المحولات الكهربائية

وأخيراً يتمتع مستشعر (EFPI) بالألياف الضوئية بهيكل كوارتز نقي بأداء عزل جيد ويمكن وضعه في أعماق معدات كهربائية عالية الجهد لاكتشاف الإشارات فوق الصوتية من التفريغ الجزئي.

في العقود الأخيرة، أصبحت الطاقة المتجددة جزءاً مهماً من مجال "توليد الطاقة" ككل، وفي أي نظام للطاقة المتجددة؛ فإنها تشكل محولات الطاقة الكهربائية الجزء المهيمن.

يعتبر المصدر الرئيسي لطقس الفضاء هو التفاعل بين المجال المغناطيسي للأرض والشمس، وهي التي يؤثر نشاطها بشكل مباشر على الغلاف المغناطيسي للأرض.

تعتبر محولات القدرة الكهربائية أجزاء حيوية في نظام الطاقة الكهربائية، كذلك التوليد أو النقل أو التوزيع. تستخدم المحولات "المغمورة بالزيت" على نطاق واسع في هذه الأنظمة.

إن التطورات الحديثة في أشباه موصلات الطاقة ومعالجات الإشارات الرقمية تدفع التقدم في تقنيات التحكم لمحولات الطاقة الإلكترونية، بحيث تم تطوير العديد من استراتيجيات التحكم.

من الناحية النظرية، يعمل المحول ثلاثي الطور مثل ثلاثة "محولات أحادية الطور" وذلك بشكل متساوي ومنفصل، كما أنها تعمل بحالة نظام ثلاثي الطور ومع أطراف مشتركة فقط،

يعتبر اتصال (Zig-Zag)، والذي يسمى أيضاً بتوصيلة "المتعرج"، بمثابة الجمع بين اتصال النجمة والدلتا وله ميزة النجمة والدلتا معاً،

تعد محولات القدرة أحد المكونات الرئيسية لأنظمة الطاقة، كما يعتبر التفريغ الجزئي (PDs)، والناتج عن تحسينات محلية غير طبيعية في المجال الكهربائي داخل خزان المحولات.

بالمقارنة مع نقل الطاقة بالتيار المستمر؛ فإن توزيع الطاقة بالتيار المستمر يجذب اهتمام الباحثين تدريجياً في السنوات الأخيرة، ولا تزال العديد من المفاهيم في "المرحلة الاستكشافية".

قد يؤدي ارتفاع درجة الحرارة المفرط والقصر الشديد للغاية وأعطال في الزيت وضربات البرق إلى نشوب حريق في المحولات، لذلك؛ فإن حرائق المحولات نادرة ولكن تأثيرها كبير.

تعد المحولات عموماً أغلى الأصول في نظام التوزيع الكهربائي، كما تعد كفاءة استخدامها العالية أمراً مهماً من أجل الحصول على عائد منطقي على الاستثمارات،

تشكل محولات الطاقة الكبيرة مكونات باهظة الثمن وحيوية منقطعة النظير في أنظمة الطاقة الكهربائية، كذلك؛ فإن موثوقية محولات القدرة، والتي تعد من المعدات الأساسية الحاسمة.

لا غنى عن شبكات الاتصالات في المحطات الفرعية القائمة على (IEC61850) لتطبيق نظام أتمتة المحطات الفرعية (SAS)، ونظراً لأن أنظمة الحماية والتحكم في المحطات الفرعية الذكية.

أدى الاستخدام المتزايد للعاكسات في تطبيقات التوليد الكهربائي الموزع وتخزين الطاقة إلى زيادة الاهتمام بكفاءة هذه الأجهزة في السنوات الأخيرة.

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.

باعتبارها المعدات الرئيسية لتوصيل القدرة الكهربائية؛ فإن سلامة المحولات الكهربائية واستقرارها مهمان لموثوقية نظام الطاقة، وفي الوقت نفسه وكتنفيذ واسع النطاق للألواح الكهروضوئية.

مع الخصائص الفائقة والتوافر التجاري، كما تجد الأجهزة ذات فجوة النطاق العريض (WBG) تطبيقاتها تدريجياً، وذلك بالمقارنة مع نظائر السيليكون (Si).

إلى جانب التوسع في الطلب على نظام طاقة غير منقطعة (UPS) من فئة متعددة المئات كيلو فولت أمبير؛ فقد نما الطلب على أنظمة إلكترونيات القدرة في مجالات الطاقات المتجددة.

يعد التنبؤ بالحمل مهماً لتشغيل نظام الطاقة والتحكم فيه وتحديداً في إرسال التوليد الكهربائي وتكامل التوليد الموزع والتحكم في القدرة التفاعلية.

خلال السنوات القليلة الماضية، حظيت المشاكل المرتبطة بجودة الطاقة باهتمام كبير، بحيث يتأثر تلف المعدات وإنهاء عمليات التصنيع بشكل مختلف بسبب الانقطاعات وتدهور الجهد.

في الوقت الحاضر  ليس من السهل على مشغلي نظام التوزيع تشغيل نظام دون الالتفات إلى التشوه التوافقي، والذي يعتبر من أهم مشكلات جودة الطاقة (PQ).

الكهرباء موضوع واسع يستخدم لتوضيح تصرفات الإلكترونات والبروتونات، يشكل التدفق اللاحق للإلكترونات التيار الذي نستخدمه لتنشيط كل شيء من حولنا،

تقدر أعمار تصميم المحولات بحوالي 45 عاماً للإرسال وحوالي 60 عاماً لمحولات التوزيع، وذلك مع فهم عزل المحولات جيداً لتدهور الخدمة ومعرفة بدء تشغيل مجموعات كبيرة من المحولات في الستينيات.

ستؤدي مراقبة حالة المحولات وتشخيص الأعطال في المراحل المبكرة إلى تقليل وقت التوقف عن العمل ونفقات الصيانة، وبالتالي ضمان موثوقية نظام الطاقة.

في بعض الأحيان؛ فإنه يصبح من الضروري جداً توصيل أكثر من محول واحد بالتوازي، على سبيل المثال لتوفير الحمل الزائد لتصنيف المحولات الموجودة ضمن نطاق الخدمة على الشبكة الكهربائية.

في العادة يتم استخدام كاشف قائم على حلقة مغلقة التردد لتقدير سرعة الدوران وموضع الزاوية لعمود دوار آلة كهربائية، بحيث يتكون نظام القياس من خلال مصفوفات من المغناطيس الدائم.

في الآونة الأخيرة، يتم تعزيز (DC Microgrids) باستمرار لتلبية الحاجة إلى زيادة الطلب المستمر على الطاقة ولقد وجدت مصادر الطاقة المتجددة مثل الخلايا الكهروضوئية.

في الوقت الحاضر، تم تطبيق تكنولوجيا الطاقة الإلكترونية على نطاق واسع في نظام الطاقة، بما في ذلك المجالات الصناعية والزراعية والعامة والمدنية وغيرها من المعدات الكهربائية،

مع زيادة الطاقة المثبتة من مصادر التوليد الموزعة (DGS)؛ ظهرت العديد من المشكلات بعد استخدام الهياكل والهياكل الجديدة، بحيث يجب تطوير وحدات تحكم عالية المستوى للتشغيل الآمن.

أدى النمو السريع للصناعة بأكملها والاهتمام الأخير بالتنمية المستدامة إلى زيادة متطلبات إمدادات الطاقة الكهربائية والطلب على محولات الجهد العالي (HV)،