):
خزان الغاز (Gas Compartment):
- يحتوي على غاز SF6 الذي يعمل كعازل كهربائي.
- يتميز الغاز بقدرة عالية على تحمل الجهد الكهربائي ومنع حدوث الشرر.
قواطع الدائرة (Circuit Breakers):
- تقوم بفصل أو توصيل التيار الكهربائي في حالة الأحمال العادية أو الأعطال.
- تعمل في بيئة معزولة بغاز SF6، مما يزيد من كفاءتها ويقلل من الحاجة إلى الصيانة.
القضبان (Busbars):
- تُستخدم لنقل الطاقة الكهربائية بين المكونات المختلفة.
- معزولة بغاز SF6 لتقليل الفقد في الطاقة ومنع حدوث قصر كهربائي.
المحولات (Current and Voltage Transformers):
- تقوم بقياس التيار والجهد في النظام.
- معزولة بغاز SF6 لضمان دقة القياسات وسلامة النظام.
أنظمة العزل (Insulation Systems):
- تتكون من مواد عازلة عالية الجودة بالإضافة إلى غاز SF6.
- تمنع حدوث تسرب للتيار أو قصر كهربائي.
أنظمة التحكم والمراقبة (Control and Monitoring Systems):
- تتيح التحكم في تشغيل وإيقاف النظام.
- توفر بيانات عن حالة النظام، مثل الجهد، التيار، وضغط غاز SF6.
طريقة عمل أنظمة العزل الغازي (GIS):
العزل الكهربائي:
- يعمل غاز SF6 كعازل كهربائي فعال، مما يمنع حدوث شرر أو قصر كهربائي.
- يتميز الغاز بقدرة عالية على تحمل الجهد الكهربائي العالي.
فصل وتوصيل التيار:
- تقوم قواطع الدائرة بفصل أو توصيل التيار الكهربائي بسرعة وفعالية.
- تعمل في بيئة معزولة بغاز SF6، مما يقلل من التآكل ويزيد من عمرها الافتراضي.
نقل الطاقة:
- تنقل القضبان الطاقة الكهربائية بين المكونات المختلفة.
- يتم نقل الطاقة بكفاءة عالية بسبب العزل الفعال بغاز SF6.
المراقبة والتحكم:
- توفر أنظمة التحكم والمراقبة بيانات عن حالة النظام.
- تتيح الكشف عن الأعطال وعزلها بسرعة.
عمر خدمة أنظمة العزل الغازي (GIS):
العمر الافتراضي:
- يتراوح عمر خدمة أنظمة GIS بين 30 إلى 50 سنة، اعتمادًا على جودة التصنيع والصيانة.
- يعتبر غاز SF6 مستقرًا كيميائيًا ولا يتفاعل مع المكونات الداخلية، مما يزيد من عمر النظام.
عوامل تؤثر على العمر الافتراضي:
- جودة التصنيع: الأنظمة عالية الجودة تعيش لفترة أطول.
- الصيانة الدورية: الصيانة المنتظمة تزيد من عمر النظام.
- ظروف التشغيل: الظروف البيئية القاسية قد تقلل من العمر الافتراضي.
صيانة أنظمة GIS:
- تتطلب صيانة دورية لضمان استمرارية الأداء.
- تشمل الصيانة فحص ضغط غاز SF6، تنظيف المكونات، واستبدال الأجزاء التالفة.
فوائد أنظمة العزل الغازي (GIS):
الكفاءة العالية:
- تقليل الفقد في الطاقة بسبب العزل الفعال بغاز SF6.
الأمان:
- تصميم مغلق تمامًا يمنع الوصول إلى الأجزاء الحية تحت الجهد.
- تقليل خطر الحرائق بسبب عدم وجود شرر.
توفير المساحة:
- أنظمة GIS أكثر إحكاما مقارنة بأنظمة AIS، مما يجعلها مثالية للأماكن المحدودة المساحة.
الموثوقية:
- تصميم متين ومكونات عالية الجودة تضمن تشغيلًا موثوقًا لفترات طويلة.
تقليل الصيانة:
- غاز SF6 مستقر كيميائيًا، مما يقلل من الحاجة إلى الصيانة المتكررة.
تطبيقات أنظمة العزل الغازي (GIS):
- المحطات الفرعية (Substations): تُستخدم في محطات توزيع الكهرباء الفرعية.
- المدن الكبيرة: مثالية للمدن ذات الكثافة السكانية العالية والمساحة المحدودة.
- الصناعات الثقيلة: مثل مصانع الصلب، الأسمنت، والبتروكيماويات.
- الطاقة المتجددة: الطاقة المتجددة:
