شبكات الجهد المتوسط (Medium Voltage Network)

إذا كنت مهندسًا كهربائيًا أو تعمل في مجال تصميم البنية التحتية، فإن شبكات الجهد المتوسط (Medium Voltage Network) تُعد من أهم عناصر أنظمة توزيع الطاقة الكهربائية. فهي تمثل الحلقة التي تربط بين محطات التوزيع الرئيسية وشبكات الجهد المنخفض، كما تضمن نقل الطاقة الكهربائية بكفاءة وأمان إلى مختلف المشاريع السكنية والتجارية والصناعية.

بالإضافة إلى ذلك، يعتمد نجاح أي مشروع بنية تحتية كهربائية على تصميم شبكة الجهد المتوسط وفق الاشتراطات الفنية ومتطلبات شركة توزيع الكهرباء. ولذلك، يجب على المهندس الإلمام بمكونات الشبكة، وأنواع الموزعات، ومتطلبات الأحمال، وأسس اختيار المعدات المناسبة قبل البدء في التصميم.

ما هي شبكات الجهد المتوسط (Medium Voltage Network)؟

تُعد شبكات الجهد المتوسط جزءًا أساسيًا من منظومة توزيع الطاقة الكهربائية، حيث تنقل الكهرباء من محطات المحولات الرئيسية إلى محطات التوزيع الفرعية أو المحولات التي تخفض الجهد إلى الجهد المنخفض المستخدم داخل المباني والمنشآت.

كما تعمل هذه الشبكات عند جهود تشغيل مختلفة، مثل:

10.5 كيلو فولت (10.5 kV).
11 كيلو فولت (11 kV).
22 كيلو فولت (22 kV).

ويعتمد اختيار جهد التشغيل على متطلبات شركة توزيع الكهرباء وطبيعة المشروع والأحمال الكهربائية المطلوبة.

مكونات شبكة الجهد المتوسط

تتكون شبكة الجهد المتوسط من عدة عناصر رئيسية تعمل معًا لضمان توزيع الطاقة الكهربائية بكفاءة، ومن أهمها:

موزعات الجهد المتوسط (Medium Voltage Switchgear).
وحدات الحلقة الرئيسية (Ring Main Units – RMU).
محولات التوزيع (Distribution Transformers).
كابلات الجهد المتوسط (Medium Voltage Cables).

وتؤدي كل من هذه المكونات دورًا مهمًا في حماية الشبكة وتحسين موثوقية التغذية الكهربائية.

ما هو موزع الجهد المتوسط (Medium Voltage Switchgear)؟

يُعد موزع الجهد المتوسط (MV Switchgear) من أهم مكونات شبكة الجهد المتوسط، حيث يستخدم للتحكم في توزيع الطاقة الكهربائية، وحماية المعدات، وفصل الأعطال، وإجراء عمليات التشغيل والصيانة بأمان.

بالإضافة إلى ذلك، يساهم الموزع في رفع موثوقية الشبكة وتقليل تأثير الأعطال على باقي أجزاء النظام الكهربائي.

اعتبارات تصميم موزع الجهد المتوسط

قبل تصميم موزع الجهد المتوسط، يجب مراعاة مجموعة من العوامل الفنية لضمان كفاءة وأمان التشغيل، ومن أهمها:

تحديد جهد التشغيل المناسب (10.5 kV أو 11 kV أو 22 kV).
حساب القدرة المطلوبة لتغذية المشروع بناءً على Load Estimation.
الاعتماد على جداول الأحمال (kVA/100m²) الصادرة عن شركة الكهرباء المختصة.
مراجعة اشتراطات ومتطلبات شركة توزيع الكهرباء الواقعة في نطاق المشروع.
تحديد طريقة التغذية المناسبة وفقًا لقدرة المشروع.

وبالتالي، يساعد الالتزام بهذه المعايير على تصميم شبكة كهربائية تحقق أعلى مستويات الاعتمادية والسلامة.

أنواع موزعات الجهد المتوسط حسب طريقة العزل

تنقسم موزعات الجهد المتوسط إلى نوعين رئيسيين وفقًا لطريقة العزل بين المكونات.

أولًا: الموزعات المعزولة بالهواء (AIS)

تعتمد موزعات Air Insulated Switchgear (AIS) على الهواء كوسيلة عزل بين المكونات الكهربائية والبارات (Busbars).

كما تتميز بسهولة الصيانة وانخفاض التكلفة، ولذلك تستخدم في العديد من مشاريع البنية التحتية التي تتوفر فيها المساحات الكافية.

ثانيًا: الموزعات المعزولة بالغاز (GIS)

تعتمد موزعات Gas Insulated Switchgear (GIS) على غاز SF₆ كوسيط للعزل بين المكونات الكهربائية.

بالإضافة إلى ذلك، يستخدم هذا النوع بصورة واسعة داخل وحدات الحلقة الرئيسية (RMU)، بينما يعتمد الموزع نفسه على الهواء لعزل المكونات مع استخدام أنابيب مملوءة بغاز SF₆ لعزل البارات.

وتتميز هذه الموزعات بصغر حجمها وارتفاع مستوى الاعتمادية، مما يجعلها مناسبة للمشروعات ذات المساحات المحدودة.

تقسيم موزعات الجهد المتوسط حسب عدد الخلايا

تنقسم موزعات الجهد المتوسط إلى نوعين رئيسيين حسب عدد خلايا الدخول والخروج.

Primary MV Switchgear

يستخدم هذا النوع في المشروعات ذات الأحمال الكبيرة، ويتوفر غالبًا بتكوينين رئيسيين:

موزع 16 خلية

4 خلايا دخول (Incoming).
10 خلايا خروج (Outgoing).
خليتان Bus Coupler.

موزع 14 خلية

4 خلايا دخول.
8 خلايا خروج.
خليتان Bus Coupler.

كما يتم تغذية هذا الموزع من مصدرين مختلفين بالتنسيق مع شركة الكهرباء، حيث يأتي كل مصدر من محول قدرة داخل محطة محولات 66/11 kV أو 66/22 kV، بقدرات تصل إلى 25 MVA أو 40 MVA.

Secondary MV Switchgear

يتكون هذا النوع عادةً من:

خليتي دخول.
خليتي خروج.
خليتي Bus Coupler.

ويستخدم في المشروعات ذات الأحمال المتوسطة التي لا تتطلب موزعًا رئيسيًا.

متى يتم استخدام Primary MVSG أو Secondary MVSG؟

وفقًا لاشتراطات Red Book الخاصة بمدينة العاصمة الإدارية الجديدة (ACUD):

إذا كانت القدرة الكلية للمشروع 15 MVA أو أكثر، فيجب استخدام Primary MV Switchgear.
إذا كانت القدرة أكبر من 9 MVA وأقل من 15 MVA، فيستخدم Secondary MV Switchgear.
أما إذا كانت القدرة أقل من 9 MVA، فتتم التغذية من خلال Loops قادمة من Primary MVSG.

وبالتالي، يعتمد اختيار نوع الموزع بصورة مباشرة على إجمالي الأحمال الكهربائية للمشروع.

أقصى الأحمال المسموح بها

تحدد اشتراطات التصميم الحدود القصوى للأحمال كما يلي:

أقصى حمل على Primary MVSG وفق Red Book يبلغ 24 MVA.
أقصى حمل على الحلقة (Loop) يبلغ 7 MVA.

أما في بعض شركات توزيع الكهرباء الأخرى:

عند جهد 11 kV يصل الحد الأقصى إلى 15 MVA.
عند جهد 22 kV يصل الحد الأقصى إلى 30 MVA.

ولذلك، يجب دائمًا مراجعة اشتراطات شركة الكهرباء المختصة قبل اعتماد التصميم النهائي.

المراجع المستخدمة

يعتمد تصميم شبكات الجهد المتوسط على العديد من المراجع والاشتراطات الفنية، ومن أهمها:

الخلاصة

تمثل شبكات الجهد المتوسط (Medium Voltage Network) العمود الفقري لأنظمة توزيع الطاقة الكهربائية في المشروعات الحديثة، كما يعتمد نجاح تصميمها على الاختيار الصحيح للموزعات، والمحولات، والكابلات، ووحدات الحلقة الرئيسية. علاوة على ذلك، يساعد الالتزام باشتراطات شركات توزيع الكهرباء والمراجع الهندسية المعتمدة على تصميم شبكات كهربائية أكثر كفاءة واعتمادية وأمانًا، مما يضمن استمرارية التغذية الكهربائية وتقليل الأعطال التشغيلية.

تواصلوا معنا

إذا كنت تبحث عن حلول هندسية احترافية أو تحتاج إلى دعم في تصميم شبكات البنية التحتية الكهربائية، وإعداد المخططات التنفيذية، وحساب الأحمال الكهربائية، أو تطوير المشاريع وفق المعايير العالمية، فإن فريق Tech Fedniy يقدم لك خدمات هندسية متكاملة تجمع بين الدقة والجودة والخبرة العملية.

📞 واتساب: +966570083142

📧 البريد الإلكتروني: [email protected]

🌐 الموقع الإلكتروني: www.tech.fedniy.com