كل شي عن المحول الكهربائي

[marj]

--------------------------------------------------------------------------------

السلام عليكم ورحمة الله وباركته ..


.هنا سوف نتكلم بالتفصيل او سوف نعرف الكثير عن المحول الكهربي .....الذي عمل انقلاب في الصناعات الكهربية .. ومنه بداء الاهتمام بالطاقة الكهربية....


الغرض منه
رفع أو خفض القوة الدافعة الكهربية المترددة
نقل الطاقة الكهربائية من أماكن توليدها الى أماكن استهلاكها


فكرة عمله
الحث الكهرومغناطيسي ــ من احدى المزايا الهامة للتيار المتردد مقارنة بالتيار المستمر هي أن المتردد يمكن تغيير فلطيته ـ جهده ـ بسهولة بواسطة الحث الكهرومغناطيسي في حين أن التيار المستمر يحتاج الى طرق معقدة حتى يمكن تغيير فلطيته

التركيب
ملف أبتدائي ــ ملف من سلك نحاسي معزول يتصل طرفاه بدائرة التيار المتناوب
ملف ثانوي ــ ملف معزول يتصل طرفاه بالدائرة المراد امدادها بالقوة الدافعة الناتجة ـ المستهلك ـ

القلب الحديدي
قلب مغلق مصنوع من مادة فيرومغناطيسية ـ حديد مطاوع سليكوني ـ شرائح رقيقة معزولة عن بعضها البعض وذلك للحد من التيارات الدوامية

شرح عمله
يوصل طرفا الملف الابتدائي بمصدر التيار المتردد ويوصل الملف الثانوي بالجهاز المستهلك للطاقة الكهربية
عند غلق دائرة الملف الثانوي فان التيار المار في الملف الابتدائي يحدث سيلا مغناطيسيا متناوبا في القلب الحديدي يولد في كل لفة من كلا الملفين ق ـ د ـ ك ـ واحدة للحث فاذا كان في الملف الابتدائي عدد ـ و1 ـ من اللفات وفي الملف الثانوي عدد ـ و2 ـ من اللفات فان القوة الدافعة الكهربية التأثيرية في كلا الملفين تكون متناسبة طرديا مع عدد اللفات فيهما

عند فتح دائرة الملف الثانوي فان تيار الملف الابتدائي يكاد ينعدم حيث أن الحث الذاتي للملف الابتدائي يعمل على توليد تيار تأثيري عكسي يكاد يكون مساويا ومعاكسا للتيار الأصلي فينعدم التيار في الابتدائي ولا يحدث استهلاك للطاقة ـ العمل العقيم للمحول ـ idling ـ

توضيح للمرة الثانية ـ خللي بالك ـ
عندما تكون دائرة الملف الثانوي مفتوحة يعني أثناء العمل العقيم للمحول تكون الفلطية جـ2 على مآخذه مساوية للقوة الدافعة الكهربية التأثيرية العكسية فيمر في الملف الابتدائي تيار ضعيف يسمى تيار العمل العقيم وبما أن هبوط الجهد على مقاومة الملف صغير جدا اذا يكون جهد الملف الابتدائي اكبر بمقدار ضئيل جدا من القوة الدافعة الكهربية التأثيرية العكسية المتولدة بالحث الذاتي وبالتالي عمليا يمكن اعتبارهما متساويتين
نستنتج من هذا أنه أثناء العمل العقيم للمحول يكون الجهد على الملفين متناسب طرديا مع عدد لفات الملفين
عند غلق دائرة الملف الثانوي ( توصيل حمل ـ جهز التليفزيون مثلا ـ بالمحول ) فان تيار الملف الثانوي يولد مجالا مغناطيسيا في القلب الحديدي متجها في مقابلة فيض الملف الأبتدائي ويقوم اضعاف الفيض في القلب بتصغير القوة الدافعة الكهربية التأثيرية في الملف الابتدائي ولذلك ينمو التيار فيه الى القيمة ت 1 ويقوم فيها فيضه المغناطيسي بالتعويض عن الفيض المقابل للملف الثانوي فيبقى الفيض الناتج من ذلك في القلب كما كان


أنواع المحولات
محول رافع ـ محول يرفع القوة الدافعة المترددة ويكون فيه عدد لفات الملف الثانوي أكبر من عدد لفات الملف الابتدائي
محول خافض ـ محول يقوم بتحويل قوة دافعة مترددة كبيرة الى قوة دافعة مترددة صغيرة ويكون فيه عدد لفات الملف الابتدائي أكبر من عدد لفات الملف الثانوي

خللي بالك ــ المول الرافع للجهد خافض للتيار والعكس صحيح


الطاقة المفقودة في المحول وكيفية الحد منها

طرق الحد من فقد الطاقة
أسباب فقد الطاقة

للحد من الفقد بسبب المقاومة تصنع الملفات من النحاس الذي له مقاومة نوعية منخفضة
جزء من الطاقة الكهربية يتحول الى طاقة حرارية بسبب مقاومة الأسلاك

يصنع القلب الحديدي من شرائح رقيقة من الحديد المطاوع السليكوني معزولة عن بعضها للحد من التيارات الدوامية
جزء يفقد بسبب التيارات الدوامية المتولدة في القلب الحديدي

يوضع الملف الابتدائي داخل الملف الثانوي ويعزل عنه
تسرب جزء من خطوط الفيض خارج القلب الحديدي فلا تقطع الملف الثانوي

للحد من الفقد يصنع القلب من الحديد المطاوع لسهولة حركة جزيئاته المغناطيسية
جزء يفقد في صورة طاقة ميكانيكية تستنفذ في تحريك الجزيئات المغناطيسية للقلب الحديدي

كفاءة المحول
هي النسبة بين الطاقة الكهربائية في الملف الثانوي الى الطاقة الكهربائية في الملف الابتدائي أو هي النسبة بين قدرة الملف الثانوي وقدرة الملف الابتدائي

استخدام المحول في نقل القدرة الكهربية
لا يمكن تحقيق الاستعمال الفعال للطاقة الكهربائية الا بواسطة نقلها لمسافات بعيدة بأقل خسارة ممكنة ويجب لهذا نقل الطاقة تحت جهد عالي جدا حيث توجد محولات رافعة عند أماكن توليد الطاقة وتنقل الطاقة عبر الأسلاك والأبراج الهوائية الى أماكن الاستهلاك حيث توجد محولات لخفض القوة الدافعة

كفاءة النقل ـ هي النسبة بين الطاقة الكهربائية التي تصل الى أماكن الاستهلاك والطاقة الكهربية الناتجة في محطات التول

[marj]

محولات التيار C.T

مهامها:

تخفيض قيم التيار المار في الدائرة للملف الابتدائي للمحول آلي قيمة تيار صغيرة يمكن استخدامها في التا لي:
1 – أجهزة الوقاية
2 _ اجهزة القياس
3 _ الدوائر الخاصة بنظام التحكم

(1 ) أجهزة الوقاية التي تغذي من محولات التيار فقط

وقاية زيادة التيار ألا تجاهي Non Directional Over Current Protection O/C
وقاية الخطأ الأرضي الغير اتجاهي Non Directional Earth Fault Protection E/F
الوقاية التفاضلية (في محطات المحولات فقط) Differential Protection

(2 ) أجهزة القياس التي تغذي من محولات تيار فقط

(3 ) اجهزة الوقاية التي تغذي من محولات تيار ومحولات جهد

الوقاية الاتجاهين ضد زيادة التيار لتسرب ألا رضي
الوقاية المسافية بمحطات المحولات فقط

(4 )أجهزة القياس تغذي من محولات التيار ومحولات الجهد

اجهزة قياس الطاقة الفعالة وغير الفعالة kWh , kVARh meters
اجهزة قياس القدرة الفعالة وغير الفعالة kW , kVAR meters
اجهزة قياس معامل القدرة

موقع تركيب محولات النيار

الجهد المتوسط : بين القاطع ونقطة خروج الكابل .
الجهد العالي : بين القاطع وسكينة الخط .

1- Rated voltage
2- Turns ration
3- Class
4- Burden
5- No. of cores
6- Voltage level
Rated voltage
Breakdown Voltage
Pulse voltage
7- Short circuit current and duration time
8- Maximum current 120% continuous
dynamic current Id

Withstand
With drawable
Without Drawable

محولات الجهد Voltage transformers

تقوم بتخفيض الجهد إلى 100 فولت أو 110 فولت لتغذية أجهزة القياس مثل kVmeter, kW, kWh , kVARh و أحهزة قياس التردد و اجهزة الوقاية directional O/C , E/F , E/L Over , Under Voltage , Load shedding وانظمة التحكم مثل interlock , ويمكن تخزين او DC فى محول الجهد

موقع التركيب

أ – موقع تركيب محولات الجهد بلوحات التوزيع

بعد علبة بداية الكابل جهة القاطع على دائرة دخول اللوحة

ب- التوصيل

∆ / Ỵ / Ỵ
connection Φ 3
Raussian System
11000/110 2 phase T connection

محولات الحهد Voltage Transformers

rated voltage( 12 kV)
operation voltage (11 kV)
Level voltage(12 – 28 - 75)( rated - breakdown -pulse voltage
Turns ratio
Class (0.5 ,1 , 2 )(5p5,5p5, 10p5)
Burden (V.A)
No. of secondary coils
Ferequency C/S
METER

المكونات المساعدة بلوحات التوزيع

أ - محول الخدمة حهد 11/0.4 ك.ف قدرة من 50 100 ك.ف.أ

استخداماته :

تغذية الشاحن بالتيار المتردد
الإنارة العامة للوحة واستخداماتها

بعض نظام الإشارات المركزية للوحة

مراوح الشفط وأجهزة التكييف
تستخدم في تغذية أجهزة الإختبارات

ب – الشاحن :

لتحويل التيار المتردد 380/220 ف الى تيار مستمر 115 أو 100 ف سعته من 10 الى 60 أمبير

استخداماته :

- تغذية مهمات اللوحة من أجهزة وقاية وتحكم بالتيار المستمر واشارات وانذار
- يقوم بتعويض البطاريات عن طريق الشحن (بطىء- سريع )
- يستخدم في إنارة الطوارىء

البطاريات

( قلوية أو حمضية) هيدروكسيد كالسيوم / حمض كبريتيك وتتكون من عدد من الأعمدة كمثال 92 عمود جهد العمود الواحد 1.2 ف
كثافة المحلول 1.12 – 1.16 جم/سم3
سعة البطارية 100 أمبير ساعة
جهد البطارية 110.4 ف
احتياطي البطارية 5 أعمدة
في حالة التشغيل العادية يعتمد في تغذية اللوحة بالتيار المستمر على الشاحن وفي حالة حدوث الفصل التلقائي للقواطع يعتمد في تغذية دوائر التحكم والوقاية للقواطع على البطارية

أنواع الشحن :

بطىء في التشغيل العادي من 0.5- 1 أمبير
سريع من 10- 30 أمبير .
شحن بطيء بعد أعمال الصيانة من 1- 10 أمبير .

أنواع الصيانة على البطارية :

* صيانة جسيمة دورية مرتين أو مرة واحدة سنويا

يتم تغيير المحلول بمحلول آخر مطابق للمواصفات
تفريغ كامل للبطارية لمدة 8 ساعات ثم إعادة شحن لمدة 8 ساعات أخرى
ويتم تسجيل تيار وجهد التفريغ ثم يبدأ الشحن لمدة 8 ساعات أخري والتسجيل لتيار الشحن وجهد البطارية إلى أن نصل إلى أفضل كفاءة للبطارية .
يتم تغيير الأعمدة التالفة أثناء أعمال الصيانة
يتم قياس جهد كل عمود والكثافة بحيث تكون في الحدود المسموح بها (قياس الجهد بفولتميتر والكثافة بهيدروميتر).

* صيانة دورية روتينية كل شهر

تتم هذه الصيانة والبطارية في التشغيل
نعمل مرور على الأعمدة لتغيير التالف منها و نعمل لها نظافة ونضع فزلين على الأقطاب حتى لا تتأكسد
فحص دوري أسبوعي
نفصل الشاحن لمدة ساعتين ونوصل البطاريات على الشحن السريع لمدة ساعتين ثم مراقبة النتائج .

سجل البطاريات

كشف الفحص الدوري الأسبوعي التاريخ 00 / 00 / 0000
كثافة العمود جهد العمود رقم العمود كثافة العمود جهد العمود رقم العمود
يتم تسجيل الصيانة الجسيمة والصيانة الدورية والفحص الدوري في سجلات البطاريات في اللوحة .

نظام التأريض Earthing System

قيمة الأرضي في محطات المحولات ولوحات التوزيع

أراضي صحراوية الأراضى الزراعية
≥ 2 أوم ≥ 0.5 أوم محطات المحولات ولوحات التوزيع
≥ 5 أوم ≥ 2 أوم الأكشاك والخطوط
جميع مهمات اللوحة أو المحطة يجب أن تؤرض عن طريق توصيلها الى شبكة الأرضى
بئر أرضي عمق 2- 2.5 متر

Interlock circuits دوائر الانترلوك

وهو نظام أمان يمنع توصيل الدوائر المتوازية المغذاه من اكثر من محول قدرة و الغير مؤكد توافقها

أوضاع الإنترلوك

اتوماتيك Automatic
يدوي Manual
إلغاء Off

وضع الانترلوك

Incom (1+3) On On Off
B.T On Off On
Incom( 2+4) Off On On

دوائر الإشارات والإنذار

1- إشارات مركزية (انقطاع الجهد A.C – انقطاع التيار D.C)
2- إشارات تدل على حوادث الفصل التلقائي لقواطع التيار.
3- إشارات عند اختفاء التيار المستمر أو التيار المتردد .
4- إشارات على المكونات المساعدة بلوحة التوزيع (البطارية – الشاحن – محول الخدمة )
5- إشارات الأعطال للمحولات الرئيسية ومكونات شبكة الجهد العالي في محطات المحولات .

يوجد إنذار مسموح بلوحات التوزيع كالآتي :

1- حدوث الفصل التلقائي لأحد مغذيات الدخول أو الخروج .
2- حدوث أعطال واختفاء جهد بنظام التيار المستمر .
3- حدوث أعطال واختفاء جهد بنظام التيار المتردد ( محولات الجهد ).
4- عند اشتغال أجهزة الوقاية .

أنواع أجهزة الإنذار:

جرس – هورن - سرينة

أجهزة القياس Measuring instruments

أولا علي خلايا الدخول

1- جهاز قياس الجهد (الفولتميتر) ويتغذي من V.T
2- جهاز قياس شدة التيار (الأميتر) ويتغذي من C.T
3- جهاز قياس القدرة الفعالة(وات ميتر) ويتغذي من V.T+ C.T
4- جهاز قياس القدرة الغيرالفعالة(فار ميتر) ويتغذي من V.T+ C.T
5- جهاز قياس معامل القدرة (PF) ويتغذي من V.T+ C.T
6- جهاز قياس الطاقة الفعالة(وات ساعة ميتر) ويتغذي من V.T+ C.T
7- جهاز قياس الطاقة الغيرفعالة(فار ساعة ميتر) ويتغذي من V.T+ C.T
8- جهاز قياس الذبذبة (Hz) ويتغذي من V.T

ثانيا على خلايا الخروج

1- جهاز قياس شدة التيار (الأميتر) ويتغذي من C.T
2- جهاز قياس الطاقة الفعالة(وات ساعة ميتر) ويتغذي من V.T+ C.T
3- جهاز قياس الطاقة الغيرفعالة(فار ساعة ميتر) ويتغذي من V.T+ C.T

أجهزة الوقاية والقطع Protection relays

أ- على مغذيات الخروج Outgoinig feeders

وقاية ضد زيادة التيار غير اتجاهي Non directional over current protection
ويتغذى من CT + DC
وقاية ضد الخطا الأرضي Non directional earth fault current protection
ويتغذى من CT + DC
وهذه الوقايات تعمل على مرحلتين الأولى لحظية والثانية بتأخر زمني
أجهزة طرح الحمل ان وجدت Load shedding protection
ويتغذى من CT + VT

ب- على دوائر الدخول incoming Circuits

1- دوائر فردية

* وقاية ضد زيادة التيار غير اتجاهي Non directional over current protection
ويتغذى من CT + DC
* وقاية ضد الخطا الأرضي غير اتجاهيNon directional earth fault current protection
ويتغذى من CT + DC

2- دوائر زوجية Double circuits

* وقاية ضد زيادة التياراتجاهي directional over current protection
ويتغذى من CT+VT + DC
* وقاية ضد الخطا الأرضي اتجاهي directional earth fault current protection
ويتغذى من CT+VT + DC

جـ - على رابط القضبان B.T

* جهاز وقاية ضد زيادة التيارغير اتجاهي

الوقاية ضد التسرب الأرضي
Earth fault E/F
Earth leakage E/L
E/F يعمل عندما يكون الفولت يساوي صفر
E/L يعمل عندما يكون تيار عدم الاتزان Unbalance current له قيمة
يتكون من :
1- A.C element
2- D.C element
3- A/C voltage
4- Contact relay
5- Trip coil

* جهاز الوقاية الغازية البوقلز

يستخدم لحماية محولات القدرة التي لا تقل عن 500 ك . ف وذلك عند حدوث قصر بين ملفات المحول والأرضي أو بين الملفات وبعضها
نسبة الغازات المذابة لا تزيد عن 0.07% ( مثل ثاني اكسيد الكربون - أول اكسيد الكربون - الأكسجين )

الحالة الأولى وقاية المحول من ارتفاع الحمل:

عند ارتفاع الحمل على المحول عن الحمل المقنن تعطي انذار وتضىء Over load لمبة
وذلك نتيجة لغلق تلامس الإسطوانة السفلية لذا فلابد من تخفيف الحمل داخل المحول

الحالة الثانية وقاية المحول ضد القصر الداخلي

عند حدوث قصر تحدث شرارة تؤدي الى تصاعد بعض الغازات وزيادة حجم الزيت مما يؤدي الى غلق تلامس الاسطوانة العلوية فتؤدي الى فصل القاطع

dielectric strength for oil 120 kV/cm
for air 30 kV/cm

[احمد عباس علي]

بارك الله فيك اخي الكريم
:Jo1Sat_S (23):

[Abdullah 1998]

مشكوووور

[abuabdalla999]

الله يعطيك العافيه ومشكوووووووووووووووووووووووووو وووووووور علي جهودك :Jo1Sat_S (23):