يتم تزويد المحولات المصنوعة في الوقت الحالي بمأخذ للجهد (voltage taps) إما على أحد ملفي المحول أو على كليهما على حسب استخدام المحول وذلك بهدف تغيير نسبة التحويل للمحول حتى يتم التعويض عن التغيرات الطفيفة التي تحدث في منظومات النقل والتوزيع الكهربائي.
فمثلا محول التوزيع الذي يتم تركيبه قريباً من محطة الخفض الأولي لجهد النقل يكون الجهد على أطراف الملف الابتدائي فيه أكبر من محول توزيع آخر بعيداً عن تلك المحطة.
وكذلك في حالة محول القدرة الكبير والذي يستخدم لرفع جهد التوليد فإن الجهد على أطراف الملف الابتدائي (جهد التوليد) يكون ثابتاً بينما الجهد على أطراف الملف الثانوي يتغير بتغير الحمل، ولذلك فإننا نحتاج إلى تغيير نسبة التحويل للمحول للتعويض عن التغييرات التي تنتج بسبب التغير اليومي والموسمي في الأحمال.
وبالنسبة لمحولات التوزيع فتحتاج أيضا لوجود مآخذ للجهد ( voltage taps) للتعويض عن التغيرات في الجهد الناتجة من عملية الفقد في الجهد بسبب النقل (فقد في خطوط النقل) وخلافه.
والصورة القياسية في محولات التوزيع هي تزويد المحول بخمسة مأخذ على الجانب الابتدائي وخمسة مأخذ على الجانب الثانوي. بحيث تتراوح نسبة الجهد بين 95% و100%من قيمة الجهد المقنن وبنسبة تغيير 2.5%. ويمكن زيادة المدي على حسب ظروف التشغيل.
والشكل التالي يعرض مثالاً بسيطاً لملف ابتدائي يحتوي على مجموعة من المآخذ لشرح فكرة تغيير نسبة التحويل.
|
| ملف به عدد 4 مآخذ للجهد |
والجدول التالي يعرض قيم الجهد على كل من الملف الابتدائي والملف الثانوي في حال تغيير مأخذ الجهد على الملف الابتدائي حسب القيم الموضحة في الشكل السابق.
 |
| شرح مغيرات الجهد Tap Changers |
ومن المعتاد أن يتم توصيل مأخذ الجهد إلى لوحة خاصة تسمى لوحة الأطراف ويتم تغيير وضع مأخذ الجهد إما بعد فصل المحول باستخدام مغير أطراف الجهد بدون حمل (No-load tap changer) أو بدون فصل الحمل باستخدام مغير أطراف الجهد بحمل (On Load Tap changer) وفي هذا المقال سنتعرف علي مغيرات الجهد Tap Changers.
مغيرات الجهد Tap Changers
إن تغيير مأخذ الجهد في المحولات من الممكن أن تتم بدون حمل أو بحمل باستخدام مغيرات الجهدTap Changers والتي من الممكن تقسيمها إلى نوعين:
مغير الجهد بدون حمل No Load Tap Changer
إن مغير الجهد بدون حمل هو عبارة عن تصميم بسيط يمكن من خلاله توصيل الجهد على أي طرف من أطراف مأخذ الجهد، ويتم ذلك بعد فصل المحول من الخدمة Off Load. ويراعى استخدام زنبرك قوي للمحافظة على عملية توصيل جيدة عند نقطة الاتصال المطلوبة.
ويلاحظ أن تشغيل نفس نقطة الاتصال لفترة طويلة (سنوات عديدة) يؤدي إلى زيادة مقاومة الاتصال عند هذه النقطة مما يساعد على تآكلها ولتجنب ذلك يتم تنظيف نقاط الاتصال دورياً.
 |
| توصيل مغير الجهد علي جانب الجهد العالي من المحول |
في الشكل السابق في حالة التوصيل على الوضع 1 فإن ملف الجهد العالي يتم استخدامه بالكامل، حيث يتم التوصيل بن النقطة 4 والنقطة 5 وإذا تم تحريك يد التشغيل إلى الوضع 2 فيتم التوصيل بين النقطة 4 والنقطة 6 ويكون هناك قصر على جزء من الملف من 5 إلى 6
وبالتالي يتم استخدام جزء من الجهد العالي، وهكذا.
 |
| مغير الجهد بدون حمل |
مغير الجهد تحت الحمل On Load Tap Changer نتيجة للتوسعات المستمرة في منظومات النقل والتوزيع وكذلك التغير السريع في الأحمال فقد أصبح من الضروري أن يتم تغيير نقاط اتصال مأخذ الجهد عدة مرات في اليوم الواحد. لذا فقد اصبح من الضروري أن تتم عملية تغيير نقاط الاتصال لمأخذ الجهد بدون فصل المحول أو قطع تيار الحمل ويتم ذلك باستخدام مغير الجهد تحت الحمل الذي يوفر إمكانية تغيير نقاط الاتصال بدون أن يتم قطع التيار عن الأحمال.
وبالتالي يمكن فهم أن الوظيفة الأساسية لمغير الجهد تحت الحمل هي تغيير نقطة نقل القدرة من نقطة اتصال إلى نقطة مجاورة. ويجب أن يتم ذلك بدون عمل قصر بين نقطتي الاتصال.
لذا فإن عملية تغيير نقاط الاتصال تتم عادة من خلال مقاومة أو معاوقة حتى يتم نقل الاتصال بالكامل من نقطة إلى النقطة المجاورة لها.
ومن أجل التحكم بالشبكات الكهربائية ذات الجهد العالي، وللحفاظ على جهودات النظام الصحيحة في الصناعة وفي أماكن الاستهلاك الأخرى فقد أصبح شائعاً استخدام مبدلات الجهد Tap Changers في أثناء وجود الحمل على أغلب محولات النقل الرئيسة ومحولات التوزيع.
المصادر
المصدر الرئيس كتاب آلات التيار المستمر والمحولات (المناهج السعودية).
مقررات التعليم الفني الصناعي الفلسطيني.