النظام الكهربائي في محطة توليد الكهرباء يتكون من عدة عناصر رئيسية تساهم جميعها في إنتاج ونقل الطاقة الكهربائية بكفاءة وأمان.
المكونات الأساسية للنظام الكهربائي في محطة التوليد:
- محطات التحويل ذات الجهد العالي (EHV Substations):
- تقوم برفع الجهد الكهربائي الناتج عن المولدات إلى مستويات مناسبة لنقل الطاقة عبر شبكات الكهرباء (عادةً 220kV أو 400kV).
- تُستخدم إما محطات AIS التي تعتمد على العزل الهوائي أو محطات GIS المعزولة بالغاز SF6، والتي تناسب المناطق الساحلية والمناطق ذات التلوث العالي لكونها تتطلب مساحات أقل وتوفر حماية إضافية.
- عدد خطوط النقل يتم تحديده وفقاً للاستطاعة المطلوبة، حيث يمكن لخطوط 220kV و400kV نقل طاقة لمسافات تصل إلى مئات الكيلومترات.
- المولدات (Generators):
- تحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية، وتعمل على تشغيل الأنظمة الكهربائية في المحطة وتغذية الشبكة. جهد الخرج من المولدات يتراوح عادة بين 11kV و33kV.
- القواطع الآلية للمولدات (Generator Circuit Breakers – GCB):
- توضع القواطع بين المولدات ومحولات الرفع للجهد لتأمين مسار تغذية مستقر. وتقوم أيضاً بتوفير حماية للمولدات وتنظيم تدفق الطاقة.
- محولات المولدات (Generator Transformers):
- ترفع جهد الخرج من المولدات لتوصيله بالشبكة الكهربائية. كما توفر مسار إمداد إضافي للنظام الكهربائي في المحطة عند الحاجة.
- محولات بدء التشغيل (Start-up Transformers):
- تقوم بربط المحطة بشبكة الكهرباء، مما يسمح بتشغيل المحطة عبر الطاقة المستمدة من الشبكة في حالات بدء التشغيل.
- المحولات المساعدة (Auxiliary Transformers):
- تستخدم لتخفيض الجهد لتلبية احتياجات التشغيل الذاتي في المحطة. إذ توفر الطاقة للمعدات والمحركات الكبيرة التي تحتاج جهدًا منخفضًا مقارنة بالنظام الرئيسي.
- أنظمة توزيع الجهد:
- تشمل أنظمة الجهد المتوسط (6.6kV) والجهد المنخفض (415V). المحركات الكبيرة في المحطة ترتبط بالنظام ذي الجهد المتوسط، بينما الأحمال الصغيرة ترتبط بالنظام ذي الجهد المنخفض من خلال المحولات المساعدة.
- البطاريات ونظام UPS:
- تعمل على تغذية الأحمال الحرجة مثل المولدات والمضخات وغرف التحكم في حالة انقطاع التيار الرئيسي، مما يضمن استمرارية العمل حتى استعادة الطاقة.
ملخص الدور التشغيلي:
يعتمد النظام الكهربائي في محطة توليد الكهرباء على تفاعل هذه المكونات لضمان إنتاج ونقل الطاقة بكفاءة. تساهم محطات التحويل، والقواطع، والمحولات المختلفة في رفع مستوى الأمان، بينما تعمل أنظمة UPS والبطاريات على حماية المحطة من حالات الطوارئ.
