يمكن أن نقول أن الميزة الأهم والأساس للمحولات في منظومة القوى الكهربية هي خفض قيمة التيار المنقولة عبر الخطوط و الكابلات ، ولكن هذه الميزة يترتب عليها مزايا أخرى منها:
1- تقليل القدرة المفقودة أثناء نقل الطاقة الكهربية.
2- خفض قيمة الهبوط فى الجهد
فمن المعلوم أنّ الجهد عند نقطة الوصول receiving point يساوى جهد الارسال مطروحا منه Drop Voltage ، فكلما زاد التيار المار في الخط كلما زادت نسبة الهبوط في الجهد .
3- تقليل تكلفة خطوط النقل وأبراج القوى الكهربية
عن طريق استخدام موصلات عددها أقل، وهذا يعني تكلفة أقل في سعر الموصلات ، وفي أحجام الأبراج التي تحمل هذه الموصلات.
بالتأكيد، النقاط التي ذكرتها توضح بشكل جيد الفوائد الأساسية لاستخدام المحولات في منظومة القوى الكهربائية. يمكن تلخيص هذه المزايا الأساسية كالتالي:
الميزة الأساسية: خفض قيمة التيار المنقول
- المحولات تتيح رفع الجهد الكهربائي (Boosting Voltage) عند نقل الطاقة عبر الخطوط الكهربائية، مما يؤدي إلى خفض التيار المطلوب لنقل نفس القدرة. وهذه هي الميزة المحورية التي يترتب عليها باقي المزايا.
المزايا الناتجة عن خفض التيار:
- تقليل القدرة المفقودة أثناء النقل:
- الفقد في الخطوط يُعبر عنه بالمعادلة Ploss = I^2 R، حيث I هو التيار و R مقاومة الموصل.
- بتقليل التيار المار عبر الخطوط باستخدام المحولات، تنخفض القدرة المفقودة بشكل كبير، مما يُحسن من كفاءة النظام الكهربائي.
- خفض الهبوط في الجهد (Voltage Drop):
- الهبوط في الجهد يتناسب طرديًا مع التيار المار عبر الخطوط وفق العلاقة Vdrop=I⋅Z
- عندما يقل التيار، يقل الهبوط في الجهد، وبالتالي يمكن ضمان وصول الجهد عند نقطة الاستلام (Receiving Point) بقيمة مقبولة، مما يعزز استقرار النظام الكهربائي.
- تقليل تكلفة خطوط النقل وأبراج القوى الكهربائية:
- خفض التيار يقلل من حجم الموصلات المطلوبة (Cross-sectional Area) لتحمل التيار، وبالتالي يقل عدد الموصلات المستخدمة.
- نتيجة لذلك، يقل الوزن الذي تحمله أبراج النقل، مما يتيح تصميم أبراج أقل تكلفة وأخف وزنًا.
- بالإضافة إلى ذلك، يمكن تمديد الخطوط الكهربائية لمسافات أطول بنفس الكفاءة، مما يجعل نقل الطاقة عبر مسافات كبيرة أكثر اقتصادية.
نتيجة شاملة:
المحولات هي عنصر أساسي في أنظمة نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية لأنها:
- تجعل عملية النقل أكثر كفاءة (بخفض الفقد والهبوط في الجهد).
- تقلل التكاليف الإجمالية لمكونات الشبكة (خطوط النقل، الأبراج، والمحطات).
- تتيح نقل الطاقة الكهربائية لمسافات طويلة بدون مشاكل كبيرة في الأداء أو الاستقرار.
هذا الدور المحوري للمحولات يجعلها أحد أهم الابتكارات في تاريخ أنظمة القوى الكهربائية.
