أنظمة النقل الفرعية (Subtransmission Systems) هي جزء مهم من شبكة الطاقة الكهربائية، حيث تعمل كحلقة وصل بين أنظمة النقل عالية الجهد (Transmission Systems) وأنظمة التوزيع (Distribution Systems). هذه الأنظمة تعمل عادةً بجهود متوسطة تتراوح بين 33 كيلوفولت و132 كيلوفولت، وتلعب دورًا حيويًا في نقل الطاقة من محطات التوليد إلى محطات التوزيع المحلية.
وظيفة أنظمة النقل الفرعية:
- نقل الطاقة: تقوم بنقل الطاقة الكهربائية من محطات التوليد الكبيرة إلى محطات التوزيع المحلية.
- تقليل الفقد: تساعد في تقليل الفقد في الطاقة أثناء النقل بسبب استخدام جهود متوسطة.
- تحسين الموثوقية: تعمل على تحسين موثوقية الشبكة الكهربائية من خلال توفير مسارات بديلة لنقل الطاقة في حالة حدوث أعطال.
مكونات أنظمة النقل الفرعية:
- خطوط النقل الفرعية: وهي خطوط كهربائية تنقل الطاقة بجهود متوسطة.
- محولات النقل الفرعية: تقوم بتحويل الجهد من مستوى عالٍ إلى مستوى متوسط أو العكس.
- مفاتيح التحكم: تستخدم للتحكم في تدفق الطاقة وعزل الأجزاء المعطلة من الشبكة.
التحديات:
- التخطيط: يتطلب التخطيط الدقيق لضمان كفاءة نقل الطاقة.
- الصيانة: تحتاج إلى صيانة دورية لتجنب الأعطال.
- التكلفة: قد تكون تكلفة إنشاء هذه الأنظمة مرتفعة.
شرح مفصل:
1. مقدمة عن أنظمة النقل الفرعية:
أنظمة النقل الفرعية تعتبر جزءًا أساسيًا من البنية التحتية للطاقة الكهربائية. تعمل هذه الأنظمة كجسر بين أنظمة النقل عالية الجهد (التي تنقل الطاقة لمسافات طويلة) وأنظمة التوزيع (التي توصل الطاقة للمستهلكين النهائيين). بدون أنظمة النقل الفرعية، سيكون من الصعب نقل الطاقة بكفاءة من محطات التوليد إلى المنازل والشركات.
2. وظائف أنظمة النقل الفرعية:
- نقل الطاقة: يتم نقل الطاقة من محطات التوليد الكبيرة (مثل محطات الطاقة النووية أو الحرارية) إلى محطات التوزيع المحلية عبر أنظمة النقل الفرعية. هذه الأنظمة تعمل بجهود متوسطة (33 كيلوفولت إلى 132 كيلوفولت)، مما يجعلها مناسبة لنقل الطاقة لمسافات متوسطة.
- تقليل الفقد: كلما زاد الجهد المستخدم في نقل الطاقة، قل الفقد في الطاقة بسبب مقاومة الأسلاك. أنظمة النقل الفرعية تستخدم جهودًا متوسطة لتقليل الفقد مع الحفاظ على كفاءة التكلفة.
- تحسين الموثوقية: توفر أنظمة النقل الفرعية مسارات بديلة لنقل الطاقة في حالة حدوث أعطال في جزء من الشبكة. هذا يزيد من موثوقية الشبكة ويقلل من انقطاع التيار الكهربائي.
3. مكونات أنظمة النقل الفرعية:
- خطوط النقل الفرعية: هذه الخطوط مصممة لنقل الطاقة بجهود متوسطة. يمكن أن تكون هذه الخطوط هوائية (معلقة على أبراج) أو أرضية (مدفونة تحت الأرض).
- محولات النقل الفرعية: تقوم هذه المحولات بتحويل الجهد من مستوى عالٍ (مثل 220 كيلوفولت) إلى مستوى متوسط (مثل 66 كيلوفولت) أو العكس. هذا التحويل ضروري لربط أنظمة النقل بأنظمة التوزيع.
- مفاتيح التحكم: تستخدم هذه المفاتيح للتحكم في تدفق الطاقة وعزل الأجزاء المعطلة من الشبكة. تعتبر هذه المفاتيح مهمة لضمان استمرارية الخدمة وسهولة الصيانة.
4. التحديات التي تواجه أنظمة النقل الفرعية:
- التخطيط: يتطلب تصميم أنظمة النقل الفرعية دراسة دقيقة لاحتياجات الطاقة الحالية والمستقبلية. يجب أن تكون الشبكة قادرة على التعامل مع الأحمال المتزايدة دون انقطاع.
- الصيانة: تحتاج أنظمة النقل الفرعية إلى صيانة دورية لضمان كفاءتها وتجنب الأعطال. الصيانة الوقائية تساعد في اكتشاف المشاكل قبل أن تتسبب في انقطاع التيار الكهربائي.
- التكلفة: إنشاء أنظمة النقل الفرعية يتطلب استثمارات مالية كبيرة. ومع ذلك، فإن هذه التكلفة تعتبر ضرورية لضمان كفاءة نقل الطاقة وموثوقية الشبكة.
