مشاكل النقل بنظام التيار المتردد AC، يعد مصدر التيار المتردد المغذي الأساسي لكافة المدن والمناطق الصناعية، وبذلك تعمل غالبية المحركات الكهربائية والأجهزة الكهربائية المنزلية على نظام AC وليست DC.
سنتعرف في هذا المقال على مشكلات النقل بنظام التيار المتردد AC بين أنواع المحطات الكهربائية.
سبب استخدام نظام AC بخطوط النقل
قديماً وقبل ظهور نظام AC، كانت عملية نقل الكهرباء تتم عن طريق التمديد المباشر بين محطة التوليد التي تنتج تيار DC وبين المستفيد/ المستهلك كما فعل توماس إديسون في أول محطة طاقة تجارية.
ولكن مع اتساع المدن وزيادة الطلب وابتعاد المحطات عن المستهلكين، أصبحت عملية النقل بالطريقة المباشرة غير عملية بنظام DC، وذلك بسبب طول المسافة التي أدت إلى زيادة هبوط الجهد الكبير.
واستمرت المشكلة إلى أن تم ابتكار طريقة جديدة بواسطة جورج وستنجاوس ونيقولا تسلا، وذلك برفع الجهد الكهربائي في المحطة الرئيسية AC بواسطة المحولات التي كانت أول تجربة لتسلا، ثم نقل الطاقة عبر خطوط الجهد العالي، وخفضها مرة أخرى داخل محطات التحويل القريبة من المستهلكين.
وبهذه الطريقة تم حل مشكلة الفقد في الطاقة وانخفاض الجهد، وذلك بسبب تخفيض قيمة التيار المار بالخط خلال النقل نتيجة رفع الجهد لقيم عالية.
مشاكل النقل بنظام التيار المتردد AC
على الرغم من حلول نظام AC للعديد من المشكلات، إلا أن هناك مشاكل جديدة ظهرت خلال نقل التيار المتردد AC:
- يترتب على عملية النقل بنظام AC ظهور معاوقات جديدة لمرور التيار (XL,XC) التي تساهم في زيادة انخفاض الجهد عبر الخط، وهي تختلف عن المقاومة الأومية المعروفة في نظام DC.
- هناك حدود لأقصى قدرة يمكن نقلها عبر الخط الواصل بين المحطتين، والتي تتوقف على عدة عوامل منها: قيمة جهد الخط في بدايته ونهايته، وقيمة معاوقة الخط X، وقيمة Power angle بين جهد المحطتين، على العكس مع نظام DC الذي لا يحتوي على هذه المعوقات.
- يتأثر نظام AC عند حدوث أي تغيير في الحمل أو عطل على استقرار الشبكة التي قد تسبب في فصل محطة التوليد.
- هناك عدة ظواهر بنظام AC مثل: ظاهرة ارتفاع الجهد عند الأحمال (Ferranti Effect)، وظاهرة القوس الأرضي في نظم AC المعزولة، وأيضاً ظاهرة الكورونا وما ترتب على ذلك من كثرة عدد الموصلات، بالتالي أصحبت تكلفة الموصلات والأبراج متضاعفة مقارنة بنظام DC.
اقرأ أيضاً:
المصدر: بعض الكتب التعليمية
