مقدمة لبعض أنواع إمدادات الطاقة DC
في عملية التطبيق الصناعي لإمدادات الطاقة DC، مع التطوير المستمر لمعدات جهد إمداد الطاقة، أصبحت أنواع إمدادات الطاقة DC أكثر تنوعًا. عند استخدام أنواع مختلفة من مصادر طاقة التيار المستمر، تختلف أيضًا خصائص القوى غير الكهروستاتيكية. من حيث الطاقة، فإن التحويل والكفاءة مختلفان أيضًا.
يحتوي مصدر الطاقة DC على قطبين موجب وسالب. القطب الموجب لديه إمكانات عالية والقطب السالب لديه إمكانات منخفضة. عندما يتم توصيل قطبين كهربائيين بدائرة، يمكن الحفاظ على فرق جهد ثابت بين طرفي الدائرة، وبالتالي إنشاء تدفق تيار من القطب الموجب إلى القطب السالب في الدائرة الخارجية.
البطاريات الكيميائية (مثل البطاريات الجافة وبطاريات التخزين وغيرها). القوى غير الكهروستاتيكية هي تأثيرات كيميائية تتعلق بذوبان الأيونات وترسبها. عندما يتم تفريغ بطارية كيميائية، يتم تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، وتنتشر حرارة الجول في مصادر الطاقة الكهربائية الحرارية مثل المزدوجات الحرارية المعدنية والمزدوجات الحرارية شبه الموصلة. القوى غير الكهروستاتيكية هي تأثيرات انتشار تتعلق باختلافات درجات الحرارة واختلافات تركيز الإلكترون. عندما يقوم مصدر كهروحراري بتزويد الطاقة إلى دائرة خارجية، يتم تحويل الطاقة الحرارية جزئيًا إلى طاقة كهربائية.
في عملية المرور عبر مولد التيار المستمر، يتأثر توليد القوى غير الكهروستاتيكية بالحث الكهرومغناطيسي. عندما يقوم مولد التيار المستمر بتزويد الطاقة، يتم تحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية وحرارة جول.
في الخلايا الكهروضوئية، القوة غير الكهروستاتيكية هي تأثير التأثير الكهروضوئي. عندما يتم تنشيط الخلية الكهروضوئية، تتحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية وحرارة جول.
العوامل المؤثرة على تأريض نظام التيار المستمر
نظرًا لأن مصدر طاقة التيار المستمر هو مصدر طاقة قطبي، فهو يمثل القطبين الموجب والسالب لمصدر الطاقة. وطاقة التيار المتردد هي مصدر طاقة غير قطبي. في أنظمة تشغيل الطاقة الشائعة، يحتوي مصدر طاقة التيار المتردد على "أرضية" حقيقية، وهو مفهوم مهم لسلامة الطاقة. من أجل حماية أفضل لسلامة النظام والمستخدمين، سيتم تأريض الطبقات السطحية للمحطات الفرعية ومعدات توليد الطاقة، ومن المأمول أن تكون المعاوقة صغيرة قدر الإمكان.
لكن تأريض مصدر طاقة التيار المستمر يختلف تمامًا عن مصدر طاقة التيار المتردد. إن تأريض مصدر طاقة التيار المستمر يمثل فقط مفهوم الحياد. إذا انخفضت قيمة مقاومة العزل بين القطب الموجب أو السالب لنظام إمداد الطاقة DC والأرض إلى قيمة محددة معينة أو أقل من قيمة معينة، فإننا نقول أن نظام DC لديه خطأ أرضي موجب أو خطأ أرضي سلبي.
إذن ما هي العوامل التي تؤدي إلى تأريض مصدر طاقة التيار المستمر؟ الحالات الرئيسية هي كما يلي:
تعمل أنظمة التيار المستمر في محطات توليد الطاقة والمحطات الفرعية على توصيل العديد من الأجهزة والدوائر المعقدة. أثناء التشغيل على المدى الطويل، سيتم تأريض أنظمة التيار المباشر حتمًا بسبب التغيرات البيئية، والتغيرات المناخية، وتقادم الكابلات والموصلات، ومشاكل المعدات نفسها. خاصة في بناء أو توسيع محطات الطاقة والمحطات الفرعية، بسبب مشاكل مختلفة في البناء والتركيب، ستبقى حتماً المخاطر الخفية لفشل نظام الطاقة، ونظام التيار المستمر هو حلقة ضعيفة. كلما زاد وقت التشغيل، زاد احتمال حدوث خطأ أرضي في النظام.
