الأحد، 10 مايو 2020

مقارنة بين خطوط النقل الكهربائية الهوائية والأرضية

الدرس السابق:مقارنة بين نقل الكهرباء باستخدام الـــ HV-AC باستخدام HV-DC


  

مقارنة بين خطوط النقل الكهربائية الهوائية والأرضية:

    
     يوجد ثلاثة أنواع لخطوط النقل والتوزيع ، هى :
 1- خطوط هوائية  Over Head Transmission Lines.
 2-  كوابل  أرضية Underground Cables. 
 3 .وهناك نوع ثالث غير شائع ، وهو خطوط الـ  Gas-Insulated Lines  التى ت ستخدم غاز الـــ SF6 كعازل ، وهذه الطريقة لاتزال محدودة الاستخدام وفى المسافات الصغيرة فقط ، وأطول خط نفذ من هذا النوع كان بطول 700 متر فى ألمانيا . ومعظم هذه الخطوط تكون غالبا داخل محطات التوليد أو محطات التحويل أو لنقل الطاقة بينهما لمسافة غير طويلة خلال أنفاق كما فى الشكل التالي التى تمثل نموذجا لإحدى محطات شركة سيمنس


   وسيكون التركيز فى هذا الجزء على المقارنة بين النوعين الأولين فقط.
    في الخطوط الهوائية تستخدم الموصلات المكشوفة غير المعزولة ، ولذلك تستخدم الأبراج بأنواعها المختلفة لرفع الموصل عن الأرض بمسافة كافية لتوفير الأمان ، ويكون الهواء هو العازل بين الموصلات مع بعضها البعض على طول مسار الخط ولذلك سميت بالخطوط الهوائية. 

    ويعتبر استخدام الخطوط الهوائية عموما أفضل اقتصاديا من الكابلات الأرضية ، حيث تبلغ تكلفة خطوط الكابلات من 5 إلى 10 مرات ضعف تكلفة الخطوط الهوائية ذات الإمكانيات المتساوية . ومن ثم فإن التكاليف الثابتة للخطوط الهوائية (تكاليف الإنشاء) أقل كثيرا من الكابلات الأرضية ، إلا أن التكاليف الجارية لها تكون أكثر قليلا من التكاليف الجارية للكابلات، حيث تحتاج الخطوط الهوائية إلى صيانة دورية من نظافة أو تغيير العوازل وترميم القواعد وتغيير بعض أعضاء الهيكل المعدني فى حالة تعرضها لعوامل التعرية وكذلك تغير موصلات مقطوعة أو توصيلها ببعضها بالطرق الفنية السليمة. وبرغم ذلك ، فإن مجموع التكاليف الثابتة والمتغيرة للخطوط الهوائية تظل أقل بكثير من مجموعها للكابلات الأرضية.

    لكن مما قد يساعد على تفضيل الكابلات أحيانا هو زيادة مساحة الأرض المطلوبة لإنشاء خطوط النقل الهوائية في حالة استخدام الجهود الزائدة والفائقة وارتفاع تكلفة هذه الأراضي ، فعلى سبيل المثال فإن إنشاء خط هوائي للجهد العالي يتطلب 30000 متر مربع/ كيلو متر، وبازدياد ثمن الأرض سوف تزداد تكلفة إنشاء مثل هذه الخطوط.

    وأيضا مما يميز الكابلات المدفونة تحت الأرض عدم تأثرها بالتغيرات الجوية والعوامل الطبيعية كالرياح وتراكم الجليد والتلوث ، وبالتالي يزيد من عمرها الافتراضي عن الخطوط الهوائية .
 لكن يعيب الكابلات - بالإضافة إلى ارتفاع ثمنها – صعوبة تحديد مكان العطب إلا باستخدام السيارات الحديثة المجهزة لذلك. 

      وعموما ، فالواقع يقول أن نظم النقل تجدها مختلطة   Composite Overhead-Underground Lines  ، فحينما يكون من الصعب استخدام الخطوط الهوائية لوجود المناطق السكنية مثال فإننا نستخدم الكابلات ، ومن ثم فيمكن أن تجد خطا مكونا من جزئين فقط : OHTL + Cable G/U ، وأحيانا نجده مكونا من ثلاثة أجزاء : 
U/G Cable + OHTL + U/G Cable.

    وتوابع هذا الأمر ستكون بالأساس زيادة فى صعوبة تصميم منظومة الحماية ، فالخط الآن ليس له Characteristic Impedance  واحدة ، وبالتالى هناك صعوبة فى تحديد مسافة العطل سواء باستخدام .
الــ Distance relay أو باستخدام Travelling Waves.

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق