لماذا تحتاج منشأتك إلى حلول توزيع مُخفِّفة للتوافقيات
إن التنصيبات الكهربائية في يومنا هذا تختلف اختلافًا كبيرًا عن تلك التي كانت سائدة قبل عقدين من الزمن. فلقد أدّى الازدياد في استخدام محركات التحكم بالتردد المتغير (VFDs)، وأنظمة الإضاءة LED، وأنظمة التغذية غير المنقطعة (UPS)، ووحدات شحن البطاريات، وغيرها من مكونات الإلكترونيات القدرة، إلى تغيير ملف الأحمال الكهربائية. وعلى الرغم من أن هذه الأجهزة توفر مزايا تتعلق بالكفاءة والتحكم، فإنها تُدخل أيضًا تيارات تشويهية (توافقيّة) في نظام التوزيع، ما يؤدي إلى تشويه موجات الجهد، وارتفاع درجة حرارة المعدات، وانخفاض موثوقية النظام ككل. وأصبحت الظواهر التوافقيّة اليوم قضيةً تثير القلق، ومسألةً تشغيليةً يوميةً بالنسبة لمدراء المرافق ومُهندسي المصانع. وقد وُضعت حلول توزيع مقاومة للتوافقيات استنادًا إلى تقنيات مبتكرة في مجال المحولات، وتوفّر هذه الحلول خفضًا في تأثير التوافقيات على المعدات، وتقليلًا في الفقد، فضلًا عن الحفاظ على جودة الطاقة. وتقدّم شركة «جيانغسو ريان إلكترك» هذه الحلول لمصانع في أكثر من ٨٠ دولة، مما كفل تشغيل الأحمال الحديثة دون المساس بسلامة أنظمة التوزيع.
تُسبِّب الموجات التوافقيَّة تكاليفٍ تتراكم في جميع مجالات تشغيل المنشأة، وغالبًا ما تظهر هذه التكاليف في وقتٍ متأخِّرٍ جدًّا. أما الأثر القصير المدى فهو التأثير الحراري: إذ تُضاف التيارات التوافقيَّة إلى مجموع التيارات، دون أن تُسهم في إنجاز أي عملٍ مفيد، مما يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة في المحولات والكابلات ومعدات التحكم والتبديل. وفي حالة المحولات، يترتب على ذلك تسارع عملية تلف العزل مع كل ارتفاع في درجة الحرارة بمقدار ٦°م إلى ١٠°م وبذلك تنخفض المدة المتبقية لعمر المحول إلى النصف. أما في حالة الكابلات، فيعني ذلك انخفاض القدرة الاستيعابية للتيار (Ampacity) واحتمال تلف العزل. وفي حالة المحركات، فيعني ذلك ارتفاع درجة حرارتها بشكل إضافي وحدوث تذبذبات في العزم تُثقل كاهل الأنظمة الميكانيكية.
وبالإضافة إلى التأثيرات الحرارية، تؤدي التوافقيات إلى انقطاع غير مرغوب فيه للدوائر عبر أجهزة الحماية، وإحداث اضطراب في الإلكترونيات الحساسة، وانخفاض معامل القدرة، ما يستدعي فرض غرامات من قِبل شركات التوزيع الكهربائي. والتكلفة المادية الناتجة عن ذلك تتراكم باستمرار، وتتمثل في الطاقة المهدرة بسبب الحرارة، والمعدات المهدرة نتيجة الاستبدال المبكر، وانقطاع الإنتاج بسبب الأعطال غير المتوقعة، والفواتير الشهرية المرتفعة للكهرباء الناجمة عن انخفاض معامل القدرة. وتتعامل حلول تخفيف التوافقيات من شركة ريان إلكتريك مع هذه التكاليف عند مصادرها لتقليل إجمالي التشويه التوافقي (THD) إلى أدنى حدٍ ممكن، ولحماية أصول المنشأة من الأضرار غير الظاهرة التي تسببها التوافقيات.
يُستخدم محول التوزيع العادي في التيارات الجيبية والأحمال الخطية. ويتعرض هذا النوع من المحولات لخسائر كبيرة ناتجة عن التيارات الدوامية في اللفات، وكذلك لتسخين المكونات الإنشائية بسبب التسرب المغناطيسي، وارتفاع درجة حرارة الموصلات المحايدة في الأنظمة ثلاثية الطور عند تشغيلها مع تيارات غنية بالتوافقيات في المرافق الحديثة. والحل هو استخدام محولات مصممة خصيصًا للتعامل مع التوافقيات.
المحولات التي تنتجها شركة رايان إلكتريك مُصنَّفة وفق معامل K لتكون قادرةً على التعامل مع الأحمال غير الخطية. ولدعم كلٍّ من تيارات التوافقيات الثلاثية (Triplen) والتحصين الكهروستاتيكي، تعتمد تصاميمنا على موصلات متعادلة أكبر حجمًا من تلك المستخدمة في التيارات المتناوبة ذات التردد المماثل، وتستخدم ترتيبات لفائف مُحسَّنة للحد من خسائر التيارات الدوامية عند الترددات التوافقيّة. كما صُمِّمت القلوب واللفائف لتوفير سعة تبريد أعلى، بحيث تبقى درجة حرارة النقاط الساخنة ضمن الحدود المسموح بها حتى عند تحميل المحول بأحمال ضارة جدًّا. وتُصنَّف محولات معامل K وفق قدرتها على تغذية الأحمال غير الخطية المُ rated دون ارتفاع مفرط في درجة الحرارة: K-4 للأحمال التوافقيّة المعتدلة، وK-13 للأحمال التوافقيّة الرئيسية، وK-20 لأقصى حالة تحميل توافقيّة. ويمكن لهذه المحولات الخاصة أن تقدّم أداءً عالي الجودة لا تستطيع الوحدات القياسية تحقيقه بسبب تركيزها العالي لأنظمة القيادة بتردد متغير (VFDs)، وأنظمة التغذية غير المنقطعة (UPS)، أو أحمال مراكز البيانات.
وبينما تتحمل محولات معامل كي (K-factor) التوافقيات، فإن محولات إزاحة الطور تعمل على إزالتها بشكل نشط. وتولِّد هذه المحولات توافقيات مُفضَّلة يتم إلغاؤها مغناطيسيًّا قبل انتشارها في نظام التوزيع، وذلك بإضافة فروق طور خاضعة للتحكم بين لفات الثانوي المتعددة.
المحولات متعددة النبضات لدى شركة رايان إلكتريك: تمتلك شركة رايان إلكتريك أساسًا لمعالجة التوافقيات السلبية في الأحمال الكبيرة عند المقومات، ألا وهو المحول متعدد النبضات، الذي يُقدَّم بتصاميم ١٢ نبضةً و١٨ نبضةً و٢٤ نبضةً وما بعدها. ويؤدي استخدام مقومين ذوي ست نبضاتٍ يتم تغذيتهما من ثانويات المحول المزاحة في الطور بمقدار ٣٠ درجةً إلى إلغاء التوافقيين الخامس والسابع. أما في أنظمة الـ١٨ نبضة والـ٢٤ نبضة، فيتم رفض توافقيات أخرى، مما يترك تيارًا أوليًّا يكون شبه جيبيٍّ الشكل تقريبًا. وتؤدي هذه المحولات، في مرافق محركات التردد المتغير الكبيرة أو مصادر الطاقة المستمرة (DC)، وكذلك في الأحمال الإلكتروليتية، دور مرشحات للتوافقيات في التيارات المستمرة، ما يمنح النظام كفاءةً عاليةً إجمالًا. وتصاميمنا الخاصة بالازاحة الطورية مُصمَّمة خصيصًا لتتناسب مع محتوى التوافقيات في تطبيقٍ معين، وتوفِّر أقصى قدرٍ من الإلغاء وأدنى مستوىٍ ممكنٍ من التشويه المتبقي. وبفضل حلول الاختبار الواسعة التي نقدِّمها، مثل اختبار أداء التوافقيات في مختبراتنا المعتمدة من قبل اللجنة الوطنية الصينية لاعتماد المؤسسات المُجرِّبة (CNAS)، تقدِّم شركة رايان إلكتريك حلول ازاحة طورية تحوِّل مولِّدات التوافقيات إلى أحمالٍ صديقةٍ للنظام.
إن الإدارة المتناغمة لا تقتصر فقط على المحولات الفردية، بل تمتد إلى نظام التوزيع بالكامل. وتتضمن الحلول التي تقترحها شركة ريان إلكترك لمكافحة التوافقيات حلولًا مدمجةً تجمع بين مختلف وسائل التخفيف لضمان تحسينٍ كاملٍ لجودة الطاقة.
يمكن تركيب محولات معامل كي (K-factor) مزودة بمرشحات سالبة في محطات التحويل الخاصة بوحداتنا، وهي مُضبوطة لتتوافق مع ترددات التوافقيات في المنشأة. ولدعم التطبيقات التي تتطلب خفض التوافقيات وكذلك تنظيم الجهد، نقدّم تصاميم محولات تغيير الطور مزوَّدة بمغير نقاط التوصيل تحت الحمل. وفي حالة منشآت الطاقة المتجددة وتخزين الطاقة، تمتلك محولاتنا ميزات إضافية لمعالجة الخصائص التوافقيّة الخاصة بالمحولات العكسية (inverters) وواحدات شحن البطاريات. ويتم تخصيص كل حل ليتكامل بسهولة مع أجهزة التوزيع اللاحقة (downstream switchgear)، ونظم الحماية السابقة (upstream protection)، وأنظمة مراقبة المنشأة، وذلك لتقديم حلٍّ شاملٍ لإدارة جودة الطاقة.
القيمة لا تقتصر على حماية المعدات فحسب، بل تمتد لتشمل المزايا التشغيلية والمالية. وستؤدي معامل القدرة العالي إلى إلغاء أو التخفيف من الغرامات التي تفرضها شركات توزيع الكهرباء. كما أن انخفاض التيارات التوافقيّة يُحرّر مساحة أكبر في شبكة التوزيع لإضافة أحمال إضافية. وتساهم درجات الحرارة التشغيلية المنخفضة في إطالة عمر المعدات وتقليل احتياجات الصيانة. أما الطاقة الخضراء فهي تعزِّز اتساق العمليات وتقلل من المشكلات المتعلقة بالجودة في عمليات التصنيع الحساسة. وللمدراء المسؤولين عن المرافق الذين يواجهون تحديات الأحمال الحديثة، توفر حلول ريان إلكتريك لتوزيع الطاقة المُخمِدة للتوافقيات طاقةً موثوقةً وكفؤةً وعالية الجودة، وهي حلولٌ تم تجريبها في أكثر من ٥٠ دولة، وتعتمد عليها جهات عميلة مثل مراكز بيانات مايكروسوفت والمنشآت الصناعية في مختلف أنحاء العالم.
EN
