مفاعل محطة التحويل

في نظام شبكة نقل الطاقة الكهربائية ، تعتبر مفاعلات محطة التحويل عبارة عن محاثات كبيرة يتم تركيبها في المحطات الفرعية للمساعدة في استقرار نظام الطاقة.

في خطوط النقل، تشكل المسافة بين الخط الهوائي والأرض مكثفًا موازيًا لخط النقل، مما يؤدي إلى زيادة الجهد مع ازدياد المسافة. وللتعويض عن تأثير السعة في خط النقل، ولتنظيم الجهد والطاقة التفاعلية لنظام الطاقة، تُوصل المفاعلات إما عند أطراف الخط أو في منتصفه، مما يُحسّن من مستوى الجهد في خط النقل.

في الأنظمة الكبيرة التي تحتوي على العديد من المولدات المتصلة بالتوازي، قد يكون من الضروري استخدام مفاعل متسلسل لمنع تدفق التيار الكبير بشكل مفرط أثناء حدوث ماس كهربائي؛ وهذا يحمي موصلات خط النقل وأجهزة التبديل من التلف الناتج عن التيارات والقوى العالية التي تحدث أثناء حدوث ماس كهربائي.

يتم توصيل المفاعل المتوازي بالتوازي مع خط نقل الطاقة أو أي حمل آخر. أما المفاعل المتسلسل فيتم توصيله بين الحمل والمصدر.

مفاعل ناقل الطاقة هو ملف حث ذو قلب هوائي ، أو ملف حث مملوء بالزيت، يُوصل بين ناقلين أو قسمين من نفس الناقل للحد من تغيرات الجهد العابرة على أي منهما. يُركّب في الناقل للحفاظ على جهد النظام عند تغير حمل الناقل. ويضيف حثًا إلى النظام لتعويض سعة الخط.

يُوضع مفاعل الخط في خط التغذية عند نقطة الاستخدام أو بعد المحول مباشرةً للحفاظ على استقرار التيار الكهربائي للمستخدم. عند فصل خط التغذية عن الشبكة، يُفصل مفاعل الخط أيضًا. تُستخدم مفاعلات الخط غالبًا لتعويض سعة الخط، وتخفيف ارتفاعات الجهد المفاجئة الناتجة عن عمليات التبديل، والحد من تيارات الأعطال، خاصةً في حالة خطوط النقل الأرضية.

يمكن استبدال مفاعل الحافلة ومفاعل الخط طالما أنهما مصنفان لنفس الجهد الذي يعتمد على التخطيط المادي للمحطة الفرعية وتكوين الحافلة.

تُستخدم المفاعلات المتوازية في أنظمة الطاقة لموازنة تأثير السعة الطفيلية للخط ، وبالتالي تثبيت جهد النظام ضمن الحدود المقبولة. ^{[ 1 ]} وقد دُرست جدوى استخدام المفاعلات المتوازية للتحكم في الجهد على خطوط النقل ذات الأحمال الخفيفة في ورقة بحثية قُدّمت عام 1926 في مؤتمر معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (AIEE) من قِبل إديث كلارك . ^{[ 2 ]} بالنسبة للخطوط القصيرة، يمكننا تجاهل تأثير التيار السعوي من منظور تنظيم الجهد، ولكن في الخطوط المتوسطة والطويلة، قد يكون الجهد عند طرف الاستقبال أعلى بكثير من الجهد عند طرف الإرسال، مما يُسبب مشاكل مثل زيادة التدفق المغناطيسي في محولات الطاقة وزيادة إجهاد عوازل الخط. في ظروف الأحمال الخفيفة، يُنتج الخط قدرة تفاعلية (VAR) أكبر ، مما يؤدي إلى أن يكون جهد طرف الاستقبال أعلى من جهد طرف الإرسال. وللتخلص من فائض القدرة التفاعلية عند انخفاض الحمل، يُضاف ملف حث إلى النظام.

يتميز المفاعل التحويلي التقليدي بقدرة ثابتة، ويكون إما موصولاً بخط الطاقة بشكل دائم أو يتم توصيله وفصله حسب الحمل. وقد طُوّرت مؤخراً ^{[ 3 ]} مفاعلات تحويلية متغيرة (VSRs) وطُرحت في السوق. يمكن تغيير قدرة المفاعل التحويلي المتغير على مراحل: يعتمد نطاق التنظيم الأقصى على قدرة مُغيّر الجهد المستخدم أثناء التشغيل، والذي يُستخدم مع ملف التنظيم الخاص بالمفاعل التحويلي. وقد ازداد نطاق التنظيم الأقصى على مر السنين ^{[ 3 ]} من 50% إلى 80% عند بعض مستويات الجهد ^{[ 4 ]} . تُعتبر المفاعلات التحويلية المتغيرة ^{[ 3 ]} منتجات متطورة تقنياً، ويتم توريدها بشكل رئيسي من قبل كبرى الشركات العالمية المصنعة.

تُستخدم المفاعلات المتسلسلة كمفاعلات لتحديد التيار لزيادة مقاومة النظام. كما تُستخدم أيضًا لتأريض النقطة المحايدة. وتُستخدم هذه المفاعلات أيضًا للحد من تيارات بدء تشغيل المحركات الكهربائية المتزامنة ولتعويض القدرة التفاعلية لتحسين قدرة نقل خطوط الطاقة. ^{[ 6 ]}

• http://www05.abb.com/global/scot/scot252.nsf/veritydisplay/dadf3c1d27681cc48525775400608bb5/$file/1zse954001-21_vsr_pamphlet.pdf
• http://www.getra.it/default.php?mcat=azi&cod=casehistory&scod=casepower&id=320
• http://www.swedishneutral.se/main.php?name=shunt_reactor