 |
| لماذا يتم رفع الجهد عند نقل الكهرباء |
ومن المعروف أن أي نظام من أنظمة القدرة الكهربائية يشكل شبكة كهربائية غاية في التعقيد. وتزداد القابلية لنقل القدرة وتقل كميات المفاقيد ( الجهد و القدرة) كلما ارتفع مستوى جهد النقل وبالتالي كلما زادت كمية القدرة المطلوب نقلها وزادت المسافة التي تنقل
خلالها القدرة يجب زيادة جهد النقل.
لماذا يتم رفع الجهد عند نقل الكهرباء
يتم رفع الجهد للأسباب التالية :- تقليل فقد الطاقة.
- تقليل تكلفة نقل الطاقة
- لتحسين كفاءة نقل الطاقة.
تنقل القدرة بواسطة موصلات نحاسية أو من الألمونيوم والتي لها معاوقة كلية (Z=R+JX) وتتناسب تلك المعاوقة تناسبا طرديا مع المسافة المنقول إليها القدرة الكهربائية.
كما يتناسب الهبوط في الجهد تناسب طرديا مع كل من التيار المار بالموصل وكذلك المعاوقة V= IZ.
المفاقيد في القدرة power loss
من المعروف أن مفاقيد القدرة تتناسب طرديا مع مربع التيار المار بالموصل.
وللحد من هاتين المشكلتين يتم رفع الجهد باستخدام المحولات لكي ينخفض التيار المار بالموصل وكلما ازداد الجهد الكهربائي للقدرة المنقولة كلما قل التيار المصاحب لتلك القدرة وبذلك يقل الهبوط في الجهد وكذلك المفاقيد في القدرة.
ويجب الإشارة إلى أنه ليس من الممكن اقتصاديا الارتفاع بالجهد إلى قيم عالية جدا وفائقة لأن ارتفاع الجهد يستلزم وجود عوازل كهربائية أكثر وستكون التكلفة الاقتصادية أعلى وبالتالي تصبح تكلفة الأبراج والمحولات والمعدات الأخرى عالية جدا إضافة إلى زيادة القدرة المفقودة نتيجة ازدياد التفريغ الهالي المتولد على سطح الأجزاء الكهربائية الحاملة للجهد الفائق (ظاهرة التفريغ الهالي).
- مقدار القدرة المنقولة.
- مسافة النقل.
والسبب الرئيسي لرفع الجهد عند نقل الكهرباء هو زيادة الكفاءة. فمع انتقال الكهرباء عبر مسافات طويلة ، هناك خسائر متأصلة في الطاقة على طول الطريق. يقلل نقل الجهد العالي من مقدار الطاقة المفقودة مع تدفق الكهرباء من موقع إلى آخر. كيف؟ كلما زاد الجهد ، انخفض التيار. كلما انخفض التيار ، انخفضت خسائر المقاومة في الموصلات. وعندما تكون خسائر المقاومة منخفضة ، تكون خسائر الطاقة منخفضة أيضًا. ويأخذ المهندسون الكهربائيون في الاعتبار عوامل مثل الطاقة المنقولة والمسافة المطلوبة للنقل عند تحديد جهد النقل الأمثل.
هناك أيضًا فائدة اقتصادية مرتبطة بنقل الجهد العالي. يقلل التيار المنخفض المصاحب لنقل الجهد العالي من المقاومة في الموصلات حيث تتدفق الكهرباء على طول الكابلات. وهذا يعني أنه يمكن استخدام أسلاك رفيعة وخفيفة الوزن في النقل لمسافات طويلة. نتيجة لذلك ، لا تحتاج أبراج النقل إلى التصميم الهندسي لدعم وزن الأسلاك الثقيلة التي قد ترتبط بتيار مرتفع. هذه الاعتبارات تجعل نقل الجهد العالي عبر مسافات طويلة حلاً اقتصاديًا.