كيف تقلل المحولات التوزيعية من فقدان الطاقة يوميًّا

يُمثِّل فقدان الكهرباء الناتج عن تبدُّد الطاقة الكهربائية على هيئة حرارة في المحولات وخطوط النقل والشبكة التوزيعية خسارةً كبيرةً يوميًّا، ولا يقتصر الأمر على فقدان الكهرباء فحسب، بل يشمل أيضًا ارتفاع تكاليف التشغيل وإطلاق انبعاثات كربونية غير ضرورية. ومن بين المخاوف اليومية لمدراء المرافق ومشغِّلي المرافق والمهندسين الصناعيين كيفية تقليل هذه الخسائر. ويمكن أن يؤدي تخفيض الخسائر عند حالة عدم التحميل (الخسائر الأساسية) والخسائر عند التحميل (الخسائر النحاسية)، واستخدام محول توزيعٍ فعَّالٍ، إلى تحقيق وفوراتٍ كبيرةٍ في استهلاك الطاقة طوال عمر المنتج نظرًا لتصميمه الجيد. محول توزيع صمَّمته شركة جيانغسو رايان إلكتريك المحدودة لتقليل الخسائر من خلال نظام تبريد ذكي، وتصنيع دقيق، ومواد متقدمة، بحيث تُهدَر كميةٌ ضئيلةٌ جدًّا من الطاقة أثناء عملية خفض الجهد.

مواد أساسية منخفضة الخسائر وتحسين مغناطيسي

إن قلب المحول التوزيعي يُمغنط ويُزيل مغنطيته ٥٠ أو ٦٠ مرة في الثانية، وحتى عند كون عدم الكفاءة ضئيلاً، فقد يؤدي ذلك إلى خسائر كبيرة في الطاقة على مدار السنة. وتتكوّن شركة رايان إلكتريك من فولاذ سيليكون عالي النفاذية، مدرفل على البارد وموجّه الحبوب (CGO)، ومغلف بمواد تحسّن مجالات التوصيف، مما يقلل من خسائر الاستهلاك المغناطيسي الناتجة عن إعادة ترتيب المجالات المغناطيسية. ويتسم الوصل المدرج عند زوايا القلب بفجوات هوائية ضئيلة للغاية، وبالتالي فإن تيار المغنطة يكون منخفضاً وخسائر التشغيل بدون حمل منخفضة أيضاً. وفي أكثر التطبيقات طلباً، يمكننا توريد قلوب معدنية غير متبلورة تظهر انخفاضاً في خسائر القلب يصل إلى ٧٠٪ مقارنةً بتلك الخاصة بالفولاذ السيليكي التقليدي. وتتم عملية تجميع القلوب بدقة عالية باستخدام معدات آلية لضمان محاذاة كل قلب بدقة وتناسقه الكامل، ما يضمن عدم ظهور نقاط ساخنة في القلب مع مرور الزمن. وبفضل هذه التحسينات المغناطيسية، فإن محول توزيع يستهلك طاقةً كهربائيةً ضئيلةً جداً أثناء تشغيله، حتى لو كان الحمل المفروض عليه ضئيلاً أو معدوماً.

اللفات عالية التوصيلية وتحديد حجم الموصلات بشكل مُحسَّن

خسائر الحمل (وتُسمى أيضًا خسائر I²R) في محول توزيع تُسبِّب الخسائر في الملفات تدفُّق التيار عبر مقاومة الموصلات النحاسية و/أو الألومنيوم. وتقلِّل شركة ريان إلكتريك هذه الخسائر من خلال اختيار الموصلات وتحديد أبعادها بشكلٍ مناسب. ويتم استخدام نحاس كهربائي عالي النقاء (ذو توصيلية تفوق ١٠٠٪ وفق معيار IACS) أو سبائك ألومنيوم عالية الجودة مع مساحات مقطعية مثلى، وذلك لتحقيق توازن بين التكلفة الأولية والوفورات طويلة المدى في الخسائر. وتضمن آلات اللف الخاضعة للتحكم الحاسوبي لدينا تطبيق شدٍّ دقيقٍ ومسافات منتظمة بين الموصلات، ما يكفل توزيع الموصلات بشكلٍ متجانسٍ ويقلل إلى أدنى حدٍّ الخسائر المتفرقة الناجمة عن التيارات الدوامية في الموصلات وفي اللفات. كما نحدد أبعاد الموصلات بحيث توفر كثافة تيار اقتصادية مثلى لكل تطبيق، مما يقلل خسائر النحاس إلى أدنى حدٍّ ويزيد من الكفاءة الرأسمالية للمحول. وينتج عن ذلك كفاءة تحويل أعلى وفقدان أقل للطاقة يوميًّا، وبالتالي انخفاض تكاليف الكهرباء في المحولات التوزيعية.

التبريد الفعّال وإدارة درجة الحرارة

يَزداد مقاومة اللفّات مع ارتفاع درجة الحرارة بنسبة تبلغ حوالي ٠,٤٪ لكل درجة مئوية، مما يؤدي إلى خسائر في التحميل. ولذلك، فإن ضمان إدارة حرارية فعّالة لتقليل الفقد في الطاقة أمرٌ بالغ الأهمية في محول توزيع التشغيل العادي. وتقوم شركة ريان إلكتريك بتصميم الأنظمة المستخدمة لتبريد كل محول وفقًا لدورة العمل والبيئة المحيطة الخاصة بكل محول. وعندما تكون الوحدات مغمورة في الزيت، نُحسّن تشكيل الزعانف ومسارات تدفق الهواء الطبيعي، ونستخدم التبريد الإجباري بالهواء أو بالماء عند الحاجة، وذلك لضمان أن تبقى درجات حرارة اللفّات أقل بكثير من الحدود الحرارية القصوى. أما محولاتنا ذات الراتنج المصبوب والمحولات المشربة بالفراغ (VPI)، فهي مصممة لنقل الحرارة بكفاءة عالية باستخدام خصائص انتقال الحرارة للمواد الإيبوكسية عالية التوصيل الحراري، وكذلك باستخدام غلاف مهوي يسمح بالدوران الطبيعي للهواء لتبريد المحول. ويتم اختبار جميع أنظمة التبريد في مختبراتنا المعتمدة من قبل اللجنة الوطنية الصينية للاعتماد (CNAS) لضمان أدنى ارتفاع ممكن في درجة الحرارة وأعلى كفاءة تشغيلية ممكنة عبر مدى التحميل الكلي لنظام التبريد.

التحميل الذكي واعتبارات معامل القدرة

ليست التصميمات وحدها التي تحدد فقدان الطاقة في محول توزيع ؛ وستعتمد أيضًا على درجة التحميل ومعامل القدرة للحمل. ويمكن لشركة ريان إلكتريك أيضًا تزويد المشغلين بمعلومات مفصلة عن الفقدان ومنحنيات الكفاءة لكل محول، وذلك لمساعدتهم في اختيار الحجم الأمثل لكل حالةٍ وفقًا لملف حملهم، مما يجنبهم العقوبات الناتجة عن التصغير المفرط (فقدان نحاسي مفرط) أو التكبير المفرط (فقدان جوهري مفرط). وتتكوّن اللفات الأولية لمتحولاتنا من وصلات متعددة (متعدد التوابع)، ما يقلل من انخفاض الجهد وفقدان القدرة التفاعلية، ويتيح توفير الجهد المطلوب في الموقع الفعلي بقيمة منخفضة لمقاومة التسرب. علاوةً على ذلك، يُختبر كل محول توزيع وفقًا لمعايير الكفاءة الدنيا لضمان مطابقته للمعايير المستقلة (IEE وUL وCE وASTA وDEKRA). وفي كل يوم، تقدّم شركة ريان إلكتريك حلول محولات التوزيع التي تقلل من فقدان الطاقة، مما يساعد العملاء على توفير المال، والحد من الآثار البيئية، وتحقيق عمليات مستدامة. ولقد كسبنا ثقة عملائنا، ومن بينهم مايكروسوفت وشبكة الدولة الصينية للكهرباء (State Grid)، بفضل التزامنا بالجودة، وتُصدَّر منتجاتنا إلى أكثر من ٨٠ دولة.