تطبيقات محولات الطاقة الفعالة في أنظمة الشبكات

في كل مرة تقوم فيها بتشغيل مفتاح الإضاءة، تكون الكهرباء قد قطعت بالفعل مئات الأميال للوصول إليك. لكنها لا تصل بالشكل الذي تستطيع منافذ البيع الخاصة بك التعامل معه - فهي تتعرض لضغط كبير جدًا. تخبرنا الفيزياء أن نقل الطاقة لمسافات طويلة يهدر طنًا من الطاقة على شكل حرارة ما لم يتم إرسالها بجهد كهربائي مرتفع للغاية. تخيل أنك تحاول ملء كوب من الماء بخرطوم إطفاء الحريق - وهذا هو التحدي اليومي الذي تواجهه شبكة الكهرباء.

وهنا يأتي دور محولات الطاقة. تعمل هذه الصناديق المعدنية الكبيرة والمتواضعة مثل المنحدرات- ومطبات السرعة على الطريق الكهربائي السريع. إنهم يترجمون بهدوء الفولتية العالية بشكل خطير من خطوط النقل إلى مستويات آمنة وقابلة للاستخدام. بدونها، ستحتاج محطات الطاقة عمليًا إلى أن تكون في الفناء الخلفي لمنزلك فقط للحفاظ على ثبات الأضواء.

هيا نسير خلال الرحلة بأكملها - من محطة الطاقة وصولاً إلى مقبس الحائط.

إن إرسال الكهرباء لمئات الأميال أمر صعب. فكر في خطوط النقل مثل خرطوم حديقة ضخم ممتد عبر الولاية. إذا كان الضغط (الجهد) منخفضًا جدًا، فإن الكهرباء تقاوم السلك، وتتحول إلى حرارة، وتضيع.

الحل؟ ارفع الجهد. يتيح الجهد العالي ضغط الطاقة مع خسارة أقل بكثير. ولكن هذا الضغط العالي-من الكهرباء "بين الولايات" يمثل خطورة كبيرة جدًا على المنازل، ولهذا السبب تعتبر المحولات ضرورية في كل مرحلة.

يتم توليد الكهرباء بجهد منخفض نسبيًا - حوالي 20000 فولت. هذا أمر جيد داخل المصنع، ولكنه سيئ أثناء السفر لمسافات طويلة-. لذا، خارج النبات مباشرةً، يمر عبرتصعيد-المحولمما يعززها بشكل كبير - أحيانًا يصل إلى 500000 فولت.

إنه مثل تغيير التروس على الدراجة قبل رحلة طويلة على المنحدرات. الجهد العالي=أقل من الطاقة المفقودة كحرارة أثناء الرحلة.

(انقر على الصورة لمزيد من المعلومات)

عندما تصل الكهرباء ذات الجهد العالي- بالقرب من مدينتك، فإنها تصل إلى محطة فرعية - تلك المناطق المسيجة المزودة بمعدات كبيرة وأصوات طنين ربما لاحظتها أثناء القيادة.

هنا،محولات التنحي-للأسفلتولي. إنها تخفض الجهد الكهربي من مئات الآلاف من الفولتات إلى حوالي 12000 فولت - وهو آمن بدرجة كافية للتوزيع المحلي ولكنه لا يزال مرتفعًا جدًا بالنسبة لمنزلك. تساعد المحطات الفرعية أيضًا على موازنة الأحمال ومنع انقطاع التيار الكهربائي عندما يقوم الجميع بتشغيل مكيفات الهواء الخاصة بهم في نفس الوقت.

حتى أن 12000 فولت تعتبر أكثر من اللازم بالنسبة للثلاجة أو شاحن الهاتف. هذه هي وظيفةمحول التوزيع- العلب الفضية الموجودة على أعمدة الكهرباء أو الصناديق الخضراء الموجودة على المروج أو الوسادات.

تعمل هذه المحولات النهائية على خفض الجهد الكهربائي إلى 120 فولت أو 240 فولت الذي يزود منزلك بالطاقة. يستخدم معظمهم زيتًا عازلًا خاصًا للبقاء باردًا، خاصة خلال ذروة الصيف الحارة.

(انقر على الصورة لمزيد من المعلومات)

تم تصميم الشبكة القديمة بحيث تتدفق الطاقة-في اتجاه واحد - من المصانع الكبيرة إلى المنازل. لكن الطاقة الشمسية على الأسطح، ومزارع الرياح، والمركبات الكهربائية، غيرت كل شيء.

يمكن للمنازل الآن إعادة الطاقة إلى الشبكة، ويمكن لشاحن سيارة كهربائية واحد أن يسحب كمية من الكهرباء تكفي لثلاثة منازل. يمكن أن تعاني المحولات العادية من حركة المرور ذهابًا وإيابًا-والأمام والأحمال الثقيلة المفاجئة.

لهذا السبب يتم طرح المرافقالمحولات الذكيةالتي تعمل مثل رجال شرطة المرور الأذكياء - الذين يراقبون الاستخدام في الوقت الفعلي ويوازنون التدفق لتجنب التحميل الزائد.

كل هذا العمل يولد الكثير من الحرارة. داخل هذه الصناديق، تدور سوائل خاصة (عادة الزيت) لامتصاص الحرارة من الملفات وإطلاقها من خلال الزعانف الخارجية. تشتمل الخيارات الأحدث على سوائل "الإستر الطبيعي" النباتية- والتي تعتبر أكثر صداقة للبيئة في حالة حدوث تسرب.

تستخدم الأنظمة الحديثة أيضًا أجهزة استشعار تراقب درجات الحرارة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، وترصد المشاكل قبل أن تتحول إلى انقطاعات.

تعتبر الشبكة شبكة رائعة ومنسقة: الصعود-للأعلى في المصنع، والتنزيل-للأسفل عند المحطات الفرعية، والتسليم النهائي بواسطة المحولات المجاورة. يعمل كل شيء بصمت في الخلفية، لذا يمكنك فقط الضغط على المفتاح والحصول على الطاقة.

تذكير سريع بالسلامة: لا تلمس أو تتسلق أو تلعب بالقرب من تلك الصناديق الخضراء أو المحولات القطبية. إنها تحمل جهدًا كهربائيًا خطيرًا، والملصقات التحذيرية موجودة لسبب ما.

في المرة القادمة التي تقوم فيها بتشغيل الضوء، خذ ثانية لتقدير الطريق السريع المخفي للطاقة التي تعمل بشكل مثالي خلف الكواليس - كل ذلك بفضل تلك المحولات الكبيرة والهادئة التي تقوم بعملها.

اتصل الآن