طلال الحوامدة

تعد أنظمة التأريض الكهربائية مهمة في خلق بيئة آمنة للمشغلين البشريين والمعدات في ظل ظروف عابرة، بحيث يجب تأريض التركيبات الكهربائية لعدة أسباب.

مع التطورات الأخيرة في نظام توزيع الطاقة (DC) والاتجاه المتزايد في استهلاك الكهرباء، ركزت الأبحاث السائدة على الشبكة الصغيرة (LVDC) (DC ذات الجهد المنخفض).

تظهر الحاجة إلى نظام (DC) متعدد الأطراف بسبب الزيادة في مصادر الطاقة الموزعة للتيار المستمر مثل الكهروضوئية والزيادة في استهلاك حمل التيار المستمر.

تعتبر شبكة (DC) الصغيرة هي تطبيق واعد في نظام الطاقة الكهربائية، أولاً لا توجد مفاهيم عن الطور والطاقة التفاعلية في شبكات التيار المستمر الصغيرة.

يمكن أن يضمن نظام نقل الطاقة الكهربائية القوي والموثوق توافر الطاقة لتلبية النمو السكاني والتنمية الصناعية، وذلك من خلال ربط العديد من محطات توليد الطاقة الكهربائية.

تستخدم خطوط نقل التيار المباشر عالي الجهد (HVDC) بشكل عام لنقل الطاقة القصوى لمسافة طويلة، كما تتميز خطوط نقل (HVDC) بمزايا نقل الطاقة لمسافات طويلة.

في الآونة الأخيرة، تسببت الشبكة الذكية في نقاش واسع وتم تنفيذها بشكل منتشر في العديد من مرافق الطاقة على الرغم من أن الوظائف الشاملة للشبكة الذكية.

في نظام الشبكة الجزئية للتيار المستمر؛ فإنه من المهم جداً تحليل كيفية تدفق الطاقة الكهربائية بين شبكات التيار المتردد والتيار المستمر، وفي الواقع يجب تصميم أنظمة شبكة التيار المستمر.

بدأ عصر القرن العشرين بنقاش واسع للغاية حول نوع توصيل الكهرباء وجوانبها الأساسية وكيفية نقلها واستخدامها بشكل أساسي، بحيث يُعرف هذا الجدل باسم "حرب التيارات".

مع تطور تقنية أتمتة شبكة التوزيع؛ فإنه يتم تطبيق عدد كبير من معدات الحصول على إشارة محولات الجهد الانصهار مع وظائف الاستشعار والحكم والتنفيذ الذكية على خطوط شبكة التوزيع.

يطرح تطوير مشاريع التيار المباشر المرنة ذات الجهد العالي (HVDC) متطلبات عاجلة لتقنية قاطع الدائرة الكهربائية ذات الجهد العالي (DC)، بحيث يعد قاطع الدائرة (DC) المتحكم فيه بالكامل.

وفقاً لهيئة موثوقية الكهرباء في أمريكا الشمالية (NERC)؛ فإن التعتيم المتتالي هو "الخسارة المتتالية غير المنضبطة لعناصر النظام الناتجة عن حادث في أي مكان"،

أصبحت محولات مصدر الجهد (VSCs) بديلاً هاماً لمحولات تبديل الخط (LCCs) لنقل التيار المباشر عالي الجهد (HVdc)، وذلك نحو تكامل الطاقة المتجددة على نطاق واسع.

في الوقت الحاضر، يتم توصيل المزيد والمزيد من المولدات الموزعة التي تستخدم موارد الطاقة المتجددة بشبكة توزيع الجهد المتوسط والمنخفض (DN) بسبب تعزيز إصلاح الطاقة

يستلزم خطر انقطاع التيار الكهربائي في نظام الطاقة توافر الإجراءات المضادة التشغيلية ضد الانقطاع في جميع الأوقات، وعلى وجه الخصوص تسمى عملية استعادة النظام.

نظراً للتناقص التدريجي لتوافر الموارد المعدنية الصلبة الضحلة، أصبح من الضروري استكشاف طبقات الفحم العميقة، ونتيجة لذلك تم تطوير نظام رفع مع طاقة حركية كبيرة.

في السنوات الأخيرة، حدث العديد من حالات انقطاع التيار الكهربائي في العالم، وعلى الرغم من أن هذه الأحداث ليست متكررة، إلا أن كل حدث له تأثير كارثي على المجتمع.

في نظام الطاقة الكهربائية، يمكن تداول نوايا تدفق الطاقة كأساسيات حسابات شبكة مخطط الطاقة، ونظراً لأنها البرنامج الأكثر إنجازاً لتصميمات شبكة الطاقة.

في العقود السابقة وبسبب الاستنفاد المتكرر والمتوقع "للطاقات التقليدية" القائمة على الأحافير (مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي)؛ فإن استغلال واستخدام موارد "الطاقة الأحفورية".

تطورت وحدات قياس (Phasor - PMUs) من العمل المبكر على الترحيل القائم على جهاز الكمبيوتر الذي تم إجراؤه في شركة American Electric Power) (AEP)).

أدى تطور المجتمع إلى زيادة الطلب على الكهرباء، كما لا يمكن لمفهوم تطوير الطاقة الكهربائية التقليدية أن يلبي متطلبات الجودة للطاقة الكهربائية.

يجب أن تكون مخططات حماية المنطقة الواسعة أكثر ذكاءً للتعامل مع التحديات الجديدة، حيث أصبح هيكل نظام الطاقة أكثر تعقيداً جنباً إلى جنب مع تطوير الأجيال الموزعة.

نمت نسبة أجهزة إلكترونيات القدرة في أنظمة الطاقة في السنوات الأخيرة، كما وأصبحت المشاكل التوافقية بارزة في أنظمة الطاقة الكهربائية على سبيل المثال تعتبر المشكلة التوافقية.

وحدة الطاقة الذكية (IPM) عبارة عن وحدة مدمجة وذاتية التنظيم تغلف شرائح (IGBT) ورقائق الصمام الثنائي ودوائر السائق والحماية المختلفة داخل نفس وحدة العزل.

في هندسة الطاقة، يجب أن يكون نظام النقل موثوقاً وفعالاً لجعل نظام الطاقة مستقراً وله حالة اقتصادية جيدة، لذلك لا يمكن تحقيق ذلك إلا من خلال أنظمة الحماية عالية السرعة.

تُستخدم منظمات جهد التيار المتردد، والتي تسمى أيضاً وحدات تحكم جهد التيار المتردد في العديد من التطبيقات التي تتطلب جهد تيار متردد منظم،

يعتبر المحرك غير المحمل بمثابة نوع جديد من المحركات، والذي يخترق توازن المجال المغناطيسي للفجوة الهوائية للمحرك التقليدي لإنتاج عزم الدوران الكهرومغناطيسي.

من بين الأنواع المختلفة من المحركات الكهربائية بدون تحميل عزم الدوران، تمتلك المحركات الحثية غير المتزامنة (BIM) وظائف بالإضافة إلى مزايا المحرك غير المتزامن والمحمل المغناطيسي ككل.

وفقاً للتطبيقات المحددة والمطلوبة صناعياً؛ فإنه يمكن أن تخضع عدة نقاط من خصائص سرعة عزم الدوران الخاصة بـ (SCIM) للحد الأدنى من المتطلبات.

في المحركات المعلقة مغناطيسياً، تُستخدم القوة الكهرومغناطيسية لتعليق الدوار، وبالتالي؛ فإنه لا توجد حاجة للمحامل الميكانيكية، بحيث يدور المحرك بدون اتصال ميكانيكي.