أساسيات المحولات والمحطات الفرعية: إزالة الغموض عن توزيع الطاقة

هل تعرف تلك الأسطوانات المعدنية الرمادية الموجودة على أعمدة الكهرباء، أو الصناديق الخضراء الكبيرة الموضوعة في ساحات الناس؟ لقد كانوا هناك طوال حياتك، وعادةً ما يصدرون تلك الطنين المنخفض والمستمر. معظم الأشخاص لا يفكرون فيها مرتين أبدًا-ولكن هذه الأشياء الصغيرة الهادئة (أو ليست-القليلة جدًا) تؤدي في الواقع شيئًا بالغ الأهمية على مدار 24 ساعة طوال أيام الأسبوع. إنها محولات، وبدونها لن تعمل جميع تجهيزاتنا الكهربائية الحديثة.

تخيل الكهرباء مثل الماء في الأنابيب لثانية واحدة. لتحريكها لمسافات طويلة من محطة توليد الكهرباء دون فقدان كل شيء تقريبًا على طول الطريق، تحتاج إلى "ضغط" عالي جدًا-وهذا هو الجهد الكهربي. تحمل خطوط النقل الكبيرة جهدًا كهربائيًا مرتفعًا للغاية، مما يجعلها خطيرة جدًا (وأكثر من اللازم) لإرسالها مباشرة إلى منزلك. إن الأمر يشبه محاولة توصيل خرطوم إطفاء الحريق بصنبور المطبخ-عدم التطابق التام.

إذن هذا ما يحدث بالفعل: بالعودة إلى محطة الطاقة، قاموا بزيادة الجهد الكهربائي (نحن نتحدث عن مئات الآلاف من الفولتات أحيانًا) بحيث يمكن للكهرباء أن تنتقل عبر مئات الأميال دون إهدار معظم طاقتها كحرارة في الأسلاك. هذه هي أول مهمة كبيرة للمحول: نوع "الخطوة-للأعلى" مباشرة في المصنع.

وبعد ذلك، مع اقتراب الطاقة من المدن والأحياء، يجب أن تنخفض-خطوة بخطوة-لأنه لا يمكنك توصيل هاتفك أو محمصة الخبز بهذا الجهد الهائل. وهنا يأتي دور الأجهزة الأكبر التي تسمى المحطات الفرعية، والمحولات الأصغر في شارعك تنهي المهمة.

هل تساءلت يومًا لماذا لا تقوم شركات الطاقة بتوليد الكهرباء بجهد 120/240 فولت وإرسالها مباشرة إلى منزلك؟ بسيط: سيختفي في الغالب كحرارة قبل أن يصل إلى مسافة بعيدة. الجهد المنخفض=خسائر كبيرة عبر المسافة، مثل عداء متعب يتلاشى في سباق الماراثون.

وتتمثل الحيلة في إطلاقه على "الطريق السريع" بجهد كهربائي فائق-عالي-مما يقلل من فقدان الطاقة بهذه الطريقة. تلك الأبراج الشبكية المعدنية الضخمة التي تراها تسير عبر الحقول أو على طول الطرق السريعة؟ هذا هو العمود الفقري للطريق الكهربائي السريع-المسافات الطويلة. المحولات هي التي توصل الطاقة إلى هذا الطريق السريع... ثم تستعيدها بأمان مرة أخرى لبقيتنا.

الكهرباء الصادرة من المولد ليست جاهزة للاستخدام على المدى الطويل-فهي ذات جهد متوسط. لذلك هناك في المصنع يستخدمون محولًا تصاعديًا-لرفعه لأعلى. يقوم المغناطيس الموجود بالداخل بعمل السحر، حيث يعززه مئات المرات حتى يتمكن من السفر بكفاءة دون ذوبان الخطوط.

وبمجرد أن تنتقل طاقة الجهد العالي- هذه لمئات الأميال، فإنها تصل إلى حافة المدينة وتهبط في محطة فرعية-تلك الساحات المسيجة-المليئة بالمعدات التي تبدو مخيفة نوعًا ما. فكر في الأمر كأداة رئيسية لفرز البريد-: حيث يتم تقسيم الأحمال الواردة الضخمة وتوجيهها إلى الأماكن الصحيحة.

المحولات العملاقة الموجودة بالداخل هي العمال الرئيسيون-حيث تعمل على خفض الجهد الكهربي من مستويات "الطرق السريعة" إلى ما يشبه "شوارع المدينة الرئيسية" (لا تزال مرتفعة جدًا، ولكن يمكن التحكم فيها للتوزيع حول المدينة). ثم تقوم مجموعة من المفاتيح والقواطع والخطوط بفصل الطاقة باتجاه مراكز التسوق والمستشفيات والأحياء والمصانع، سمها ما شئت. إنها فوضى منظمة، لكنها تجعل كل شيء يتدفق بسلاسة.

حتى بعد إنشاء المحطة الفرعية، لا يزال الجهد مرتفعًا جدًا بالنسبة لمنزلك. وهنا يأتي دور المحولات المحلية-التي تراها (أو تسمعها) بالقرب منك.

إذا كانت لديك خطوط هوائية، فابحث عن: تلك الأسطوانات الرمادية الموجودة على الأعمدة عبارة عن محولات مثبتة على عمود-. عادةً ما يخدم المرء عددًا قليلاً من المنازل في المبنى الخاص بك، مما يؤدي إلى انخفاض الجهد إلى 120/240 فولت المألوف.

خطوط تحت الأرض؟ تحقق من وجود صندوق معدني أخضر اللون موضوع على وسادة خرسانية في ساحة شخص ما أو في مساحة خضراء. نفس الوظيفة، شكل مختلف-لوحة-محول مثبت.

نظرًا لأنها محلية جدًا، فعندما يتضرر أحدها (غصن شجرة، أو حادث سيارة، أو أي شيء آخر)، فإنه غالبًا ما يؤدي إلى تدمير عدد قليل من المنازل بينما تظل بقية المنطقة مضاءة.

هل تعرف الصوت-الذي يصدر صوتًا ثابتًا ومنخفضًا؟ عادي تماما. إنه في الواقع قلب المحول يهتز قليلاً 60 مرة في الثانية (في أمريكا الشمالية على أي حال) بسبب تقليب المجال المغناطيسي وإيقافه. يسمى التضيق المغناطيسي. الهمهمة اللطيفة تعني أن كل شيء يسير على ما يرام. فرقعات غريبة، فرقعات، أو طنين غاضب وغير منتظم؟ وذلك عندما تتصل بالأداة المساعدة-قد يكون هناك خطأ ما.

تلك الأسوار الطويلة ذات الأسلاك الشائكة ليست مخصصة للصوص بشكل أساسي. يمثل الجهد العالي خطورة مخيفة-حتى إذا لم تلمس أي شيء، فمن الممكن أن يندفع عبر الهواء مثل البرق ويصعقك من مسافة عدة أقدام. بالإضافة إلى أن المفاتيح والقواطع يمكن أن تتحرك فجأة. إنه في الأساس مكان للمحترفين فقط. ابق بعيدًا، وابق بعيدًا عن الخطوط المقطوعة، وإذا لاحظت دخانًا أو ضررًا أو أصواتًا غريبة جديدة، فأبلغ عن ذلك على الفور.

في المرة القادمة التي تخرج فيها للمشي أو القيادة، ألقِ نظرة سريعة. هل ترى تلك الأسطوانة الرمادية على العمود أو الصندوق الأخضر القريب؟ هذه هي المحطة الأخيرة في رحلة الكهرباء الطويلة-من محطة توليد الطاقة، على طول الطرق السريعة ذات الجهد العالي-، مرورًا بفرز المحطات الفرعية، وأخيرًا وصولاً إلى المستويات الآمنة لمنزلك.

هذه الأشياء لم تعد مجرد فوضى معدنية عشوائية بعد الآن. إنهم أبطال هادئون يحافظون على الأضواء. وهذا الهمهمة الصغيرة؟ إنه صوت النظام بأكمله وهو يقوم بعمله ليل نهار. رائع جدًا بمجرد أن تبدأ في ملاحظة ذلك.

اتصل الآن