محولات القدرة الكهربائية

المحول الكهربائي من المعدات الأكثر أهمية في كل أجزاء أنظمة الطاقة الكهربائية مثل التوليد، والنقل والتوزيع، وتستخدم المحولات بشكل أساسي لرفع مستوى الجهد أو خفضه، ويعد المحول جهاز ضروري في كل جوانب حياة الإنسان، ابتداءً من المنازل والمحلات التجارية وكل القطاعات الصناعية. وتتميز المحولات بموثوقية كبيرة وكفاءة عالية في استخدام الطاقة وتصل كفاءتها حوالي 98٪.

ما هو محول القدرة؟

محول القدرة (power transformer) أحد أنواع المحولات ذات قدرات عالية، عادة ما يتم تصنيفها أكبر من 500kVA تعمل على رفع أو خفض مستوى الجهد، وتستخدم بين المولد الكهربائي وخطوط النقل وفي محطات النقل والتوزيع الكهربائية، وغالبًا ما تكون من النوع المغمور بالزيت.

تتكون أنظمة الطاقة الكهربائية من عدد كبير من محطات التوليد المنتشرة في أماكن مختلفة من البلد ومن محطات التوزيع والربط. يؤدي هذا إلى اختلاف مستويات جهد النقل والتوزيع فمثلًا يتم توليد الكهرباء عند جهد حوالي 24KV ويجب نقله بمستويات عالية تصل إلى 1000KV،400KV،110KV. ويتم استخدام محولات القدرة في كل من هذه المحطات والأماكن التي يوجد فيها تغيير بين مستويات الجهد.

تتوفر محولات القدرة كجزء واحد ثلاثي الطور أو من ثلاثة محولات أحادية الطور منفصلة يتم ربطها مع بعضها لتصبح محول ثلاثي الطور.

تركيب محولات القدرة

يتكون محول القدرة بشكل أساسي من قلب حديدي يوفر مسارًا منخفض المعاوقة للفيض المغناطيسي. ومصنوع من مجموعة شرائح فولاذية رقيقة. يتم عزلها عن بعضها البعض بواسطة طلاء. لتقليل خسائر تيار الدوامة وخسائر التخلفية، ويتكون من ملفين نحاسية هي الملفات الأولية والثانوية. الملف الأولي هو الملف الذي يتم ربطه مع جهد الدخل، بينما الملف الثانوي هو الملف الذي يخرج منه الجهد. يمكن تسمية اللفات الأولية والثانوية على أنها ملفات الجهد العالي (HV) أو ملفات الجهد المنخفض (LV).

اقرأ أيضًا : مكونات المحول الكهربائي

أنواع محولات القدرة

يتم تصنيف محولات القوى إلى ثلاث مجموعات حسب القدرة المقننة:

1. محولات قدرة صغيرة وقدرتها من 500KV إلى 7500KV.
2. محولات قدرة متوسطة وقدرتها من 7500KV إلى 100MV.
3. محولات قدرة كبيرة وقدرتها أكبر من 100MV.

وتنقسم أنواع محولات القدرة بشكل أساسي إلى محولات رافعة ومحولات خافضة للجهد.

محولات رافعة

تحتوي محولات الرفع على نسبة تحويل أكبر من 1، مما يعني أن الملفات الثانوية تحتوي على عدد أكبر من الملفات. تعمل هذه المحولات على تغيير الجهد المنخفض والتيار العالي في الجانب الأولي إلى جهد عالي وتيار منخفض على الجانب الثانوي، وتستخدم عادة في محطات التوليد حيث ترفع جهد المولد إلى قيمة عالية يتم نقلها عبر خطوط النقل

محولات خافضة

تحتوي المحولات الخافضة على نسبة تحويل أقل من 1، مما يعني أن الملفات الأولية يحتوي على عدد أكبر من اللفات. تقوم هذه المحولات بتغيير الجهد العالي والتيار المنخفض من الجانب الأولي إلى جهد منخفض وتيار مرتفع على الجانب الثانوي. تُستخدم المحولات الخافضة في محطات التوزيع الفرعية. لخفض الجهد القادم من خطوط النقل إلى قيمة أقل.

تطبيقات محولات القدرة

1. محولات القدرة تستخدم في توليد وتوزيع الطاقة الكهربائية
2. يستخدم لتقليل فقد الطاقة أثناء عملية النقل الكهربائية
3. يُفضل في الحالات التي يجب تغذية الحمل بشكل متواصل بكامل قدرته دون توقف.
4. يتم استخدامه في الجهد العالي لرفع وخفض الجهد.

ما الفرق بين محولات القدرة ومحولات التوزيع؟

الفرق الأبرز بين محول القدرة ومحول التوزيع هو في الحجم والقدرة المنقولة عبر أي منهما، لكن فيما سوى ذلك فالتركيب الداخلي واحد. وبعض المراجع تعتبر أن المحولات ذات قدرة أقل من kVA500 هي محولات توزيع، والمحولات ذات القدرة الأعلى من ذلك هي محولات قوى. وتعمل محولات التوزيع على أحمال مختلفة، ومن الممكن أن يعمل لمدة كبيرة عند اللاحمل، أما محول القدرة فهو يعمل عند قدرته الكاملة بصفة مستمرة و نادرًا ما يعمل عند أحمال نسبتها أقل من 60% من قدرته الكاملة،

أسئلة شائعة عن محولات القدرة