مزايا استخدام المحولات الكهربائية في شبكة النقل الكهربائي

ا يمكن أن نقول إن الميزة الأهم والأساس للمحولات في منظومة القوى الكهربية هي خفض قيمة التيار المنقولة عبر الخطوط والكابلات، ولكن هذه الميزة يترتب عليها مزايا أخرى منها: تقليل القدرة المفقودة أثناء نقل الطاقة الكهربية. خفض قيمة الهبوط في الجهد فمن المعلوم أنّ الجهد عند نقطة الوصول نقطة الاستقبال يساوى جهد الارسال مطروحا منه انخفاض الجهد، فكلما زاد التيار المار في الخط كلما زادت نسبة الهبوط في الجهد. 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 (زيادة الجهد) 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: بتقليل التيار المار عبر الخطوط باستخدام المحولات، تنخفض القدرة المفقودة بشكل كبير، مما يُحسن من كفاءة النظام الكهربائي الفقد في الخطوط يُعبر عنه بالمعادلة
Ploss = I^2 R
حيث
I التيار
R مقاومة الموصل

خفض الهبوط في الجهد: عندما يقل التيار، يقل الهبوط في الجهد، وبالتالي يمكن ضمان وصول الجهد عند نقطة الاستلام بقيمة مقبولة، مما يعزز استقرار النظام الكهربائي. الهبوط في الجهد يتناسب طرديًا مع التيار المار عبر الخطوط وفق العلاقة
Vdrop = I⋅Z

تقليل تكلفة خطوط النقل وأبراج القوى الكهربائية
خفض التيار يقلل من حجم الموصلات المطلوبة 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.