مخطط Unifilar لمحول 500 كيلو فولت أمبير في الولايات المتحدة

لن يقوم أحد ببناء منزل بدون مخططات. تمامًا مثل هذا المبنى الكبير الذي حصل على خطة كهربائية شاملة. لا يرى المهندسون تشابكًا مربكًا من الأسلاك؛ إنهم في الواقع ينظرون إلى شيء واضح تمامًا: إنه كذلكمخطط أحادي، وهي مجرد طريقة أخرى لقول "مخطط ذو سطر واحد". صفحة واحدة تعطيك صورة واضحة وعالية المستوى لنظام الطاقة بأكمله.

أنا متأكد من أنك شاهدت بعض المعالم الرئيسية على هذه الخريطة - الصندوق المعدني الأخضر الكبير الموجود على لوح خرساني خارج مكتب أو مدرسة. محول، العمود الفقري المشترك مثل500 كيلو فولت أمبيرالنموذج يمكنه تشغيل مبنى تجاري بأكمله. في الرسم البياني، تمثل نقطة توقف مهمة جدًا في رحلة الكهرباء من الشبكة إلى الشخص. تحتوي هذه الخريطة الصغيرة على قصة كبيرة مخبأة بداخلها، تخبرنا كيف تمر الطاقة عبر هذا الصندوق الأخضر ويتم إرسالها بأمان إلى كل قابس ومفتاح إضاءة بداخله. لفهم ما يفعله المخطط المكون من سطر واحد هو رؤية اللغة الجميلة للكهرباء، وتحويل تلك الرموز المربكة إلى قصة واضحة حول كيفية تزويد عالمنا الحديث بالطاقة.

P1

لمعرفة ما يفعله المحول، تخيل أن الكهرباء هي عبارة عن ماء يمر عبر الأنابيب. تقوم شبكة الكهرباء بإرسال الكهرباء لمسافات طويلة بواسطة ضغط مرتفع جدًا/الجهد االكهربى. إنها جيدة للسفر ولكنها قوية جدًا وغير آمنة للاستخدام مباشرة في المبنى. لا يمكنك توصيل خرطوم إطفاء الحريق بصنبور مطبخك، وللسبب نفسه، لا يمكنك توصيل جهاز كمبيوتر مباشرةً بخط كهرباء عالي الجهد-.

وهنا يأتي المحول الذي يعمل مثل صمام تخفيض الضغط الكهربائي. بشكل أساسي، الهدف هو تقليل الجهد العالي على خطوط المرافق إلى جهد أقل وأكثر أمانًا. ومن ثم يمر عبر جميع أنواع الأشياء حتى نتمكن من الحصول على الأضواء، والمنافذ، وتكييف الهواء، والتدفئة، ولا يحترق أي منها، ولا يحدث أي شيء سيئ. المحول هو حارس البوابة الكبير بين الكمية الهائلة من الطاقة في الشبكة والكمية الصغيرة من الطاقة التي يحتاجها المبنى. فهو يأخذ كهرباء قوية جدًا ولكنها غير مفيدة ويحولها إلى شيء آمن وجيد الاستخدام. إذا لم تكن هناك وظيفة التنحي هذه، فلن تتمكن مبانينا الحالية من العمل. لكن ما مقدار القوة التي يمكنهم أخذها؟

إن "500 كيلو فولت أمبير" المكتوب على المحول يشير في الأساس إلى مقدار الطاقة التي يتمتع بها هذا الشيء. بدلًا من الانغماس في المواصفات التقنية، من الأسهل التفكير في kVA (كيلو فولت-أمبير) كنوع من السعة: ما حجم الوظيفة التي يمكن للمحول القيام بها. يُظهر رقم كيلو فولت أمبير الأكبر فقط أن الوحدة يمكنها الاهتمام وإرسال المزيد من الكهرباء مرة واحدة.

لإعطائك فكرة عن حجم هذا، من المحتمل أن يكون محول صغير على عمود كهرباء لبضعة منازل حوالي 25 كيلو فولت أمبير. لذا فإن المحول بقدرة 500 كيلو فولت أمبير يعد بمثابة العمود الفقري التجاري الذي يعمل على نطاق مختلف تمامًا. إنه ليس مخصصًا لمنزل واحد، بل مخصص لبيئة أكبر بكثير وأكثر جوعًا للطاقة. إذن كيف تبدو قدرة الطاقة هذه في البرية؟ يمكن لمحول واحد بقدرة 500 كيلو فولت أمبير تشغيل مبنى مكتبي متوسط ​​الحجم-أو ساحة تسوق صغيرة أو حتى مجمع سكني ضخم. نظرًا لأنه جزء أساسي، يجب أن يكون لديهم طريقة واضحة لتوضيح كيفية ربطه بجميع الأجزاء الأخرى، وهنا يأتي دور المخطط الأحادي.

يمكن أن يكون صوت Unifilar يبدو تقنيًا، لكن ما يعنيه واضح جدًا. Uni تعني واحد، filar لها علاقة بخيط أو خط. لذا فإن المخطط الأحادي هو ببساطة أرسم تخطيطي خطي واحد-.. لا يرسم المهندسون كل تلك الأسلاك الموجودة بالفعل في دائرة كهربائية حقيقية، بل يستخدمون خطًا واحدًا لإظهار مسار الطاقة بالكامل. لا يتعلق الأمر باتخاذ طرق مختصرة، بل هي طريقة لجعل الشيء المعقد يبدو بسيطًا من بعيد.

فكر في الأمر كخريطة مترو أنفاق للكهرباء. تعتبر خريطة مترو الأنفاق جيدة لأنها تخبرك بما تحتاج إلى معرفته - المحطات وكيفية اتصالها - دون ملء الصفحة بجميع الشوارع والمباني والحدائق العامة الموجودة فوق سطح الأرض. يعمل الرسم البياني Unifilar تمامًا مثله. ويركز على الأجزاء الكبيرة مثل المحولات والقواطع الكهربائية (المحطات) ويوضح أيضًا المسار الرئيسي للطاقة (المسار) حتى نتمكن من الحصول على فكرة عن رحلة الكهرباء. الغرض من الرسم التخطيطي المكون من سطر واحد هو تقديم قصة بسيطة. فهو يعطي للمهندس والكهربائي صورة كبيرة تجيب على أسئلة مهمة مثل: من أين تأتي الطاقة؟ ما هي الاشياء السلامة هناك؟ وأين يذهب؟ لكن إذا أردت قراءة هذه القصة، عليك أن تتعرف على الأماكن الرئيسية على الخريطة: الرموز.

إنها تمامًا مثل خريطة الطريق التي توضح المطار أو محطة الاستراحة باستخدام بعض الرموز وبنفس الطريقة يستخدم المخطط الأحادي أيضًا بعض الرموز القياسية للمعدات الكهربائية في العالم الحقيقي. لا يعني ذلك أنه يجب عليك أن تكون مهندسًا حتى تحصل على النقاط الرئيسية. من خلال تعلم كيفية التعرف على بعض المعالم الرئيسية، نبدأ في رؤية قصة كيفية انتقال الطاقة عبر النظام.

الرموز الثلاثة الأكثر شيوعًا التي ستجدها في الرسم التخطيطي لنظام يحتوي على محول بقدرة 500 كيلو فولت أمبير هي:

رمز المحول:يتم تمثيله عادة بدائرتين متشابكتين، وهو يوضح المكان على الخريطة الذي يتغير فيه الجهد. هذا هو الموقع الذي يتم فيه تقليل (أو تنحي) الكهرباء ذات الجهد العالي القادمة من المرافق إلى جهد أقل وأكثر أمانًا يمكن استخدامه في المبنى.

رمز قاطع الدائرة:هذا مربع يرمز إلى جهاز أمان تلقائي. إنه مثل حارس النظام الذي يراقب الكهرباء طوال الوقت. عندما يستشعر الحمل الزائد الخطير أو ماس كهربائى، فإنه سوف يتعثر على الفور ويقطع الطاقة لوقف أي ضرر وحماية المعدات.

قطع رمز التبديل:هذا الرمز الذي يبدو وكأنه انقطاع في خط الطاقة هو مفتاح يدوي. مثل مفتاح إضاءة كبير لدائرة كهربائية ضخمة. فهو يتيح للكهربائي قطع الطاقة بشكل كامل وآمن عن جزء من النظام قبل إجراء الصيانة أو الإصلاحات. يظهرون معًا المسار والحماية في النظام. يمنحك قاطع الدائرة الكهربائية أمانًا تلقائيًا دائمًا، ويمنحك مفتاح قطع الاتصال تحكمًا يدويًا مقصودًا للمحترفين. ونتعرف على تلك المعالم ومن ثم يمكننا متابعة رحلة الكهرباء من الشارع وصولاً إلى القابس.

والآن بعد أن عرفنا ما هي المعالم، فإن تفسير تلك الرسومات يشبه قراءة قصة من اليسار إلى اليمين. خط واحد على الرسم البياني هو المسار الفعلي للكهرباء. اتبعه وسترى الصورة الكبيرة الكاملة للكهرباء في المبنى: كيف تنتقل من خطوط شركة الطاقة إلى حيث يستخدمها الناس.

وبعد ذلك ستبدأ الرحلة عادةً بالجهد العالي الكبير من شركة الكهرباء. في الصورة، يمكنك أن ترى أنه يمر عبر مفتاح قطع الاتصال ويخلق مكانًا لوضع يديك عليه لإصلاح الأشياء. إنه بعد ذلك مباشرة يصل إلى رمز المحول 500 كيلو فولت أمبير. وهذا هو المكان الذي تتحول فيه تلك الطاقة الخام إلى شيء أكثر أمانًا ومنخفض الجهد.

وبعد ذلك بعد خروجها من المحول، ستستمر الكهرباء في السير في طريقها، وتمر بشكل عام عبر شيء مثل رمز قاطع الدائرة الكهربائية الكبير. إنه جزء مهم من نظام حماية النظام، حيث يعمل كحارس شخصي أساسي ضد الزيادات المفاجئة. ومن ثم تتدفق الطاقة إلى المبنىلوحة التوزيع الرئيسية. فكر في هذا باعتباره المركز العصبي الرئيسي لجميع دوائر المبنى - يشبه إلى حد ما صندوق الكسارة في منزلك، ولكنه أكبر بكثير. يحكي الرسم البياني القصة بأكملها من خلال الخطوات التالية: التحكم (المفتاح)، والتغيير (المحول)، والحماية (القاطع). هذه البساطة تطرح سؤالاً: إذا كان المبنى يحتوي على العديد من الأسلاك، فلماذا تحتوي هذه الخريطة المهمة جدًا على خط واحد فقط؟

وهذه البساطة هي أكبر قوة في المخطط الأحادي. فكر في أنك إذا حاولت التخطيط لرحلة برية باستخدام صورة القمر الصناعي التي تحتوي على علامات لكل سيارة ومسار، فسيكون استخدامها فوضويًا للغاية. الغرض من هذه المخططات الكهربائية ذات الخط الواحد هو إعطاء رؤية واضحة عالية المستوى للتخطيط واستكشاف الأخطاء وإصلاحها بسرعة. فهو يتيح للمهندس أو الكهربائي رؤية النظام بأكمله مرة واحدة من خلال إظهار المسار الرئيسي للطاقة فقط، حتى لا يضيعوا في كل التفاصيل.

عندما تكون كل تلك التفاصيل الصغيرة مهمة، فإنهم ينتقلون إلى نوع آخر من الرسم -رسم تخطيطي. هذه هي النسخة التفصيلية لليونيفيلار. يحتوي المخطط على كل سلك وكل اتصال وجزء صغير مع علاقة كهربائية دقيقة. إنه دليل التعليمات الفنية الكامل حول كيفية بناء أو تجميع أو القيام بأعمال الإصلاح الصعبة على قطعة معينة من المعدات.مخطط Unifilar مقابل الرسم التخطيطييشبه الخريطة مقابل الموسوعة. استخدم الخريطة (unifilar) للحصول على الفكرة العامة والرحلة الرئيسية. استشر الموسوعة (التخطيطية) فقط إذا كنت تريد معرفة بعض الحقائق الصغيرة المحددة جدًا. للحصول على الصورة الكبيرة لقوة المباني، ستكون "الخريطة" البسيطة جيدة.

ما كان يُعتقد سابقًا أنه رمز سري للمهندسين، أصبح الآن مجرد قصة بسيطة على خريطة من سطر واحد. يغير هذا المخطط الكهربائي كل تلك الرموز المربكة إلى مسار واضح للطاقة.

وقد رأينا أن المحول يشبه "مترجم لغة" للكهرباء و"500 كيلو فولت أمبير" ما هي إلا سعته. هذا الأساس الأساسي فيفهم المخططات الكهربائيةيجعل تشغيل المباني الكبيرة بالطاقة أمرًا مفهومًا بشكل آمننظام الطاقة للمبتدئينيبدو ودودًا وليس مخيفًا. التعلم لقراءة المحول سطرًا واحدًا-.الرسم البياني يرى المنطق غير المرئي في كل مكان حولنا. في المرة القادمة التي تمر فيها بهذا الصندوق المعدني الأخضر أمام مبنى المكاتب أو مركز التسوق، لا ترى فقط بعض المعدات. تعرف على القصة وراء ذلك - كل ذلك يتم سرده في خريطة بسيطة مكونة من-خط واحد.

اتصل الآن