أنظمة التغذية في الجهد المتوسط وأشكالها

مقدمة:

في أنظمة الجهد المتوسط، تهدف منظومة التغذية إلى ربط محطات التوزيع الفرعية (الموزعات) بمحولات التوزيع المنتشرة في أنحاء المدينة أو القرية. بالتالي، تُعد هذه الأنظمة العمود الفقري لشبكة توزيع الكهرباء في المناطق السكنية أو الصناعية. وتشكل هذه المنظومة شبكة توزيع الجهد المتوسط، التي تعتمد أشكالًا مختلفة من أنظمة التغذية وفقًا لمتطلبات التصميم والاعتمادية والكفاءة.

---

أنواع أنظمة التغذية في الجهد المتوسط:

1. نظام الشبكات الشعاعي (Radial Distribution System):

• وصف النظام:
  • يعتبر هذا النظام الأبسط والأكثر شيوعًا، خاصةً في القرى والأرياف.
  • يعتمد على التغذية من جهة واحدة فقط، بينما توجد الأحمال في الجهة الأخرى.
  • يتكون من مجموعة دوائر مستقلة تخرج مباشرة من محطة المحولات لتغذية مناطق محددة.
• مكونات النظام:
  • المغذي الرئيسي (Primary Feeder): الخط الذي يربط محطة التوزيع بالأحمال، ويحتوي على قاطع مناسب (Circuit Breaker).
  • التفرعات الثانوية (Secondary Feeders): تتفرع من المغذي الرئيسي وتتصل بمحولات التوزيع لتزويد الأحمال.
• مزايا النظام:
  • بسيط وسهل التركيب.
  • تكلفة الإنشاء منخفضة.
  • مناسب للمناطق ذات الأحمال الصغيرة والمتفرقة.
• عيوب النظام:
  • انخفاض الاعتمادية: في حالة حدوث عطل، فإن الأحمال المرتبطة بالمغذي تتأثر بالكامل.
  • لا يوجد مصدر احتياطي للتغذية.

---

2. نظام الـ Loop المفتوحة (Open Loop System):

• وصف النظام:
  • يتكون المغذي الرئيسي من مسار مغلق يبدأ وينتهي في محطة التوزيع نفسها.
  • في الظروف التشغيلية العادية، تكون الحلقة مفتوحة عند نقطة معينة لتجنب زيادة تيار القصر.
• مكونات النظام:
  • مسار مغلق يحتوي على مفتاح فصل (Isolating Switch) عند نقطة في الحلقة.
  • المغذي الرئيسي يغذي الأحمال من جهتين عند الضرورة، في حالة حدوث أعطال.
• مزايا النظام:
  • توفير مصدر تغذية احتياطي: يمكن استخدامه في حالات الطوارئ بإغلاق مفتاح الفصل.
  • تقليل تيار القصر: بقاء الحلقة مفتوحة يقلل من تيار الأعطال الناتج.
• عيوب النظام:
  • التعقيد النسبي مقارنة بالنظام الشعاعي.
  • لا يوفر تغذية مستمرة من مصدرين في الظروف العادية.

---

3. نظام الـ Loop المغلقة (Closed Loop System):

• وصف النظام:
  • في هذا النظام، تكون الحلقة مغلقة بشكل دائم، حتى في الظروف التشغيلية العادية.
  • تتم التغذية بشكل دائم من مصدرين أو محطتين مختلفتين.
• مكونات النظام:
  • مغذيات مرتبطة بمحطتين مختلفتين لتوفير تغذية مستمرة ومتعددة المصادر.
  • محولات توزيع متصلة بخلايا من محطات التوزيع لضمان الاعتمادية العالية.
• مزايا النظام:
  • زيادة الاعتمادية: تغذية الأحمال تتم من جهتين، مما يقلل احتمالية انقطاع التغذية بشكل كبير.
  • مناسب للمناطق ذات الأهمية العالية، مثل المستشفيات والمطارات والمناطق الصناعية الكبرى.
• عيوب النظام:
  • زيادة تكلفة الإنشاء والتشغيل.
  • زيادة تيار القصر نتيجة التغذية من مصدرين.

---

مقارنة بين الأنظمة المختلفة:

العنصر	الشبكة الشعاعية	الـ Loop المفتوحة	الـ Loop المغلقة
التعقيد	بسيط	متوسط	عالي
الاعتمادية	منخفضة	متوسطة	عالية
التكلفة	منخفضة	متوسطة	مرتفعة
مصدر التغذية	جهة واحدة	جهة واحدة في الظروف العادية	جهتان دائمًا
تيار القصر	منخفض	منخفض	مرتفع
الاستخدام المثالي	القرى والأرياف	المناطق السكنية	المناطق ذات الأهمية العالية

---

تطبيقات الأنظمة:

1. الشبكة الشعاعية:
   • تستخدم في القرى والمناطق ذات الأحمال الصغيرة والمتفرقة.
2. نظام الـ Loop المفتوحة:
   • مثالي للمناطق السكنية ذات الكثافة السكانية المتوسطة والتي تحتاج إلى مصدر احتياطي أثناء الطوارئ.
3. نظام الـ Loop المغلقة:
   • يُستخدم في المناطق الحيوية التي تحتاج إلى مستوى عالٍ من الاعتمادية مثل:
     • المستشفيات.
     • المطارات.
     • المناطق الصناعية الكبرى.

---

الخلاصة:

اختيار نظام التغذية في الجهد المتوسط يعتمد على طبيعة المنطقة وأهمية الاعتمادية والتكاليف المرتبطة بها. النظام الشعاعي بسيط واقتصادي لكنه أقل اعتمادية، بينما توفر أنظمة الـ Loop المفتوحة والمغلقة مرونة واعتمادية أعلى على حساب التكلفة والتعقيد.