نقل وتوزيع القدرة الكهربائية

تعد الشبكات الكهربائية افضل وسيلة لنقل الطاقة الكهربائية من مصادرها البعيدة الى مناطق الاستهلاك، مدن، قرى، معامل صناعية .. ويتألف نظام القدرة الكهربائية من مجموعة التجهيزات والادوات التي تقوم بتحويل جميع انواع الوقود الى طاقة كهربائية وتوزيعها بين المستهلكين..نظام توزيع الطاقة الكهربائية يتكون من اربعة عناصر، هي محطات توليد الطاقة الكهربائية، خطوط النقل، شبكات، التوزيع، والمستهلكين..
شبكات النقل والارتباط للتوتر العالي
في حوار علمي تقني شامل تحدث لملحق علوم وتقنيات المهندس جاسم محمد قائلا يشمل هذا النظام التوترات ((420)) كيلو فولط و(730) كليوواط وهو يوفر ربط شبكات الدول بعضها مع بعض ويسمح بنقل استطاعات كبيرة جدا تقدر بنحو 2000 – 4000 ميغاواط الى مسافات بعيدة جدا ((1000 – 15000 كم)) وتؤمن تبادل الاستطاعة بين الدول باوقات مناسبة، اما التوتر العالي (T.H.T) وهو بحدود ((230)) كيلو فولط فيؤمن نقل الاستطاعة على مجمل اراضي الدولة باستطاعة كبيرة ولعدة مئات من الكيلومترات، وتصمم هذه الخطوط على شكل شبكة اوحلقة لضمان استمرارية عالية في التغذية.
شبكات النقل بالتيار المستمر
واضاف يمكن للتيار المستمر في حالة الجهد العالي نقل القدرة الكهربائية الى مسافات بعيدة تزيد على 6000 كم والاستطاعات كبيرة اكثر من ((1500))ميغا واط ويمكن بذلك تجنب الصعوبات التي تعانيها خطوط وشبكات نقل القدرة بالتيار المتناوب الناشئة عن مفاعلة الخط وعن مشاكل الامواج العابرة وتصبح المسافة التي يمكن نقل القدرة اليها غير محددة من الناحية الفنية.. وتابع من اهم عيوب شبكات نقل القدرة بالتيار المستمر ان ثمن المقومات واجهزة التحويل الموجودة في طرفي الخط مرتفع جداً، كما ان عملها معقد للغاية.. غير ان استعمال التيار المستمر في نقل القدرة مناسب اقتصاديا من اجل الخطوط الطويلة جدا، وان التوفير الحاصل في هذه الخطوط يعوض الكلفة العالية المبذولة في محطتي البداية والنهاية لتقويم التيار، ان الانتقال من التوتر العالي جدا لشبكات الارتباط ((220)) فولطا الى شبكات التوتر المتوسط وشبكات التوزيع (20) كليوفولط يقود الى استعمال توتر (66) كيلو واط وبذلك ينتج تسلسل التحويل (200/66/20) كيلوفولت ويستعمل التوتر (66) لتغذية المصانع الكبيرة وتشكيل حلقة حول المدن لتغذية محطات التحويل (66/20) كيلوفولط المغذية للمدينة .. اما شبكات التوزيع للتوتر المتوسط فهي تشمل التوترات (20) كيلوفولط او (33) كيلوفولط، وهي تؤمن توزيع الطاقة الكهربائية في المدن بوساطة كبلات ارضية، وفي القرى والمعامل بواسطة شبكات كهربائية هوائية.. وكل كبل يغذي عادة (20) مركز تحويل ((توتر متوسط / توتر منخفض)) اي بتوتر ((20/40) كيلوفولط.
شبكات التوزيع في المدن
اوضح المهندس جاسم تتميز شبكات التوتر المتوسط في المدن بالاشكال النظامية القياسية وهي (السنبلة/EP) ويتالف من مجموعة كبلات للتوتر (20) كيلوفولط تخرج من محطة التمويل ((66/20) كيلوفولط المتوضعة على اطراف المدينة ويستخدم كبل احتياط لكل (6) كبلات خدمة ويقوم كبل الاحتياط بتغدية كل كبل عكسيا عند حصول الاعطال على كل كبل بغلق القاطع مع كبل الخدمة وتؤمن التغذية العكسية.
تعد الشبكات الكهربائية افضل وسيلة لنقل الطاقة الكهربائية من مصادرها البعيدة الى مناطق الاستهلاك، مدن، قرى، معامل صناعية .. ويتألف نظام القدرة الكهربائية من مجموعة التجهيزات والادوات التي تقوم بتحويل جميع انواع الوقود الى طاقة كهربائية وتوزيعها بين المستهلكين..نظام توزيع الطاقة الكهربائية يتكون من اربعة عناصر، هي محطات توليد الطاقة الكهربائية، خطوط النقل، شبكات، التوزيع، والمستهلكين..شبكات النقل والارتباط للتوتر العالي في حوار علمي تقني شامل تحدث لملحق علوم وتقنيات المهندس جاسم محمد قائلا يشمل هذا النظام التوترات ((420)) كيلو فولط و(730) كليوواط وهو يوفر ربط شبكات الدول بعضها مع بعض ويسمح بنقل استطاعات كبيرة جدا تقدر بنحو 2000 – 4000 ميغاواط الى مسافات بعيدة جدا ((1000 – 15000 كم)) وتؤمن تبادل الاستطاعة بين الدول باوقات مناسبة، اما التوتر العالي (T.H.T) وهو بحدود ((230)) كيلو فولط فيؤمن نقل الاستطاعة على مجمل اراضي الدولة باستطاعة كبيرة ولعدة مئات من الكيلومترات، وتصمم هذه الخطوط على شكل شبكة اوحلقة لضمان استمرارية عالية في التغذية.شبكات النقل بالتيار المستمرواضاف يمكن للتيار المستمر في حالة الجهد العالي نقل القدرة الكهربائية الى مسافات بعيدة تزيد على 6000 كم والاستطاعات كبيرة اكثر من ((1500))ميغا واط ويمكن بذلك تجنب الصعوبات التي تعانيها خطوط وشبكات نقل القدرة بالتيار المتناوب الناشئة عن مفاعلة الخط وعن مشاكل الامواج العابرة وتصبح المسافة التي يمكن نقل القدرة اليها غير محددة من الناحية الفنية.. وتابع من اهم عيوب شبكات نقل القدرة بالتيار المستمر ان ثمن المقومات واجهزة التحويل الموجودة في طرفي الخط مرتفع جداً، كما ان عملها معقد للغاية.. غير ان استعمال التيار المستمر في نقل القدرة مناسب اقتصاديا من اجل الخطوط الطويلة جدا، وان التوفير الحاصل في هذه الخطوط يعوض الكلفة العالية المبذولة في محطتي البداية والنهاية لتقويم التيار، ان الانتقال من التوتر العالي جدا لشبكات الارتباط ((220)) فولطا الى شبكات التوتر المتوسط وشبكات التوزيع (20) كليوفولط يقود الى استعمال توتر (66) كيلو واط وبذلك ينتج تسلسل التحويل (200/66/20) كيلوفولت ويستعمل التوتر (66) لتغذية المصانع الكبيرة وتشكيل حلقة حول المدن لتغذية محطات التحويل (66/20) كيلوفولط المغذية للمدينة .. اما شبكات التوزيع للتوتر المتوسط فهي تشمل التوترات (20) كيلوفولط او (33) كيلوفولط، وهي تؤمن توزيع الطاقة الكهربائية في المدن بوساطة كبلات ارضية، وفي القرى والمعامل بواسطة شبكات كهربائية هوائية.. وكل كبل يغذي عادة (20) مركز تحويل ((توتر متوسط / توتر منخفض)) اي بتوتر ((20/40) كيلوفولط.شبكات التوزيع في المدناوضح المهندس جاسم تتميز شبكات التوتر المتوسط في المدن بالاشكال النظامية القياسية وهي (السنبلة/EP) ويتالف من مجموعة كبلات للتوتر (20) كيلوفولط تخرج من محطة التمويل ((66/20) كيلوفولط المتوضعة على اطراف المدينة ويستخدم كبل احتياط لكل (6) كبلات خدمة ويقوم كبل الاحتياط بتغدية كل كبل عكسيا عند حصول الاعطال على كل كبل بغلق القاطع مع كبل الخدمة وتؤمن التغذية العكسية.

النظام الثاني هو (اوراق المارغريت) (Peal De Marquere)
اعتمد هذا النوع في المدن الساحلية حيث تعرض الشروط الطبوغرافية توضع محطة التحويل الرئيسية بعيدا عن مركز ثقل الحملات في المدينة وبعيدا عن البحر، وتنشأ مراكز التوزيع (20) كيلو فولط وتربط مع المركز الرئيسي بعدة كبلات مزدوجة،ويؤمن كل مركز توزيع تغذية عدة حلقات من الكبلات التي تتغذى من جهة واحدة وتغذي كل حلقة مفتوحة 15 – 20 مركز تحويل 20/4,5 كيلوفولط النظام الاخر هو نظام (التغذية المزدوجة) Peal De Marquere
يغذي هذا النظام كل مركز تحويل (20/0,4) كيلوفولط مرتبطة مع هذين الكبلين، وتتغذى فعليا من كبل الخدمة فقط ، وفي حال حدوث عطل على كبل الخدمة تشتغل جميع مراكز التحويل اليا الى كبل الاحتياط باتمتة قواطع الربط والفصل، يؤمن هذا النظام من الناحية الفنية استمرارية عالية في الخدمة وقد بينت الدراسات الاحصائية ان استخدام هذا النظام يكون اقتصاديا في حال توافر الشرطين الاتيين، الاول عندما تتجاوز كثافة الحمل السطحي (5) ميغاواط /كم2 والثاني عندما لاتكون الشبكات القديمة منتشرة بشكل كثيف ويستخدم هذا النظام في تغذية المستهلك من الدرجة الاولى..

شبكات التوزيع في الريف
واستطرد بالقول يمتاز التوزيع في الريف بوجود شبكة نموذجية شعاعية لشبكات التوتر (20) كيلوفولط المستخدمة في الريف حيث تغذي مجموعة قرى من محطتي تحويل /T / 66/20 T2 كيلوفولط ومن قضبان التجميع (20) كيلو فولط تغذي خطوط 20 كيلو فولط 20/4,0 كيلوفولط المحولة على اعمدة باستطاعات تتراوح بين 40 – 63 فولط ؟؟؟؟ ويمكن تغذية خلفية عند حصول الاعطال وانقطاع التغذية من احد المحولات (K,T1) باعلام قواطع مركبة مسبقا على الشبكة لتوفير تغذية القرى في الحالات الطارئة.
التحكم المركزي بشبكات النقل والتوزيع
قال المهندس جاسم من اهم التطورات التقانية التي حدثت في مجال نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية هو استخدام كبلات كهربائية ذات ناقلية فائقة ((24 كليوفولط) SUPERCONDCECTER في توزيع القدرة الكهربائية في المدن وبدات عدة شركات اميركية وفرنسية ويابانية باستخدام هذه الكبلات وتفسر نظريتا ((ميكانيك الكم))(Mec hanique quantique) ونظرية (مزدوجة كوبر) paired copper ظاهرة (الناقلية الفائقة) وهي الظاهرة التي تصبح فيها مقاومة الكبل المؤلف من مزيج ((معدني – خزفي) مساوية للصغر عند الحرارة المنخفضة جدا((1،6م)) اي عند حرارة الاوزت السائل ويتالف كبل الناقلية الفائقة من اسلاك مبسطة من خليط من المعادن الاتية (اكسير النحاس – بيرموت – سترونتيوم – كالسيوم – رصاص – ابتيريوم – وباريوم) وهي خليط ذات طبيعة خزفية تجدل هذه الصفائح حول انبوب يمر فيه باستمرار الازوت السائل بدرجة(- 1.6م) وتغلق الشرائح عوازل كهربائية متينة وعوازل حرارية فعالة تمنع الازوت من فقدان برودته اضافة الى انبوب فولاذي يؤمن الحماية الخارجية يعمل هذا الكبل على توتر (24) كيلوفولط ويسمح بمرور استطاعة بحدود 100 ميغاواط..
واضاف ان كبل الناقلية الفائقة لايزيد على 10 سم ويكون فارق الوزن بين التسعة كبلات النحاسية والكبل والناقلية الفائقة على طول 120 مترا مثيرا للدهشة، اذ يبلغ وزن الكبل ذو الناقلية الفائقة 110 كغ في حين يبلغ وزن الكبلات النحاسية التسعة المكافئة ((8220 كغ) اي ان وزن كبل الناقلية الفائقة اقل (74) مرة ان كبلات الناقلية الفائقة تبقى اغلى ثمنا من الكبلات النحاسية، ولكن لانها تستطيع نقل عدة اضعاف من الاستطاعة المارة في الكبلات النحاسية اضافة الى امكانية استخدامها في اقنية الكبلات القديمة ذاتها دون الحاجة الى صغر وتركيب اقنية جديدة وخاصة في الاماكن التي تكون فيها كثافة سكانية عالية، مع عدم وجود اماكن لامداد كبلات جديدة تجعل استخدمها خيارا افضل..
استعرض المهندس جاسم توجه الدول المتقدمة في استثمار مجاريها المائية الدائمية في بناء السدود مستفيدة من مادة السمنت المخترعة حديثا بالاسلاك الكهربائية عالية المقاومة لنقل الطاقة الكهربائية وذلك لكي تنشئ مساقط صناعية في مجاري الانهار كي تستعملها لانتاج الطاقة الكهرومائية وابرز مثل على ذلك ماحدث في السد العالي (المصري) ومشاريع الري في نهري دجلة والفرات وفي حوض المسيسبي الذي اقيمت علية سدود لاسيما على رافديه (تبنسي) و(اوهايو) وتقدر نسبة الطاقة الكهربائية المولدة في حوض المسيسبي 25 بالمئة من الطاقة المستغلة في الولايات المتحدة الاميركية.