موضوع وضع مغير الجهد (Tap Changer) في محولات القدرة على ملفات الجهد العالي يعتبر أحد الأمور الأساسية في تصميم وتشغيل المحولات الكهربائية، وسأشرح النقاط التي ذكرتها بمزيد من التفصيل لفهم الأسباب والمنطق وراء هذا التصميم:
1- موقع ملفات الجهد العالي في المحول:
- في تصميم المحولات، عادةً ما تكون ملفات الجهد المنخفض (LV) موجودة في الطبقة الداخلية بالقرب من القلب الحديدي للمحول، بينما تكون ملفات الجهد العالي (HV) في الطبقة الخارجية.
- السبب وراء ذلك هو اعتبارات العزل الكهربائي. ملفات الجهد العالي تحتاج إلى عزلات أكثر سماكة بسبب فرق الجهد الكبير، لذلك يتم وضعها بعيدًا عن القلب الحديدي، بينما تكون ملفات الجهد المنخفض قريبة منه لتقليل التكلفة الإجمالية لعوازل المحول.
- نتيجة لهذا الترتيب، يصبح الوصول إلى نقاط التوصيل الخاصة بملفات الجهد العالي أسهل عند تصميم مغير الجهد، مما يجعل وضعه عليها أكثر منطقية من الناحية الهندسية.
2- انخفاض التيار على جانب الجهد العالي:
- حسب قانون القدرة P=V×IP = V \times I (حيث PP هي القدرة، VV الجهد، وII التيار)، فإنه كلما زاد الجهد قل التيار عند ثبات القدرة.
- على جانب الجهد العالي، يكون التيار أقل بكثير مقارنة بجانب الجهد المنخفض. هذا يؤدي إلى:
- تقليل الشرارة الكهربائية: عند تبديل نقاط التوصيل (Taps) أثناء عمل المحول، تقلل قيمة التيار المنخفض على جانب الجهد العالي من احتمالية حدوث شرارة قوية.
- زيادة عمر المغير: انخفاض التيار يقلل من تآكل نقاط التلامس (Contacts) في مغير الجهد، مما يعزز كفاءته ويطيل عمره التشغيلي.
3- الشرارة الكهربائية وتأثيرها:
- الشرارة التي تنتج عن تغيير وضع المغير (Tap) أثناء التشغيل تكون أقل على جانب الجهد العالي بسبب انخفاض التيار، بينما تكون الشرارة أكبر على جانب الجهد المنخفض بسبب التيار العالي.
- تقليل الشرارة أمر بالغ الأهمية لضمان سلامة المحول وتجنب تلف المكونات الداخلية أو تآكل نقاط التلامس بسرعة.
4- التحكم في مغير الجهد أثناء العمل:
- مغير الجهد الذي يعمل أثناء الحمل (Onload Tap Changer) يستخدم بشكل أساسي في المحولات ذات القدرات العالية، حيث لا يمكن فصل المحول عن الشبكة أثناء التشغيل.
- يتم التحكم فيه عادةً باستخدام لوحة تحكم أوتوماتيكية تسمى AVC (Automatic Voltage Control)، التي تُراقب الجهد وتُعدل المغير للحفاظ على ثبات الجهد في الشبكة.
الخلاصة:
وضع مغير الجهد على ملفات الجهد العالي في المحولات ليس فقط بسبب التصميم الفيزيائي والبنية الداخلية للمحول، ولكنه أيضًا نتيجة لتحليل عملي وتقني يقلل من المخاطر التشغيلية ويحسن من كفاءة وأمان المحول.
