محطات المحولات
 

محطات المحولات(Substati**s)

المحتويات:
مفهوم محطات التحويل
فكرة عامة عن المنظومة الكهربائية البسيطة
دور محطات التحويل في المنظومة الكهربائية
أنواع محطات التحويل
مكونات محطات التحويل
مفهوم محطات التحويل
تعتبر محطات التحويل من إحدى المكونات الرئيسية لأي نظام كهربائي ، إذ ان المنظومة الكهربائية كما هو الحال في دارة كهربائية بسيطة تتكون من مصدر للطاقة وخطوط نقلها وتوزيعها ومن ثم الجهة المستهلكة لها، و دور محطات التحويل في هذه المنظومة هو دور كبير له اهميته حيث يتمثل بتحويل الفولتيات من قيم لأخرى حتى يتم نقلها أو التعامل معها بسهولة وسلامة كاملة.
من المعروف لدينا بان الطاقة الكهربائية توّلد في محطات التوليد المختلفة حيث يتم اختيار بنائها بناءً على قرب مصادر الوقود و المياه وذلك لمراعاة النواحي الاقتصادية في تكلفة توليد الطاقة الكهربائية ، وقد تكون هذه المحطات بعيدة عن مراكز استهلاك الطاقة الكهربائية ، لذا لا بد من ضرورة نقل هذه الطاقة الى المستهلكين في اماكن تواجدهم رغم البعد ، مما يجعلنا نحتاج الى استخدام خطوط النقل الطويلة وضمن مسافات شاسعة لضمان وصول الطاقة الكهربائية من محطات التوليد الى مراكز الاستهلاك.
ان عملية نقل التيار الكهربائي عبر خطوط النقل يترتب عليه فقد في الطاقة الكهربائية المنقولة (Power Losses) وذلك بسبب ان الجزء المفقود يذهب في تسخين الموصلات الكهربائية ، وكلما زادت قيمة التيار الكهربائي المار تزداد كمية الفقد في الطاقة المنقولة وهذا يتضح حسب المعادلة ( Ploss = I² * R ) ، اذا يمكن التقليل في الفقد اذا حاولنا تقليل المقاومة (R) ، علما بأن التقليل في المقاومة يزيد لنا من المقطع العرضي للموصل(Cross Secti**al Area) وبالتالي الزيادة في كمية الموصل وزيادة التكلفة المترتبة عليه وخاصة عند الاستخدام لمسافات طويلة ، لذا قد تعتبر هذه الطريقة غير مجدية من النواحي الاقتصادية ، ومن هنا وجب علينا التفكر في تقليل الفقد عن طريق تقليل قيم التيار وهذا يتم فعليا من خلال رفع قيم الفولتية الى قيم عليا باستخدام مبدأ عمل محولات القوى الكهربائية التي تقوم برفع قيم الفولتية وتخفيض قيم التيار او بالعكس مع ثبات قيم القدرة وبنفس التردد .
المحول الكهربائي:
المحول الكهربائي عبارة عن جهاز ستاتيكي ( غير متحرك ) وظيفته تحويل تيار متردد ذو فولتية معينة إلى تيار متردد اّخر بفولتية اخرى (أعلى أو أقل ) مع ثبات القدرة والقيام بنقل الطاقة الكهربائية من أماكن توليدها الى أماكن استهلاكها ، و تقسم محولات القوى الى محولات رفع أو الى محولات خفض وتكون وظيفتها إما بالرفع وإما بالخفض.
يتكون المحول الكهربائي من ملف ابتدائي – عبارة عن سلك نحاسي معزول – يتصل طرفاه بمصدر التغذية ومن ملف ثانوي –عبارة عن سلك نحاسي معزول – يوصل طرفاه بالحمل الكهربائي او الجهة المستهلكة المراد إمدادها بالقوة الدافعة الكهربائية ، ويتكون ايضا من قلب حديدي مغلق مصنوع من الحديد المطاوع السيليكوني على شكل شرائح رقيقة معزولة عن بعضها البعض.
مبدأ عمل المحول الكهربائي:
ومبدأ العمل يعتمد على الحث الكهرومغناطيسي - إذ ان من احدى المزايا الهامة للتيار المتردد مقارنة بالتيار المستمر إمكانية تغيير فولتيته بسهولة بواسطة الحث الكهرومغناطيسي- في توليد القوى الدافعة الكهربائية في كلا الملفين وتعتمد قيمها على عدد اللفات في كلا الملفين إذ ان العلاقة بينها طردية كماهي موضحة في المعادلة التالية:
(E1/E2 = N1/N2)
إذ انه وبعد الإغلاق لدارة الملف الثانوي وتوصيلها بالحمل الكهربائي فإن التيار المار في الملف الابتدائي يحدث سيلا مغناطيسيا متناوبا في القلب الحديدي يقوم بدوره بتوليد القوى الدافعة الكهربائية في كل لفة من كلا الملفين.
المنظومة الكهربائية البسيطة
محطات التوليد (: (Power Plants التي تقوم بتوليد و انتاج الطاقة الكهربائية ضمن فولتيات لا تتجاوز ( 25Kv ).
محطات التحويل (نقل)/ محولات الرفع ((Substati**s/Step-Up Power transformers:
التي تقوم برفع فولتية الطاقة المولدة في محطات التوليد إلى فولتية الشبكة الكهربائية المقررة.
خطوط النقل الكهربائي ذات الفولتيات العالية / شبكات النقل (High Voltage Transmissi** Lines): التي يتم عن طريقها نقل الطاقة الكهربائية المولدة في محطات التوليد الى محطات التحويل (الخفض) المنشأة بالقرب من مناطق الاستهلاك وهي إما ان تكون عبارة عن شبكات هوائية (Overhead Lines) او كوابل ارضية (Earthing Cables).
محطات التحويل ( نقل )/ محولات الخفض ((Substati**s/Step-Down transformers:
التي تبنى بالقرب من مناطق الاستهلاك وهي تقوم بخفض فولتية الشبكة الكهربائية العالية إلى فولتية متوسطة وذلك تمهيدا لتوزيعها عبر خطوط شبكات التوزيع .
خطوط التوزيع الكهربائي ذات الفولتيات المتوسطة / شبكات التوزيع (Medium Voltage Transmissi** Lines) : التي يتم عن طريقها نقل الطاقة الكهربائية إلى محطات التوزيع المنتشرة في مناطق الاستهلاك وهي إما ان تكون عبارة عن شبكات هوائية (Overhead Lines) او كوابل ارضية (Earthing Cables).
محطات التحويل (توزيع رئيسية)/ محولات الخفض ((Substati**s/Step-Down transformers: وهي تبنى في المناطق السكنية الكثيفة وبالقرب من الصناعيين المتوسطين و تقوم هذه المحطات بخفض فولتية الشبكة الكهربائية المتوسطة إلى فولتية متوسطة اخرى اقل لتوزيعها الى المستهلكين الصناعيين المتوسطين و محطات التوزيع الفرعية.

محطات التحويل (توزيع فرعية)/ محولات الخفض ((Substati**s/Step-Down transformers: التي تقوم بخفض فولتية الشبكة الكهربائية المتوسطة إلى فولتية منخفضة وهي تبنى بالقرب من المستهلكين المنزليين و التجاريين و الصناعيين الصغار.

خطوط التوزيع الكهربائي ذات الفولتيات المنخفضة / شبكات التوزيع (Low Voltage Transmissi** Lines): التي يتم عن طريقها نقل الطاقة الكهربائية إلى المستهلك مباشرة وهي إما ان تكون عبارة عن شبكات هوائية (Overhead Lines) او كوابل ارضية (Earthing Cables).

المستهلك (C**sumer) : وهو إما ان يكون مستهلك منزلي او تجاري او زراعي او صناعي او خدمات.
دور محطات التحويل في نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية
أولاً)- إيجاد وتوفير الربط الكهربائي الإقليمي لشبكات النقل ما بين الدول المتجاورة مما يزيد من كفاءة واعتمادية الأنظمة الكهربائية من حيث انتاج وتبادل الطاقة الكهربائية بين الدول المتجاورة.

ثانياً)- إيجاد نقاط الربط المشتركة لمحطات التوليد عن طريق ربطها بشبكة النظام الكهربائي الموحد من خلال رفع فولتية مولدات الطاقة الكهربائية في محطات التوليد الى فولتية شبكة النظام الموحدة ، وبالتالي التمكن من نقل الطاقة الكهربائية المولدة الى مراكز الاستهلاك.

ثالثاً)- القيام بتخفيض قيم الفولتية العالية و المتوسطة عند مراكز الاستهلاك ضمن الحدود والمتطلبات المناسبة للمستهلك.

رابعاً)- تنظيم فولتية الشبكة الكهربائية عن طريق مبدلات التفريعة (Tape Changers) المركبة داخل محولات القوى وعن طريق المكثفات (Capacitors) والمحاثات (Reactors) المتواجدة في محطات التحويل ذات القدرات العالية والمتوسطة.
خامساً)- حماية الدوائر الكهربائية المرتبطة بالنظام الكهربائي مثل دوائر المحولات و دوائر الخطوط عن طريق انظمة الحماية التي تكفل لنا حصر الأجزاء المتضررة جراء الاعطال دون التأثير بالأجزاء الاخرى ، وبالتالي الاستمرارية في نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية.

سادساً)- فصل الدوائر الكهربائية مثل دوائر الخطوط ودوائر المحولات عند الحاجة لإجراءات الصيانة والفحوصات المبرمجة أو عند الحاجة للتوسعة والتركيبات الاضافية عن طريق المفاتيح الكهربائية المتواجدة في محطات التحويل .
أنواع محطات التحويل
تقسم محطات التحويل إلى قسمين رئيسيين وهما موضحان كما يلي :
أولا- محطات النقل :
وهي المحطات التي تقوم بتحويل فولتية النظام الكهربائي من فولتية عالية إلى فولتية عالية اخرى أو إلى فولتية متوسطة وهي إما ان تكون :
محطات رفع وخاصة التي تكون مجاورة لمحطات التوليد ، حيث تقوم برفع فولتية المولدات الى فولتية الشبكة الوطنية الموحدة .
محطات خفض والتي تقوم بتحويل الفولتية العالية الى فولتية عالية اخرى ذات قيمة أقل أو الى فولتية متوسطة تمهيدا لتوزيعها على مراكز الاستهلاك.
تقسم محطات النقل من حيث طبيعة و تصميم المحطة الى قسمين وهما :
1) محطات النقل الخارجية : وهي التي تكون جميع دوائرها للفولتية العالية في المساحات الخارجية والعازل المحيط بها هو الهواء الخارجي المحيط ، وأما دوائر الفولتية المتوسطة فتكون داخل مباني خاصة بها والعازل المحيط هو المطاط الصناعي أو البلاستيك المقوى وهي أكثر الانواع انتشارا في المملكة...
2) محطات النقل الداخلية : وهي التي تكون جميع مكوناتها موجودة داخل مباني خاصة بها ، حيث تكون معدات ودوائر الفولتية العالية موجودة ضمن انابيب معدنية معزولة عن بعضها البعض باستخدام غاز سادس فلوريد الكبريت (SF6) ، وأما دوائر الفولتية المتوسطة فتكون في غرف مخصصة لها ومعزولة بالمطاط الصناعي أو البلاستيك المقوى... وتسمى هذه المحطات ايضا بمحطات النقل الداخلية التقليدية كون ان محولاتها متواجدة في الهواء الطلق خارج المباني وموصولة بالقضبان العمومية ومعدات الفولتية العالية عن طريق الشبكات الارضية.
ثانيا- محطات التوزيع :
وتقسم محطات التوزيع الى محطات توزيع رئيسية ومحطات توزيع فرعية وهي موضحة كما يلي :-
محطات التوزيع الرئيسية : وهي التي تقوم بتحويل فولتية شبكة التوزيع الرئيسية من فولتية متوسطة الى فولتية متوسطة اخرى ذات قيمة أقل ، وهي إما ان تكون من حيث تصميم المحطة :-

محطات خارجيــة : بحيث تكون جميع دوائرها الرئيسية لكلا الفولتيتين موجودة في الساحات الخارجية والوسط العازل هو الهواء الخارجي المحيط وأما معدات القياس والحماية فتكون داخل مباني خاصة.
محطات داخليـــة : بحيث تكون جميع دوائرها الرئيسية لكلا الفولتيتين موجودة داخل مبنى خاص باستثناء محولات القوى ويكون الوسط العازل للمعدات هو المطاط الصناعي أو البلاستيك المقوى.
محطات التوزيع الفرعية : وهي التي تقوم بتحويل فولتية شبكة التوزيع الرئيسية من فولتية متوسطة الى فولتية منخفضة تتناسب مع توزيعها على الاحياء السكنية والتجارية والخدماتية وغيرها ، وهي إما ان تكون :
محطات داخليـــة : وهذه المحطات يمكن تركيبها ضمن حاويات معدنية مجمعة ومجهزة لتوصيل الخطوط الكهربائية لها بحيث توضع على قواعد مصممة لها ، ويمكن تركيبها وتصميمها داخل مباني مخصصة أو تحت الشوارع والارصفة.
محطات خارجيــة : وهذه المحطات تركب في الخارج بحيث قد تكون مركبة على الأعمدة الكهربائية أو قد تكون مركبة على قواعد أرضية .

مكونات محطات التحويل
أولا- مكونات محطات النقل :
الأجزاء الرئيسة :
1) المحولات (Transformers) : وهي على عدة انواع كمايلي :
المحولات الرئيسية ( محولات القوى ) : وتعمل هذه المحولات على رفع الفولتية القادمة من المصدر أو القيام بخفضها وذلك قبل إرسالها عبر الشبكات الكهربائية أو الى محطات التوزيع وهي ذات قدرات عالية .
المحولات المساعدة ( محولات التأريض ) : وهي المحولات التي تكون مرافقة لمحولات القوى الرئيسية ذات القدرة العالية أو المتوسطة ، ولها عدة فوائد نذكرها كما يلي :
تأمين نقطة تعادل للدارة الثانوية في محولات القوى .
تزويد احتياجات محطة التحويل بالطاقة الكهربائية كالإنارة والتدفئة والتبريد والشواحن .

محولات القياس : وهي محولات التيار ومحولات الفولتية والتي تستخدم لإغراض القياس والحماية وذلك عن طريق تخفيض قيم التيار والفولتية الى قيم مناسبة وحسب المتطلبات الفنية (110V/1A).
2) المفاتيح الكهربائية :
وهي المفاتيح الكهربائية التي تقوم بإجراء عمليات الفصل و الوصل وعمليات العزل و التأريض للاجزاء والدوائر الكهربائية في محطات التحويل ، وهي موضحة كمايلي :
القواطع الآلية (Circuit Breakers) :
وهي القواطع التي تقوم بفصل و وصل التيار الكهربائي للمعدات الكهربائية في الظروف الطبيعية عند الحاجة للصيانة او التركيبات الاضافية وفي الظروف غير الطبيعية بسبب الأعطال اللحظية أو الدائمة وهي مهيأة لإطفاء القوس الكهربائي الناتج عن عملية فصل التيار الكهربائي ، ولها عدة أنواع من حيث آلية العمل وطريقة ومادة العزل .
المستعزلات اليدوية (Isolators) :
وهي المستعزلات المستخدمة لتأمين العزل المرئي للدائرة الكهربائية بعد إجراء فصلها بالقاطع الآلي مسبقاً ، إذ يوجد نظام تقافل كهربائي(Interlock) ما بين القاطع الآلي والمستعزل اليدوي بحيث يضمن عدم فتح المستعزل اليدوي إلا بعد فصل الدائرة بالقاطع الآلي وذلك بسبب ان العازل اليدوي لا يمكن به إطفاء الشرارة الناتجة بسبب فصل التيار الكهربائي .
مفاتيح التأريض (Earthing Switches) :
وهي المفاتيح المصاحبة للمستعزلات اليدوية وتستخدم من أجل تاريض الجزء المفصول والمعزول وذلك لتأمين الحماية للعاملين على معدات الدوائر الكهربائية عند عمليات الصيانة والفحص لها.
3) القضبان العمومية :
وهي مخصصة لتجميع الطاقة الكهربائية القادمة من المصدر تمهيدا لتوزيعها على الاحمال والمحولات ودوائر الخطوط ، وتقسم القضبان العمومية إلى عدة أقسام وأنظمة تعتمد على قدرة المحطة المغذية وهي :
نظام القضبان المفرد : والذي يستخدم في المحطات ذات القدرات المنخفضة والفولتيات المتوسطة .
نظام القضبان المزدوج : والذي يستخدم في المحطات ذات القدرات العالية وانظمة الفولتية العالية وذلك من أجل الاستفادة من توزيع ونقل الاحمال الكهربائية في حالات الصيانة على الدوائر الكهربائية في المحطة وبالتالي استمرارية التغذية للاحمال الكهربائية.
نظام القضبان الحلقي : والذي يستخدم في المحطات ذات القدرات العالية وانظمة الفولتية الفائقة ويتكون من عدة مفاتيح كهربائية مربوطة مع بعضها البعض على التوالي ،و تربط عدة دوائر كهربائية وذلك من أجل الاستفادة من توزيع ونقل الاحمال الكهربائية في حالات الصيانة على الدوائر الكهربائية في المحطة وبالتالي استمرارية التغذية للاحمال الكهربائية.
4) المواسعات والمحاثات : وهي تستخدم لتنظيم الفولتية عن طريق التحكم بالقدرة المراكسة الناتجة في النظام الكهربائي بسبب تغير الأحمال إما عن طريق سحبها (إمتصاصها) بالمحاثات أو تعويضها (توليدها) بالمواسعات.
5) حارفات الصواعق الكهربائية : وتستخدم لحماية المحولات والمحاثات من الزيادة في الفولتية.
الأجزاء الثانوية :

أجهزة الحماية والقياس : التي تقوم بحماية الدوائر الكهربائية وقياس القيم الكهربائية.
لوحات التحكم ومعدات الاتصالات : التي تقوم بالتحكم بتشغيل الاجهزة والمعدات الكهربائية إما عن طريق مركز المراقبة والتحكم باستخدام معدات الاتصالات المتوفرة في المحطة أو مباشرة من داخلها عن طريق شخص يكون مخول ومكلف بذلك.
دوائر التيار المستمر والتيار المتردد.
أجهزة الفحص ومعدات السلامة والاطفاء وأجهزة التكييف والتبريد والتدفئة.
عدادات الطاقة الكهربائية ولوحات تسجيل الاعطال ولوحات الاشارة والانذار.
نظام التأريض العلوي والسفلي والعوازل الداعمة وأبراج المعدات.

ثانياً- محطات التوزيع :
مكونات محطات التوزيع الرئيسية :
المحولات (Transformers) : وتقسم الى نوعين كمايلي :
محولات القوى (Power Transformers) : تقوم بخفض الفولتية المتوسطة الى قيم متوسطة أقل تمهيدا لتوزيعها على المستهلكين .
محولات التأريض (Earthing Transformers): ولها نفس مبدأ عمل محولات التأريض في محطات النقل.
المواسعات (Capacitors) : التي تتحكم بالقدرة المراكسة وبالتالي تنظيم الفولتية وتحسين معمل القدرة.
لوحات المبدلات (Changers Panels) : وهي تتكون من :
قواطع الدارة الكهربائية : تقوم بالفصل والوصل للدوائر الكهربائية في الظروف الطبيعية وغير الطبيعية.
محولات القياس : التي تقوم بخفض قيم التيار والفولتية من اجل اجهزة الحماية والقياس.
القضبان العمومية: المخصصة لتجميع الطاقة الكهربائية وهي من النوع المفرد.
حارفات الصواعق (Surge Arrestors): حماية معدات محطة التحويل من الزيادة في الفولتية.
لوحات التحكم والقياس والحماية ولوحات الاشارة والانذار.
معدات الاتصالات والتأريض.
دوائر التيار المستمر والتيار المتردد وأجهزة الفحص والسلامة والإطفاء.

مكونات محطات التوزيع الفرعية :
محولات القوى : تقوم بخفض الفولتية المتوسطة الى قيم منخفضة تمهيدا لتوزيعها على المستهلكين .
المفاتيح الكهربائية : وهي المفاتيح الكهربائية التي تقوم بإجراء عمليات الفصل و الوصل وعمليات العزل للمحولات عن المصدر المغذي لها ، وهي إما ان تكون عدة مفاتيح كما في النظام الحلقي أو مفتاح واحد كما في النظام الشعاعي ذو مصدر التغذية المفرد.
لوحة توزيع الفولتية المنخفضة.

محطات القدرة
محطات القدرة تجميع لمعدات تنتج الطاقة الميكانيكية والكهربائية، وتحتوي المعدات الكهربائية لمحطة توليد القوى على المولدات، والمحولات وتروس التحكم.
وعندما ترسل القدرة الكهربائية لمسافة بعيدة يجب ـ من وجهة النظر الاقتصادية ـ أن تكون بفولتيات عالية عن جهد التوزيع للمشترك، ولذلك فإن إرسال هذه القدرة يتطلب كفاءة عالية، وتنظيم، ومراعاة الاعتبارات الاقتصادية، وعادة ما يكون هذا الفولت 132 كيلوفولت، وعند المحطات الفرعية يُخفض هذا الفولت من 400 أو 230 فولت إلى 33 أو 3.3 كيلوفولت بوساطة محول، وتستخدم الموزعات لإمداد القدرة الكهربائية إلى المستهلكين اُنظر الشكل التالي:



أنواع محطات القدرة
تُقسم محطات القدرة حسب الآتي:
1. بالنسبة إلى نوع الوقود المستخدم

أ.
محطات توليد الطاقة البخاري، وتنقسم للآتي:
1.
محطات توليد باستخدام التكثيف.
2.
محطات توليد من دون تكثيف.

ب.
محطات توليد الديزل.

ج.
محطات توليد الكهرباء النووية.

د.
المحطات الهيدروكهربائية.

هـ.
محطات توربينات الغاز.
2. بالنسبة إلى طبيعة الحمل
أ. محطات الحمل الأساسي.
ب. محطات الحمل الأقصى.
3. بالنسبة للمكان
أ. محطات تغذية مركزية.
ب. محطات تغذية لامركزية منعزلة.
4. بالنسبة إلى أداء الخدمة
أ. محطات توليد ثابتة.
ب. محطات توليد متحركة.

طرق توليد الطاقة الكهربائية

Generati** of Electrical Energy

إن عملية توليد أو إنتاج الطاقة الكهربائية هي في الحقيقة عملية تحويل الطاقة من شكل الى آخر حسب مصادر الطاقة المتوفرة في مراكز الطلب على الطاقة الكهربائية وحسب الكميات المطلوبة لهذه الطاقة ، الأمر الذي يحدد أنواع محطات التوليد وكذلك أنواع الاستهلاك وأنواع الوقود ومصادره كلها تؤثر في تحديد نوع المحطة ومكانها وطاقتها .

أنواع محطات التوليد :

نذكر هنا أنواع محطات التوليد المستعملة على صعيد عالمي ونركز على الأنواع المستعملة في بلادنا :

محطات التوليد البخارية .
محطات التوليد النووية .
محطات التوليد المائية .
محطات التوليد من المد والجزر
محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي (ديزل – غازية)
محطات التوليد بواسطة الرياح.
محطات التوليد بالطاقة الشمسية.
1-محطات التوليد البخارية

تعتبر محطات التوليد البخارية محولا للطاقة (Energy C**verter)

وتستعمل هذه المحطات أنواع مختلفة من الوقود حسب الأنواع المتوفرة مثل الفحم الحجري أو البترول السائل أو الغاز الطبيعي أو الصناعي .

تمتاز المحطات البخارية بكبر حجمها ورخص تكاليفها بالنسبة لإمكاناتها الضخمة كما تمتاز بإمكانية استعمالها لتحلية المياه المالحة ، الأمر الذي يجعلها ثنائية الإنتاج خاصة في البلاد التي تقل فيها مصادر المياه العذبة .

اختيار مواقع المحطات البخارية Site Selecti** of Steam Power Stati**

تتحكم في اختيار المواقع المناسبة لمحطات التوليد الحرارية عدة عوامل مؤثرة نذكر منها

ما يلي :

القرب من مصادر الوقود وسهولة نقله إلى هذه المواقع وتوفر وسائل النقل الاقتصادية.
القرب من مصادر مياه التبريد لأن المكثف يحتاج إلى كميات كبير من مياه التبريد . لذلك تبنى هذه المحطات عادة على شواطئ البحار أو بالقرب من مجاري الأنهار.
القرب من مراكز استهلاك الطاقة الكهربائية لتوفير تكاليف إنشاء خطوط النقل . مراكز الاستهلاك هي عادة المدن والمناطق السكنية والمجمعات التجارية والصناعية
وتعتمد محطات التوليد البخارية على استعمال نوع الوقود المتوفر وحرقه في أفران خاصة لتحويل الطاقة الكيميائية في الوقود الى طاقة حرارية في اللهب الناتج من عملية الاحتراق ثم استعمال الطاقة الحرارية في تسخين المياه في مراجل خاصة (BOILERS) وتحويلها الى بخار في درجة حرارة وضغط معين ثم تسليط هذا البخار على عنفات أو توربينات بخارية صممت لهذه الغاية فيقوم البخار السريع بتدوير محور التوربينات وبذلك تتحول الطاقة الحرارية الى طاقة ميكانيكية على محور هذه التوربينات . يربط محور المولد الكهربائي ربطا مباشرا مع محور التوربينات البخارية فيدور محور المولد الكهربائي (AL TERNATOR) بنفس السرعة وباستغلال خاصة المغناطيسية الدوارة (ROTOR) من المولد والجزء الثابت (STATOR) منه تتولد على طرفي الجزء الثابت من المولد الطاقة الكهربائية اللازمة . والرسم التمثيلي رقم يبين مسلسل تحويل الطاقة من أول حرق الوقود حتى إنتاج الطاقة الكهربائية .

لا يوجد فوارق أساسية بين محطات التوليد البخارية التي تستعمل أنواع الوقود المختلفة إلا من حيث طرق نقل وتخزين وتداول وحرق الوقود . وقد كان استعمال الفحم الحجري شائعا في أواخر القرن الماضي وأوائل هذا القرن ، إلا أن اكتشاف واستخراج البترول ومنتوجاته احدث تغييرا جذريا في محطات التوليد الحرارية حيث اصبح يستعمل بنسبة تسعين بالمئة لسهولة نقله وتخزينه وحرقة إن كان بصورة وقود سائل أو غازي .

مكونات محطات التوليد البخارية :

تتألف محطات التوليد البخارية بصورة عامة من الأجزاء الرئيسية التالية :

أ ) الفرن : Furnace

وهو عبارة عن وعاء كبير لحرق الوقود . ويختلف شكل ونوع هذا الوعاء وفقا لنوع الوقود المستعمل ويلحق به وسائل تخزين ونقل وتداول الوقود ورمي المخلفات الصلبة

ب ) المرجل : Boiler

وهو وعاء كبير يحتوي على مياه نقية تسخن بواسطة حرق الوقود لتتحول هذه المياه

الى بخار . وفي كثير من الأحيان يكون الفرن والمرجل في حيز واحد تحقيقا للاتصال

المباشر بين الوقود المحترق والماء المراد تسخينه .د

وتختلف أنواع المراجل حسب حجم المحطة وكمية البخار المنتج في وحدة الزمن .

ج ) العنفة الحرارية أو التوربين Turbine

وهي عبارة عن عنفة من الصلب لها محور ويوصل به جسم على شكل أسطواني مثبت به لوحات مقعرة يصطدم فيها البخار فيعمل على دورانها ويدور المحور بسرعة عالية جدا حوالي 3000 دورة بالدقيقة وتختلف العنفات في الحجم والتصميم والشكل باختلاف حجم البخار وسرعته وضغطه ودرجة حرارته ، أي باختلاف حجم محطة التوليد .

د ) المولد الكهربائي : Generator

هو عبارة عن مولد كهربائي مؤلف من عض دوار مربوط مباشرة مع محور التوربين وعضو ثابت .ويلف العضوين بالأسلاك النحاسية المعزولة لتنقل الحقل المغناطيسي الدوار وتحوله إلى تيار كهربائي على أطراف العضو الثابت . ويختلف شكل هذا المولد باختلاف حجم المحطة .

هـ ) المكثف: C**denser

وهو عبارة عن وعاء كبير من الصلب يدخل اليه من الأعلى البخار الآتي من التوربين بعد أن يكون قد قام بتدويرها وفقد الكثير من ضغطه ودرجة حرارته ، كما يدخل في هذا المكثف من أسفل تيار من مياه التبريد داخل أنابيب حلزونية تعمل على تحويل البخار الضعيف إلى مياه حيث تعود هذه المياه إلى المراجل مرة أخرى بواسطة مضخات خاصة .

و) المدخنة : Chimney

وهي عبارة عن مدخنة من الآجر الحراري ( Brick) أسطوانية الشكل مرتفعة جدا تعمل على طرد مخلفات الاحتراق الغازية إلى الجو على ارتفاع شاهق للإسراع في طرد غازات الاحتراق والتقليل من تلوث البيئة المحيطة بالمحطة .

ز) الآلات والمعدات المساعدة : Auxiliaries

وهي عبارة عن عدد كبير من المضخات والمحركات الميكانيكية والكهربائية ومنظمات السرعة ومعدات تحميص البخار التي تساعد على إتمام العمل في محطات التوليد .



2-محطات التوليد النووية : Nuclear Power Stati**

محطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الحرارية لأنها تعمل بنفس المبدأ وهو توليد البخار بالحرارة وبالتالي يعمل البخار على تدوير التوربينات التي بدورها تدور الجزء الدوار من المولد الكهربائي وتتولد الطاقة الكهربائية على أطراف الجزء الثابت من هذا المولد .

والفرق في محطات التوليد النووية أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد هنا مفاعل ذري تتولد في الحرارة نتيجة انشطار ذرات اليورانيوم بضربات الإلكترونات المتحركة في الطبقة الخارجية للذرة وتستغل هذه الطاقة الحرارية الهائلة في غليان المياه في المراجل وتحويلها إلى بخار ذي ضغط عال ودرجة مرتفعة جدا.

تحتوي محطة التوليد النووية على الفرن الذري الذي يحتاج إلى جدار عازل وواق من الإشعاع الذري وهو يتكون من طبقة من الآجر الناري وطبقة من المياه وطبقة من الحديد الصلب ثم طبقة من الأسمنت تصل إلى سمك مترين وذلك لحماية العاملين في المحطة والبيئة المحيطة من التلوث بالإشعاعات الذرية .

أن أول محطة توليد حرارية نووية في العالم نفذت في عام 1954 وكانت في الاتحاد السوفيتي بطاقة 5 ميغاواط . .

ومحطات التوليد النووية غير مستعملة في البلاد العربية حتى الآن . ولكن محطات التوليد الحرارية البخارية مستعملة بصورة كثيفة على البحر الأحمر والبحر الأبيض المتوسط والخليج العربي في توليد الكهرباء ولتحلية المياه المالحة .

3-محطات التوليد المائية : Hydraulic Power Stati**s

حيث توجد المياه في أماكن مرتفعة كالبحيرات ومجاري الأنهار يمكن التفكير بتوليد الطاقة ، خاصة إذا كانت طبيعة الأرض التي تهطل فيها الأمطار أو تجري فيها الأنهار جبلية ومرتفعة. ففي هذه الحالات يمكن توليد الكهرباء من مساقط المياه . أما إذا كانت مجاري الأنهار ذات انحدار خفيف فيقتضي عمل سدود في الأماكن المناسبة من مجرى النهر لتخزين المياه . تنشاء محطات التوليد عادة بالقرب من هذه السدود كما هو الحال في مجرى نهر النيل. وقد بني السد العالي وبنيت معه محطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 1800 ميغاواط . وعلى نهر الفرات في شمال سوريا بني سد ومحطة توليد كهرباء بلغت قدرتها المركبة 800 ميغاواط ، انظر الشكل رقم (6-6) .

إذا كان مجرى النهر منحدرا انحدار كبيرا فيمكن عمل تحويرة في مجرى النهر باتجاه أحد الوديان المجاورة وعمل شلال اصطناعي . هذا بالإضافة إلى الشلالات الطبيعية التي تستخدم مباشرة لتوليد الكهرباء كما هو حاصل في شلالات نياغرا بين كندا والولايات المتحدة . وبصورة عامة أن أية كمية من المياه موجودة على ارتفاع معين تحتوي على طاقة كامنة في موقعها . فإذا هبطت كمية المياه إلى ارتفاع ادنى تحولت الطاقة الكامنة إلى طاقة حركية . وإذا سلطت كمية المياه على توربينة مائية دارت بسرعة كبيرة وتكونت على محور التوربينة طاقة ميكانيكية . وإذا ربطت التوربينة مع محور المولد الكهربائي تولد على أطراف العضو الثابت من المولد طاقة كهربائية .

مكونات محطة التوليد المائية : Comp**ents of Hydro-Electric Stati**

تتألف محطة توليد الكهرباء المائية بصورة عامة من الأجزاء الرئيسية التالية.

مساقط المياه (المجرى المائل) Penstock
وهو عبارة عن أنبوب كبير أو أكثر يكون في اسفل السد أو من أعلى الشلال إلى مدخل التوربينة وتسيل في المياه بسرعة كبيرة . يوجد سكر في أوله (بوابة) (VALVE) وسكر آخر في آخره للتحكم في كمية المياه التي تدور التوربينة .

تجدر الإشارة الى أن السدود وبوابات التحكم وأقنية المياه الموصلة للأنابيب المائلة تختلف حسب كمية المياه وأماكن تواجدها .

ب. التوربين: Turbine

تكون التوربينة والمولد عادة في مكان واحد مركبين على محور رأسي واحد . يركب المولد فوق التوربينة . وعندما تفتح البوابة في اسفل الأنابيب المائلة تتدفق المياه بسرعة كبيرة في تجاويف مقعرة فتدور بسرعة وتدير معها العضو الدوار في المولد حيث تتولد الطاقة الكهربائية على أطراف هذا المولد .

ج ) أنبوبة السحب : Draught Tubes

بعد أن تعمل المياه المتدفقة في تدوير التوربين فلا بد من سحبها للخارج بسرعة ويسر حتى لا تعوق الدوران . لذا توضع أنابيب بأشكال خاصة لسحبها للخارج السرعة اللازمة.

د) المعدات والآلات المساعدة : Auxiliaries

تحتاج محطات التوليد المائية آلي العديد من الآلات المساعدة مثل المضخات والبوابات والمفاتيح ومعدات تنظيم سرعة الدوران وغيرها .

4-محطات التوليد من المد والجزر Tidal Power Stati**s

المد والجزر من الظواهر الطبيعية المعروفة عند سكان سواحل البحار . فهم يرون مياه البحر ترتفع في بعض ساعات اليوم وتنخفض في البعض الآخر . وقد لا يعلمون أن هذا الارتفاع ناتج عن جاذبية القمر عندما يكون قريبا من هذه السواحل وان ذلك الانخفاض يحدث عندما يكون القمر بعيدا عن هذه السواحل ، أي عندما يغيب القمر ، علما أن القمر يدور حول الأرض في مدار أهليجي أي بيضاوي الشكل دورة كل شهر هجري ، وأن الأرض تدور حول نفسها كل أربع وعشرين ساعة . فإذا ركزنا الانتباه على مكان معين ، وكان القمر ينيره في الليل ، فهذا معناه أنه قريب من ذلك المكان وان جاذبيته قوية . لذا ترتفع مياه البحر . وبعد مضي أثنى عشرة ساعة من ذلك الوقت ، يكون القمر بالجزء المقابل قطريا ، أي بعيدا عن المكان ذاته بعدا زائدا بطول قطر الكرة الأرضية فيصبح اتجاه جاذبية القمر معاكسة وبالتالي ينخفض مستوى مياه البحر .

واكثر بلاد العالم شعورا بالمد والجزر هو الطرف الشمالي الغربي من فرنسا حيث يعمل مد وجزر المحيط الأطلسي على سواحل شبه جزيرة برنتانيا إلى ثلاثين مترا وقد أنشئت هناك محطة لتوليد الطاقة الكهربائية بقدرة 400 ميغاواط . حيث توضع توربينات خاصة في مجرى المد فتديرها المياه الصاعدة ثم تعود المياه الهابطة وتديرها مرة أخرى .

ومن الأماكن التي يكثر فيها المد والجزر السواحل الشمالية للخليج العربي في منطقة الكويت حيث يصل أعلى مد إلى ارتفاع 11 مترا ولكن هذه الظاهرة لا تستغل في هذه المناطق لتوليد الطاقة الكهربائية .



5-محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي : Internal Combusti** Engines

محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي هي عبارة عن الآت تستخدم الوقود السائل (Fuel Oil) حيث يحترق داخل غرف احتراق بعد مزجها بالهواء بنسب معينة ، فتتولد نواتج الاحتراق وهي عبارة عن غازات على ضغط مرتفع تستطيع تحريك المكبس كما في حالة ماكينات الديزل أو تستطيع تدوير التوربينات حركة دورا نية كما في حالة التوربينات الغازية .

توليد الكهرباء بواسطة الديزل Diesel Power Stati**
تستعمل ماكينات الديزل في توليد الكهرباء في أماكن كثيرة في دول الخليج وخاصة في المدن الصغيرة والقرى . وهي تمتاز بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف ولكنها تحتاج الى كمية مرتفعة من الوقود نسبيا وبالتالي فان كلفة الطاقة المنتجة منها تتوقف على أسعار الوقود . ومن ناحية أخرى لا يوجد منها وحدات ذات قدرات كبيرة . (3 ميغاواط فقط). وهذا المولدات سهلة التركيب وتستعمل كثيرة في حالات الطوارئ أو أثناء فترة ذروة الحمل . وفي هذه الحالة يعمل عادة عدد كبير من هذه المولدات بالتوازي لسد احتياجات مراكز الاستهلاك.

توليد الكهرباء بالتوربينات الغازية Gas Turbine
تعتبر محطات توليد الكهرباء العاملة بالتوربينات الغازية حديثة العهد نسبيا ويعتبر الشرق الأوسط من اكثر البلدان استعمالا لها . وهي ذات سعات وأحجام مختلفة من 1 ميغاواط الى 250ميغاواط ، تستعمل عادة أثناء ذروة الحمل في البلدان التي يوجد فيها محطات توليد بخارية أو مائية ، علما أن فترة إقلاعها وإيقافها تتراوح بين دقيقتين وعشرة دقائق.

وفي معظم الشرق الأوسط ، وخاصة في المملكة العربية السعودية ، فتستعمل التوربينات الغازية لتوليد الطاقة طوال اليوم بما فيه فترة الذروة . ونجد اليوم في الأسواق وحدات متنقلة من هذه المولدات لحالات الطوارئ مختلفة الأحجام والقدرات .

تمتاز هذه المولدات ببساطتها ورخص ثمنها نسبيا وسرعة تركيبها وسهولة صيانتها وهي لا تحتاج إلى مياه كثيرة للتبريد . كما تمتاز بإمكانية استعمال العديد من أنواع الوقود ( البترول الخام النقي – الغاز الطبيعي – الغاز الثقيل وغيرها ... ) وتمتاز كذلك بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف .

وأما سيئاتها فهي ضعف المردود الذي يتراوح بين 15 و 25 % كما أن عمرها الزمني قصير نسبيا وتستهلك كمية اكبر من الوقود بالمقارنة مع محطات التوليد الحرارية البخارية .

مكونات محطات التوربينات الغازية Comp**ents of Gas Turbines

إن الأجزاء الرئيسية التي تتكون منها محطة التوليد بالتوربينات الغازية هي ما يلي :

أ ) ضاغط الهواء The Air Compressor

وهو يأخذ الهواء من الجو المحيط ويرفع ضغطه الى عشرات الضغوط الجوية .

ب) غرفة الاحتراق The Combusti** Chamber

وفيها يختلط الهواء المضغوط الآتي من مكبس الهواء مع الوقود ويحترقان معا

بواسطة وسائل خاصة بالاشتعال . وتكون نواتج الاحتراق من الغازات المختلفة على درجات حرارة عالية وضغط مرتفع .

ج ) التوربين The Turbine

وهي عبارة عن توربين محورها أفقي مربوط من ناحية مع محور مكبس الهواء مباشرة و من ناحية أخرى مع المولد ولكن بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة لأن سرعة دوران التوربين عالية جدا لا تتناسب مع سرعة دوران المولد الكهربائي . تدخل الغازات الناتجة عن الاحتراق في التوربين فتصطدم بريشها الكثيرة العدد من ناحية الضغط المنخفض ( يتسع قطر التوربين من هذه الناحية) الى الهواء عن طريق مدخنة .

د ) المولد الكهربائي The Generator

يتصل المولد الكهربائي مع التوربين بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة كما ذكرنا وفي بعض التوربينات الحديثة تقسم التوربين الى توربينتين واحدة للضغط والسرعة العالية متصلة مباشرة مع مكبس الهواء والثانية تسمى توربينة القدرة متصلة مباشرة مع محور المولد الكهربائي .

هـ ) الآلات والمعدات المساعدة Auxiliaries

تحتاج محطات التوربينات الغازية الى بعض المعدات والآلات المساعدة على النحو التالي :



مصافي الهواء قبل دخوله الى مكبس الهواء .
مساعد التشغيل الأولي وهو اما محرك ديزل أو محرك كهربائي .
وسائل المساعدة على الاشتعال .
آلات تبريد مياه تبريد المحطة .
معدات قياس الحرارة والضغط في كل مرحلة من مراحل العمل .
معدات القياس الكهربائية المعروفة المختلفة .
6-محطات توليد الكهرباء بواسطة الرياح : Win Power Stati**

يمكن استغلال الرياح في الأماكن التي تعتبر مجاري دائمة لهذه الرياح في تدوير مراوح كبيرة وعالية لتوليد الطاقة الكهربائية . وعلى سبيل المثال هناك مدن صغيرة في الولايات المتحدة واوروبا تستمد الطاقة الكهربائية اللازمة للاستهلاك اليومي من محطة توليد كهرباء تعمل بالرياح يبلغ طول شفرة مروحتها 25 مترا . ولا غرو فقد كانت طواحين الهواء المعروفة قديما في أوروبا نوعا من استغلال قدرة الرياح في تدوير حجر الرحى ، وفي هذه الأيام الذي ينتقل على الساحل الشرقي لاسكتلندا يرى العديد من هذه المراوح التي تنتج الطاقة الكهربائية وكذلك المتنزه على الشاطئ الشمالي في لبنان يرى هذه المراوح ترفع المياه من البحر الى الملاحات لانتاج الملح .

7-محطات التوليد بالطاقة الشمسية.

ما يمكن أن ينتج عنه أعمال تطبيقية أصبحت في التداول التجاري هي استغلال الطاقة الشمسية لانتاج الطاقة الكهربائية وفي تسخين مياه الاستعمال المنزلي وخاصة في التجمعات الطلابية والعمالية . للتفصيل انتقل الى الطاقة الشمسية.
Share

4-محطات التوليد من المد والجزر Tidal Power Stati**s

المد والجزر من الظواهر الطبيعية المعروفة عند سكان سواحل البحار . فهم يرون مياه البحر ترتفع في بعض ساعات اليوم وتنخفض في البعض الآخر . وقد لا يعلمون أن هذا الارتفاع ناتج عن جاذبية القمر عندما يكون قريبا من هذه السواحل وان ذلك الانخفاض يحدث عندما يكون القمر بعيدا عن هذه السواحل ، أي عندما يغيب القمر ، علما أن القمر يدور حول الأرض في مدار أهليجي أي بيضاوي الشكل دورة كل شهر هجري ، وأن الأرض تدور حول نفسها كل أربع وعشرين ساعة . فإذا ركزنا الانتباه على مكان معين ، وكان القمر ينيره في الليل ، فهذا معناه أنه قريب من ذلك المكان وان جاذبيته قوية . لذا ترتفع مياه البحر . وبعد مضي أثنى عشرة ساعة من ذلك الوقت ، يكون القمر بالجزء المقابل قطريا ، أي بعيدا عن المكان ذاته بعدا زائدا بطول قطر الكرة الأرضية فيصبح اتجاه جاذبية القمر معاكسة وبالتالي ينخفض مستوى مياه البحر .

واكثر بلاد العالم شعورا بالمد والجزر هو الطرف الشمالي الغربي من فرنسا حيث يعمل مد وجزر المحيط الأطلسي على سواحل شبه جزيرة برنتانيا إلى ثلاثين مترا وقد أنشئت هناك محطة لتوليد الطاقة الكهربائية بقدرة 400 ميغاواط . حيث توضع توربينات خاصة في مجرى المد فتديرها المياه الصاعدة ثم تعود المياه الهابطة وتديرها مرة أخرى .

ومن الأماكن التي يكثر فيها المد والجزر السواحل الشمالية للخليج العربي في منطقة الكويت حيث يصل أعلى مد إلى ارتفاع 11 مترا ولكن هذه الظاهرة لا تستغل في هذه المناطق لتوليد الطاقة الكهربائية .



5-محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي : Internal Combusti** Engines

محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي هي عبارة عن الآت تستخدم الوقود السائل (Fuel Oil) حيث يحترق داخل غرف احتراق بعد مزجها بالهواء بنسب معينة ، فتتولد نواتج الاحتراق وهي عبارة عن غازات على ضغط مرتفع تستطيع تحريك المكبس كما في حالة ماكينات الديزل أو تستطيع تدوير التوربينات حركة دورا نية كما في حالة التوربينات الغازية .

توليد الكهرباء بواسطة الديزل Diesel Power Stati**
تستعمل ماكينات الديزل في توليد الكهرباء في أماكن كثيرة في دول الخليج وخاصة في المدن الصغيرة والقرى . وهي تمتاز بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف ولكنها تحتاج الى كمية مرتفعة من الوقود نسبيا وبالتالي فان كلفة الطاقة المنتجة منها تتوقف على أسعار الوقود . ومن ناحية أخرى لا يوجد منها وحدات ذات قدرات كبيرة . (3 ميغاواط فقط). وهذا المولدات سهلة التركيب وتستعمل كثيرة في حالات الطوارئ أو أثناء فترة ذروة الحمل . وفي هذه الحالة يعمل عادة عدد كبير من هذه المولدات بالتوازي لسد احتياجات مراكز الاستهلاك.

توليد الكهرباء بالتوربينات الغازية Gas Turbine
تعتبر محطات توليد الكهرباء العاملة بالتوربينات الغازية حديثة العهد نسبيا ويعتبر الشرق الأوسط من اكثر البلدان استعمالا لها . وهي ذات سعات وأحجام مختلفة من 1 ميغاواط الى 250ميغاواط ، تستعمل عادة أثناء ذروة الحمل في البلدان التي يوجد فيها محطات توليد بخارية أو مائية ، علما أن فترة إقلاعها وإيقافها تتراوح بين دقيقتين وعشرة دقائق.

وفي معظم الشرق الأوسط ، وخاصة في المملكة العربية السعودية ، فتستعمل التوربينات الغازية لتوليد الطاقة طوال اليوم بما فيه فترة الذروة . ونجد اليوم في الأسواق وحدات متنقلة من هذه المولدات لحالات الطوارئ مختلفة الأحجام والقدرات .

تمتاز هذه المولدات ببساطتها ورخص ثمنها نسبيا وسرعة تركيبها وسهولة صيانتها وهي لا تحتاج إلى مياه كثيرة للتبريد . كما تمتاز بإمكانية استعمال العديد من أنواع الوقود ( البترول الخام النقي – الغاز الطبيعي – الغاز الثقيل وغيرها ... ) وتمتاز كذلك بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف .

وأما سيئاتها فهي ضعف المردود الذي يتراوح بين 15 و 25 % كما أن عمرها الزمني قصير نسبيا وتستهلك كمية اكبر من الوقود بالمقارنة مع محطات التوليد الحرارية البخارية .

مكونات محطات التوربينات الغازية Comp**ents of Gas Turbines

إن الأجزاء الرئيسية التي تتكون منها محطة التوليد بالتوربينات الغازية هي ما يلي :

أ ) ضاغط الهواء The Air Compressor

وهو يأخذ الهواء من الجو المحيط ويرفع ضغطه الى عشرات الضغوط الجوية .

ب) غرفة الاحتراق The Combusti** Chamber

وفيها يختلط الهواء المضغوط الآتي من مكبس الهواء مع الوقود ويحترقان معا

بواسطة وسائل خاصة بالاشتعال . وتكون نواتج الاحتراق من الغازات المختلفة على درجات حرارة عالية وضغط مرتفع .

ج ) التوربين The Turbine

وهي عبارة عن توربين محورها أفقي مربوط من ناحية مع محور مكبس الهواء مباشرة و من ناحية أخرى مع المولد ولكن بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة لأن سرعة دوران التوربين عالية جدا لا تتناسب مع سرعة دوران المولد الكهربائي . تدخل الغازات الناتجة عن الاحتراق في التوربين فتصطدم بريشها الكثيرة العدد من ناحية الضغط المنخفض ( يتسع قطر التوربين من هذه الناحية) الى الهواء عن طريق مدخنة .

د ) المولد الكهربائي The Generator

يتصل المولد الكهربائي مع التوربين بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة كما ذكرنا وفي بعض التوربينات الحديثة تقسم التوربين الى توربينتين واحدة للضغط والسرعة العالية متصلة مباشرة مع مكبس الهواء والثانية تسمى توربينة القدرة متصلة مباشرة مع محور المولد الكهربائي .

هـ ) الآلات والمعدات المساعدة Auxiliaries

تحتاج محطات التوربينات الغازية الى بعض المعدات والآلات المساعدة على النحو التالي :



مصافي الهواء قبل دخوله الى مكبس الهواء .
مساعد التشغيل الأولي وهو اما محرك ديزل أو محرك كهربائي .
وسائل المساعدة على الاشتعال .
آلات تبريد مياه تبريد المحطة .
معدات قياس الحرارة والضغط في كل مرحلة من مراحل العمل .
معدات القياس الكهربائية المعروفة المختلفة .
6-محطات توليد الكهرباء بواسطة الرياح : Win Power Stati**

يمكن استغلال الرياح في الأماكن التي تعتبر مجاري دائمة لهذه الرياح في تدوير مراوح كبيرة وعالية لتوليد الطاقة الكهربائية . وعلى سبيل المثال هناك مدن صغيرة في الولايات المتحدة واوروبا تستمد الطاقة الكهربائية اللازمة للاستهلاك اليومي من محطة توليد كهرباء تعمل بالرياح يبلغ طول شفرة مروحتها 25 مترا . ولا غرو فقد كانت طواحين الهواء المعروفة قديما في أوروبا نوعا من استغلال قدرة الرياح في تدوير حجر الرحى ، وفي هذه الأيام الذي ينتقل على الساحل الشرقي لاسكتلندا يرى العديد من هذه المراوح التي تنتج الطاقة الكهربائية وكذلك المتنزه على الشاطئ الشمالي في لبنان يرى هذه المراوح ترفع المياه من البحر الى الملاحات لانتاج الملح .

7-محطات التوليد بالطاقة الشمسية.

ما يمكن أن ينتج عنه أعمال تطبيقية أصبحت في التداول التجاري هي استغلال الطاقة الشمسية لانتاج الطاقة الكهربائية وفي تسخين مياه الاستعمال المنزلي وخاصة في التجمعات الطلابية والعمالية
Share

4-محطات التوليد من المد والجزر Tidal Power Stati**s

المد والجزر من الظواهر الطبيعية المعروفة عند سكان سواحل البحار . فهم يرون مياه البحر ترتفع في بعض ساعات اليوم وتنخفض في البعض الآخر . وقد لا يعلمون أن هذا الارتفاع ناتج عن جاذبية القمر عندما يكون قريبا من هذه السواحل وان ذلك الانخفاض يحدث عندما يكون القمر بعيدا عن هذه السواحل ، أي عندما يغيب القمر ، علما أن القمر يدور حول الأرض في مدار أهليجي أي بيضاوي الشكل دورة كل شهر هجري ، وأن الأرض تدور حول نفسها كل أربع وعشرين ساعة . فإذا ركزنا الانتباه على مكان معين ، وكان القمر ينيره في الليل ، فهذا معناه أنه قريب من ذلك المكان وان جاذبيته قوية . لذا ترتفع مياه البحر . وبعد مضي أثنى عشرة ساعة من ذلك الوقت ، يكون القمر بالجزء المقابل قطريا ، أي بعيدا عن المكان ذاته بعدا زائدا بطول قطر الكرة الأرضية فيصبح اتجاه جاذبية القمر معاكسة وبالتالي ينخفض مستوى مياه البحر .

واكثر بلاد العالم شعورا بالمد والجزر هو الطرف الشمالي الغربي من فرنسا حيث يعمل مد وجزر المحيط الأطلسي على سواحل شبه جزيرة برنتانيا إلى ثلاثين مترا وقد أنشئت هناك محطة لتوليد الطاقة الكهربائية بقدرة 400 ميغاواط . حيث توضع توربينات خاصة في مجرى المد فتديرها المياه الصاعدة ثم تعود المياه الهابطة وتديرها مرة أخرى .

ومن الأماكن التي يكثر فيها المد والجزر السواحل الشمالية للخليج العربي في منطقة الكويت حيث يصل أعلى مد إلى ارتفاع 11 مترا ولكن هذه الظاهرة لا تستغل في هذه المناطق لتوليد الطاقة الكهربائية .



5-محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي : Internal Combusti** Engines

محطات التوليد ذات الاحتراق الداخلي هي عبارة عن الآت تستخدم الوقود السائل (Fuel Oil) حيث يحترق داخل غرف احتراق بعد مزجها بالهواء بنسب معينة ، فتتولد نواتج الاحتراق وهي عبارة عن غازات على ضغط مرتفع تستطيع تحريك المكبس كما في حالة ماكينات الديزل أو تستطيع تدوير التوربينات حركة دورا نية كما في حالة التوربينات الغازية .

توليد الكهرباء بواسطة الديزل Diesel Power Stati**
تستعمل ماكينات الديزل في توليد الكهرباء في أماكن كثيرة في دول الخليج وخاصة في المدن الصغيرة والقرى . وهي تمتاز بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف ولكنها تحتاج الى كمية مرتفعة من الوقود نسبيا وبالتالي فان كلفة الطاقة المنتجة منها تتوقف على أسعار الوقود . ومن ناحية أخرى لا يوجد منها وحدات ذات قدرات كبيرة . (3 ميغاواط فقط). وهذا المولدات سهلة التركيب وتستعمل كثيرة في حالات الطوارئ أو أثناء فترة ذروة الحمل . وفي هذه الحالة يعمل عادة عدد كبير من هذه المولدات بالتوازي لسد احتياجات مراكز الاستهلاك.

توليد الكهرباء بالتوربينات الغازية Gas Turbine
تعتبر محطات توليد الكهرباء العاملة بالتوربينات الغازية حديثة العهد نسبيا ويعتبر الشرق الأوسط من اكثر البلدان استعمالا لها . وهي ذات سعات وأحجام مختلفة من 1 ميغاواط الى 250ميغاواط ، تستعمل عادة أثناء ذروة الحمل في البلدان التي يوجد فيها محطات توليد بخارية أو مائية ، علما أن فترة إقلاعها وإيقافها تتراوح بين دقيقتين وعشرة دقائق.

وفي معظم الشرق الأوسط ، وخاصة في المملكة العربية السعودية ، فتستعمل التوربينات الغازية لتوليد الطاقة طوال اليوم بما فيه فترة الذروة . ونجد اليوم في الأسواق وحدات متنقلة من هذه المولدات لحالات الطوارئ مختلفة الأحجام والقدرات .

تمتاز هذه المولدات ببساطتها ورخص ثمنها نسبيا وسرعة تركيبها وسهولة صيانتها وهي لا تحتاج إلى مياه كثيرة للتبريد . كما تمتاز بإمكانية استعمال العديد من أنواع الوقود ( البترول الخام النقي – الغاز الطبيعي – الغاز الثقيل وغيرها ... ) وتمتاز كذلك بسرعة التشغيل وسرعة الإيقاف .

وأما سيئاتها فهي ضعف المردود الذي يتراوح بين 15 و 25 % كما أن عمرها الزمني قصير نسبيا وتستهلك كمية اكبر من الوقود بالمقارنة مع محطات التوليد الحرارية البخارية .

مكونات محطات التوربينات الغازية Comp**ents of Gas Turbines

إن الأجزاء الرئيسية التي تتكون منها محطة التوليد بالتوربينات الغازية هي ما يلي :

أ ) ضاغط الهواء The Air Compressor

وهو يأخذ الهواء من الجو المحيط ويرفع ضغطه الى عشرات الضغوط الجوية .

ب) غرفة الاحتراق The Combusti** Chamber

وفيها يختلط الهواء المضغوط الآتي من مكبس الهواء مع الوقود ويحترقان معا

بواسطة وسائل خاصة بالاشتعال . وتكون نواتج الاحتراق من الغازات المختلفة على درجات حرارة عالية وضغط مرتفع .

ج ) التوربين The Turbine

وهي عبارة عن توربين محورها أفقي مربوط من ناحية مع محور مكبس الهواء مباشرة و من ناحية أخرى مع المولد ولكن بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة لأن سرعة دوران التوربين عالية جدا لا تتناسب مع سرعة دوران المولد الكهربائي . تدخل الغازات الناتجة عن الاحتراق في التوربين فتصطدم بريشها الكثيرة العدد من ناحية الضغط المنخفض ( يتسع قطر التوربين من هذه الناحية) الى الهواء عن طريق مدخنة .

د ) المولد الكهربائي The Generator

يتصل المولد الكهربائي مع التوربين بواسطة صندوق تروس لتخفيف السرعة كما ذكرنا وفي بعض التوربينات الحديثة تقسم التوربين الى توربينتين واحدة للضغط والسرعة العالية متصلة مباشرة مع مكبس الهواء والثانية تسمى توربينة القدرة متصلة مباشرة مع محور المولد الكهربائي .

هـ ) الآلات والمعدات المساعدة Auxiliaries

تحتاج محطات التوربينات الغازية الى بعض المعدات والآلات المساعدة على النحو التالي :



مصافي الهواء قبل دخوله الى مكبس الهواء .
مساعد التشغيل الأولي وهو اما محرك ديزل أو محرك كهربائي .
وسائل المساعدة على الاشتعال .
آلات تبريد مياه تبريد المحطة .
معدات قياس الحرارة والضغط في كل مرحلة من مراحل العمل .
معدات القياس الكهربائية المعروفة المختلفة .
6-محطات توليد الكهرباء بواسطة الرياح : Win Power Stati**

يمكن استغلال الرياح في الأماكن التي تعتبر مجاري دائمة لهذه الرياح في تدوير مراوح كبيرة وعالية لتوليد الطاقة الكهربائية . وعلى سبيل المثال هناك مدن صغيرة في الولايات المتحدة واوروبا تستمد الطاقة الكهربائية اللازمة للاستهلاك اليومي من محطة توليد كهرباء تعمل بالرياح يبلغ طول شفرة مروحتها 25 مترا . ولا غرو فقد كانت طواحين الهواء المعروفة قديما في أوروبا نوعا من استغلال قدرة الرياح في تدوير حجر الرحى ، وفي هذه الأيام الذي ينتقل على الساحل الشرقي لاسكتلندا يرى العديد من هذه المراوح التي تنتج الطاقة الكهربائية وكذلك المتنزه على الشاطئ الشمالي في لبنان يرى هذه المراوح ترفع المياه من البحر الى الملاحات لانتاج الملح .

7-محطات التوليد بالطاقة الشمسية.

ما يمكن أن ينتج عنه أعمال تطبيقية أصبحت في التداول التجاري هي استغلال الطاقة الشمسية لانتاج الطاقة الكهربائية وفي تسخين مياه الاستعمال المنزلي وخاصة في التجمعات الطلابية والعمالية

القدرة غير الفعالة التحريضية في الشبكات الكهربائية وآثارها السلبية

السلام عليم ورحمة الله وبركاته ...
أتمنى أن ينال إعجابكم فإن وفقة فمن الله . وإن أخفقة فمني والشيطان ....
تفضلوا بقراءة الموضوع.
إن معظم الأجهزة الكهربائية التي تعمل على التيار المتناوب (مثل المحركات والمحولات و..) تستهلك نوعين من الطاقة الكهربائية الأولى قدرة فعلية (ACTIVE POWER) وتقدر بال
(KW) تستهلك عبر المقاومة الأومية (R) للملفات ، والثانية قدرة غير الفعالة تحرضية QL)(REACTIVE POWER) وتقدر بال (KVAR) تستهلك القدرة غير فعالة التحريضية لتشكيل الحقول المغناطيسية في المحرك التحريضي أوالمحمول واللازمة لعمل هذه الآلات ، وهذه القدرة تنتقل وتتأرجح ما بين مجموعات التوليد والمستهلك وعند جمع هاتين القدرتين شعاعياً ينتج لدينا القدرة الظاهرية (S) وتقدر بال (KVA) .
إن نسبة القدرة الفعلية (P) على القدرة الظاهرية (S) هو ما يسمى بعامل القدرة (أو بعامل الاستطاعة) (POWER FACTOR) ، وكلما كان عامل القدرة (P.F) للمستهلكين قريب من الواحد الصحيح كلما كان مردود مجموعات
التوليد وشبكات نقل وتوزيع القدرة أفضل فعند إعداد دراسة لإنشاء محطة توليد أو محطة توزيع بقدرة مثلاً (1000 KVA) لتأمين التغذية الكهربائية لمنطقة عامل القدرة الوسطى لها بحدود (P.F=0.8) فان المولدة أو المحولة قادرة على تأمين قدرة فعلية قدرها (P=0.8X1000=800 KW) أما عندما يكون عامل القدرة الوسطى بحدود (P.F=0.5) فان هذه المولدة أو المحولة ستقوم بتأمين قدرة فعلية فقط بحدود (P=500KW).
نستنتج من ذلك بأن القدرة غير الفعالة التحريضية التي يتم توليدها ونقلها على الشبكات الكهربائية تعتبر عبئاً على مجموعات التوليد والشبكات وتشكل مشكلة في هندسة نقل القدرة وتوزيعها وأن انخفاض عامل القدرة (P.F)
للقدرة الكهربائية (المنقولة عبر شبكات النقل والتوزيع) يلحق أضراراً لا يستهان بها بالنسبة لاقتصاد البلاد ويحرم الصناعات من قدرات كان يمكن استغلالها وذلك للأسباب التالية :
* انخفاض كفاءة مجموعات التوليد وشبكات النقل ومحولات التوزيع .
* زيادة تحميل شبكات النقل والتوزيع بسبب مرور القدرة غير الفعالة وهذا يؤدي إلى زيادة الفاقد في القدرة الكهربائية وهبوط الجهد على خطوط وشبكات التوزيع .
* الخسائر الناجمة عن توليد ونقل القدرة غير الفعالة التحريضية .
وبغية تخفيض القدرة غير الفعالة التحريضية ولتحسين عامل القدرة في الشبكات الكهربائية فانه يربط مع هذه الشبكات أو الأحمال ما يسمى بمعوضات تعطي قدرة غير فعالة
(مثل المحركات التوافقية( SYN.MOTOR) أو (المكثفات الساكنة C**DENSER) .
وان أبسط الطرق لتعويض القدرة غير الفعالة هو ربط مكثفات على التفرع مع الأحمال الكهربائية ، وتقوم هذه المكثفات بتوليد قدرة لغير فعالة اللازمة بدلا من قيام محطات التوليد وشبكات النقل بإنتاجها ونقلها ، ويجدر الإشارة إلى أنه يجب أن تزيد قدرة المكثفات المطلوب ربطها مع الأحمال عن الحد المطلوب لأن ذلك يؤدي إلى زيادة الجهد عند الأحمال عن الحدود المسموح بها .
فقد لجأت الشركات والمؤسسات الكهربائية في العالم (انطلاقاً من مبررات افتصادية وفنية) إلى إتخاذ إجراءات تؤدي إلى زيادة تعرفة القدرة الكهربائية لكبار المشتركين عندما يكون عامل القدرة (P.F) لديهم منخفضاً عن
قيمة معينة (مثلاً 0.9) وقامت بتركيب عدادات لتسجيل القدرة غير الفعالة التحريضية (KVARh) المستهلكة من قبل هؤلاء المشتركين إضافة إلى عدادات القدرة الفعلية (KWh) المركبة ومحاسبتهم بدفع تعويض قيمته تساوي إلى: 0.9
قيمة التعويض = ( 0.9/عامل الاستطاعة لدى المشترك) –1 × قيمة الاستهلاك للقدرة الفعلية (KWh)
وأن بعض الشركات تشجع هؤلاء المشتركين وذلك بتخفيض قيمة الاستهلاك للقدرة الفعلية
(kwh) لديهم في حال قيامهم بتحسين عامل القدرة (P.F) لديهم إلى أكثر من (0.9) ويتم ذلك بحسم نسبة من قيمة الفاتورة (لاستهلاك القدرة الفعلية) تتزايد هذه النسبة كلما كان عامل القدرة (P.F) قريب من الواحد الصحيح .

What is power factor?...
Power factor is the ratio of true power or watts to apparent power or volt amps. They are identical **ly when current and voltage are in phase than the power factor is 1.0. The power in an ac circuit is very seldom equal to the direct product of the volts and amperes. In order to find the power of a single phase ac circuit the product of volts and amperes must be multiplied by the power factor. Ampmeters and voltmeters indicate the effective value of amps and volts. True power or watts can be measured with a wattmeter. If the true power is 1870 watts and the volt amp reading is 2200. Than the power factor is 0.85 or 85 percent. True power divided by apparent power. The power factor is expressed in decimal or percentage. Thus power factors of 0.8 are the same as 80 percent. Low power factor is usually associated with motors and transformers. An incandescent bulb would have a power factor of close to 1.0. A **e hp motor about 0.80. With low power factor loads, the current flowing through electrical system comp**ents is higher than necessary to do the required work. This results in excess heating, which can damage or shorten the life of equipment, A low power factor can also cause low-voltage c**diti**s, resulting in dimming of lights and sluggish motor operati**.
Low power factor is usually not that much of a problem in residential homes. It does however become a problem in industry where multiple large motors are used. Power Factor Correcti** Capacitors are normally used to try to correct this problem

سلسلة عن مركز توزيع الأحمال .......
مقدمة :
بما أن شركات الكهرباء في جميع دول العالم هي المسؤول الأول عن توفير الطاقة الكهربائية وإيصالها للمشتركين فلابد لها من إعداد العدة لذلك من إنشاء محطات توليد الطاقة الكهربائية بمختلف أنواعها ، وخطوط نقل الطاقة ، وخطوط التوزيع بالإضافة إلى أقسام الحماية وإنشاء مراكز لخدمة المشتركين وغيرها من المرافق .
ونظراً للتزايد السريع في معدلات التوليد ونقل الطاقة الكهربائية ومن ثم توزيعها أدى إلى زيادة تعقيد الشبكة الكهربائية وزيادة حجمها مما نتج عنه صعوبة في تشغيل تلك الشبكة يدوياً ، حيث يكون الإشراف على تلك الشبكة منوط بعدة أقسام هي قسم التوليد وقسم النقل وقسم الحماية وقسم التوزيع ونظراً للحاجة إلى إدارة هذه الشبكة ومراقبتها والتنسيق بين الأقسام المختلفة فيها تأتي الحاجة إلى مركز توزيع الأحمال ( أو مركز التحكم ) .

*مركز توزيع الأحمال (Load Dispatch Center ( LDC :
يعتبر مركز توزيع الأحمال أو مركز التحكم نقطة الارتكاز وحجر الزاوية في منظومة الطاقة الكهربائية حيث يمثل حلقة الوصل بين محطات التوليد ومنظومة النقل والحماية ومحطات التحويل وشبكات التوزيع داخل المدن .

* أهم و أبرز أعمال مركز توزيع الأحمال :
(1) إدارة الشبكة الكهربائية فنياً وذلك بالتحكم والسيطرة في المحطات الكهربائية المختلفة التي تُكوِّن الشبكة الكهربائية لتأمين أعلى درجة من الموثوقية في استمرار تدفق الطاقة الكهربائية إلى المستهلك بجهد وتردد ثابتين .
(2) المحافظة على استقرار الشبكة الكهربائية بواسطة عمليات التحكم في خرج المولدات والمحافظة على صلاحية المحطات بعدم السماح بتجاوز الأحمال المقررة لكل مغذي .
(3) كذلك تأمين تغذية كهربائية بديلة في حال تعطل أو خروج إحدى المحطات المختلفة أو المغذيات .
(4) دراسة الأحمال المختلفة وعمل الإحصائيات المطلوبة من أجل تطوير الشبكة أو إنشاء محطات جديدة تضاف إلى الشبكة ، نظراً لزيادة الأحمال أو التوسعات المستمرة في المناطق المختلفة .

**غرفة التحكم في مركز توزيع الأحمال C**trol Room :

وهي غرفة العمليات الرئيسية في مركز توزيع الأحمال .
* أبرز مهامها :
- السرعة : نلاحظ أن السرعة عامل مهم من حيث استقبال البيانات وتحليلها والرد عليها في وقت قصير لأن أي بطء أو إهمال في غرفة التحكم قد يربك الشبكة الكهربائية بأكملها في المنطقة أو يؤدي إلى انقطاعها .
-العمل على مدار 24 ساعة : فالطاقة الكهربائية ضرورة من ضروريات الحياة ، ويجب توفيرها على مدى 24 ساعة بدون خلل أو انقطاع وهي من أبرز مميزات غرفة التحكم .
-ضبط التردد في الشبكة : وذلك بالعمل على تثبيت قيمتـه في حـدود ( 60 هيرتز ) قدر المستطاع .
-ضبط الجهد الكهربائي على المستويات المختلفة : سوءاً أكان ( 380ك.ف، 110ك.ف، 33ك.ف، 13.8ك.ف، 11ك.ف ) .
-تأمين تغذية الأحمال الكهربائية في الشبكة بصفة مستمرة .
-مراقبة تحميل المعدات الكهربائية بالشبكة : مثل خطوط النقل والمحولات وغيرها بحيث تكون في المدى المسموح به في التشغيل ، بحيث لو زاد الحِمل على أحد الخطوط أو المحولات يتم نقل جزء من الحِمل إلى خط أو محول آخر ضمن المدى المسموح به .
-معالجة حالات الفصل الاضطراري للمعدات بالشبكة : وذلك بتحريك فرق الصيانة وتوجيهها إلى أماكن الفصل للتعامل مع الحالات المختلفة .
-مراقبة الإنذارات المختلفة : وإبلاغ الأقسام المختصة عنها سواءاً أكانت في محطات التوليد، محطات التحويل ، خطوط النقل .. أو غيرها .
-التنسيق مع الأقسام المختلفة : مثل التوليد والنقل والتوزيع والحماية لإجراء برامج الصيانة المجدولة على المعدات الكهربائية المختلفة .
-التنسيق مع محطات التوليد : لتشغيل أو إيقاف المولدات بناءاً لأحمال الشبكة ، وذلك عن طريق دراسة لتوقعات الأحمال على المدى القصير أو البعيد .

**كما تتعامل غرفة التحكم مع بعض الأمور الهامة التي تحصل أثناء عملية التشغيل من أهمها :
(1) أوامر الفصل والتوصيل SHUT-DOWN :
فعند الحاجة لإجراء الصيانة الدورية يتم استقبال خطابات الصيانة المجدولة للمعدات الكهربائية من الأقسام المختلفة ، وبعد التنسيق معها والموافقة يتم نقل أحمال هذه المعدات المراد صيانتها إلى معدات أخرى ضمن المدى المسموح به في عملية التشغيل ، ثم تتم عملية الصيانة من قبل فرق الصيانة الميدانية بإشراف ومتابعة من غرفة التحكم ، وبعد الانتهاء من عمل الصيانة يتم التأكد من صلاحية المعدة الكهربائية قبل دخولها في الخدمة بإشراف من الغرفة وفرق الصيانة أيضاً ، وبعد التأكد من سلامة وكفاءة المعدة يتم إعادة أحمالها إليها وإدخالها في الخدمة مرة أخرى.
(2) الخروج الكلي BLACK-OUT :
وهو انقطاع التيار الكهربائي عن مناطق كبيرة نسبياً كالمدن أو أجزاء كبيرة من المدن ، وللخروج الكلي عدة أسباب من أهمها : حدوث خلل أو عطل في إحدى محطات التوليد الرئيسية أو إحدى محطات التحويل الكبيرة ( 380ك.ف/110ك.ف) والتي غالباً ما تُغذي مناطق كبيرة من المدن ، أو حصول انقطاع في عدة خطوط نقل ذات جهد عالي (380ك.ف) بسبب أحد الكوارث الطبيعية مثل ( الرياح و العواصف ، الصواعق المدمرة ، الأمطار والسيول الجارفة ... إلخ ) .
فعند حصول الخروج الكلي بسبب أو بآخر وبعد انتهاء هذا السبب وإعادة تأهيل الشبكة مرة أخرى ، يتم فصل جميع المحطات ذات الجهد العالي والمتوسط والمنخفض وإعادة تغذيتها محطة بعد محطة بشكل متسلسل وليس دفعة واحدة حتى يتم تغذية وإعادة الشبكة بالكامل للخدمة، وذلك تفادياً لحصول خروج كلي آخر أثناء عملية التغذية .
(3) الاحتياطي الدَّوار (ACTUAL SPINNING RESERVE ( ASR :
وهو قدرة التوليد والحِمل الاحتياطي الموجود في ماكينة التوليد أثناء عملها ، حيث أن أي ماكنية توليد يجب أن يتوافر فيها هذا الاحتياطي الدوار ، فمثلاً ماكينة تُنتج (45ميجاوات) والحمل الفعلي عليها (35ميجاوات) فالاحتياطي الدوار يكون (10ميجاوات) .
ويستفاد من هذا الاحتياطي الدوار عند حدوث عطل في أحد المولدات وخروجه من الخدمة أو عند زيادة أحمال الشبكة بصورة مفاجئة ، فعندئذ يستفاد منه في سد هذه الأحمال وذلك بإدخاله في الخدمة على صورة توليد .
(4) طرح الأحمال LOAD SHED :
عند تعطل أحد المولدات أو زيادة الأحمال بصورة مفاجئة في الشبكة والتي لا يمكن تغطيتها بالاحتياطي الدوار ، يحدث اختلال في تردد الشبكة وعليه لابد من فصل بعض الأحمال ليعود التردد إلى وضعه الطبيعي ويعرف هذا الفصل بطرح الأحمال ، ويلاحظ أن عملية الفصل تتم لبعض الأحمال الغير حساسة في الشبكة كالمرافق العامة وبعض القرى والمشتركين العاديين ويُتجنب فصل أحمال المستشفيات و المطارات والمرافق الحيوية الأخرى ، وتستمر عملية الفصل إلى أن يتم تأهيل الشبكة ومن ثم إعادة التيار الكهربائي للمشتركين المفصول عنهم . وقد تحدث عملية الفصل هذه بطريقة أوتوماتيكية أو بطريقة يدوية من قِبل المشغل المشرف في غرفة التحكم.

سلسلة عن مركز توزيع الأحمال .......
مقدمة :
بما أن شركات الكهرباء في جميع دول العالم هي المسؤول الأول عن توفير الطاقة الكهربائية وإيصالها للمشتركين فلابد لها من إعداد العدة لذلك من إنشاء محطات توليد الطاقة الكهربائية بمختلف أنواعها ، وخطوط نقل الطاقة ، وخطوط التوزيع بالإضافة إلى أقسام الحماية وإنشاء مراكز لخدمة المشتركين وغيرها من المرافق .
ونظراً للتزايد السريع في معدلات التوليد ونقل الطاقة الكهربائية ومن ثم توزيعها أدى إلى زيادة تعقيد الشبكة الكهربائية وزيادة حجمها مما نتج عنه صعوبة في تشغيل تلك الشبكة يدوياً ، حيث يكون الإشراف على تلك الشبكة منوط بعدة أقسام هي قسم التوليد وقسم النقل وقسم الحماية وقسم التوزيع ونظراً للحاجة إلى إدارة هذه الشبكة ومراقبتها والتنسيق بين الأقسام المختلفة فيها تأتي الحاجة إلى مركز توزيع الأحمال ( أو مركز التحكم ) .

*مركز توزيع الأحمال (Load Dispatch Center ( LDC :
يعتبر مركز توزيع الأحمال أو مركز التحكم نقطة الارتكاز وحجر الزاوية في منظومة الطاقة الكهربائية حيث يمثل حلقة الوصل بين محطات التوليد ومنظومة النقل والحماية ومحطات التحويل وشبكات التوزيع داخل المدن .

* أهم و أبرز أعمال مركز توزيع الأحمال :
(1) إدارة الشبكة الكهربائية فنياً وذلك بالتحكم والسيطرة في المحطات الكهربائية المختلفة التي تُكوِّن الشبكة الكهربائية لتأمين أعلى درجة من الموثوقية في استمرار تدفق الطاقة الكهربائية إلى المستهلك بجهد وتردد ثابتين .
(2) المحافظة على استقرار الشبكة الكهربائية بواسطة عمليات التحكم في خرج المولدات والمحافظة على صلاحية المحطات بعدم السماح بتجاوز الأحمال المقررة لكل مغذي .
(3) كذلك تأمين تغذية كهربائية بديلة في حال تعطل أو خروج إحدى المحطات المختلفة أو المغذيات .
(4) دراسة الأحمال المختلفة وعمل الإحصائيات المطلوبة من أجل تطوير الشبكة أو إنشاء محطات جديدة تضاف إلى الشبكة ، نظراً لزيادة الأحمال أو التوسعات المستمرة في المناطق المختلفة .

**غرفة التحكم في مركز توزيع الأحمال C**trol Room :

وهي غرفة العمليات الرئيسية في مركز توزيع الأحمال .
* أبرز مهامها :
- السرعة : نلاحظ أن السرعة عامل مهم من حيث استقبال البيانات وتحليلها والرد عليها في وقت قصير لأن أي بطء أو إهمال في غرفة التحكم قد يربك الشبكة الكهربائية بأكملها في المنطقة أو يؤدي إلى انقطاعها .
-العمل على مدار 24 ساعة : فالطاقة الكهربائية ضرورة من ضروريات الحياة ، ويجب توفيرها على مدى 24 ساعة بدون خلل أو انقطاع وهي من أبرز مميزات غرفة التحكم .
-ضبط التردد في الشبكة : وذلك بالعمل على تثبيت قيمتـه في حـدود ( 60 هيرتز ) قدر المستطاع .
-ضبط الجهد الكهربائي على المستويات المختلفة : سوءاً أكان ( 380ك.ف، 110ك.ف، 33ك.ف، 13.8ك.ف، 11ك.ف ) .
-تأمين تغذية الأحمال الكهربائية في الشبكة بصفة مستمرة .
-مراقبة تحميل المعدات الكهربائية بالشبكة : مثل خطوط النقل والمحولات وغيرها بحيث تكون في المدى المسموح به في التشغيل ، بحيث لو زاد الحِمل على أحد الخطوط أو المحولات يتم نقل جزء من الحِمل إلى خط أو محول آخر ضمن المدى المسموح به .
-معالجة حالات الفصل الاضطراري للمعدات بالشبكة : وذلك بتحريك فرق الصيانة وتوجيهها إلى أماكن الفصل للتعامل مع الحالات المختلفة .
-مراقبة الإنذارات المختلفة : وإبلاغ الأقسام المختصة عنها سواءاً أكانت في محطات التوليد، محطات التحويل ، خطوط النقل .. أو غيرها .
-التنسيق مع الأقسام المختلفة : مثل التوليد والنقل والتوزيع والحماية لإجراء برامج الصيانة المجدولة على المعدات الكهربائية المختلفة .
-التنسيق مع محطات التوليد : لتشغيل أو إيقاف المولدات بناءاً لأحمال الشبكة ، وذلك عن طريق دراسة لتوقعات الأحمال على المدى القصير أو البعيد .

**كما تتعامل غرفة التحكم مع بعض الأمور الهامة التي تحصل أثناء عملية التشغيل من أهمها :
(1) أوامر الفصل والتوصيل SHUT-DOWN :
فعند الحاجة لإجراء الصيانة الدورية يتم استقبال خطابات الصيانة المجدولة للمعدات الكهربائية من الأقسام المختلفة ، وبعد التنسيق معها والموافقة يتم نقل أحمال هذه المعدات المراد صيانتها إلى معدات أخرى ضمن المدى المسموح به في عملية التشغيل ، ثم تتم عملية الصيانة من قبل فرق الصيانة الميدانية بإشراف ومتابعة من غرفة التحكم ، وبعد الانتهاء من عمل الصيانة يتم التأكد من صلاحية المعدة الكهربائية قبل دخولها في الخدمة بإشراف من الغرفة وفرق الصيانة أيضاً ، وبعد التأكد من سلامة وكفاءة المعدة يتم إعادة أحمالها إليها وإدخالها في الخدمة مرة أخرى.
(2) الخروج الكلي BLACK-OUT :
وهو انقطاع التيار الكهربائي عن مناطق كبيرة نسبياً كالمدن أو أجزاء كبيرة من المدن ، وللخروج الكلي عدة أسباب من أهمها : حدوث خلل أو عطل في إحدى محطات التوليد الرئيسية أو إحدى محطات التحويل الكبيرة ( 380ك.ف/110ك.ف) والتي غالباً ما تُغذي مناطق كبيرة من المدن ، أو حصول انقطاع في عدة خطوط نقل ذات جهد عالي (380ك.ف) بسبب أحد الكوارث الطبيعية مثل ( الرياح و العواصف ، الصواعق المدمرة ، الأمطار والسيول الجارفة ... إلخ ) .
فعند حصول الخروج الكلي بسبب أو بآخر وبعد انتهاء هذا السبب وإعادة تأهيل الشبكة مرة أخرى ، يتم فصل جميع المحطات ذات الجهد العالي والمتوسط والمنخفض وإعادة تغذيتها محطة بعد محطة بشكل متسلسل وليس دفعة واحدة حتى يتم تغذية وإعادة الشبكة بالكامل للخدمة، وذلك تفادياً لحصول خروج كلي آخر أثناء عملية التغذية .
(3) الاحتياطي الدَّوار (ACTUAL SPINNING RESERVE ( ASR :
وهو قدرة التوليد والحِمل الاحتياطي الموجود في ماكينة التوليد أثناء عملها ، حيث أن أي ماكنية توليد يجب أن يتوافر فيها هذا الاحتياطي الدوار ، فمثلاً ماكينة تُنتج (45ميجاوات) والحمل الفعلي عليها (35ميجاوات) فالاحتياطي الدوار يكون (10ميجاوات) .
ويستفاد من هذا الاحتياطي الدوار عند حدوث عطل في أحد المولدات وخروجه من الخدمة أو عند زيادة أحمال الشبكة بصورة مفاجئة ، فعندئذ يستفاد منه في سد هذه الأحمال وذلك بإدخاله في الخدمة على صورة توليد .
(4) طرح الأحمال LOAD SHED :
عند تعطل أحد المولدات أو زيادة الأحمال بصورة مفاجئة في الشبكة والتي لا يمكن تغطيتها بالاحتياطي الدوار ، يحدث اختلال في تردد الشبكة وعليه لابد من فصل بعض الأحمال ليعود التردد إلى وضعه الطبيعي ويعرف هذا الفصل بطرح الأحمال ، ويلاحظ أن عملية الفصل تتم لبعض الأحمال الغير حساسة في الشبكة كالمرافق العامة وبعض القرى والمشتركين العاديين ويُتجنب فصل أحمال المستشفيات و المطارات والمرافق الحيوية الأخرى ، وتستمر عملية الفصل إلى أن يتم تأهيل الشبكة ومن ثم إعادة التيار الكهربائي للمشتركين المفصول عنهم . وقد تحدث عملية الفصل هذه بطريقة أوتوماتيكية أو بطريقة يدوية من قِبل المشغل المشرف في غرفة التحكم.

مركز توزيع الأحمال الكهربائية (1) للفائدة........

نتكلم اليوم عن القسم الثاني المهم في المركز :
** الحاسب الآلي Computer :
يعتبر الحاسب الآلي في جميع الدوائر والمراكز والإدارات العمود الفقري والمحرك الأول لها لتؤدي مهامها وأعمالها على الوجه الأكمل مع مراعاة الدقة والسرعة في التنفيذ ، فنلاحظ أن مركز توزيع الأحمال (LDC) يعتمد اعتماد كلي في أداء أعماله على الحاسب الآلي .
ونلاحظ أن أي جهاز حاسب آلي يتكون من :
(1) المكونات المادية Hardware :
هي الأجزاء المادية التي تكون وحدات الحاسب وهي :

(أ) وحدة المعالجة المركزية Central Processing Unit وتحتوي على :
- وحدة التحكم C**trol Unit:
وهي الوحدة التي تتم فيها عمليات التحكم الرئيسية في نظام الحاسب الآلي وتتولى إصدار التعليمات لكل الوحدات و الدوائر لأداء وظائفها .
- وحدة الحساب و المنطق ALU :
وهي الوحدة التي تتم فيها جميع العمليات الرياضية و المنطقية من جمع وضرب وغيرها من المقارنات الأخرى .
- الذاكرة الرئيسيةMain Memory :
وهي وسيط التخزين المؤقت للبرامج والحسابات و النتائج .

(ب) وحدات الإدخالInput Unit :
هي الوحدات المستخدمة لإدخال البيانات مثل لوحة المفاتيح ، الفأرة ، الماسح الضوئي ، القلم الضوئي وغيرها .
(ج) وحدات الإخراج Output Unit :
هي الوسائط التي تظهر عليها نتائج العمليات مثل الشاشة ، الطابعة ، الرَّاسم .
(د) وحدات التخزين Storage Unit :
هي الوحدات التي تستخدم لحفظ البيانات والمعلومات والبرمجيات بصورة دائمة من مشغلات أقراص مرنة وصلبة وشرائط ممغنطة أو أقراص ضوئية وغيرها .
(2) المكونات البرمجية Software :
هي نظم التشغيل ولغات البرمجة والبرامج التطبيقية التي تُسيِّر عمل الحاسب الآلي وتجعل منه جهاز مفيد في مختلف المجالات والتطبيقات .
كما يلحق بنظام الحاسب وحدات فرعية تسمى الملحقات مثل السماعة والطابعة وغيرها .
وقبل أن ندلف إلى الموضوع لابد من أخذ ..
* نبذة عن الشبكات :
تعتبر الشبكات في الوقت الراهن ضرورة لابد من توفرها للرَّبط بين أجهزة الحاسب المختلفة لكي تعمل بشكل تكاملي على أداء المهام بحيث تسمح وبشكل فوري الوصول إلى قواعد البيانات والمعلومات نفسها وعمل أي معالجة عليها وذلك من خلال أي جهاز يشترك في نفس الشبكة ، فيستطيع مستخدمو الحاسب المشاركة في الأفكار و الأعمال و المعلومات مهما كانوا متباعدين عن بعضهم البعض و الفضل كله يعود للشبكات ، فللشبكات عدة فوائد منها دفع الفواتير، المبيعات ، التجارة ، البريد الإليكتروني ، الاجتماعات وغيرها . ومن أشهر الشبكات المتداولة والمعروفة LAN ، MAN ، WAN .
ولتصميم شبكة لابد من توفر :
- كرت الشبكة (Network Informati** Card (NIC .
- وصلات الشبكة HUB .
- الأسلاك والكيابل Cables.
- أجهزة التوجيه Routers .
- كرت الاتصالModem .

كذلك لابد من توفر نظام تشغيل شبكاتNOS) Networks Operating System) لجميع أجهزة الحاسب المتصلة في الشبكة .


** مكونات فرع الحاسب الآلي :
يتكون فرع الحاسب الآلي في مركز توزيع الأحمال من عدة أجهزة حاسب آلي (PC’s) يربط بينها شبكة وهي عبارة عن (Local Area Network (LAN غالباً، وفي الحقيقة هي شبكتان أحدهما احتياطية . والسبب الرئيسي لكونها عدة أجهزة هو لعمل نظام احتياطي عالي الكفاءة ولتوزيع العمل بين هذه الأجهزة .
* كما ينقسم النظام الاحتياطي في قسم الحاسب الآلي إلى :
1- نظام احتياطي ساخن Hot Stand-by :
في هذا النظام يكون الجهاز الاحتياطي بنفس مواصفات وسرعة وحجم الجهاز الأصلي ويكون في حالة تشغيل مستمرة ، بحيث لو تعطل الجهاز الأصلي يدخل الجهاز الاحتياطي في الخدمة مباشرة ويقوم بنفس العمل و بهذا نضمن استمرار العمل دون انقطاع وهو يستخدم في التطبيقات التي لا تقبل انقطاع الخدمة والعمل نهائياً .
2- نظام احتياطي عادي Stand-by :
في هذا النظام يقوم الجهاز الاحتياطي بأعمال أخرى ، ولكن في حال تعطل الجهاز الأصلي يقوم الجهاز الاحتياطي بعمل إطفاء تلقائي لنفسه ثم إعادة تشغيل نفسه على أنه يقوم مقام الجهاز الأصلي و بهذا يحصل انقطاع ولو لفترة قصيرة في الخدمة ، ومن هنا نجده يستخدم في التطبيقات التي لا يضر فيها هذا الانقطاع في الخدمة .
* وتنقسم أجهزة الحاسب الآلي في القسم إلى :
1- (User Interface (UI :
وتستخدم لربط المشغلين بالشبكة لمتابعتها والإشراف على تشغيلها .
2- (Administrator (ADM :
يقوم هذا الجهاز بإدارة قواعد البيانات بحيث يعمل على ترتيبها وجدولتها وعمل رسوم بيانية عليها ، كذلك يقوم بتحليلها وإرسالها إلى (UI) أو (AS) .
- (Archive System (AS :
عبارة عن جهاز له وظيفة مدمجة مع (ADM) فهو يعتبر نظام لتخزين المعلومات والبيانات بحيث يمكن استرجاعها منه متى دعت الحاجة لذلك .
ويوجد جهاز آخر(ADM) يقوم بأعمال أخرى بالإضافة إلى كونه Stand-by .
3- (Communicator (COM :
عبارة عن جهاز مسؤول عن الاتصالات الخاصة بقسم وشبكة الحاسب الآلي ، فهو يعمل على استقبال جميع البيانات والمعلومات المتعلقة بالقسم والشبكة ، ثم يقوم بإرسال كل معلومة إلى الجهاز والجزء المتعلق بها ، كذلك يقوم بالعملية العكسية .
ويوجد جهاز آخر(COM) يعمل كونه Hot Stand-by .
4- (Power System Simulati** (PSS :
عبارة عن نظام للتدريب على تشغيل الشبكة الكهربائية وهو يحاكي عملها تماماً ، بحيث يقوم المتدرب بعمل الفصل والتوصيل وإرسال واستقبال البيانات وكذلك أخذ القراءات وغيرها، وهو يشمل جهازين أحدهما للمتدرب عبارة عن (UI) وآخر للمدرب (PSS) .
كذلك يستفاد من هذا الجهاز في تدعيم بعض القرارات الصعبة التي تواجه المشغلين في غرفة التحكم ، بحيث يتم اتخاذ الإجراء أولاً على (PSS) وعلى ضوء نتائجه يتم اتخاذ الإجراء المناسب وتنفيذه حقيقةً على الشبكة .
5- (Network Analysis (NA :
يعمل هذا الجهاز على تحليل الشبكة وبياناتها ثم يقوم بتدعيم (PSS) بهذه التحليلات والبيانات . ويوجد جهاز آخر (NA) يعمل كونهStand-by .
6- (Tele-C**trol Interface (TCI :
يعمل هذا الجهاز على استقبال أو إرسال المعلومات والإشارات وغيرها من وإلى المحطات الكهربائية المختلفة عن طريق أجهزة الاتصالات .
ويوجد جهاز آخر (TCI) يعمل كونه Hot Stand-by .
7- (Gate Way (ICCP :
ICCP هو اسم لبروتوكول يستخدم للربط بين LDC وَ LDC آخر، وتُستخدم شبكة WAN في هذا الربط .
ويوجد جهاز آخر (ICCP) يعمل كونه Hot Stand-by .

**ونظام تشغيل الشبكات (NOS) المستخدم في أجهزة الحاسب الآلي السابقة الذكر غالباً ما يكون (UNIX) ، ومن مزايا هذا النظام :
- عالي الحماية .
- ثابت ومستقر أثناء التشغيل ولفترات طويلة جداً .

ولابد من استخدام برنامج تشغيل لإدارة الشبكة الكربائية ، ومن أروع ماشاهدت وتعاملت معه من برامج لتشغيل الشبكة ومراقبتها هو : (SINAUT SPECTRUM) ، وهو برنامج من نتاج معامل شركة SUN الشهيرة كما تعلمون .

كما يشرف قسم الحاسب الآلي على عدة أجهزة أخرى أهمها :
- مولد طاقة الانقطاع UPS :
هو عبارة عن جهاز مهم للغاية في المراكز والأجهزة الحساسة التي تُغذى من خلال تيار مترددAC . وهذا الجهاز يستخدم لضمان استمرار التيار الكهربائي لأجهزة الحاسب الآلي سواءاً في غرفة التحكم أو قسم الحاسب الآلي وضمان عدم انقطاع التيار عنها بأي شكل من الأشكال .
في مركز توزيع الأحمال يتم تغذية المركز من خلال محول خافض للجهد وهو يمد المركز بالتيار الكهربائي العمومي ، ففي حال انقطاع هذا المصدر عن المركز يتم تغذية المركز من خلال مولد ديزل (Diesel Generator) وذلك تلقائياً من خلال دائرة كهربائية معينة ، وفي حال انقطاع هذا المصدر أيضاً لسبب أو لآخر يعمل مولد طاقة الانقطاع (UPS) لتغذية غرفة التحكم وقسم الحاسب الآلي وأجهزتهما بوجه خاص ، لأنه يحتوي على بطاريات وآلة توليد للطاقة الكهربائية ، ويبدأ عمل الجهاز فور حصول انقطاع التيار المتولد من مولد الديزل مما يتيح أداء العمل بنفس الكفاءة إلى أن يتم إعادة تأهيل وإمداد التيار للمركز مرة أخرى ، حينها يَفصل UPS تلقائياً ثم يقوم بشحن البطاريات التي استنزفت أثناء انقطاع التيار . ويوجد في المركز جهازان UPS حيث يعمل أحدهما احتياطي ساخن Hot Stand-by .
- جهاز وصلات الشبكة HUB :
وهو جهاز يقوم بالربط بين جميع أجهزة الحاسب الآلي ليقوم بتكوين الشبكة فيما بينها، كما يحتوي على جهاز أخر هو GPS وذلك لتحديث الزمن والتاريخ في أجهزة الحاسب الآلي بصفة مستمرة .

مركز توزيع الأحمال الكهربائية (1) للفائدة........

نتكلم اليوم عن القسم الثاني المهم في المركز :
** الحاسب الآلي Computer :
يعتبر الحاسب الآلي في جميع الدوائر والمراكز والإدارات العمود الفقري والمحرك الأول لها لتؤدي مهامها وأعمالها على الوجه الأكمل مع مراعاة الدقة والسرعة في التنفيذ ، فنلاحظ أن مركز توزيع الأحمال (LDC) يعتمد اعتماد كلي في أداء أعماله على الحاسب الآلي .
ونلاحظ أن أي جهاز حاسب آلي يتكون من :
(1) المكونات المادية Hardware :
هي الأجزاء المادية التي تكون وحدات الحاسب وهي :

(أ) وحدة المعالجة المركزية Central Processing Unit وتحتوي على :
- وحدة التحكم C**trol Unit:
وهي الوحدة التي تتم فيها عمليات التحكم الرئيسية في نظام الحاسب الآلي وتتولى إصدار التعليمات لكل الوحدات و الدوائر لأداء وظائفها .
- وحدة الحساب و المنطق ALU :
وهي الوحدة التي تتم فيها جميع العمليات الرياضية و المنطقية من جمع وضرب وغيرها من المقارنات الأخرى .
- الذاكرة الرئيسيةMain Memory :
وهي وسيط التخزين المؤقت للبرامج والحسابات و النتائج .

(ب) وحدات الإدخالInput Unit :
هي الوحدات المستخدمة لإدخال البيانات مثل لوحة المفاتيح ، الفأرة ، الماسح الضوئي ، القلم الضوئي وغيرها .
(ج) وحدات الإخراج Output Unit :
هي الوسائط التي تظهر عليها نتائج العمليات مثل الشاشة ، الطابعة ، الرَّاسم .
(د) وحدات التخزين Storage Unit :
هي الوحدات التي تستخدم لحفظ البيانات والمعلومات والبرمجيات بصورة دائمة من مشغلات أقراص مرنة وصلبة وشرائط ممغنطة أو أقراص ضوئية وغيرها .
(2) المكونات البرمجية Software :
هي نظم التشغيل ولغات البرمجة والبرامج التطبيقية التي تُسيِّر عمل الحاسب الآلي وتجعل منه جهاز مفيد في مختلف المجالات والتطبيقات .
كما يلحق بنظام الحاسب وحدات فرعية تسمى الملحقات مثل السماعة والطابعة وغيرها .
وقبل أن ندلف إلى الموضوع لابد من أخذ ..
* نبذة عن الشبكات :
تعتبر الشبكات في الوقت الراهن ضرورة لابد من توفرها للرَّبط بين أجهزة الحاسب المختلفة لكي تعمل بشكل تكاملي على أداء المهام بحيث تسمح وبشكل فوري الوصول إلى قواعد البيانات والمعلومات نفسها وعمل أي معالجة عليها وذلك من خلال أي جهاز يشترك في نفس الشبكة ، فيستطيع مستخدمو الحاسب المشاركة في الأفكار و الأعمال و المعلومات مهما كانوا متباعدين عن بعضهم البعض و الفضل كله يعود للشبكات ، فللشبكات عدة فوائد منها دفع الفواتير، المبيعات ، التجارة ، البريد الإليكتروني ، الاجتماعات وغيرها . ومن أشهر الشبكات المتداولة والمعروفة LAN ، MAN ، WAN .
ولتصميم شبكة لابد من توفر :
- كرت الشبكة (Network Informati** Card (NIC .
- وصلات الشبكة HUB .
- الأسلاك والكيابل Cables.
- أجهزة التوجيه Routers .
- كرت الاتصالModem .

كذلك لابد من توفر نظام تشغيل شبكاتNOS) Networks Operating System) لجميع أجهزة الحاسب المتصلة في الشبكة .


** مكونات فرع الحاسب الآلي :
يتكون فرع الحاسب الآلي في مركز توزيع الأحمال من عدة أجهزة حاسب آلي (PC’s) يربط بينها شبكة وهي عبارة عن (Local Area Network (LAN غالباً، وفي الحقيقة هي شبكتان أحدهما احتياطية . والسبب الرئيسي لكونها عدة أجهزة هو لعمل نظام احتياطي عالي الكفاءة ولتوزيع العمل بين هذه الأجهزة .
* كما ينقسم النظام الاحتياطي في قسم الحاسب الآلي إلى :
1- نظام احتياطي ساخن Hot Stand-by :
في هذا النظام يكون الجهاز الاحتياطي بنفس مواصفات وسرعة وحجم الجهاز الأصلي ويكون في حالة تشغيل مستمرة ، بحيث لو تعطل الجهاز الأصلي يدخل الجهاز الاحتياطي في الخدمة مباشرة ويقوم بنفس العمل و بهذا نضمن استمرار العمل دون انقطاع وهو يستخدم في التطبيقات التي لا تقبل انقطاع الخدمة والعمل نهائياً .
2- نظام احتياطي عادي Stand-by :
في هذا النظام يقوم الجهاز الاحتياطي بأعمال أخرى ، ولكن في حال تعطل الجهاز الأصلي يقوم الجهاز الاحتياطي بعمل إطفاء تلقائي لنفسه ثم إعادة تشغيل نفسه على أنه يقوم مقام الجهاز الأصلي و بهذا يحصل انقطاع ولو لفترة قصيرة في الخدمة ، ومن هنا نجده يستخدم في التطبيقات التي لا يضر فيها هذا الانقطاع في الخدمة .
* وتنقسم أجهزة الحاسب الآلي في القسم إلى :
1- (User Interface (UI :
وتستخدم لربط المشغلين بالشبكة لمتابعتها والإشراف على تشغيلها .
2- (Administrator (ADM :
يقوم هذا الجهاز بإدارة قواعد البيانات بحيث يعمل على ترتيبها وجدولتها وعمل رسوم بيانية عليها ، كذلك يقوم بتحليلها وإرسالها إلى (UI) أو (AS) .
- (Archive System (AS :
عبارة عن جهاز له وظيفة مدمجة مع (ADM) فهو يعتبر نظام لتخزين المعلومات والبيانات بحيث يمكن استرجاعها منه متى دعت الحاجة لذلك .
ويوجد جهاز آخر(ADM) يقوم بأعمال أخرى بالإضافة إلى كونه Stand-by .
3- (Communicator (COM :
عبارة عن جهاز مسؤول عن الاتصالات الخاصة بقسم وشبكة الحاسب الآلي ، فهو يعمل على استقبال جميع البيانات والمعلومات المتعلقة بالقسم والشبكة ، ثم يقوم بإرسال كل معلومة إلى الجهاز والجزء المتعلق بها ، كذلك يقوم بالعملية العكسية .
ويوجد جهاز آخر(COM) يعمل كونه Hot Stand-by .
4- (Power System Simulati** (PSS :
عبارة عن نظام للتدريب على تشغيل الشبكة الكهربائية وهو يحاكي عملها تماماً ، بحيث يقوم المتدرب بعمل الفصل والتوصيل وإرسال واستقبال البيانات وكذلك أخذ القراءات وغيرها، وهو يشمل جهازين أحدهما للمتدرب عبارة عن (UI) وآخر للمدرب (PSS) .
كذلك يستفاد من هذا الجهاز في تدعيم بعض القرارات الصعبة التي تواجه المشغلين في غرفة التحكم ، بحيث يتم اتخاذ الإجراء أولاً على (PSS) وعلى ضوء نتائجه يتم اتخاذ الإجراء المناسب وتنفيذه حقيقةً على الشبكة .
5- (Network Analysis (NA :
يعمل هذا الجهاز على تحليل الشبكة وبياناتها ثم يقوم بتدعيم (PSS) بهذه التحليلات والبيانات . ويوجد جهاز آخر (NA) يعمل كونهStand-by .
6- (Tele-C**trol Interface (TCI :
يعمل هذا الجهاز على استقبال أو إرسال المعلومات والإشارات وغيرها من وإلى المحطات الكهربائية المختلفة عن طريق أجهزة الاتصالات .
ويوجد جهاز آخر (TCI) يعمل كونه Hot Stand-by .
7- (Gate Way (ICCP :
ICCP هو اسم لبروتوكول يستخدم للربط بين LDC وَ LDC آخر، وتُستخدم شبكة WAN في هذا الربط .
ويوجد جهاز آخر (ICCP) يعمل كونه Hot Stand-by .

**ونظام تشغيل الشبكات (NOS) المستخدم في أجهزة الحاسب الآلي السابقة الذكر غالباً ما يكون (UNIX) ، ومن مزايا هذا النظام :
- عالي الحماية .
- ثابت ومستقر أثناء التشغيل ولفترات طويلة جداً .

ولابد من استخدام برنامج تشغيل لإدارة الشبكة الكربائية ، ومن أروع ماشاهدت وتعاملت معه من برامج لتشغيل الشبكة ومراقبتها هو : (SINAUT SPECTRUM) ، وهو برنامج من نتاج معامل شركة SUN الشهيرة كما تعلمون .

كما يشرف قسم الحاسب الآلي على عدة أجهزة أخرى أهمها :
- مولد طاقة الانقطاع UPS :
هو عبارة عن جهاز مهم للغاية في المراكز والأجهزة الحساسة التي تُغذى من خلال تيار مترددAC . وهذا الجهاز يستخدم لضمان استمرار التيار الكهربائي لأجهزة الحاسب الآلي سواءاً في غرفة التحكم أو قسم الحاسب الآلي وضمان عدم انقطاع التيار عنها بأي شكل من الأشكال .
في مركز توزيع الأحمال يتم تغذية المركز من خلال محول خافض للجهد وهو يمد المركز بالتيار الكهربائي العمومي ، ففي حال انقطاع هذا المصدر عن المركز يتم تغذية المركز من خلال مولد ديزل (Diesel Generator) وذلك تلقائياً من خلال دائرة كهربائية معينة ، وفي حال انقطاع هذا المصدر أيضاً لسبب أو لآخر يعمل مولد طاقة الانقطاع (UPS) لتغذية غرفة التحكم وقسم الحاسب الآلي وأجهزتهما بوجه خاص ، لأنه يحتوي على بطاريات وآلة توليد للطاقة الكهربائية ، ويبدأ عمل الجهاز فور حصول انقطاع التيار المتولد من مولد الديزل مما يتيح أداء العمل بنفس الكفاءة إلى أن يتم إعادة تأهيل وإمداد التيار للمركز مرة أخرى ، حينها يَفصل UPS تلقائياً ثم يقوم بشحن البطاريات التي استنزفت أثناء انقطاع التيار . ويوجد في المركز جهازان UPS حيث يعمل أحدهما احتياطي ساخن Hot Stand-by .
- جهاز وصلات الشبكة HUB :
وهو جهاز يقوم بالربط بين جميع أجهزة الحاسب الآلي ليقوم بتكوين الشبكة فيما بينها، كما يحتوي على جهاز أخر هو GPS وذلك لتحديث الزمن والتاريخ في أجهزة الحاسب الآلي بصفة مستمرة .

- أنواع المخاطر الكهربائية :
1/1 مخاطر على الحياة :
يتسبب مرور التيار الكهربائي في جسم الإنسان في إحداث آثار تتوقف خطورتها على مسار التيار المصاب وشدته والمدة التي يبقى خلالها المصاب تحت تأثير التيار ، وينشأ عن ذلك حروق بسيطة وقد يتسبب مرور التيار في إحداث شلل موضعي أو الوفاة .
وللتيار الكهربائي آثار حرارية هي التي تسبب الحروق وآثار كيميائية هي التي تتسبب في تحليل الدم والخلايا العصبية .
1/2 مخاطر على الممتلكات :
عند حدوث قصر في الدائرة بين الأسلاك أو الكابلات الكهربائية نتيجة لإنهيار العازل بينها لأي سبب كأن تكون مقاطع الأسلاك أو الكابلات غير مناسبة لقيمة التيار المار فيها أي أن هذه المقاطع أقل من المسموح به فإنه ينتج عن مرور التيار إرتفاع في درجة حرارة الأسلاك أو الكابلات ويستمر الإرتفاع إلى أن يصل إلى درجة إشتعال المواد المحيطة بها وإحتراقها وقد تسقط على المواد مجاورة قابلة للاشتعال مما يؤدي إلى نشوب الحرائق وإحداث خسائر مادية كبيرة إذا لم يتم تداركها وإخمادها في الحال .
1/3 مخاطر على الأجهزة والأدوات والآلات الكهربائية :
يتسبب سوء الاستخدام كزيادة الحمل على الآلات الكهربائية مثل المولدات والمحولات وخاصة عند عدم وجود أجهزة وقاية مناسبة لها ، وكذلك إهمال إجراء أعمال الصيانة الدورية اللازمة لهذه الأجهزة من تنظيف وتغيير الزيوت والتشحيم وخلافه أو عدم ملاءمة الأجهزة للظروف الجوية المحيطة مثل ارتفاع درجات الحرارة والرطوبة وتعرضها للأتربة والغبار في إحداث تلف أو احتراق لهذه الأجهزة .
2 - المسببات التي تؤدي إلى حدوث مخــاطــر الكهربــاء
2/1 الكهرباء الساكنة ( الإستاتيكية ) :
وهي عبارة عن شحنات كهربائية يصل بعضها إلى جهود مرتفعة جداً وتتولد نتيجة للإحتكاك بين مادتين مختلفتين مما يسبب إنتقال بعض الإلكترونيات من إحداهما إلى الأخرى فالمادة التي أخذت الكترونيات تصبح سالبة والتي فقدت الإلكترونيات تصبح موجبة وتصبح هاتين المادتين في حالة غير مستقرة إلى أن تعود كل منها إلى وضعها الطبيعي . وتنتج الكهرباء الساكنة عن عدة عوامل منها ما يلي :
2/1/1 الصواعق ( التفريغ الكهربائي) :
وهي شحنات كهربائية تحدث من السحب على شكل برق ذو ترددات عالية وجهد مرتفع وتهبط على الأماكن المرتفعة مثل قمم الجبال والعمارات العالمية والمآذن وخطوط الكهرباء والأشجار والأسوار والكائنات الحية وقد تدمر المكان الذي تنزل عليه ، وتتكون هذه الشحنات عندما تنشأ السحب في طبقات الجو العليا وتعرضها للإحتكاك بفعل العواصف والرياح وتعرضها للأشعة الكونية فإن ذلك يتسبب في شحن بعض السحب بالإلكتونيات الزائدة عن حاجتها وتجعلها في حالة مضطربة وغير مستقرة مما يجعلها تتخلص من هذه الشحنات على شكل تفريغ كهربائي في سحابة أو طائرة تمر بالقرب منها أو تتجه إلى الأرض لتفريغ شحنتها في الأماكن العالية من سطح كالأبراج والمآذن والأتربة في الأسلاك النحاسية العارية غير المعزولة .
2/1/2 احتكاك الرياح والأتربة في الأسلاك النحاسية العارية غير المعزولة .
2/1/3 الشحنات الكهرومغناطيسية الناتجة من محطات البث الاذاعي .
2/1/4 شحنات صغيرة تسبب شراراً ضعيفاً ولكنها تؤدي إلى حرائق كبيرة مثل الشحنات الناشئة أثناء تفريغ ناقلات البترول بمحطات الوقود أو أثناء سيرها على الطرق السريعة .
2/2 الكهرباء الديناميكية :
وهي التي يتم توليدها بقصد استخدامها في الأغراض المختلفة .
2/3 أ سباب حدوث المخاطر الكهربائية :
هناك مخاطر عدة تنشأ في المراحل المختلفة بدءاً بالتصميم ثم التنفيذ وانتهاء بالاستخدام ومنها ما يلي :-
2/3/1 أخطاء في مرحلة التصميم :
- عدم قيام مهندس كهرباء متخصص بإعداد التصميم اللازم للأعمال الكهربائية .
- عدم ملاءمة قواطع الحماية مع مقاطع الأسلاك والكابلات وشدة التيار المار بها .
- عدم مناسبة وسيلة الحماية المستخدمة مع المكان الذي ستركب فيه كعدم استخدام قواطع مزودة بحماية ضد تيار التسرب الأرضي (e.l.c.b) للمآخذ الكهربائية في الحممات والمطابخ والأماكن المعرضة للرطوبة والماء .
- عدم توازن الأحمال على الأطوار الثلاثة .
- عدم اختيار الأماكن المناسبة لوضع لوحات التوزيع الكهربائية وكذلك المآخذ والأعداد المناسبة لكل دائرة .
- نقص عدد دوائر المآخذ الكهربائية مما يضطر المستهلك إلى استخدام مأخذ واحد لتوصيل عدة أجهزة عليه أو اللجوء إلى التمديدات الخارجية الظاهرة .
- عدم وجود موصل التأريض في الدوائر الكهربائية وكذلك الأراضي العام للمبنى .
- عدم وجود نظام لمانعات الصواعق في المناطق المعرضة لذلك .
2/3/2 أخطاء في مرحلة التنفيذ :
- عدم وجود مهندس كهرباء يشرف على تنفيذ الأعمال الكهربائية وعدم تنفيذ تلك الأعمال من قبل فنيين متخصصين ذوي خبرة في هذا المجال.
- عدم التقيد بالمخططات والرسومات الكهربائية أثناء التنفيذ .
- عدم استعمال المرابط الخاصة لتوصيل وربط الأسلاك ببعضها .
- عدم ربط موصلات التأريض بمرابطها المخصصة في الأجهزة الكهربائية والمآخذ والمفاتيح .
- زيادة عدد الأسلاك في الماسورة الواحدة عن الحد المسموح به .
- ربط موصل الطور بقاعدة اللمبة وخط التعادل بمفتاح الإنارة .
- عدم احكام ربط الأسلاك والكابلات بقواطع الحماية بصور جيدة مما ينتج عنه شرارة كهربائية تتسبب في تلف القاطع وحدوث حرائق .
- عدم إبعاد التمديدات الكهربائية عن تمديدات المياه والغاز .
- عدم المحافظة على استمرارية موصل سلك التأريض .
2/3/3 أخطاء في مرحلة الاستخدام :
أ - سوء الاستخدام :
- توصيل عدة أجهزة كهربائية بمقبس واحد في نفس الوقت .
- لمس الأجهزة والمفاتيح الكهربائية والأيدي مبتلة بالماء أو تشغيل الأجهزة مع الوقوف على أرض رطبة .
- اختيار أجهزة كهربائية غير جيدة .
- نزع القابس من المقبس بعنف .
- استخدام التوصيلات الخارجية الظاهرة وكذلك غير المباشرة للأجهزة الكهربائية .
- عدم وضع وسيلة حماية مناسبة للمقابس الكهربائية لحماية الأطفال من العبث بها .
- عدم توصيل سلك التأريض للأجهزة بصورة جيدة .
- تمديد الأسلاك والكابلات تحت السجاد أو قرب النوافذ والمقاعد مما يعرضها للاهتراء وحدوث قصر فيها .
ب – إهمال الصيانة :
- عدم إجراء الكشف والاختبار الدوري على التمديدات والأجهزة الكهربائية .
- عدم تنظيف وصيانة الأجهزة والمواد الكهربائية .
- عدم فصل التيار الكهربائي أثناء إجراء أعمال الصيانة والإصلاح .
- عدم إستبدال وسيلة القطع والوصل (الحماية) عند ملاحظة خروج شرر منها أثناء عملها .
- عدم مراجعة الأحمال الكهربائية والتأكد من ملاءمتها للقواطع والأسلاك .
- عدم إحكام ربط نهاية الأسلاك بمآخذ التيار أو المفاتيح أو القواطع مما يسبب حدوث شرر يؤدي لتلفها .
3 - تأثير التيار على جسم الإنسان والإسعافات الأولية :
3/1 العوامل التي تؤثر على شدة الصدمة الكهربائية :
يحدث مرور التيار الكهربائي في جسم الإنسان آثاراً تختلف في خطورتها وشدتها حسب العوامل التالية :-
أ - مسـار التيـار في جسم المصاب :
يتحدد مسار التيار الكهربائي في جسم الإنسان المصاب بمكان دخول وخروج التيار إلى الجسم وقد يكون هذا المسار قصيراً بين نقطتين على اليد والقدم مثلاً أو طويلاً بين اليدين أو بين اليد اليمنى والقدم اليسرى أو العكس والمسار الأكثر خطورة هو من يد إلى اليد الأخرى عبر الصدر .
ب - شدة التيار المار في الجسم :
تزداد خطورة الكهرباء وآثارها على الجسم الإنسان بزيادة شدة التيار المار فيه حيث أن الآثار الحرارية والكيميائية للتيار تدمر خلايا الجسم أو تسبب الحروق أو الشلل أو الوفاة ، وتتوقف قيمة التيار المار في الجسم على مقدار الجهد الكهربائي الذي يلامسه المصاب أو يقترب منه وتزداد قيمة التيار بزيادة الجهد وتنخفض بإنخفاض الجهد .
ج - المقاومة الكهربائية لجسم المصاب :
تختلف المقاومة الكهربائية لجسم المصاب من شخص إلى آخر وهي تؤثر على قيمة تيار الصدمة ، حيث تزداد قيمة التيار كلما كانت المقاومة صغيرة وتقلل قيمة التيار بزيادة المقاومة .
د - مدة بقاء المصاب تحت الجهد :
تزداد خطورة حالة المصاب كلما طال زمن مرور التيار الكهربائي في جسمه لما يسببه هذا التيار من حروق وإتلاف للخلايا العصبية وقد يسبب شلل الرئتين أو عضلة القلب وتحصل الوفاة بسبب ذلك لذا يجب فصل مصدر التيار عن المصاب فوراً .
هـ - الجهد الكهربائي :
كلما إزداد الجهد الكهربائي كانت الإصابة أكثر خطورة إلا أنه أيضاً لا يجب الإستهانة بالجهود المنخفضة .
و - المقاومة الكهربائية لمسار التيار خارج جسم الإنسان :
هذه المقاومة تضاف إلى المقاومة الكهربائية لمسار التيار داخل جسم المصاب وتشمل المقاومة الكهربائية الإجمالية ما يلي :
1 – مقاومة الأسلاك الكهربائية قبل دخول التيار إلى جسم المصاب .
2 – مقاومة جسم المصاب .
3 – مقاومة مسار التيار بعد خروجه من جسم المصاب .
وتزيد الأرض الرطبة والأيدي المبللة بالماء من درجة خطورة الصدمة حيث أنها تساعد على خفض المقاومة الكهربائية لمسار وبالتالي تزيد من شدة الصدمة .
ز - طبيعـة التيـار :
تتأثر درجة الخطورة بطبيعة التيار سواء كان تياراً مستمراً أو متردداً .
3/2 تأثير الكهربائي على جسم الإنسان
يبين الجدول التالي تأثير التيار الكهربائي ذو التردد 60 هيرتز على جسم الإنسان :
قيمــة التيــار الآثار المترتبـة عليـه
من 0 حتى 1،0 مللي أمبير لا يشعر الإنسان بمرور التيار
من 1،0 حتى 4،1 == بداية الإحساس بوجود التيار
من 1 حتى 4،2 == الشعور بوخز الدبوس
من 2 حتى 10 == الشعور بالرجفة ويرفع الإنسان يده
من 10 حتى 20 == الشعور بالألم ولا يستطيع رفع يده
من 20 حتى 30 == الشعور بالألم مع فقدان الوعي
من 30 حتى 100 == شلل الرئتين والإختناق
تيار أكبر من 100 == تسبب الوفاة الفورية بالصدمة الكهربائية وحروق في مكان دخول وخروج التيار
ونظراً لأنه قد يحدث إضطراب في نبض وتنفس المصاب ويخيل لمن حوله أنه فارق الحياة ، لذا يجب عرض المصاب على طبيب لأنه وحده الذي يستطيع تأكيد الوفاة من عدمها ، كما يجب سرعة تقديم الإسعافات الأولية الفورية اللازمة كالتنفس الصناعي وغيره .
3/3 الحوادث الكهربائية والإسعافات الأولية لها :
3/3/1 طرق إنقاذ مصاب بصدمة كهربائية :
أ – تخليص المصاب من الملامسة الكهربائية :
يجب الإسراع بفصل التيار الكهربائي عن المصاب فوراً وذلك عن طريق فصل المفتاح الفرعي أو العمومي ومراعاة عدم لمس المصاب بيدين عاريتين طالما ظل ملامساً للتيار الكهربائي حتى لا يصاب الشخص المنقذ بنفس التيار الكهربائي ، وكما يجب الانتباه إلى مكان وجود المصاب فإذا كان على ارتفاع عالي فيلزم حمايته من السقوط .
وفي الحالات التي يصعب فيها فصل التيار عن المصاب بالسرعة المطلوبة فمن الضروري اتخاذ ما يلي :
1- إذا كان الجهد أقل من 1000 فولت :
لفصل المصاب عن الأجزاء الحاملة للتيار يتم استخدام وسائل عزل جافة كالأخشاب والحبال والثياب ولا يسمح باستخدام أدوات معدنية أو أدوات رطبة وينصح بالإبتعاد عن الأجسام المعدنية المحيطة بالمصاب لأنها ناقل جيد للتيار . وبعد قيام المنقذ بلبس قفازات عازلة سميكة وغير مثقوبة أو تغطية يديه بأي أقمشة سميكة غير مبتلة يقوم بشد المصاب من ملابسه بعيداً عن السلك وينصح باستعمال يد واحدة أثناء الإنقاذ وفي حالة تعذر فك أصابع المصاب عن السلك لتقلص عضلاته أثناء مرور التيار بها ، يوضع لوح خشبي عازل تحت قدمي المصاب لعزله عن الأرض ويتم عمل ذلك بحذر وإنتباه شديدين ، كما يمكن للمنقذ عزل نفسه عن الأرض بالوقوف على لوح من أي مادة عازلة وجافة أو لبس الأحذية العازلة .
2 - إذا كان الجهد أكثر من 1000 فولت :
يجب استعمال وسائل العزل التي تتحمل تلك الجهود كلبس القفازات والأحذية المطاطية مع استخدام عصا عازلة لإبعاد المصاب عن خطوط الجهد العالي . كما يمكن عمل أرضي على خطوط الجهد العالي وذلك بربط طرف سلك بنقطة تأريض البرج أو عامود الجهد العالي ثم إلقاء طرفه الآخر على الجهد العالي الملامسة للمصاب وفي هذه الحالة سيسقط المصاب على الأرض لذا يجب الاحتياط حتى لا تزداد الإصابة نتيجة لارتطامه بالأرض عند سقوطه .
ويجب الانتباه إلى أنه يمكن أن يبقى على الخط المفصول عن الشبكة شحنة كهربائية خطرة على حياة الإنسان لذلك من الضروري تأريض تلك الخطوط لتلافي الخطر .
ب – الإسعـافـات الأولية للمصاب :
بعد فصل التيار الكهربائي عن المصاب يتم استدعاء الإسعافات أو الطبيب المختص فوراً مع اتباع ما يلي :
- يوضع المصاب بسرعة على ظهره ومن الأفضل أن يكون ذلك على سطح صلب وجاف .
- يفحص فم المصاب وتخرج أي مادة تعوق التنفس سواءً صلبة أو سائلة ويصحح وضع الرأس لضمان خلو مجرى التنفس من الإنسداد نتيجة السقوط الخلفي للسان والشكل رقم (1) يوضح مجرى التنفس في الوضعين المغلق والمفتوح .
- التأكد من تنفس المصاب وذلك بمراقبة ارتفاع وهبوط صدره من عدمه .
- التأكد من نبض المصاب وذلك بلمس الشريان عند المعصم (النبض الشرياني) أو في الرقبة للتعرف عما إذا كانت ضربات القلب لا زالت مستمرة من عدمه .
- مراقبة اتساع حدقة العين لأن اتساع حدقة العين يعني نقص في وصول الدم للمخ .
فإذا ثبت أن المصاب لا يتنفس ولا يوجد به نبض ففي هذه الحالة على المنقذ أن يؤدي وظيفة رئتي وقلب المصاب بإجراء طريقة التنفس الصناعي مع التدليك الخارجي للقلب كما يلي :
1 – التنفس الصناعي :
- ضع المصاب على ظهره وأخرج أية مواد غريبة من فمه .
- ضع إحدى اليدين تحت رقبة المصاب وإجعل الرقبة مقوسة إلى أعلى واضغط باليد الأخرى على جبهة المصاب في الاتجاه إلى أسفل وهذا سيؤدي إلى فتح فم المصاب كما في شكل رقم (2) .
- خذ نفساً عمقياً لتملأ صدرك وافتح فمك وضعه باحكام على فم المصاب المفتوح واغلق أنف المصاب بسبابة وابهام يدك التي تضغط على الجبهة وانفخ في فمه كمية كافية من الهواء لتجعل صدره يرتفع شكل رقم (3) .
- أبعد فمك وراقب انخفاض صدر المصاب وكرر عملية النفخ بمعدل نفخة كل أربعة ثواني .
- إذا لم يكن هناك تبادل للهواء بمعنى أن صدر المصاب لا يرتفع ، يفحص فم المصاب وينظف جيداً من أي أجسام غريبة تعوق دخول الهواء كما في شكل رقم (4) .
- وتستأنف عملية التنفس من فم لفم بنفخ الهواء بقوة بمعدل مرة كل (4-5) ثواني بالنسبة للبالغين وبمعدل كل 3 ثواني بالنسبة للأطفال . ويراعى عند عملية النفخ اغلاق أنف المصاب وعند الزفير يفتح أنفه وتستمر هذه العملية حتى يبدأ المصاب في التنفس الطبيعي بعد التنفس الصناعي المتواصل ثم يرفع فم المنقذ عن فم المصاب .
- ضع بطانية أو معطف تحت المصاب وفوقه للتدفئة وعندما يستعد أنفاسه لا تدعه ينهض قبل مرور ساعة على الأقل وذلك لحين حضور جماعة الإسعاف أو الطبيب .
2 - التدليك الخارجي للقلب :
- استخدام طريقة التدليك الخارجي للقلب مع عملية التنفس الصناعي مع مراعاة عدم تعارض التدليك الخارجي للقلب مع عملية النفخ في فم المصاب وأن تكون عملية النفخ سريعة ثم يبعد المنقذ فمه عن المصاب ويتركه لتفريغ الهواء من داخله مع إجراء عملية خارجي للقلب لضمان استمرار مرور الدم الحامل للأكسجين لأعضاء الجسم المختلفة وخصوصاً المخ والكليتين والقلب . هذا إذا كان يقوم بالإجراءات الإسعافية شخص واحد أما إذا توافر شخصان يجيدان الإسعافات الأولية فيقوم أحدهما بالتنفس الصناعي والآخر بتدليك القلب من الخارج .
- لعمل تدليك القلب من الخارج يجب أن يكون المصاب ملقى على ظهره فوق أرض صلبة .
- تحسس صدر المريض حتى تحدد الجزء السفلي من القفص الصدري وضع أحد أصابع يدك اليسرى على هذا الطرف وحرك نهاية مفصل اليد اليمنى (وليس الكف) نحو هذا الاصبع اليد اليسرى فوق اليمنى على الثلث الأسفل من عظمة القفص الصدري وضع اليد اليسرى فوق اليمنى ، ارفع أصابع اليدين عن المصاب كما في شكل رقم (5) .
- اضغط للأسفل بسرعة لا تقل عن مرة في الثانية ويكون الضغط بكلتا اليدين واستخدام قوة كافية لتضغط اليد السفلى في الثلث السفلي للقفص الصدري بحيث ينخفض مسافة (3-5) سم وذلك بأن تبقي ذراعيك مستقيمين ولاتثنيهما عند المرفق مستخدماً وزن جسمك كله للضغط من الكتفين وهذا مما يسهل عليك أداء مثل هذه المهمة لوقت أطول دون تعب كبير ثم ارفع ثقلك مع بقاء وضع كفيك على صدر المصاب وكرر هذه العملية بصفة منتظمة ، ويجب أن تكرر هذه الضغطات بانتظام (اضغط وارفع الضغط) . وفي كل مرة تضغط على قلب المصاب أي انك تقوم بعمل القلب .
- يراعى أن يستمر النفخ في الفم بحيث يتخلل عملية التدليك الخارجي للقلب بمعدل نفس واحد كل خمس ضغطات خارجية .
وإذا كان هناك شخص واحد يقوم بعمل التنفس ولإسعافات القلب فعليه إجراء الآتي :
- ينفخ في فم المصاب بالطريقة الصحيحة مرتين أو ثلاث مرات متتالية يتبعها عمل تدليك خارجي للقلب لمدة 12 ضغطة ويستمر ذلك بالتناوب أما إذا توافر شخص آخر فيتكئ هذا الشخص عند رأس المصاب ويقوم بعملية التنفس الصناعي بمعدل مرة واحدة كل خمس ضغطات خارجية على القلب تقوم بها أنت ويستمر عمل ذلك حتى يستعيد المصاب أنفاسه والقلب نبضاته . كما تستمر هذه الجهود أثناء نقل المصاب بسيارة الإسعاف إلى أقرب وحدة صحية .
عـلامـات الحيـاة :
بعد عملية نفخ وتدليك صحيحة وناجحة سيظهر على المصاب ما يأتي من مظاهر الحياة :
1- لون الوجه يبدأ في التغيير من اللون الأزرق إلى لون أقل زرقة ثم يميل نحو الاحمرار .
2- التنفس الطبيعي يبدأ في الظهور ويزداد بمرور الوقت إلى
المعدل الطبيعي ويكون مستقلاً عن عملية الإسعاف ومنتظماً .
3- اتساع حدقة العين يبدأ في الضيق .
ويرعى استمرار عملية التنفس الصناعي وتدليك القلب حتى تبدأ هذه العلامات في الظهور ويمكن التأكد منها بظهور النبضات الطبيعية وتلمسها باليد ، كما يجب استمرار إجراء العمليات الإسعافية للتنفس والقلب بصورة صحيحة لمدة ساعة على الأقل حتى يحضر الطبيب .
4 - طرق الوقاية من المخاطر الكهربائية :
4/1 الوقاية من الكهرباء الساكنة (الإستاتيكية) :
أ - وقـايـة المباني :
تختلف المباني عن بعضها البعض من حيث الارتفاع والأهمية والاستخدام ويجب الاهتمام بحماية المباني الهامة المرتفعة أو المعرضة للعواصف الرعدية وذلك بوضع موصلات معدنية من النحاس الأحمر أو الألمنيوم أو الحديد المجلفن فوق سطح تلك المباني ومن ثم توصيلها بالأرض لكي تفرغ الشحنات إليها بسهولة .
ب - المنشـآت المعدنيـة :
وهي المنشآت المصنوعة من الحديد أو الصلب مثل بعض الأبراج أو الكباري المرتفعة حيث لا يكفي توصيلها بالأرض بل يجب أن تعمل لها شبكة حماية كاملة .
ج - المنشآت التي يزيد ارتفاعها عن 30 متر :
المنشآت المرتفعة مثل المآذن والأبراج العالمية للبث الاذاعي والإرسال اللاسلكي وغيرها يفضل أن تكسى بغطاء معدني أو على الأقل تحاط بحزام من المعدن ثم يوصل هذا الحزام أو الغطاء بخطين يوصلان إلى قضبان التأريض .
د – الرافعات العالمية الارتفاع (الأوناش) :
الرافعات العالمية كالمستعملة في الموانئ وإنشاء المباني يجب أن توصل جيداً بالأرض وإذا كان هناك خوف من أن التيار الكهربائي الكبير القيمة الذي يمر وقت تفريغ الشحنة قد يتلف كراسي الرافعة فيلزم عمل احتياطات لتفريغ التيار إلى الأرض بعيدً عن الكراسي المذكورة .
وعند وصل معدنين مختلفين فيلزم العناية بالوصلة ومنع الرطوبة من الوصول إليها وذلك بكسائها بطبقة سميكة من البوية البلاستيكية أو حفظها بأي طريقة أخرى مناسبة .
4/2 الوقاية من مخاطر الكهرباء :
للوقاية من مخاطر الكهرباء عموماً يجب مراعاة ما يلي :
1- تصمم الأعمال الكهربائية من قبل مهندسين كهربائيين متخصصين ذوي خبرة وتراعى الأصول الفنية في التصميم الذي يشمل إعداد المواصفات الفنية والمخططات اللازمة لتنفيذ المشروع .
2- تنفيذ الأعمال الكهربائية من قبل فنيين متخصصين أكفاء ومهرة وتحت إشراف مهندسين مختصين وأن تكون هذه الأعمال مطابقة للمواصفات القياسية أو ما يعادلها من المواصفات العالمية المعترف بها .
3- التقييد بالتعليمات الواردة في النشرات الفنية المرفقة بالأجهزة الكهربائية والتي يتم إعدادها من قبل الشركات الصانعة للأجهزة وتوضح طريقة الفك والتركيب والتشغيل والصيانة وشروط التغذية الكهربائية وأنواع الأعطال المحتملة وطرق إصلاحها كما تتضمن المواصفات الفنية استهلاك الوقود أو الكهرباء وقدرة الجهاز وكفاءته والجهد والتردد اللذين يعمل عليهما بالإضافة لبعض المعلومات الأخرى.
ويجب مراعاة التعليمات الخاصة بمكان العمل المناسب للجهاز من تهوية وحرارة ورطوبة وأجهزة وقاية شخصية وعامة .
4- عند انقطاع التيار الكهربائي يلزم إطفاء جميع الأجهزة ذات المحركات مثل المكيفات والثلاجات والغسالات وغيرها من الأجهزة الأخرى الحساسة مثل أجهزة الكمبيوتر حتى لا تتعرض تلك الأجهزة للتلف عند عودة التيار الفجائية للخدمة .
5- تغذية التجهيزات والآلات الكهربائية بواسطة لوحات توزيع رئيسية وفرعية لتسهيل عملية التحكم والحماية .
6- عمل دوائر خاصة ومستقلة للأجهزة الكبيرة الثابتة مثل المكيفات والغسالات .
7- فصل كل من دوائر التوصيل الآتية عن بعضها ويجري تمديدها في مواسير مستقلة وعلب منفصلة :
- دوائر الإنارة والمراوح .
- دوائر القوى والمكيفات .
- أنظمة الجهد الفائق الإنخفاض مثل هوائي التليفون والهاتف والأجراس وأنظمة إنذار الحريق 0000 إلخ . يراعى موازنة الأحمال الكهربائية على الأوجه الثلاثة بالتساوي قدر الإمكان .
8- التأريض الجيد والدائم للأجهزة الكهربائية وكذلك تأريض جميع الأجزاء المعدنية غير الحاملة للتيار والقريبة من الموصلات الكهربائية .
9- المواد العازلة المستخدمة في الآلات والتمديدات واللوحات الكهربائية وتكون من أجود الأنواع وذات درجة عزل جيدة وكافية .
10- جميع التمديدات الكهربائية تربط بإحكام ويتم ربط الأسلاك ببعضها داخل علب التوصيل بواسطة مرابط نهايات توصيل مجهزة ببراغي من النحاس الأصفر على أن تعزل عزلاً إضافياً بشريط عازل إذا تطلب الأمر .
11- أن تكون علب التوصيل قوية وواسعة وذات أغطية محكمة ولا يسمح بتركها مكشوفة بأي حال من الأحوال .
12- استخدام المعدات والأدوات الكهربائية الجيدة والمناسبة في تنفيذ الأعمال الكهربائية .
13- القيام بأعمال الصيانة الدورية مع إجراء الاختبارات المناسبة .
4/3 الوقاية الشخصية من الحوادث الكهربائية :
يقع حادث التكهرب عندما تكتمل الدائرة الكهربائية ويمر التيار الكهربائي في جسم الإنسان أو في جزء منه ويتم ذلك بمرور التيار من أحد الأوجه الحامل للتيار إلى جسم الإنسان ثم إلى الخط الحيادي (التعادل) أو من أحد الأوجه إلى جسم الإنسان ثم إلى الأرض ، وتزداد الخطورة إذا كانت الأرض مبتلة أو أن يمر التيار من أحد الأوجه إلى جسم الإنسان ثم إلى وجه آخر .
وسبب مرور التيار في جسم الإنسان ما يلي :
أ- انهيار العازل في أي من الموصلات للتجهيزات غير المؤرضة والتي يلمسها الشخص .
ب- خطأ الإنسان عندما يلمس بحركة إرادية أو عفوية موصل عاري (غير معزول) ويمر فيه تيار كهربائي .
ج- خطأ الإنسان عندما يقترب من مصدر جهد متوسط أو عالي أكثر من الحدود المسموح بها .
وللوقاية من هذه المخاطر يلزم اتباع ما يلي :
1- فصل التيار عن الخطين (الوجه والحيادي) بواسطة القاطع أو بواسطة نزع المصهرات وذلك قبل تنظيف أي مصباح كهربائي حتى ولو كان مطفأ.
2- عدم محاولة اصلاح التمديدات والتركيبات والمعدات الكهربائية بنفسك بل يجب عليك استدعاء المختص .
3- عدم تمديد الأسلاك والكابلات تحت السجاد أو قرب الأبواب والمقاعد حتى لا تتعرض للإهتراء وتعثر المارة بها .
4- ابعاد الكابلات والأسلاك عن الماء ومصادر الحرارة مثل أنابيب الماء الساخن أو الأجهزة الساخنة .
5- عدم جذب السلك عند فصل الكهرباء بل ينتزع القابس من المقبس بلطف .
6- فحص الكابلات والتوصيلات والأجهزة بين آن وآخر فهي عرضة للاهتراء والتلف خاصة عند القابس وقرب المرابط والأسلاك المهترئة تسبب التماس والصدمات وأحياناً الحرائق .
7- عدم لمس مفاتيح الإنارة والأيدي مبتلة بالماء .
8- عدم وصل أجهزة كثيرة بمقبس واحد .
9- عدم تشغيل الأجهزة الكهربائية أثناء الوقوف على أرض رطبة أو إذا كان الشخص مبللاً بالماء أو حافي القدمين .
10- عدم ترك الغبار والأتربة تتراكم على المحركات والأجهزة الكهربائية ووجوب المحافظة على نظافتها باستمرار .
11- عدم فحص أو محاولة اصلاح الأجهزة الكهربائية وهي موصلة بالكهرباء .
12- يجب ابعاد المواد القابلة للاشتعال كالستائر والملابس والأوراق عن اللمبات والدفايات وكافة الأجهزة الكهربائية .
13- عدم ترك الأجهزة موصلة بالكهرباء حال الانتهاء من العمل بها .
14- استبدال الأسلاك المتآكلة بأخرى جديدة وعدم محاولة لفها بشريط لاصق .
15- تجنب إقامة المباني والمنشآت أسفل أو بالقرب من خطوط نقل الطاقة الكهربائية .
16- نشر الوعي والاحتراس من الكهرباء المقطوعة وعدم لمس الأسلاك والمقابس والابتعاد عن خطوط الكهرباء المقطوعة وعدم العبث بالأجهزة والمعدات والآلات الكهربائية .

- أنواع المخاطر الكهربائية :
1/1 مخاطر على الحياة :
يتسبب مرور التيار الكهربائي في جسم الإنسان في إحداث آثار تتوقف خطورتها على مسار التيار المصاب وشدته والمدة التي يبقى خلالها المصاب تحت تأثير التيار ، وينشأ عن ذلك حروق بسيطة وقد يتسبب مرور التيار في إحداث شلل موضعي أو الوفاة .
وللتيار الكهربائي آثار حرارية هي التي تسبب الحروق وآثار كيميائية هي التي تتسبب في تحليل الدم والخلايا العصبية .
1/2 مخاطر على الممتلكات :
عند حدوث قصر في الدائرة بين الأسلاك أو الكابلات الكهربائية نتيجة لإنهيار العازل بينها لأي سبب كأن تكون مقاطع الأسلاك أو الكابلات غير مناسبة لقيمة التيار المار فيها أي أن هذه المقاطع أقل من المسموح به فإنه ينتج عن مرور التيار إرتفاع في درجة حرارة الأسلاك أو الكابلات ويستمر الإرتفاع إلى أن يصل إلى درجة إشتعال المواد المحيطة بها وإحتراقها وقد تسقط على المواد مجاورة قابلة للاشتعال مما يؤدي إلى نشوب الحرائق وإحداث خسائر مادية كبيرة إذا لم يتم تداركها وإخمادها في الحال .
1/3 مخاطر على الأجهزة والأدوات والآلات الكهربائية :
يتسبب سوء الاستخدام كزيادة الحمل على الآلات الكهربائية مثل المولدات والمحولات وخاصة عند عدم وجود أجهزة وقاية مناسبة لها ، وكذلك إهمال إجراء أعمال الصيانة الدورية اللازمة لهذه الأجهزة من تنظيف وتغيير الزيوت والتشحيم وخلافه أو عدم ملاءمة الأجهزة للظروف الجوية المحيطة مثل ارتفاع درجات الحرارة والرطوبة وتعرضها للأتربة والغبار في إحداث تلف أو احتراق لهذه الأجهزة .
2 - المسببات التي تؤدي إلى حدوث مخــاطــر الكهربــاء
2/1 الكهرباء الساكنة ( الإستاتيكية ) :
وهي عبارة عن شحنات كهربائية يصل بعضها إلى جهود مرتفعة جداً وتتولد نتيجة للإحتكاك بين مادتين مختلفتين مما يسبب إنتقال بعض الإلكترونيات من إحداهما إلى الأخرى فالمادة التي أخذت الكترونيات تصبح سالبة والتي فقدت الإلكترونيات تصبح موجبة وتصبح هاتين المادتين في حالة غير مستقرة إلى أن تعود كل منها إلى وضعها الطبيعي . وتنتج الكهرباء الساكنة عن عدة عوامل منها ما يلي :
2/1/1 الصواعق ( التفريغ الكهربائي) :
وهي شحنات كهربائية تحدث من السحب على شكل برق ذو ترددات عالية وجهد مرتفع وتهبط على الأماكن المرتفعة مثل قمم الجبال والعمارات العالمية والمآذن وخطوط الكهرباء والأشجار والأسوار والكائنات الحية وقد تدمر المكان الذي تنزل عليه ، وتتكون هذه الشحنات عندما تنشأ السحب في طبقات الجو العليا وتعرضها للإحتكاك بفعل العواصف والرياح وتعرضها للأشعة الكونية فإن ذلك يتسبب في شحن بعض السحب بالإلكتونيات الزائدة عن حاجتها وتجعلها في حالة مضطربة وغير مستقرة مما يجعلها تتخلص من هذه الشحنات على شكل تفريغ كهربائي في سحابة أو طائرة تمر بالقرب منها أو تتجه إلى الأرض لتفريغ شحنتها في الأماكن العالية من سطح كالأبراج والمآذن والأتربة في الأسلاك النحاسية العارية غير المعزولة .
2/1/2 احتكاك الرياح والأتربة في الأسلاك النحاسية العارية غير المعزولة .
2/1/3 الشحنات الكهرومغناطيسية الناتجة من محطات البث الاذاعي .
2/1/4 شحنات صغيرة تسبب شراراً ضعيفاً ولكنها تؤدي إلى حرائق كبيرة مثل الشحنات الناشئة أثناء تفريغ ناقلات البترول بمحطات الوقود أو أثناء سيرها على الطرق السريعة .
2/2 الكهرباء الديناميكية :
وهي التي يتم توليدها بقصد استخدامها في الأغراض المختلفة .
2/3 أ سباب حدوث المخاطر الكهربائية :
هناك مخاطر عدة تنشأ في المراحل المختلفة بدءاً بالتصميم ثم التنفيذ وانتهاء بالاستخدام ومنها ما يلي :-
2/3/1 أخطاء في مرحلة التصميم :
- عدم قيام مهندس كهرباء متخصص بإعداد التصميم اللازم للأعمال الكهربائية .
- عدم ملاءمة قواطع الحماية مع مقاطع الأسلاك والكابلات وشدة التيار المار بها .
- عدم مناسبة وسيلة الحماية المستخدمة مع المكان الذي ستركب فيه كعدم استخدام قواطع مزودة بحماية ضد تيار التسرب الأرضي (e.l.c.b) للمآخذ الكهربائية في الحممات والمطابخ والأماكن المعرضة للرطوبة والماء .
- عدم توازن الأحمال على الأطوار الثلاثة .
- عدم اختيار الأماكن المناسبة لوضع لوحات التوزيع الكهربائية وكذلك المآخذ والأعداد المناسبة لكل دائرة .
- نقص عدد دوائر المآخذ الكهربائية مما يضطر المستهلك إلى استخدام مأخذ واحد لتوصيل عدة أجهزة عليه أو اللجوء إلى التمديدات الخارجية الظاهرة .
- عدم وجود موصل التأريض في الدوائر الكهربائية وكذلك الأراضي العام للمبنى .
- عدم وجود نظام لمانعات الصواعق في المناطق المعرضة لذلك .
2/3/2 أخطاء في مرحلة التنفيذ :
- عدم وجود مهندس كهرباء يشرف على تنفيذ الأعمال الكهربائية وعدم تنفيذ تلك الأعمال من قبل فنيين متخصصين ذوي خبرة في هذا المجال.
- عدم التقيد بالمخططات والرسومات الكهربائية أثناء التنفيذ .
- عدم استعمال المرابط الخاصة لتوصيل وربط الأسلاك ببعضها .
- عدم ربط موصلات التأريض بمرابطها المخصصة في الأجهزة الكهربائية والمآخذ والمفاتيح .
- زيادة عدد الأسلاك في الماسورة الواحدة عن الحد المسموح به .
- ربط موصل الطور بقاعدة اللمبة وخط التعادل بمفتاح الإنارة .
- عدم احكام ربط الأسلاك والكابلات بقواطع الحماية بصور جيدة مما ينتج عنه شرارة كهربائية تتسبب في تلف القاطع وحدوث حرائق .
- عدم إبعاد التمديدات الكهربائية عن تمديدات المياه والغاز .
- عدم المحافظة على استمرارية موصل سلك التأريض .
2/3/3 أخطاء في مرحلة الاستخدام :
أ - سوء الاستخدام :
- توصيل عدة أجهزة كهربائية بمقبس واحد في نفس الوقت .
- لمس الأجهزة والمفاتيح الكهربائية والأيدي مبتلة بالماء أو تشغيل الأجهزة مع الوقوف على أرض رطبة .
- اختيار أجهزة كهربائية غير جيدة .
- نزع القابس من المقبس بعنف .
- استخدام التوصيلات الخارجية الظاهرة وكذلك غير المباشرة للأجهزة الكهربائية .
- عدم وضع وسيلة حماية مناسبة للمقابس الكهربائية لحماية الأطفال من العبث بها .
- عدم توصيل سلك التأريض للأجهزة بصورة جيدة .
- تمديد الأسلاك والكابلات تحت السجاد أو قرب النوافذ والمقاعد مما يعرضها للاهتراء وحدوث قصر فيها .
ب – إهمال الصيانة :
- عدم إجراء الكشف والاختبار الدوري على التمديدات والأجهزة الكهربائية .
- عدم تنظيف وصيانة الأجهزة والمواد الكهربائية .
- عدم فصل التيار الكهربائي أثناء إجراء أعمال الصيانة والإصلاح .
- عدم إستبدال وسيلة القطع والوصل (الحماية) عند ملاحظة خروج شرر منها أثناء عملها .
- عدم مراجعة الأحمال الكهربائية والتأكد من ملاءمتها للقواطع والأسلاك .
- عدم إحكام ربط نهاية الأسلاك بمآخذ التيار أو المفاتيح أو القواطع مما يسبب حدوث شرر يؤدي لتلفها .
3 - تأثير التيار على جسم الإنسان والإسعافات الأولية :
3/1 العوامل التي تؤثر على شدة الصدمة الكهربائية :
يحدث مرور التيار الكهربائي في جسم الإنسان آثاراً تختلف في خطورتها وشدتها حسب العوامل التالية :-
أ - مسـار التيـار في جسم المصاب :
يتحدد مسار التيار الكهربائي في جسم الإنسان المصاب بمكان دخول وخروج التيار إلى الجسم وقد يكون هذا المسار قصيراً بين نقطتين على اليد والقدم مثلاً أو طويلاً بين اليدين أو بين اليد اليمنى والقدم اليسرى أو العكس والمسار الأكثر خطورة هو من يد إلى اليد الأخرى عبر الصدر .
ب - شدة التيار المار في الجسم :
تزداد خطورة الكهرباء وآثارها على الجسم الإنسان بزيادة شدة التيار المار فيه حيث أن الآثار الحرارية والكيميائية للتيار تدمر خلايا الجسم أو تسبب الحروق أو الشلل أو الوفاة ، وتتوقف قيمة التيار المار في الجسم على مقدار الجهد الكهربائي الذي يلامسه المصاب أو يقترب منه وتزداد قيمة التيار بزيادة الجهد وتنخفض بإنخفاض الجهد .
ج - المقاومة الكهربائية لجسم المصاب :
تختلف المقاومة الكهربائية لجسم المصاب من شخص إلى آخر وهي تؤثر على قيمة تيار الصدمة ، حيث تزداد قيمة التيار كلما كانت المقاومة صغيرة وتقلل قيمة التيار بزيادة المقاومة .
د - مدة بقاء المصاب تحت الجهد :
تزداد خطورة حالة المصاب كلما طال زمن مرور التيار الكهربائي في جسمه لما يسببه هذا التيار من حروق وإتلاف للخلايا العصبية وقد يسبب شلل الرئتين أو عضلة القلب وتحصل الوفاة بسبب ذلك لذا يجب فصل مصدر التيار عن المصاب فوراً .
هـ - الجهد الكهربائي :
كلما إزداد الجهد الكهربائي كانت الإصابة أكثر خطورة إلا أنه أيضاً لا يجب الإستهانة بالجهود المنخفضة .
و - المقاومة الكهربائية لمسار التيار خارج جسم الإنسان :
هذه المقاومة تضاف إلى المقاومة الكهربائية لمسار التيار داخل جسم المصاب وتشمل المقاومة الكهربائية الإجمالية ما يلي :
1 – مقاومة الأسلاك الكهربائية قبل دخول التيار إلى جسم المصاب .
2 – مقاومة جسم المصاب .
3 – مقاومة مسار التيار بعد خروجه من جسم المصاب .
وتزيد الأرض الرطبة والأيدي المبللة بالماء من درجة خطورة الصدمة حيث أنها تساعد على خفض المقاومة الكهربائية لمسار وبالتالي تزيد من شدة الصدمة .
ز - طبيعـة التيـار :
تتأثر درجة الخطورة بطبيعة التيار سواء كان تياراً مستمراً أو متردداً .
3/2 تأثير الكهربائي على جسم الإنسان
يبين الجدول التالي تأثير التيار الكهربائي ذو التردد 60 هيرتز على جسم الإنسان :
قيمــة التيــار الآثار المترتبـة عليـه
من 0 حتى 1،0 مللي أمبير لا يشعر الإنسان بمرور التيار
من 1،0 حتى 4،1 == بداية الإحساس بوجود التيار
من 1 حتى 4،2 == الشعور بوخز الدبوس
من 2 حتى 10 == الشعور بالرجفة ويرفع الإنسان يده
من 10 حتى 20 == الشعور بالألم ولا يستطيع رفع يده
من 20 حتى 30 == الشعور بالألم مع فقدان الوعي
من 30 حتى 100 == شلل الرئتين والإختناق
تيار أكبر من 100 == تسبب الوفاة الفورية بالصدمة الكهربائية وحروق في مكان دخول وخروج التيار
ونظراً لأنه قد يحدث إضطراب في نبض وتنفس المصاب ويخيل لمن حوله أنه فارق الحياة ، لذا يجب عرض المصاب على طبيب لأنه وحده الذي يستطيع تأكيد الوفاة من عدمها ، كما يجب سرعة تقديم الإسعافات الأولية الفورية اللازمة كالتنفس الصناعي وغيره .
3/3 الحوادث الكهربائية والإسعافات الأولية لها :
3/3/1 طرق إنقاذ مصاب بصدمة كهربائية :
أ – تخليص المصاب من الملامسة الكهربائية :
يجب الإسراع بفصل التيار الكهربائي عن المصاب فوراً وذلك عن طريق فصل المفتاح الفرعي أو العمومي ومراعاة عدم لمس المصاب بيدين عاريتين طالما ظل ملامساً للتيار الكهربائي حتى لا يصاب الشخص المنقذ بنفس التيار الكهربائي ، وكما يجب الانتباه إلى مكان وجود المصاب فإذا كان على ارتفاع عالي فيلزم حمايته من السقوط .
وفي الحالات التي يصعب فيها فصل التيار عن المصاب بالسرعة المطلوبة فمن الضروري اتخاذ ما يلي :
1- إذا كان الجهد أقل من 1000 فولت :
لفصل المصاب عن الأجزاء الحاملة للتيار يتم استخدام وسائل عزل جافة كالأخشاب والحبال والثياب ولا يسمح باستخدام أدوات معدنية أو أدوات رطبة وينصح بالإبتعاد عن الأجسام المعدنية المحيطة بالمصاب لأنها ناقل جيد للتيار . وبعد قيام المنقذ بلبس قفازات عازلة سميكة وغير مثقوبة أو تغطية يديه بأي أقمشة سميكة غير مبتلة يقوم بشد المصاب من ملابسه بعيداً عن السلك وينصح باستعمال يد واحدة أثناء الإنقاذ وفي حالة تعذر فك أصابع المصاب عن السلك لتقلص عضلاته أثناء مرور التيار بها ، يوضع لوح خشبي عازل تحت قدمي المصاب لعزله عن الأرض ويتم عمل ذلك بحذر وإنتباه شديدين ، كما يمكن للمنقذ عزل نفسه عن الأرض بالوقوف على لوح من أي مادة عازلة وجافة أو لبس الأحذية العازلة .
2 - إذا كان الجهد أكثر من 1000 فولت :
يجب استعمال وسائل العزل التي تتحمل تلك الجهود كلبس القفازات والأحذية المطاطية مع استخدام عصا عازلة لإبعاد المصاب عن خطوط الجهد العالي . كما يمكن عمل أرضي على خطوط الجهد العالي وذلك بربط طرف سلك بنقطة تأريض البرج أو عامود الجهد العالي ثم إلقاء طرفه الآخر على الجهد العالي الملامسة للمصاب وفي هذه الحالة سيسقط المصاب على الأرض لذا يجب الاحتياط حتى لا تزداد الإصابة نتيجة لارتطامه بالأرض عند سقوطه .
ويجب الانتباه إلى أنه يمكن أن يبقى على الخط المفصول عن الشبكة شحنة كهربائية خطرة على حياة الإنسان لذلك من الضروري تأريض تلك الخطوط لتلافي الخطر .
ب – الإسعـافـات الأولية للمصاب :
بعد فصل التيار الكهربائي عن المصاب يتم استدعاء الإسعافات أو الطبيب المختص فوراً مع اتباع ما يلي :
- يوضع المصاب بسرعة على ظهره ومن الأفضل أن يكون ذلك على سطح صلب وجاف .
- يفحص فم المصاب وتخرج أي مادة تعوق التنفس سواءً صلبة أو سائلة ويصحح وضع الرأس لضمان خلو مجرى التنفس من الإنسداد نتيجة السقوط الخلفي للسان والشكل رقم (1) يوضح مجرى التنفس في الوضعين المغلق والمفتوح .
- التأكد من تنفس المصاب وذلك بمراقبة ارتفاع وهبوط صدره من عدمه .
- التأكد من نبض المصاب وذلك بلمس الشريان عند المعصم (النبض الشرياني) أو في الرقبة للتعرف عما إذا كانت ضربات القلب لا زالت مستمرة من عدمه .
- مراقبة اتساع حدقة العين لأن اتساع حدقة العين يعني نقص في وصول الدم للمخ .
فإذا ثبت أن المصاب لا يتنفس ولا يوجد به نبض ففي هذه الحالة على المنقذ أن يؤدي وظيفة رئتي وقلب المصاب بإجراء طريقة التنفس الصناعي مع التدليك الخارجي للقلب كما يلي :
1 – التنفس الصناعي :
- ضع المصاب على ظهره وأخرج أية مواد غريبة من فمه .
- ضع إحدى اليدين تحت رقبة المصاب وإجعل الرقبة مقوسة إلى أعلى واضغط باليد الأخرى على جبهة المصاب في الاتجاه إلى أسفل وهذا سيؤدي إلى فتح فم المصاب كما في شكل رقم (2) .
- خذ نفساً عمقياً لتملأ صدرك وافتح فمك وضعه باحكام على فم المصاب المفتوح واغلق أنف المصاب بسبابة وابهام يدك التي تضغط على الجبهة وانفخ في فمه كمية كافية من الهواء لتجعل صدره يرتفع شكل رقم (3) .
- أبعد فمك وراقب انخفاض صدر المصاب وكرر عملية النفخ بمعدل نفخة كل أربعة ثواني .
- إذا لم يكن هناك تبادل للهواء بمعنى أن صدر المصاب لا يرتفع ، يفحص فم المصاب وينظف جيداً من أي أجسام غريبة تعوق دخول الهواء كما في شكل رقم (4) .
- وتستأنف عملية التنفس من فم لفم بنفخ الهواء بقوة بمعدل مرة كل (4-5) ثواني بالنسبة للبالغين وبمعدل كل 3 ثواني بالنسبة للأطفال . ويراعى عند عملية النفخ اغلاق أنف المصاب وعند الزفير يفتح أنفه وتستمر هذه العملية حتى يبدأ المصاب في التنفس الطبيعي بعد التنفس الصناعي المتواصل ثم يرفع فم المنقذ عن فم المصاب .
- ضع بطانية أو معطف تحت المصاب وفوقه للتدفئة وعندما يستعد أنفاسه لا تدعه ينهض قبل مرور ساعة على الأقل وذلك لحين حضور جماعة الإسعاف أو الطبيب .
2 - التدليك الخارجي للقلب :
- استخدام طريقة التدليك الخارجي للقلب مع عملية التنفس الصناعي مع مراعاة عدم تعارض التدليك الخارجي للقلب مع عملية النفخ في فم المصاب وأن تكون عملية النفخ سريعة ثم يبعد المنقذ فمه عن المصاب ويتركه لتفريغ الهواء من داخله مع إجراء عملية خارجي للقلب لضمان استمرار مرور الدم الحامل للأكسجين لأعضاء الجسم المختلفة وخصوصاً المخ والكليتين والقلب . هذا إذا كان يقوم بالإجراءات الإسعافية شخص واحد أما إذا توافر شخصان يجيدان الإسعافات الأولية فيقوم أحدهما بالتنفس الصناعي والآخر بتدليك القلب من الخارج .
- لعمل تدليك القلب من الخارج يجب أن يكون المصاب ملقى على ظهره فوق أرض صلبة .
- تحسس صدر المريض حتى تحدد الجزء السفلي من القفص الصدري وضع أحد أصابع يدك اليسرى على هذا الطرف وحرك نهاية مفصل اليد اليمنى (وليس الكف) نحو هذا الاصبع اليد اليسرى فوق اليمنى على الثلث الأسفل من عظمة القفص الصدري وضع اليد اليسرى فوق اليمنى ، ارفع أصابع اليدين عن المصاب كما في شكل رقم (5) .
- اضغط للأسفل بسرعة لا تقل عن مرة في الثانية ويكون الضغط بكلتا اليدين واستخدام قوة كافية لتضغط اليد السفلى في الثلث السفلي للقفص الصدري بحيث ينخفض مسافة (3-5) سم وذلك بأن تبقي ذراعيك مستقيمين ولاتثنيهما عند المرفق مستخدماً وزن جسمك كله للضغط من الكتفين وهذا مما يسهل عليك أداء مثل هذه المهمة لوقت أطول دون تعب كبير ثم ارفع ثقلك مع بقاء وضع كفيك على صدر المصاب وكرر هذه العملية بصفة منتظمة ، ويجب أن تكرر هذه الضغطات بانتظام (اضغط وارفع الضغط) . وفي كل مرة تضغط على قلب المصاب أي انك تقوم بعمل القلب .
- يراعى أن يستمر النفخ في الفم بحيث يتخلل عملية التدليك الخارجي للقلب بمعدل نفس واحد كل خمس ضغطات خارجية .
وإذا كان هناك شخص واحد يقوم بعمل التنفس ولإسعافات القلب فعليه إجراء الآتي :
- ينفخ في فم المصاب بالطريقة الصحيحة مرتين أو ثلاث مرات متتالية يتبعها عمل تدليك خارجي للقلب لمدة 12 ضغطة ويستمر ذلك بالتناوب أما إذا توافر شخص آخر فيتكئ هذا الشخص عند رأس المصاب ويقوم بعملية التنفس الصناعي بمعدل مرة واحدة كل خمس ضغطات خارجية على القلب تقوم بها أنت ويستمر عمل ذلك حتى يستعيد المصاب أنفاسه والقلب نبضاته . كما تستمر هذه الجهود أثناء نقل المصاب بسيارة الإسعاف إلى أقرب وحدة صحية .
عـلامـات الحيـاة :
بعد عملية نفخ وتدليك صحيحة وناجحة سيظهر على المصاب ما يأتي من مظاهر الحياة :
1- لون الوجه يبدأ في التغيير من اللون الأزرق إلى لون أقل زرقة ثم يميل نحو الاحمرار .
2- التنفس الطبيعي يبدأ في الظهور ويزداد بمرور الوقت إلى
المعدل الطبيعي ويكون مستقلاً عن عملية الإسعاف ومنتظماً .
3- اتساع حدقة العين يبدأ في الضيق .
ويرعى استمرار عملية التنفس الصناعي وتدليك القلب حتى تبدأ هذه العلامات في الظهور ويمكن التأكد منها بظهور النبضات الطبيعية وتلمسها باليد ، كما يجب استمرار إجراء العمليات الإسعافية للتنفس والقلب بصورة صحيحة لمدة ساعة على الأقل حتى يحضر الطبيب .
4 - طرق الوقاية من المخاطر الكهربائية :
4/1 الوقاية من الكهرباء الساكنة (الإستاتيكية) :
أ - وقـايـة المباني :
تختلف المباني عن بعضها البعض من حيث الارتفاع والأهمية والاستخدام ويجب الاهتمام بحماية المباني الهامة المرتفعة أو المعرضة للعواصف الرعدية وذلك بوضع موصلات معدنية من النحاس الأحمر أو الألمنيوم أو الحديد المجلفن فوق سطح تلك المباني ومن ثم توصيلها بالأرض لكي تفرغ الشحنات إليها بسهولة .
ب - المنشـآت المعدنيـة :
وهي المنشآت المصنوعة من الحديد أو الصلب مثل بعض الأبراج أو الكباري المرتفعة حيث لا يكفي توصيلها بالأرض بل يجب أن تعمل لها شبكة حماية كاملة .
ج - المنشآت التي يزيد ارتفاعها عن 30 متر :
المنشآت المرتفعة مثل المآذن والأبراج العالمية للبث الاذاعي والإرسال اللاسلكي وغيرها يفضل أن تكسى بغطاء معدني أو على الأقل تحاط بحزام من المعدن ثم يوصل هذا الحزام أو الغطاء بخطين يوصلان إلى قضبان التأريض .
د – الرافعات العالمية الارتفاع (الأوناش) :
الرافعات العالمية كالمستعملة في الموانئ وإنشاء المباني يجب أن توصل جيداً بالأرض وإذا كان هناك خوف من أن التيار الكهربائي الكبير القيمة الذي يمر وقت تفريغ الشحنة قد يتلف كراسي الرافعة فيلزم عمل احتياطات لتفريغ التيار إلى الأرض بعيدً عن الكراسي المذكورة .
وعند وصل معدنين مختلفين فيلزم العناية بالوصلة ومنع الرطوبة من الوصول إليها وذلك بكسائها بطبقة سميكة من البوية البلاستيكية أو حفظها بأي طريقة أخرى مناسبة .
4/2 الوقاية من مخاطر الكهرباء :
للوقاية من مخاطر الكهرباء عموماً يجب مراعاة ما يلي :
1- تصمم الأعمال الكهربائية من قبل مهندسين كهربائيين متخصصين ذوي خبرة وتراعى الأصول الفنية في التصميم الذي يشمل إعداد المواصفات الفنية والمخططات اللازمة لتنفيذ المشروع .
2- تنفيذ الأعمال الكهربائية من قبل فنيين متخصصين أكفاء ومهرة وتحت إشراف مهندسين مختصين وأن تكون هذه الأعمال مطابقة للمواصفات القياسية أو ما يعادلها من المواصفات العالمية المعترف بها .
3- التقييد بالتعليمات الواردة في النشرات الفنية المرفقة بالأجهزة الكهربائية والتي يتم إعدادها من قبل الشركات الصانعة للأجهزة وتوضح طريقة الفك والتركيب والتشغيل والصيانة وشروط التغذية الكهربائية وأنواع الأعطال المحتملة وطرق إصلاحها كما تتضمن المواصفات الفنية استهلاك الوقود أو الكهرباء وقدرة الجهاز وكفاءته والجهد والتردد اللذين يعمل عليهما بالإضافة لبعض المعلومات الأخرى.
ويجب مراعاة التعليمات الخاصة بمكان العمل المناسب للجهاز من تهوية وحرارة ورطوبة وأجهزة وقاية شخصية وعامة .
4- عند انقطاع التيار الكهربائي يلزم إطفاء جميع الأجهزة ذات المحركات مثل المكيفات والثلاجات والغسالات وغيرها من الأجهزة الأخرى الحساسة مثل أجهزة الكمبيوتر حتى لا تتعرض تلك الأجهزة للتلف عند عودة التيار الفجائية للخدمة .
5- تغذية التجهيزات والآلات الكهربائية بواسطة لوحات توزيع رئيسية وفرعية لتسهيل عملية التحكم والحماية .
6- عمل دوائر خاصة ومستقلة للأجهزة الكبيرة الثابتة مثل المكيفات والغسالات .
7- فصل كل من دوائر التوصيل الآتية عن بعضها ويجري تمديدها في مواسير مستقلة وعلب منفصلة :
- دوائر الإنارة والمراوح .
- دوائر القوى والمكيفات .
- أنظمة الجهد الفائق الإنخفاض مثل هوائي التليفون والهاتف والأجراس وأنظمة إنذار الحريق 0000 إلخ . يراعى موازنة الأحمال الكهربائية على الأوجه الثلاثة بالتساوي قدر الإمكان .
8- التأريض الجيد والدائم للأجهزة الكهربائية وكذلك تأريض جميع الأجزاء المعدنية غير الحاملة للتيار والقريبة من الموصلات الكهربائية .
9- المواد العازلة المستخدمة في الآلات والتمديدات واللوحات الكهربائية وتكون من أجود الأنواع وذات درجة عزل جيدة وكافية .
10- جميع التمديدات الكهربائية تربط بإحكام ويتم ربط الأسلاك ببعضها داخل علب التوصيل بواسطة مرابط نهايات توصيل مجهزة ببراغي من النحاس الأصفر على أن تعزل عزلاً إضافياً بشريط عازل إذا تطلب الأمر .
11- أن تكون علب التوصيل قوية وواسعة وذات أغطية محكمة ولا يسمح بتركها مكشوفة بأي حال من الأحوال .
12- استخدام المعدات والأدوات الكهربائية الجيدة والمناسبة في تنفيذ الأعمال الكهربائية .
13- القيام بأعمال الصيانة الدورية مع إجراء الاختبارات المناسبة .
4/3 الوقاية الشخصية من الحوادث الكهربائية :
يقع حادث التكهرب عندما تكتمل الدائرة الكهربائية ويمر التيار الكهربائي في جسم الإنسان أو في جزء منه ويتم ذلك بمرور التيار من أحد الأوجه الحامل للتيار إلى جسم الإنسان ثم إلى الخط الحيادي (التعادل) أو من أحد الأوجه إلى جسم الإنسان ثم إلى الأرض ، وتزداد الخطورة إذا كانت الأرض مبتلة أو أن يمر التيار من أحد الأوجه إلى جسم الإنسان ثم إلى وجه آخر .
وسبب مرور التيار في جسم الإنسان ما يلي :
أ- انهيار العازل في أي من الموصلات للتجهيزات غير المؤرضة والتي يلمسها الشخص .
ب- خطأ الإنسان عندما يلمس بحركة إرادية أو عفوية موصل عاري (غير معزول) ويمر فيه تيار كهربائي .
ج- خطأ الإنسان عندما يقترب من مصدر جهد متوسط أو عالي أكثر من الحدود المسموح بها .
وللوقاية من هذه المخاطر يلزم اتباع ما يلي :
1- فصل التيار عن الخطين (الوجه والحيادي) بواسطة القاطع أو بواسطة نزع المصهرات وذلك قبل تنظيف أي مصباح كهربائي حتى ولو كان مطفأ.
2- عدم محاولة اصلاح التمديدات والتركيبات والمعدات الكهربائية بنفسك بل يجب عليك استدعاء المختص .
3- عدم تمديد الأسلاك والكابلات تحت السجاد أو قرب الأبواب والمقاعد حتى لا تتعرض للإهتراء وتعثر المارة بها .
4- ابعاد الكابلات والأسلاك عن الماء ومصادر الحرارة مثل أنابيب الماء الساخن أو الأجهزة الساخنة .
5- عدم جذب السلك عند فصل الكهرباء بل ينتزع القابس من المقبس بلطف .
6- فحص الكابلات والتوصيلات والأجهزة بين آن وآخر فهي عرضة للاهتراء والتلف خاصة عند القابس وقرب المرابط والأسلاك المهترئة تسبب التماس والصدمات وأحياناً الحرائق .
7- عدم لمس مفاتيح الإنارة والأيدي مبتلة بالماء .
8- عدم وصل أجهزة كثيرة بمقبس واحد .
9- عدم تشغيل الأجهزة الكهربائية أثناء الوقوف على أرض رطبة أو إذا كان الشخص مبللاً بالماء أو حافي القدمين .
10- عدم ترك الغبار والأتربة تتراكم على المحركات والأجهزة الكهربائية ووجوب المحافظة على نظافتها باستمرار .
11- عدم فحص أو محاولة اصلاح الأجهزة الكهربائية وهي موصلة بالكهرباء .
12- يجب ابعاد المواد القابلة للاشتعال كالستائر والملابس والأوراق عن اللمبات والدفايات وكافة الأجهزة الكهربائية .
13- عدم ترك الأجهزة موصلة بالكهرباء حال الانتهاء من العمل بها .
14- استبدال الأسلاك المتآكلة بأخرى جديدة وعدم محاولة لفها بشريط لاصق .
15- تجنب إقامة المباني والمنشآت أسفل أو بالقرب من خطوط نقل الطاقة الكهربائية .
16- نشر الوعي والاحتراس من الكهرباء المقطوعة وعدم لمس الأسلاك والمقابس والابتعاد عن خطوط الكهرباء المقطوعة وعدم العبث بالأجهزة والمعدات والآلات الكهربائية .

عزيزى المهندس على
قراءت موضوعك عن المحولات الكهربائيه وانا فى طريقى لاستخدام تطبيق المحولات الكهربائيه لعمل فرن صهر للمعادن بااستخدام المحولات والمجال المغناطيسى المتولد عنها واريد مساعده لاتمام المشروع فياريت لو تقدر تساعد او اى شخص يقدر يساعد فى ده بتكاليف بسيطه الاتصال بى على الايميل [email]ald**ia@gmail.com[/email]
تحياتى
مجد دنيا

مطلوب تسعير
[RIGHT][LIST][*][F**T=&quot]محطة كهربائية فرعية مدمجة رقم (1)[/F**T][F**T=&quot][/F**T][/LIST][/RIGHT]
[RIGHT][RIGHT][F**T=&quot]القدرة ( 1000 ) ك.ف.أ، محطة مدمجة فرعية دلتا حسب الجهد 17.5 ك.ف ، 380/220 فولت[/F**T] (WYE)[F**T=&quot]،ن 3 فاز، 4 أسلاك، 60 هرتز كاملة مع[/F**T] SF6[F**T=&quot] ،و[/F**T] Ring Main Unit[F**T=&quot]و (630) أمبير، 3 أقطاب، 3 فاز، (21ك.أ/ث) ومفتاح تحويل ثانوي (1600أمبير/2000[/F**T] AF -[F**T=&quot]و3 أقطاب) وتتضمن فروع حسب المخططات مع محولات تيار وأميتر (صفر-1600 أمبير) وفولتميتر (صفر-400 فولت) مع إضاءة دليلية وحماية أرضية وحماية ضد زيادة التيار وبدال نقص التيار وعداد (كيلو وات/ ساعة).وتتضمن جهاز[/F**T] DGPT [F**T=&quot]لتحديد درجة الحرارة والضغط والغازات [/F**T][/RIGHT][/RIGHT]
[RIGHT]
[/RIGHT]