هل تستهلك المفاعلات كميات كبيرة من الطاقة الكهربائية أثناء التشغيل؟

ومن منظور خصائص المكونات الكهربائية ومبادئ التشغيل، تظهر المفاعلات استهلاكًا منخفضًا للغاية للطاقة في ظل ظروف العمل العادية ولا تندرج ضمن فئة المعدات عالية استهلاك الطاقة. يمكن تجاهل استهلاك طاقة التشغيل اليومي ولن يؤدي إلى زيادات كبيرة في تكاليف استهلاك طاقة النظام، وهي إحدى المزايا الأساسية وراء الاعتماد الواسع النطاق للمفاعلات في أنظمة الطاقة. وباعتبارها مكونات تخزين طاقة حثية خالصة، على عكس معدات تبديد الطاقة المقاومة، تقوم المفاعلات بتخزين وإطلاق طاقة المجال المغناطيسي بدلاً من استهلاك الطاقة الكهربائية لأداء العمل. في ظل ظروف التيار المتناوب العادية، يتم تبادل معظم الطاقة الكهربائية بشكل متبادل بين المفاعلات وشبكات الطاقة دون تحويلها إلى خسائر حرارية.
ينشأ استهلاك الطاقة الطبيعي للمفاعلات فقط من فئتين أساسيتين من الخسارة: فقدان النحاس المتعرج وفقدان الحديد في قلب الحديد. يشير فقدان النحاس إلى فقدان حراري طفيف ناتج عن مقاومة الأسلاك عندما يمر التيار عبر اللفات النحاسية؛ يتناسب حجم الخسارة مع مربع تيار الحمل. يشمل فقدان الحديد فقدان التباطؤ وفقدان التيار الدوامي الناتج عن نوى الحديد المعرضة لمجالات مغناطيسية متناوبة، والتي تحددها المواد وتقنيات المعالجة لصفائح السيليكون والصلب ذات النواة الحديدية. وفي الوقت الحالي، تستخدم المفاعلات المستخدمة في أنظمة الطاقة ملفات نحاسية عالية النقاء وخالية من الأكسجين، وصفائح من الصلب السيليكوني منخفضة الفقد وعالية التوصيل المغناطيسي، وتتميز بمهارة حرفية متطورة، وهو ما يحد إلى حد كبير من الخسائر الأساسية.
ووفقاً لقياسات ظروف العمل العملية، فإن إجمالي خسارة التشغيل العادية للمفاعلات التقليدية من النوع الجاف والمفاعلات المغمورة بالزيت تمثل فقط 0.3% - 1% من إجمالي طاقة التشغيل لأنظمة الطاقة المقابلة. يستهلك المفاعل الذي تبلغ طاقته المقدرة 1000 كيلو فولت أمبير ما بين 3 إلى 10 كيلووات في الساعة فقط في ظل التشغيل العادي. ومقارنة بقدرة إمداد الطاقة الإجمالية للنظام، فإن نسبة استهلاك الطاقة فيه ضئيلة. عندما تعمل المفاعلات في ظل ظروف عدم التحميل، يكون التيار في حده الأدنى وينخفض ​​استهلاك الطاقة بشكل أكبر. يحدث الحد الأقصى للخسارة الطبيعية حصريًا في ظل عملية الحمل المقدر مع عدم وجود ظواهر غير صالحة لاستهلاك الطاقة العالية.
لا تحدث الزيادات الحادة في استهلاك طاقة المفاعل إلا في ظل ظروف العمل الخاطئة أو غير الطبيعية، ويشير هذا الاستهلاك المرتفع للطاقة إلى وجود حالات شاذة في المعدات بدلاً من التشغيل العادي. الحالة غير الطبيعية الأولى هي عملية التحميل الزائد. يؤدي جهد الشبكة المفرط أو تيار الحمل إلى دفع النوى الحديدية إلى التشبع المغناطيسي، مما يؤدي إلى تضخيم فقدان التباطؤ وفقدان التيار الدوامي بشكل حاد، مما يؤدي إلى تسخين شديد للمعدات ومضاعفة استهلاك الطاقة. الشرط الثاني هو تقادم المعدات وأعطالها. إن عزل الملفات القديم، والدوائر القصيرة المتداخلة الطفيفة، وصفائح الفولاذ والسيليكون ذات النواة الحديدية الصدئة أو المرتخية تزيد من المقاومة والتسرب المغناطيسي وتؤدي إلى خسائر غير طبيعية. الشرط الثالث هو عدم تطابق ظروف العمل. تظل المفاعلات الصغيرة الحجم التي تعمل بشكل مستمر بكامل طاقتها أو بحمولة زائدة في حالة تشبع حرجة مع استهلاك مرتفع للطاقة بشكل مستمر.
وفي الوقت نفسه، يمكن أن تعكس حالة التشغيل بشكل مباشر ما إذا كان استهلاك الطاقة طبيعيًا. تتميز المفاعلات التي تعمل بشكل طبيعي بارتفاع طفيف في درجة الحرارة، مع درجة حرارة ثابتة للغلاف وعدم وجود ارتفاع في درجة الحرارة. يشير الارتفاع السريع في درجة الحرارة، والأسطح الساخنة للغاية، والضوضاء الشديدة بشكل كبير، ودرجة حرارة الخزانة غير الطبيعية إلى استهلاك غير طبيعي للطاقة. أثناء التشغيل والصيانة، وطالما يتم تنفيذ المطابقة المناسبة لاختيار النوع والتفتيش اليومي لتجنب التحميل الزائد والتقادم والتشغيل الخاطئ، يظل استهلاك طاقة المفاعل عند مستوى منخفض للغاية ولن يكون له تأثيرات واضحة على استهلاك طاقة نظام الطاقة وتكاليف استخدام الطاقة. في الختام، المفاعلات هي معدات طاقة مساعدة منخفضة الاستهلاك للطاقة وعالية الكفاءة، وليس هناك حاجة للقلق بشأن استهلاك الطاقة أثناء التشغيل العادي.