تشغيل وصيانة المحولات: من المبادئ الأساسية إلى تحديد القطبية
المحول هو جهاز كهربائي ثابت، ويُعتبر نوعًا من المحركات ذات السرعة الدورانية الصفرية. وعندما يعمل المحول الكهربائي في الشبكة، فإنه ينقل الطاقة الكهربائية من الجانب الأولي إلى الجانب الثانوي عن طريق تحويل الطاقة الكهرومغناطيسية، مع رفع الجهد أو خفضه وفقًا لاحتياجات نقل وتوزيع الكهرباء. ولذلك، فإنه يلعب دورًا بالغ الأهمية في كامل عملية إنتاج الطاقة الكهربائية ونقلها وتوزيعها واستخدامها. في نظام الطاقة الكهربائية بأكمله، تبلغ سعة المحولات عادةً ثلاثة أضعاف سعة المولدات أو أكثر.
ثانياً: محتويات اللوحة التعريفية للمحول
(1) تحليل طراز المحولات
يتكون طراز المحول من جزأين؛ الجزء الأول يتألف من أحرف نظام «بينين» الصيني، ويشير إلى فئة المحول وخصائصه الهيكلية واستخداماته، أما الجزء الثاني فيتألف من أرقام، ويشير إلى سعة المنتج (kV·A) ومستوى جهد الملف عالي الجهد (kV).
شرح مفصل لمعاني حروف نظام «بينين» الصيني:
| الجزء الأول (عدد الصور) | D——أحادي الطور؛S——ثلاث مراحل. |
| الجزء الثاني (التبريد) | J——تبريد ذاتي بالغمر في الزيت؛F——تبريد بالزيت وتبريد بالهواء؛FP——تبريد هوائي مع دوران زيتي قسري؛SP——التبريد المائي مع الدوران القسري للزيت. |
| الجزء الثالث (الجهد الكهربائي) | S——جهد ثلاثي المستويات، و«بدون S» تشير إلى جهد ثنائي المستويات. |
| معاني الرموز الأخرى | L——ملف من الألومنيوم أو جهاز حماية من الصواعق؛ 0——محول ذاتي (يشير إلى محول ذاتي خافض الجهد عندما يكون في أول العبارة، ويشير إلى محول ذاتي رافع الجهد عندما يكون في آخر العبارة)؛; Z——تنظيم الجهد مع تحميل؛ TH——المناطق الاستوائية الرطبة (رمز نوع الحماية)؛; TA——المنطقة الاستوائية الجافة (رمز نوع الحماية). |
(2) السعة المقدرة (SN)
السعة المقدرة هي القيمة المضمونة للطاقة الظاهرية التي ينتجها المحول في ظروف التشغيل المقدرة (أي في ظل الجهد المقدر والتردد المقدر وظروف الاستخدام المقدرة)، وتُقاس بوحدة SNيُشار إلى أن السعة المقدرة تعني عادةً سعة الملفات عالية الجهد؛ وعندما تتغير سعة المحول بسبب طريقة التبريد، فإن السعة المقدرة تعني سعته القصوى.
(ثالثًا) التيار المقنن (I1، I2)
يشير التيار المقنن للملفين الأولي والثانوي للمحول إلى التيار الكهربائي المسموح بمروره على المدى الطويل عبر الملفين الأولي والثانوي، دون أن تتجاوز درجة حرارة أجزاء المحول الحد المسموح به، وذلك عند الجهد المقنن ودرجة الحرارة البيئية المقننة، ووحدة القياس هي أمبير (A).
(4) الجهد المقنن (UN)
الجهد المقنن للمحول هو الجهد المقنن لكل ملف، ويشير إلى الجهد المقنن المطبق أو الجهد الناتج في حالة عدم التحميل. الجهد المقنن الأولي U1nوهي تشير إلى قيمة الجهد المقنن الذي يصل إلى طرفي الملف الأولي للمحول؛ والجهد المقنن للملف الثانوي U2nوهو الجهد (بالوحدة فولت أو كيلوفولت) الذي يظهر على الملف الثانوي عندما يكون الجهد الموصول بالملف الأولي هو الجهد المقنن، ويكون المحول في حالة عدم تحميل. ويُقصد بالجهد المقنن للمحولات ثلاثية الأطوار دائمًا الجهد بين الأطراف.
تفسير الخبراء:في الحالات العادية، يتم سحب نقاط التوصيل المناسبة من الملف عالي الجهد، وغالبًا ما يكون الملف عالي الجهد أو ملفه المنفصل للتحكم في الجهد موجودًا في الطبقة الخارجية، مما يسهل سحب نقاط التوصيل؛ ونظرًا لانخفاض التيار في الجانب عالي الجهد، فإن المقطع العرضي للأسلاك الموصلة ونقاط التوصيل في مفتاح التوصيل يكون صغيرًا، مما يسهل تصنيع نقاط التلامس في مفتاح التوصيل.
(خامساً) تحليل مجموعات الاتصال
تشير مجموعة التوصيل إلى طريقة توصيل ملفات الأطوار المختلفة للمحول والعلاقة الطورية بين جهد الدائرة الأولية والثانوية. ويمثل ترتيب الرموز من اليسار إلى اليمين طريقة توصيل الملفات الأولية والثانوية، بينما تشير الأرقام إلى رقم مجموعة التوصيل الخاصة بالملفين. وعادةً ما تكون محولات الجهد العالي بشكل أساسي Yn، Y، d11 التوصيلات.
1. تعريف الأطراف المتماثلة والأطراف غير المتماثلة في المحولات
كما هو موضح في الشكل 15-1، تشير هذه النقطة السوداء الصغيرة الموضحة على ملف المحول إلى الطرف المتماثل. الأطراف المتماثلة هي الأساس الذي يُستند إليه في تمييز طور التيار أو الجهد الكهربائي بين ملفات الحث المتبادل. عندما يمر تيار عبر ملفين من ملفات الحث المتبادل ويكون اتجاه التدفق المغناطيسي الناتج متماثلاً، يُطلق على طرفي تدفق التيار في الملفين اسم «الأطراف المتماثلة» (وتُعرف أيضًا باسم «الأطراف ذات القطبية المتماثلة»)؛ والعكس هو «الأطراف غير المتماثلة».
الشكل 15-1: مخطط الدائرة الكهربائية المزودة بمحول
في الملفين الموضحين في الشكل 15-2، يتدفق التيار في الملف الأيسر من الطرف 1، بينما يتدفق التيار في الملف الأيمن من الطرف 3، ويكون اتجاه التدفق المغناطيسي الناتج عن الملفين متوافقًا (متعاونًا)، فإن الطرفين 1 و3 هما طرفان متماثلان، والطرفان 2 و4 هما طرفان متماثلان، والطرفان 1 و4 هما طرفان متباينان، والطرفان 2 و3 هما طرفان متباينان.
الشكل 15-2: مخطط دارة ملف المحول
بالإضافة إلى ذلك، كما هو موضح في الشكل 15-3، إذا كان اتجاه لف الملفات متماثلاً تحت نفس القلب الحديدي، فإن الأطراف المقابلة تكون أطرافاً متماثلة.
الشكل 15-3: تحديد أطراف الملفات المتماثلة في نفس القلب الحديدي
2. طريقة تحديد أطراف المحول المتماثلة
هناك طرق عديدة لتحديد الأطراف المتماثلة في المحولات، ومن بينها طريقتان شائعتان هما طريقة الجهد المتردد وطريقة التيار المستمر (التي تنقسم إلى طريقة البطارية الجافة وطريقة مصباح LED).
الشكل 15-4: قياس الأطراف المتماثلة للمحول باستخدام طريقة الجهد المتردد
الشكل 15-5: قياس طرفي المحول المتماثلين باستخدام طريقة التيار المستمر (طريقة البطارية الجافة)
الشكل 15-6: طريقة التيار المستمر (طريقة مصباح LED) لقياس أطراف المحول المتماثلةثالثاً: استخدام محولات الجهد ومحولات التيار
(1) مقياس الجهد المتردد ومحول الجهد (PT)
- (1) يُوصَل مقياس الجهد بالتوازي مع طرفي الجهد المراد قياسه.
- (2) اختر نطاق مقياس الجهد وفقًا لقيمة الجهد المراد قياسه، واجعل هذا النطاق أكبر قليلاً من جهد الكائن المراد قياسه.
- (3) عند قياس الجهد العالي باستخدام مقياس الجهد، يجب استخدام محول الجهد:
- ① يُوصَل الجانب الأصلي بالجهد المراد قياسه، ويُوصَل الجانب الثانوي بمقياس الجهد (الجهد القياسي هو 100 فولت)؛;
- ② يجب توصيل قلب الحديد بالأرض؛
- ③ لا يجوز حدوث قصر في الجانب الثانوي لمحول الجهد.
(2) مقياس التيار المتردد ومحول التيار (CT)
- (1) يُوصَل مقياس التيار المتردد بالتسلسل مع الدائرة التي يتم قياسها.
- (2) اختر نطاق مقياس التيار وفقًا لقيمة القياس، واجعل هذا النطاق أكبر قليلاً من القيمة المراد قياسها.
- (3) عند قياس التيار العالي باستخدام مقياس التيار، يجب اختيار محول تيار مناسب:
- ① يتم توصيل الطرف الثانوي بمقياس التيار، ويبلغ تيار المقياس عادةً 5 أمبير؛;
- ② عند استبدال مقياس التيار، يجب إجراء قصر دارة الجانب الثانوي، وذلك لمنع تلف المحول بسبب الجهد العالي المستحث؛
- ③ تأريض الأطراف الفرعية واللب الحديدي، لمنع التسرب الكهربائي الذي قد يعرض السلامة للخطر؛
- ④ لا يجوز أن يكون الجانب الثانوي لمحول التيار مفتوح الدائرة.
