ما هو المحول الكهربائي؟
المحول هو جهاز كهربائي سلبي ينقل الطاقة الكهربائية من دائرة كهربائية إلى أخرى ، أو دوائر متعددة.
ينتج التيار المتغير في أي ملف محول تدفقًا مغناطيسيًا متغيرًا في قلب المحول.
مما ينتج عنه طاقة متغيرة في كل ملف آخر ملفوف حول نفس النواة.
يمكن أيضًا نقل الطاقة الكهربائية بين ملفات منفصلة بدون اتصال معدني (موصل) بين الدائرتين.
4 قانون فاراداي للحث ، المكتشف عام 1831 بعد الميلاد ، يصف تأثير الجهد المستحث في ملف بسبب تغير في التدفق المغناطيسي المحيط بالملف.
استخدام المحولات الكهربائية.
للمحولات الكهربائية استخدامات عديدة منها:
- تستخدم المحولات بشكل شائع لتصعيد جهد التيار المتردد المنخفض إلى تيار أعلى (محول تصعيد).
- تخفيض جهد التيار المتردد العالي إلى تيار منخفض (محول تنحي) في تطبيقات الطاقة الكهربائية.
- يمكن أيضًا استخدام المحولات للعزل ، حيث يكون الجهد مساويًا لجهد الخرج ، مع ملفات منفصلة غير متصلة كهربائيًا ببعضها البعض.
- بالإضافة إلى توصيل أطوار دوائر معالجة الإشارات.
منذ اختراع أول محول جهد ثابت في عام 1885 بعد الميلاد ، أصبحت المحولات ضرورية للنقل والتوزيع.
واستخدام الطاقة الكهربائية بالتناوب ، وتوجد مجموعة واسعة من تصميمات المحولات في تطبيقات الطاقة الكهربائية والإلكترونيات.
تتراوح المحولات في الحجم من محولات الترددات اللاسلكية التي تقل عن سنتيمتر مكعب واحد إلى وحدات تزن مئات الأطنان والتي تُستخدم لربط الشبكة الكهربائية.
حماية المحولات الكهربائية
يجب أن يكون نظام الحماية انتقائيًا ، لأن الانتقائية تعني أنه يجب إصلاح أي خطأ ، بواسطة جهاز المقاطعة الحالي (قاطع الدائرة أو المصهر) ، وهو الأقرب إلى الخطأ.
حتى إذا تم اكتشاف الخطأ بواسطة وسائل حماية أخرى مرتبطة بأجهزة مقاطعة أخرى.
كمثال لدائرة كهربائية قصيرة تحدث على الجانب الثانوي لمحول طاقة ، يجب أن ينطلق فقط قاطع الدائرة المثبت في المرحلة الثانوية.
يجب أن يظل قاطع الدائرة المثبت على الجانب الأساسي مغلقًا ، وبالنسبة للمحول المحمي بصمامات الجهد المتوسط ، يجب ألا تنفجر الصمامات.
عادة ما يكونان جهازين رئيسيين قادرين على مقاطعة تيارات الأعطال ، قواطع الدائرة والصمامات.
يجب أن تكون هذه القواطع مصحوبة بترحيل حماية له ثلاث وظائف رئيسية وهي:
- قياس التيارات.
- اكتشاف الخطأ.
- إصدار أمر الرحلة للمفتاح.
- تنفجر الصمامات في ظل ظروف خطأ معينة.
الجهود المتولدة عن توريد المحولات وتغذيتها
هناك نوعان من الاندفاعات التي يمكن أن تضغط على المحولات أو تدمرها:
- قضيب الصواعق مخصص للجهد المتولد عن صاعقة الصواعق ، التي تقع على أو بالقرب من خط علوي يغذي التركيب ، حيث يتم تثبيت المحول.
- قم بتشغيل الفولتية الناتجة عن فتح قاطع الدائرة أو مفتاح فصل الحمل ، على سبيل المثال.
اعتمادًا على التطبيق ، قد يكون من الضروري توفير الحماية ضد كلا النوعين من الزيادات المفاجئة.
يتم ضمان هذه عادةً بواسطة مخمدات ZnO ، والتي يفضل تثبيتها على جلبة MV للمحول.
الإجهاد الزائد المحولات
ينتج الحمل الزائد للمحولات دائمًا عن زيادة الطلب الظاهر على الطاقة (kVA) للتركيب.
قد تكون هذه الزيادة في الطلب نتيجة لمزامنة الحمل التدريجي أو توسيع التثبيت نفسه.
إن تأثير أي حمل زائد هو زيادة درجة حرارة الزيت ولفائف المحولات مع تقليل عمره الإنتاجي.
المحول محمي ضد الحمل الزائد عن طريق حماية مخصصة ، تسمى عادةً مرحل الحمل الزائد الحراري.
هذا النوع من الحماية يحاكي درجة حرارة لفائف المحولات ، وتستند المحاكاة على قياس التيار وثابت الوقت الحراري للمحول.
يمكن لبعض المرحلات أن تأخذ في الاعتبار تأثير التوافقيات الحالية ، بسبب الأحمال غير الخطية.
مثل المقومات وأجهزة الكمبيوتر ومحركات الأقراص متغيرة السرعة وما إلى ذلك.
هذا النوع من الترحيل قادر أيضًا على تقييم الوقت المتبقي قبل تنشيط النظام ووقت التأخير قبل تنشيط القاطع مرة أخرى.
بالإضافة إلى ذلك ، تم تجهيز المحولات المملوءة بالزيت بثرموستات للتحكم في درجة حرارة الزيت.
تستخدم المحولات من النوع الجاف أيضًا مستشعرات درجة الحرارة المدمجة في الجزء الأكثر سخونة من عزل اللف.
يوفر كل من هذه الأجهزة (مرحل حراري ، ترموستات ، مستشعرات درجة الحرارة) مستويين من الكشف:
- يتم استخدام المستوى المنخفض لتوليد إنذار وإخطار موظفي الصيانة.
- أيضا على مستوى عال لتعطيل المحول.
اتبع أيضًا:
الأعطال الداخلية في المحولات المملوءة بالزيت
يمكن تصنيف الأعطال الداخلية في المحولات المملوءة بالزيت على النحو التالي:
العيوب التي تولد إنتاج الغاز وهي بشكل أساسي:
- أقواس دقيقة ناتجة عن عيوب أولية في عزل اللفات.
- التحلل البطيء للمواد العازلة.
- يتحول إنتر قصيرة.
العيوب التي تولد ضغطًا داخليًا أعلى من الفولتية ذات الخط العالي فوق التيارات:
- تطوير ماس كهربائى.
- كما أنها تتطور في مرحلة قصيرة.
- يمكن أن تكون هذه الأخطاء ناتجة عن ضربات البرق الخارجية أو تغيرات الجهد.
اعتمادًا على نوع المحول ، يوجد نوعان من الأجهزة القادرة على اكتشاف الأعطال الداخلية التي تؤثر على المحولات المملوءة بالزيت.
الأحمال الزائدة والأعطال الداخلية في محولات النوع الجاف
المحولات من النوع الجاف محمية ضد ارتفاع درجة الحرارة بسبب الأحمال الزائدة المحتملة ، عن طريق أجهزة استشعار حرارية مخصصة لمراقبة التتابع مدمجة في لفات المحولات.
يتم التخلص من الأعطال الداخلية ، خاصة بين المنعطفات ، والدوائر القصيرة على الأرض التي تحدث داخل المحولات من النوع الجاف.
إما عن طريق قاطع الدائرة أو الصمامات المثبتة ، على الجانب الأساسي من المحول ،
يتم أيضًا ترتيب قواطع الدائرة ، عند استخدامها ، للحماية من التيار الزائد من الطور إلى الطور ومن الطور إلى الأرض.
تحتاج حالات الفشل Interturn إلى اهتمام خاص
- عادة ما يولد تيارات خط معتدلة ، على سبيل المثال عندما يكون 5 ٪ من لفائف الجهد العالي قصيرة الدائرة ، لا يتجاوز تيار الخط للمحول 2 In ، لدائرة قصيرة تؤثر على 10 ٪ من تيار لف الخط ، الخط التيار من المحول يقتصر على حوالي 3 In.
- الصمامات ليست مناسبة لتنظيف هذه التيارات بشكل صحيح.
- محولات النوع الجاف غير مجهزة بأجهزة حماية إضافية مثل DGPT المخصصة لاكتشاف الأخطاء الداخلية.
لذلك ، قد لا يزيل المصهر بأمان الأعطال الداخلية التي تولد مستوى خط منخفض أعلى من التيار.
تُفضل الحماية عن طريق مرحل تيار ذي خصائص وإعدادات مناسبة (مثل مجموعة المرحلات VIP من Schneider Electric).
الانتقائية بين أجهزة حماية المحولات المنبع والمصب
من الممارسات الشائعة ضمان الانتقائية بين قاطع الدائرة MV ، أو المصهر المثبت ، على الجانب الأساسي من المحول وقاطع الدائرة الجهد المنخفض.
ستكون خصائص الحماية التي تتطلب التعثر أو قاطع الدائرة الكهربائية MV أو منحنيات تشغيل الصمامات عند استخدامها كما هو الحال في حالة حدوث خطأ في التيار.
تتوقف قواطع الجهد المنخفض فقط ويجب أن يظل قاطع الجهد المتوسط مغلقًا أو يجب ألا ينفجر المصهر.
منحنيات الرحلة للصمامات MV ، وحماية MV وقواطع الدائرة الكهربائية ذات الجهد المنخفض تُعطى بواسطة الرسوم البيانية التي تعطي وقت التشغيل كدالة للتيار.
تنعكس المنحنيات وتتميز قواطع الدائرة ذات الجهد المنخفض بقطع مفاجئ يحدد حدود الحركة اللحظية.
قد يثير اهتمامك: