المحول هو جهاز لا غنى عنه في الهندسة الكهربائية.
وبدونها، لا يمكن لنظام الطاقة في شكله الحالي أن يوجد.
هذه العناصر موجودة أيضًا في العديد من الأجهزة الكهربائية.
أولئك الذين يرغبون في التعرف عليهم بشكل أفضل مدعوون إلى هذا المقال الذي موضوعه المحول: مبدأ التشغيل وأنواع الأجهزة والغرض منها.
هذا هو الاسم الذي يطلق على الجهاز الذي يغير قيمة المتغير الجهد الكهربائي. هناك أصناف يمكنها تغيير ترددها.
تم تجهيز العديد من الأجهزة بمثل هذه الأجهزة، كما يتم استخدامها بشكل مستقل.
على سبيل المثال، المنشآت التي تعمل على زيادة الجهد لنقل التيار على طول الطرق السريعة الكهربائية.
فهي ترفع الجهد الناتج عن محطة توليد الكهرباء إلى 35 – 750 كيلو فولت مما يعطي فائدة مضاعفة:
- يتم تقليل الخسائر في الأسلاك.
- مطلوب أسلاك أصغر.
في الشبكات الكهربائية الحضرية، يتم تقليل الجهد مرة أخرى إلى 6.1 كيلو فولت، باستخدام مرة أخرى.في شبكات التوزيع التي توزع الكهرباء على المستهلكين، يتم تقليل الجهد إلى 0.4 كيلو فولت (وهذا هو المعتاد 380/).
مبدأ التشغيل
يعتمد تشغيل جهاز المحول على ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي، والتي تتكون مما يلي: عندما تتغير معلمات المجال المغناطيسي التي تعبر موصلًا، تظهر EMF (القوة الدافعة الكهربائية) في الأخير. يوجد الموصل في المحول على شكل ملف أو ملف ويكون إجمالي القوى الدافعة الكهربية يساوي مجموع القوى الدافعة الكهربية لكل دورة.
للتشغيل العادي، من الضروري استبعاد الاتصال الكهربائي بين المنعطفات، لذلك يتم استخدام سلك في غلاف عازل. ويسمى هذا الملف الثانوي.
يتم إنشاء المجال المغناطيسي المطلوب لتوليد المجالات الكهرومغناطيسية في الملف الثانوي بواسطة ملف آخر. وهو متصل بمصدر حالي ويسمى الأساسي. يعتمد تشغيل الملف الأساسي على حقيقة أنه عندما يتدفق التيار عبر موصل، يتشكل حوله مجال كهرومغناطيسي، وإذا تم لفه في ملف، فإنه يتضخم.
كيف يعمل المحول؟
عند التدفق عبر الملف، لا تتغير معلمات المجال الكهرومغناطيسي ولا يمكنه التسبب في EMF في الملف الثانوي. ولذلك، تعمل المحولات فقط مع الجهد المتردد.
تتأثر طبيعة تحويل الجهد بنسبة عدد اللفات في اللفات - الأولية والثانوية. تم تعيينه "Kt" - معامل التحويل. القانون ساري المفعول:
كيلوطن = W1 / W2 = U1 / U2،
- W1 وW2 - عدد اللفات في اللفات الأولية والثانوية؛
- U1 وU2 - الجهد عند أطرافهم.
لذلك، إذا كان هناك عدد أكبر من اللفات في الملف الأولي، فإن الجهد عند أطراف الملف الثانوي يكون أقل. ويسمى مثل هذا الجهاز جهاز التنحي؛ وقيمته أكبر من واحد. إذا كان هناك عدد أكبر من اللفات في الملف الثانوي، فإن المحول يزيد الجهد ويسمى محول رفع. Kt لها أقل من واحد.
محول كهرباء كبير
إذا أهملنا الخسائر (المحول المثالي) فمن قانون حفظ الطاقة يتبع:
P1 = P2،
حيث P1 و P2 هما القدرة الحالية في اللفات.
منذ ف = يو * أنا، نحصل على:
- U1 * I1 = U2 * I2؛
- I1 = I2 * (U2 / U1) = I2 / كيلوطن.
يعني:
- في الملف الأساسي لجهاز التنحي (Kt > 1) يتدفق تيار أقل قوة من الدائرة الثانوية؛
- مع محولات تصعيدية (Kt< 1) все наоборот: сила тока в первичной катушке выше, чем в цепи вторичной.
يتم أخذ هذا الظرف في الاعتبار عند اختيار المقطع العرضي للأسلاك للملفات الأجهزة.
تصميم
يتم وضع ملفات المحولات على قلب مغناطيسي - وهو جزء مصنوع من الحديد المغناطيسي أو المحولات أو أي فولاذ مغناطيسي ناعم آخر. إنه بمثابة موصل للمجال الكهرومغناطيسي من الملف الأولي إلى الملف الثانوي.
تحت تأثير المجال المغناطيسي المتناوب، يتم إنشاء تيارات أيضًا في الدائرة المغناطيسية - تسمى التيارات الدوامية. تؤدي هذه التيارات إلى فقدان الطاقة وتسخين الدائرة المغناطيسية. هذا الأخير، من أجل تقليل هذه الظاهرة إلى الحد الأدنى، يتم تجميعه من العديد من اللوحات المعزولة عن بعضها البعض.
يتم وضع الملفات على الدائرة المغناطيسية بطريقتين:
- قريب؛
- الرياح واحدة فوق الأخرى.
لفات المحولات الدقيقة مصنوعة من رقائق معدنية بسمك 20 - 30 ميكرون. ونتيجة للأكسدة، يصبح سطحه عازلًا ويلعب دور العزل.
تصميم المحولات
من الناحية العملية، من المستحيل تحقيق النسبة P1 = P2 بسبب ثلاثة أنواع من الخسائر:
- تبديد المجال المغناطيسي.
- تسخين الأسلاك والدوائر المغناطيسية.
- التباطؤ.
خسائر التباطؤ هي تكاليف الطاقة لعكس مغنطة الدائرة المغناطيسية.يتغير اتجاه خطوط المجال الكهرومغناطيسي باستمرار. في كل مرة يتعين عليك التغلب على مقاومة ثنائيات القطب في بنية الدائرة المغناطيسية، والتي تم اصطفافها بطريقة معينة في المرحلة السابقة.
يتم السعي إلى تقليل خسائر التباطؤ باستخدام تصاميم مختلفةالنوى المغناطيسية.
لذلك، في الواقع، تختلف قيم P1 و P2 وتسمى النسبة P2 / P1 بكفاءة الجهاز. لقياسه، يتم استخدام أوضاع التشغيل التالية للمحول:
- عاطل؛
- ماس كهربائى
- مع الحمل.
في بعض أنواع المحولات التي تعمل بجهد عالي التردد، لا توجد دائرة مغناطيسية.
وضع الخمول
يتم توصيل الملف الأولي بالمصدر الحالي، وتكون الدائرة الثانوية مفتوحة. مع هذا الاتصال، يتدفق تيار عدم التحميل في الملف، والذي يمثل بشكل أساسي تيار المغنطة التفاعلي.
يتيح لك هذا الوضع تحديد:
- كفاءة الجهاز
- نسبة التحول
- الخسائر في الدائرة المغناطيسية (بلغة المحترفين - الخسائر في الفولاذ).
دائرة المحولات في وضع الخمول
وضع ماس كهربائى
يتم إغلاق أطراف الملف الثانوي بدون حمل (دائرة قصيرة)، بحيث يقتصر التيار في الدائرة فقط على مقاومته. يتم تطبيق الجهد على جهات الاتصال الأولية بحيث لا يتجاوز التيار في دائرة اللف الثانوية التيار المقنن.
يتيح لك هذا الاتصال تحديد خسائر تسخين اللفات (خسائر النحاس). يعد ذلك ضروريًا عند تنفيذ الدوائر التي تستخدم المقاومة النشطة بدلاً من المحول الحقيقي.
وضع التحميل
في هذه الحالة، يتم توصيل المستهلك بأطراف الملف الثانوي.
تبريد
أثناء التشغيل، يتم تسخين المحول.
يتم استخدام ثلاث طرق للتبريد:
- طبيعي: للنماذج منخفضة الطاقة؛
- الهواء القسري (نفخ المروحة): نماذج الطاقة المتوسطة؛
- يتم تبريد المحولات القوية باستخدام السائل (الزيت بشكل أساسي).
جهاز مبرد بالزيت
أنواع المحولات
يتم تصنيف الأجهزة حسب الغرض ونوع الدائرة المغناطيسية والطاقة.
محولات الطاقة
المجموعة الأكثر عددًا. ويشمل ذلك جميع المحولات العاملة في شبكة الكهرباء.
محول ذاتي
هذا النوع لديه اتصال كهربائي بين اللفات الأولية والثانوية. عند لف السلك، يتم إجراء العديد من الاستنتاجات - عند التبديل بينهما، يتم استخدام عدد مختلف من المنعطفات، مما يغير نسبة التحويل.- زيادة الكفاءة. ويفسر ذلك حقيقة أن جزءًا فقط من الطاقة يتم تحويله. هذا مهم بشكل خاص عندما يكون الفرق بين جهد الإدخال والإخراج صغيرًا.
- تكلفة منخفضة.ويرجع ذلك إلى انخفاض استهلاك الفولاذ والنحاس (المحول الذاتي له أبعاد مدمجة).
تعتبر هذه الأجهزة مفيدة للاستخدام في الشبكات ذات الجهد الكهربي 110 كيلو فولت أو أكثر مع التأريض الفعال عند كيلوط لا يزيد عن 3-4.
المحول الحالي
يستخدم لتقليل التيار في الملف الأولي المتصل بمصدر الطاقة. يستخدم الجهاز في أنظمة الحماية والقياس والتشوير والتحكم. الميزة مقارنة بدوائر قياس التحويل هي وجود عزل كلفاني (لا يوجد اتصال كهربائي بين اللفات).
يتم تضمين الملف الأساسي في الدائرة تكييف– مدروسة أو مراقبة – مع الحمل بشكل متسلسل. يتم توصيل جهاز مؤشر التشغيل، على سبيل المثال، المرحل، أو جهاز القياس بأطراف الملف الثانوي.
المحول الحالي
تقتصر المقاومة المسموح بها في دائرة الملف الثانوي على قيم هزيلة - تقريبًا ماس كهربائى.
بالنسبة لمعظم الملفات الحالية، فإن التيار المقدر في هذا الملف هو 1 أو 5 أ. عند فتح الدائرة، يتم إنشاء جهد عالي فيها، والذي يمكن أن يخترق العزل ويلحق الضرر بالأجهزة المتصلة.
محول النبض
يعمل بنبضات قصيرة تقاس مدتها بعشرات الميكروثانية. شكل النبض غير مشوه عمليا. تستخدم بشكل رئيسي في أنظمة الفيديو.
محول اللحام
- هذا الجهاز:
- يقلل من التوتر.
مصمم للتيار المقنن في دائرة اللف الثانوية حتى آلاف الأمبيرات.
يمكنك تنظيم تيار اللحام عن طريق تغيير عدد لفات اللفات المشاركة في العملية (لديها عدة أطراف). في هذه الحالة، تتغير قيمة المفاعلة الحثية أو جهد الدائرة المفتوحة الثانوية. عن طريق محطات إضافية، يتم تقسيم اللفات إلى أقسام، وبالتالي يتم ضبط تيار اللحام في الخطوات.
تعتمد أبعاد المحول إلى حد كبير على تردد التيار المتردد. كلما كان أعلى، كلما كان الجهاز أكثر إحكاما.
محول لحام TDM 70-460يعتمد تصميم آلات اللحام العاكس الحديثة على هذا المبدأ.
- فيها تتم معالجة التيار المتردد قبل تزويده بالمحول:
- تصحيحها عن طريق جسر الصمام الثنائي.
في العاكس - وحدة إلكترونية يتم التحكم فيها بواسطة المعالجات الدقيقة مع تبديل الترانزستورات الرئيسية بسرعة - تصبح متغيرة مرة أخرى، ولكن بتردد يتراوح بين 60 و 80 كيلو هرتز. لأن هؤلاءآلات اللحام
خفيفة جدا وصغيرة.
يتم استخدام مصادر الطاقة من نوع التبديل أيضًا، على سبيل المثال، في أجهزة الكمبيوتر.
يحتوي هذا الجهاز بالضرورة على عزل كلفاني (لا يوجد اتصال كهربائي بين اللفات الأولية والثانوية)، و Kt يساوي واحدًا. أي أن محول العزل يترك الجهد دون تغيير. من الضروري تحسين أمان الاتصال.
لن يؤدي لمس العناصر الحية للمعدات المتصلة بالشبكة من خلال مثل هذا المحول إلى حدوث صدمة كهربائية شديدة.
في الحياة اليومية، تعتبر هذه الطريقة لتوصيل الأجهزة الكهربائية مناسبة في الغرف الرطبة - في الحمامات، وما إلى ذلك.
بالإضافة إلى محولات الطاقة، هناك محولات عزل الإشارة. يتم تركيبها في دائرة كهربائية للعزل الجلفاني.
النوى المغناطيسية
هناك ثلاثة أنواع:
- عصا.مصنوعة على شكل قضيب ذو مقطع متدرج. الخصائص تترك الكثير مما هو مرغوب فيه، لكنها سهلة التنفيذ.
- مدرعة.إنها تدير المجال المغناطيسي بشكل أفضل من تلك الموجودة في القضبان، بالإضافة إلى أنها تحمي اللفات من التأثيرات الميكانيكية. العيب: التكلفة العالية (يتطلب الكثير من الفولاذ).
- حلقية.النوع الأكثر فعالية: أنها تخلق مجالًا مغناطيسيًا مركزًا وموحدًا، مما يساعد على تقليل الخسائر. تتمتع المحولات ذات النواة المغناطيسية الحلقية بأعلى كفاءة، لكنها باهظة الثمن بسبب تعقيد التصنيع.
قوة
يتم التعبير عن الطاقة عادةً بالفولت أمبير (VA). ووفقاً لهذا المعيار يتم تصنيف الأجهزة على النحو التالي:- الطاقة المنخفضة: أقل من 100 فولت أمبير؛
- متوسط الطاقة: عدة مئات من VA؛
هناك منشآت عالية الطاقة، تقاس بآلاف VA.
تختلف المحولات في الغرض والخصائص، ولكن مبدأ عملها واحد: فالمجال المغناطيسي المتناوب الناتج عن أحد الملفات يثير المجال الكهرومغناطيسي في الملف الثاني، ويعتمد حجمه على عدد اللفات.
تنشأ الحاجة إلى تحويل الجهد في كثير من الأحيان، ولهذا السبب يتم استخدام المحولات على نطاق واسع.
يمكن تصنيع هذا الجهاز بشكل مستقل. من المستحيل أن نتخيل حياتنا بدون كهرباء. لكي يعمل النظام الكهربائي دون أعطال أو لا يصبح غير صالح للاستخدام بسبب عطل في الكابل أو معدات الطاقة، يجب مراقبة وقياس معلماته. التشخيص، والذي يتكون من التنفيذالقياسات الكهربائية
ولكن إذا كان من الممكن في التركيبات الكهربائية ذات الجهد المنخفض توصيل أدوات القياس مباشرة، مباشرة بالعقدة التي يتم قياسها، فمن الصعب في دوائر الجهد العالي تتبع المعلمات دون استخدام محولات الأجهزة. في التركيبات الكهربائية الجهد يصل إلى 750 كيلو فولتوأعلى، ويتم ضبط التيارات على عشرات الكيلومترات أو أكثر. ويتطلب القياس "المباشر" معدات ضخمة ومكلفة، وفي بعض الأحيان قد لا يكون من الممكن إجراء قياسات على الإطلاق. وأيضًا عند صيانة الأجهزة المتصلة مباشرة بالشبكة الجهد العاليسيتعرض الأفراد لخطر الصدمة الكهربائية.
محولات قياس التيار (CT) والجهد (VT).المساهمة في توسيع حدود القياس لأجهزة القياس التقليدية وفي نفس الوقت عزلها عن دوائر الجهد العالي. يتم إنشاء محولات الأجهزة بدرجة عالية من الدقة. أثناء التشغيل، تخضع خصائصها المترولوجية للتحقق الأولي والدوري من أجل التشغيل الصحيح.
غالبًا ما تستخدم المحولات الكهرومغناطيسية في شبكات التيار المتردد. وهي تتألف من قلب مغناطيسي، ولفائف أولية وواحدة أو أكثر من اللفات الثانوية. يقوم CT بتحويل التيار العالي المقاس إلى تيار منخفض، ويقوم VT بتحويل الجهد العالي المقاس إلى جهد منخفض. يتم توصيل محولات الأجهزة في دوائر بين المعدات ذات الجهد العالي وأدوات التحكم والقياس: مقياس التيار الكهربائي، الفولتميتر، مقياس الواط، أجهزة حماية التتابع، الميكانيكا عن بعد والأتمتة، عدادات الطاقة.
لماذا هناك حاجة لمحولات الجهد؟
- تحويل جهد قسم الشبكة أو التثبيت إلى جهد ذي قيمة مقبولة لإجراء القياسات باستخدام أجهزة القياس القياسية، وإمدادات الطاقة لحماية التتابع، وأجهزة الإنذار، والأتمتة، والميكانيكا عن بعد؛
- ومن خلال عزل الأجهزة والدوائر الثانوية، فإنها تحمي المعدات من الجهد العالي والأفراد الذين يمكنهم الوصول إلى خدمة التركيبات الكهربائية من الصدمات الكهربائية.
يتم توصيل VT بالجزء عالي الجهد من التركيبات الكهربائية عن طريق توصيل ملفه الأساسي "بالتوازي" بدائرة الجهد العالي. عادة ما يكون تصنيف اللفات الثانوية لمحول الجهد 100 فولت. وبما أن مقاومة أدوات القياس المتصلة بالملف الثانوي عالية، فيمكن إهمال التيار. ولذلك، فإن وضع التشغيل الرئيسي للمحول يشبه وضع عدم التحميل لمحول الطاقة النموذجي.
محولات الجهد وتصميمها
تنقسم محولات الجهد إلى:
- حسب عدد المراحل: أحادية وثلاثية الطور؛
- وفقًا لعدد اللفات الثانوية: يحتوي محول الجهد ثنائي اللفات على ملف ثانوي واحد، ومحول الجهد ثلاثي اللفات له اثنان: واحد رئيسي وإضافي؛
- حسب الغرض من اللفات الثانوية: مع اللف الثانوي الرئيسي، مع اللف الإضافي، مع اللف التعويضي الخاص - للتحكم في عزل الدائرة؛
- وفقًا لخصائص التصميم - للمحولات من النوع المحمي والنوع المقاوم للماء (الحماية من القطرات والرطوبة)، ومختومة، مع فتيل مدمج وتصميم مضاد للرنين؛
- وفقًا لمبدأ التشغيل وميزات التصميم: متتالي، سعوي، مؤرض وغير مؤرض.
في سلسلة VT، يتم تقسيم اللف الأساسي إلى عدة أقسام متصلة بالتناوب، ويتم نقل الطاقة منها إلى اللفات الثانوية من خلال اللفات المتصلة والمعادلة. يحتوي VT السعوي على مقسم سعوي في تصميمه. إن VT المؤرض أحادي الطور هو جهاز يجب أن يتم فيه تأريض أحد طرفي الملف الأساسي. يجب أن يكون VT المؤرض ثلاثي الطور محايدًا للملف الأولي المؤرض. يتم عزل جميع أجزاء الملف الأولي لمحول الجهد غير المؤرض عن الأرض.
لماذا هناك حاجة للمحولات الحالية؟
محول التيار هو جهاز قياس أساسي في صناعة الطاقة الكهربائية، يستخدم لتحويل تيار الشبكة الأساسي إلى تيار قياسي ثانوي قدره 5 أمبير أو 1 أمبير. يتم توصيل الملف الأولي مباشرة بدائرة الجهد العالي في اتصال متسلسل. يتم تضمين اللف الثانوي في الدوائر الثانوية للقياسات والحماية والقياس. 5A هو تصنيف متعرج ثانوي مشترك.
مبدأ التشغيل وتصميم المحولات الحالية
يتم تضمين اللف الأساسي لـ CT في القسم سلك الخط(سلسلة مع الحمل)، حيث يتم قياس التيار. يتم توصيل اللف الثانوي بجهاز قياس المقاومة المنخفضة. لذلك، على عكس محول الطاقة، الذي الوضع ماس كهربائىفي حالة الطوارئ، يكون الوضع العادي لقياس الأشعة المقطعية هو الظروف القريبة من دائرة قصر، نظرًا لأن المقاومة في الدائرة الثانوية منخفضة.
يتدفق التيار عبر الملف الأولي الذي يحتوي على عدد معين من اللفات. يتم إحداث تدفق مغناطيسي حول الملف، والذي يتم التقاطه بواسطة الدائرة المغناطيسية. عند عبور المنعطفات المتعامدة للملف الثانوي، يشكل التدفق المغناطيسي قوة دافعة كهربائية. تحت تأثير الأخير، يتدفق التيار عبر الملف والحمل عند الخرج. وفي الوقت نفسه، يحدث انخفاض في الجهد عند أطراف الدائرة الثانوية.
وفقًا لتصميمها وتطبيقها، يتم تقسيم CTs تقليديًا إلى عدة أنواع:
- يتم تثبيت العناصر الداعمة على المستوى الداعم.
- يتم استخدام الممرات كمدخل ويتم تثبيتها في الهياكل المعدنية، في فتحات الجدران أو الأسقف.
- يتم وضع العناصر المدمجة في تجويف الجهاز: المفاتيح الكهربائيةوالمولدات والأجهزة والآلات الكهربائية الأخرى.
- تلك القابلة للفصل ليس لديها ملفها الأساسي. يمكن فتح قلوبها المغناطيسية، المكونة من نصفين مثبتين معًا بمسامير، وتأمينها حول الموصلات الحية. هذه الموصلات بمثابة اللفات الأولية.
- تُصنع قضبان التوصيل أيضًا بدون ملفات أولية - حيث يتم لعب دورها بواسطة قضبان التوصيل الحاملة للتيار الخاصة بمجموعات المفاتيح الكهربائية التي تمر عبر نوافذ النوى المغناطيسية المقطعية.
- يتم وضع التراكبات أعلى الجلبة.
- تلك المحمولة مخصصة للقياسات المختبرية والمراقبة.
وفقًا لتصميم اللف الأساسي، يتم تقسيم CT إلى دورة واحدة ومتعددة الدورات، ووفقًا لعدد اللفات الثانوية - إلى أجهزة ذات ملف واحد والعديد من اللفات الثانوية (حتى أربعة، خمسة). حسب عدد مراحل التحول - مرحلة واحدة وسلسلة.
ل التصنيف العاموتشمل المحولات من كلا النوعين: عدد نسب التحويل (أحادية المدى ومتعددة المدى)، ومعايير المادة العازلة بين اللفات الأولية والثانوية ولمواد العزل الخارجي - المملوءة بالنفط، المملوءة بالغاز، الجافة، مع الزهر والبورسلين والعزل المضغوط، مع مركبات تأصيص لزجة، وورق زيتي مدمج. يتم تركيب CTs وVTs في الهواء الطلق، في منشآت مغلقة وتحت الأرض، على السفن البحرية والنهرية، داخل هياكل التركيبات الكهربائية ويتم توصيلها بواسطة أسلاك وكابلات التحكم بمعدات الدوائر الثانوية. بناءً على نطاق جهد التشغيل يتم تمييز المحولات التي تعمل في الأجهزة حتى 1000 فولت وما فوق 1000 فولت. كما يتم تصنيف المحولات حسب فئة الدقة.
فيديو عن المحولات الحالية
باختصار حول الغرض من المحول الحالي وميزات التكوين والتصميم ومخطط الدائرة ومبدأ التشغيل. لماذا لا يسمح بفتح الدوائر الثانوية لمحول التيار دون حدوث قصر في الدائرة أولا؟ لماذا يتم تصنيع أجهزة CT من النوع المتتالي للجهود التي تزيد عن 330 كيلو فولت؟ سوف تتعرف على هذا الأمر وعن قياس محول التيار لمحطة فرعية بقدرة 750 كيلو فولت من الفيديو.
قبل أن نتحدث عن محولات الأجهزة، هناك القليل من النظرية. محول - عنصر الدائرة الكهربائية، تحويل حجم الجهد المتردد. يمكن أن تكون المحولات:
- إلى الأسفل، إنتاج جهد أقل عند الخرج منه عند الإدخال ؛
- زيادة، إجراء التحويل المعاكس؛
- الفاصلوالتي لا تغير في قيمة الجهد، وتستخدم للعزل الجلفاني بين أقسام الشبكة الكهربائية.
محولات الرفع والتخفيض قابلة للعكس: إذا طبقنا جهد الخرج المقنن للمحول على ملفه الثانوي، فسنحصل على جهد الدخل المقدر على الملف الأولي.
تحدث الصورة المعاكسة مع التيارات في اللفات. تم تصميم اللف الأساسي لتيار يتوافق مع القدرة المقدرة للمحول. يتم اختيار كل من المقطع العرضي للنواة المغناطيسية وقطر سلك اللف للملف الأولي من أجل الطاقة.
يمكن أن يكون التيار في الملف الثانوي لمحول تنحي أكبر من التيار في الملف الأولي بقدر ما يكون جهده أقل. وتسمى هذه النسبة نسبة التحويل. ولذلك، فإن المقطع العرضي لسلك اللف لللف الثانوي للمحول التنحي أكبر. بالنسبة إلى خفض المستوى، فالأمر على العكس من ذلك. بالنسبة للفصل، كل شيء هو نفسه.
لماذا هناك حاجة لمحولات الجهد؟
في التركيبات الكهربائية حتى 1000 فولت، يتم إجراء قياسات الجهد عن طريق توصيل الفولتميتر مباشرة بالحافلات أو الأقسام الأخرى التي يتم التحكم فيها من الشبكة. ولكن في شبكات 6 كيلو فولت وما فوق هذا أمر مستحيل للأسباب التالية:
- عند قياس الجهد العالي هو مطلوب تقليل قيمتهإلى الحجم الذي يراه إطار قياس الاتصال الهاتفي أو المحول الرقمي الإلكتروني. فواصل مقاومةلن يكمل المهمة بالدقة المطلوبة، كما أن استخدام محول تنحي سيجعل الجهاز مرهقًا؛
- يجب عزل الموصلات لتوصيل الجهاز تحمل الجهد المقنن للتركيبات الكهربائية. وبالإضافة إلى ذلك، يجب مراعاتها المسافات من مرحلة إلى مرحلة، المطلوبة من قبل PUE. هذا أمر مستحيل القيام به.
لذلك، بالنسبة للقياسات، يتم تقليل قيمة الجهد، ولهذا تحتاج إلى محول الجهد
محولات الجهد وتصميمها
مهما كان الجهد الذي تم تصميم الملف الأولي لمحول الجهد من أجله، فإن الجهد الموجود على الملف الثانوي قياسي - 100 فولت. تم ذلك من أجل التوحيد: عداد الكهرباء لا يهتم بالتركيبات الكهربائية التي يعمل فيها - 6 كيلو فولت، 10 كيلو فولت أو أكثر. إذا كان مخصصًا للاستخدام مع محولات الجهد، فهو المواصفات الفنيةفي عمود "الجهد الاسمي" يشار إليه: "3x100 فولت". الرقم "3" يعني أن ثلاث مراحل متصلة به للقياسات.
من الناحية الهيكلية، يتم تصنيع محولات الجهد على النحو التالي:
- عنصر التحول مرحلة واحدةالجهد في غلافه للجهد ثلاثي الطور، يتم تثبيت ثلاثة محولات من هذا القبيل؛
- يحتوي أحد المساكن على محول للتحويل جميع المراحل الثلاث.
ترتبط اللفات الأولية للمحولات ثلاثية الطور في النجم.
تحتوي محولات الجهد على عدة ملفات ثانوية:
- لف للأجهزة محاسبة، مع فئة دقة تبلغ 0.5 ثانية؛
- لف ل أدوات القياس- فئة الدقة 0,5؛
- لف للأجهزة حماية التتابع– فئة 10P;
- لف ل مثلث مفتوح– فئة 10R.
فئة الدقة مهمة عند المحاسبة والقياس. ولكن هناك فارق بسيط آخر: يعمل قياس المحول للمحول في فئة الدقة المعلنة، ما لم يتم تجاوز الحمل المسموح به. لذلك، جنبا إلى جنب مع الفئة، تشير تسمية المحولات القوة المسموح بها، والتي لا يمكن تجاوزها.
هناك عامل آخر يغير فئة الدقة مقاومة توصيل الموصلات. إذا كان المقياس أو مقياس التيار الكهربائي موجودًا بعيدًا عن محول الجهد ومتصلاً بواسطة كابل تحكم بموصلات ذات مقطع عرضي غير كافٍ، فستكون قيمة الجهد عليه أقل من المحول.
يتم تغطية أطراف الملف الثانوي لمحول الجهد المستخدم للقياس التجاري بغطاء ومختوم.
اللفات الأولية لمحولات الجهد محمية بواسطة الصمامات. تم استخدام الصمامات أيضًا لحماية اللفات الثانوية، ولكن تم استبدالها الآن بقواطع الدائرة.
الآن دعونا نتذكر النظرية في بداية المقال. الخطر الرئيسي عند العمل على محولات الجهد هو الظاهرة التحول العكسي. إذا استقبلت اللف الثانوي لسبب ما جهدًا قدره 100 فولت، فسيكون اللف الأساسي تحت الجهد المقننالتركيبات الكهربائية. سيكون الأشخاص الذين يعملون في الخلية تحت الجهد. لذلك، عند إخراج محول الجهد للإصلاح، يتم اتخاذ التدابير اللازمة. باستثناء التحويل العكسي.
لماذا هناك حاجة للمحولات الحالية؟
أحد أسباب تركيب محولات التيار في التركيبات الكهربائية التي تزيد عن 1000 فولت هو نفس محولات الجهد. من المستحيل توفير عزل الدائرة لتوصيل الأجهزة.
ولكن هناك عوامل إضافية تجبرها على استخدامها في التركيبات الكهربائية فوق 1000 فولت:
- الحد الأقصى للتيار الذي صممت له عدادات التوصيل المباشر هو 100 أمبير. يجب تقليل التيارات التي تزيد عن 100 أمبير.
- توصيل الأميتر على التوالى مع الحمل يقلل من موثوقية إمدادات الطاقة;
- يتم توصيل الفولتميتر بقضبان التوصيل من خلال الصمامات أو قاطع الدائرة, لا يمكن حماية أسلاك مقياس التيار الكهربائي. تيار الدائرة القصيرة في الأميتر يساوي تيار الدائرة القصيرة على قضبان التوصيل. الأخطاء التشغيلية تؤدي إلى عواقب وخيمة، وأعطال الجهاز تعطله إلى الأبد. ولذلك، فمن الضروري إجراء عزل كلفاني للأميتر من الشبكة.
- يمكنك استبدال مقياس التيار الكهربائي ذو الاتصال المباشر فقط عن طريق فصل الحمل.
مبدأ التشغيل وتصميم المحولات الحالية
يحتوي المحول الحالي أيضًا على ملف أولي وثانوي. لكن خصوصيته تكمن في أن الملف الأساسي يحتوي على دورة واحدة أو أكثر، وفي معظم المنتجات يكون عبارة عن شريط توصيل يمر عبر جسم المحول. الخيار هو المحولات التي ليس لها ملفها الأساسي. يتم وضعها على الحافلة مع التيار المقاس أو يتم تمرير سلك أو كابل من خلالها.
يحتوي المحول الحالي للجهود التي تصل إلى 1000 فولت على ملف ثانوي واحد، ولكن المحولات ذات الجهد العالي تحتوي على ملفين على الأقل، ولكن في بعض الأحيان أكثر. إنه يعمل بشكل مشابه لمحول تصاعدي، لذلك كل ما قيل في بداية المقال حول نسبة التيارات فيها ينطبق عليه.
تصنيف التيار الثانويالمحول الحالي متساوي دائمًا 5 أ، بغض النظر عن التيار الذي تم تصميمه من أجله. تختلف فئات دقة اللفات الخاصة بتوصيل المعدات بنفس الطريقة التي تختلف بها محولات الجهد.
لكن توصيله بمحول التيار المستخدم لقياس الكهرباء لن ينجح. وفقا للقواعد، لا ينبغي أن يكون هناك شيء سوى العداد. وإذا كان من السهل تحقيق هذا المطلب بالنسبة للأجهزة التي تزيد عن 1000 فولت (يحتوي أحد المحولات على عدة لفات)، فبالنسبة للتركيبات الكهربائية التي تصل إلى 1000 فولت، إذا لزم الأمر، قم بتركيب محولين لكل مرحلة: أحدهما للقياس والآخر لكل شيء آخر (أميترات) ، الواطميتر، أجهزة الحماية، التعويض قوة رد الفعل). يتم تغطية أطراف اللف الثانوية للقياس التجاري لجميع المحولات بغطاء ومختومة.
المحول الحالي يجب أن تعمل مع الملف الثانوي الذي تم قصره على الحمل أو قصره. بخلاف ذلك، يتم تحفيز المجال الكهرومغناطيسي عليه، وهو بعيد عن أن يكون آمنًا لكل من الأشخاص والمعدات الكهربائية. إذا كان هناك انقطاع في الدوائر الثانوية، فمن الممكن أن تصاب بصدمة كهربائية قاتلةأو حتى تمرير يدك بالقرب من أطراف مقياس التيار الكهربائي أو المتر. أ الدوائر الإلكترونيةعند إدخال الأجهزة سوف تفشل تحت تأثير الجهد العالي.
لذلك، لاستبدال أجهزة القياس وعدادات الكهرباء في الدوائر الحالية، قم بتثبيتها محطات خاصة، والتي قبل تفكيك الجهاز لف المحول قصير الدائرة. بالنسبة لأجهزة القياس، يتم تركيب أطراف توصيل قريبة لفصل دوائر الجهد. يتم دمج هذه الوظائف في جهاز خاص يسمى " قياس كتلة المحطة" بالنسبة لدوائر القياس التجارية، تكون هذه الصناديق محكمة الغلق، حيث يكون للمسمار الذي يثبت غطاءها فتحة في الرأس (مثل البراغي التي تثبت غطاء مبيت عداد الكهرباء).
فيديو عن المحولات الحالية
لماذا يستحيل فتح الملف الثانوي لمحول تيار ولماذا يجب تأريضه؟ على طول الطريق، سوف تتعرف على الخصائص التقنية وتصميم محولات التيار، وميزات تطبيقها.
تستخدم محولات التيار على نطاق واسع في الطاقة الحديثة كمعدات لتغيير مختلف أنواعها المعلمات الكهربائيةإلى أشياء مماثلة، مع الحفاظ على القيم الأساسية. يعتمد تشغيل المعدات على قانون الحث، الذي ينطبق على المجالات المغناطيسية والكهربائية التي تختلف جيبيًا. يقوم المحول بتحويل القيمة الحالية الأولية بما يتوافق مع المعامل ونقل الزاوية بما يتناسب مع البيانات الأصلية. من الضروري اختيار المعدات بناءً على نطاق استخدام الأجهزة وعدد المستهلكين المتصلين.
يتم استخدام هذه المعدات في الصناعة واتصالات المدن والشبكات الهندسية والإنتاج وغيرها من المجالات لتزويد التيار بمعلمات فيزيائية معينة. يتم توفير الجهد إلى المنعطفات من اللف الأساسي، حيث يتم توليد التيار المتردد نتيجة التعرض للإشعاع المغناطيسي. يمر نفس الإشعاع عبر المنعطفات المتبقية، بسبب تحرك قوى EMF، وعندما تكون المنعطفات الثانوية قصيرة الدائرة أو عند توصيلها بدائرة كهربائية، يظهر تيار ثانوي في النظام.
تتيح محولات التيار الحديثة تحويل الطاقة بمثل هذه المعلمات بحيث لا يسبب استخدامها ضررًا للمعدات التي تعمل عليها. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تجعل من الممكن قياس الأحمال المتزايدة بأقصى قدر من السلامة للمعدات والأفراد، حيث أن المنعطفات من الصفوف الأولية والثانوية معزولة بشكل موثوق عن بعضها البعض.
الغرض من المحولات
إن تحديد سبب الحاجة إلى محول تيار أمر بسيط للغاية: يشمل نطاق التطبيق جميع الصناعات التي يتم فيها تحويل كميات الطاقة. تعتبر هذه الأجهزة من الأجهزة المساعدة التي تستخدم على التوازي مع العدادات والمرحلات في إنشاء دائرة التيار المتردد. في هذه الحالات، تقوم المحولات بتحويل الطاقة إلى فك تشفير المعلمات أو توصيل المعدات بشكل أكثر ملاءمة خصائص مختلفةفي سلسلة واحدة.
تتميز أيضًا وظيفة القياس للمحولات: فهي تعمل على بدء تشغيل الدوائر الكهربائية ذات الجهد المتزايد التي يجب توصيلها بها أدوات القياس، ولكن لا يمكن القيام بذلك بشكل مباشر. وتتمثل المهمة الرئيسية لهذه المحولات في نقل المعلومات المستلمة حول المعلمات الحالية إلى أدوات قياس المعالجات المرتبطة باللف الثانوي. تتيح المعدات أيضًا التحكم في التيار في الدائرة: عند استخدام المرحل والوصول إلى الحد الأقصى لمعلمات التيار، يتم تنشيط الحماية وإيقاف تشغيل الجهاز لتجنب الإرهاق وإلحاق الضرر بالأفراد.
مبدأ التشغيل
يعتمد تشغيل هذه المعدات على قانون الحث، الذي بموجبه يدخل الجهد في المنعطفات الأولية ويتغلب التيار على المقاومة الناتجة لللف، مما يؤدي إلى تكوين تدفق مغناطيسي ينتقل إلى الدائرة المغناطيسية. يتدفق التدفق في اتجاه عمودي على التيار، مما يقلل من الخسائر، وعندما يعبر المنعطفات الثانوية، يتم تنشيط قوة EMF. نتيجة لتأثيره، يظهر تيار في النظام أقوى من مقاومة الملف، بينما يتناقص الجهد عند جزء الخرج من المنعطفات الثانوية.
يتضمن أبسط تصميم للمحول قلبًا معدنيًا وزوجًا من اللفات غير المتصلة ببعضها البعض ويتم تصنيعها على شكل أسلاك معزولة. في بعض الحالات، يذهب الحمل فقط إلى المنعطفات الأساسية، وليس الثانوية: وهذا هو ما يسمى بوضع الخمول. إذا تم توصيل المعدات التي تستهلك الطاقة بالملف الثانوي، يمر تيار عبر اللفات، مما يولد قوة دافعة كهربائية. يتم تحديد معلمات EMF بعدد اللفات. نسبة القوة الدافعة الكهربائيةتُعرف المنعطفات الأولية والثانوية بنسبة التحويل، ويتم حسابها من نسبة عددها. يمكنك تنظيم الجهد لمستهلك الطاقة النهائي عن طريق تغيير عدد دورات الملف الأولي أو الثانوي.
تصنيف المحولات الحالية
هناك عدة أنواع من هذه المعدات، والتي يتم تقسيمها وفقًا لعدد من المعايير، بما في ذلك الغرض وطريقة التركيب وعدد مراحل التحويل وعوامل أخرى. قبل اختيار المحول الحالي، عليك أن تأخذ في الاعتبار هذه المعلمات:
- غاية. وبناء على هذا المعيار يتم تمييز نماذج القياس والمتوسط والوقائي. وبالتالي، يتم استخدام الأجهزة من النوع المتوسط عند توصيل الأجهزة للعمليات الحسابية في أنظمة حماية التتابع والدوائر الأخرى. بشكل منفصل، هناك محولات مختبرية توفر دقة متزايدة للمؤشرات ولها عدد كبير من معاملات التحويل.
- طريقة التثبيت. هناك محولات للتركيب الخارجي والداخلي: فهي لا تبدو مختلفة فحسب، بل تحتوي أيضًا على مؤشرات مختلفة لمقاومة التأثيرات الخارجية (على سبيل المثال، الأجهزة المخصصة للاستخدام الخارجي محمية من هطول الأمطار وتغيرات درجات الحرارة). هناك أيضًا محولات هوائية ومحمولة. هذا الأخير له كتلة وأبعاد صغيرة نسبيًا.
- نوع اللف. يمكن أن تكون المحولات أحادية ومتعددة الدورات، أو ملفوفة، أو قضيبية، أو بسبار. قد تختلف كل من اللفات الأولية والثانوية، وتتعلق الاختلافات أيضًا بالعزل (الجاف، الخزف، الباكليت، الزيت، المركب، إلخ).
- مستوى خطوات التحول. يمكن أن تكون المعدات على مرحلتين (تتالي)، والحد الأقصى للجهد 1000 فولت يمكن أن يكون الحد الأدنى أو، على العكس من ذلك، الحد الأقصى.
- تصميم. وفقا لهذا المعيار، هناك نوعان من المحولات الحالية - الزيتية والجافة. في الحالة الأولى، توجد لفات اللف والدائرة المغناطيسية في حاوية تحتوي على سائل زيتي خاص: فهي تلعب دور العزل وتسمح لك بتنظيم درجة حرارة تشغيل الوسط. وفي الحالة الثانية، يتم التبريد عن طريق الهواء، وتستخدم هذه الأنظمة في المباني الصناعية والسكنية، حيث لا يمكن تركيب محولات النفط في الداخل بسبب زيادة خطر الحريق.
- نوع الجهد. يمكن أن تكون المحولات متدرجة أو تصاعدية: في الحالة الأولى، يتم تقليل الجهد عند المنعطفات الأولية، وفي الثانية يتم زيادته.
- خيار التصنيف الآخر هو اختيار المحول الحالي حسب الطاقة. تعتمد هذه المعلمة على الغرض من الجهاز وعدد المستهلكين المتصلين وخصائصهم.
المعلمات والخصائص
عند اختيار هذه المعدات، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار المعلمات التقنية الرئيسية التي تؤثر على نطاق التطبيقات والتكلفة. الصفات الرئيسية:
- الحمل المقدر أو الطاقة: يمكن إجراء الاختيار وفقًا لهذا المعيار باستخدام جدول مقارن لخصائص المحولات. تحدد قيمة المعلمة الخصائص الحالية الأخرى، حيث أنها موحدة بشكل صارم وتعمل على تحديد الأداء الطبيعي للمعدات في فئة الدقة المحددة.
- التصنيف الحالي. يحدد هذا المؤشر الفترة التي يمكن للجهاز أن يعمل خلالها دون ارتفاع درجة الحرارة إلى درجات الحرارة الحرجة. تتمتع معدات المحولات، كقاعدة عامة، باحتياطي كبير من حيث مستوى التدفئة مع الحمل الزائد يصل إلى 18-20٪، ويتم التشغيل في الوضع العادي.
- الجهد االكهربى. هذا المؤشر مهم لجودة عزل اللف ويضمن التشغيل المتواصل للمعدات.
- خطأ. تحدث هذه الظاهرة بسبب تأثير التدفق المغناطيسي، مؤشر الخطأ هو الفرق بين البيانات الدقيقة للتيار الأولي والثانوي. تساهم الزيادة في التدفق المغناطيسي في قلب المحول في زيادة متناسبة في الخطأ.
- نسبة التحويل، وهي نسبة التيار في المنعطفات الأولية والثانوية. تختلف القيمة الحقيقية للمعامل عن القيمة الاسمية بمقدار يساوي درجة الخسائر أثناء تحويل الطاقة.
- العامل المحدد معبر عنه بنسبة التيار الأولي في الشكل الفعلي إلى القيمة الاسمية.
- تعدد التيار الناشئ في لفات الملف الثانوي.
يتم تحديد البيانات الأساسية للمحول الحالي من خلال دائرة مكافئة: فهي تسمح لك بدراسة خصائص المعدات في أوضاع مختلفة، من الخمول إلى التحميل الكامل.
تتم الإشارة إلى المؤشرات الرئيسية على جسم الجهاز في شكل علامات خاصة. قد يحتوي أيضًا على معلومات حول طريقة رفع المعدات وتركيبها، ومعلومات تحذيرية حول زيادة الجهد عند المنعطفات الثانوية (أكثر من 350 فولت)، ومعلومات حول وجود لوحة التأريض. يتم وضع علامة على محول الطاقة على شكل ملصق أو بالطلاء.
العيوب المحتملة
مثل أي معدات أخرى، تفشل المحولات من وقت لآخر وتتطلب خدمة وتشخيصات مؤهلة. قبل فحص الجهاز، عليك أن تعرف ما هي الأعطال التي تحدث وما هي العلامات التي تتوافق معها:
- ضجيج غير متساو داخل العلبة، طقطقة. تشير هذه الظاهرة عادةً إلى حدوث كسر في عنصر التأريض، أو تداخل لفات الملف على الغلاف، أو ضعف ضغط الصفائح المستخدمة للنواة المغناطيسية.
- ترتفع درجة حرارة العلبة كثيرًا، مما يزيد التيار من ناحية الاستهلاك. قد يكون سبب المشكلة هو ماس كهربائى لللف بسبب التآكل أو التلف الميكانيكي للطبقة العازلة، والأحمال الزائدة المتكررة الناتجة عن ماس كهربائى.
- تشققات العازل، وانزلاق التصريفات. تظهر عندما لا يتم تحديد عيب تصنيعي قبل بدء التشغيل، أو ترسيب أجسام غريبة، أو وجود تداخل بين مدخلات المراحل ذات القيم المختلفة.
- انبعاثات الزيت، والتي يتم خلالها تدمير غشاء هيكل العادم. يتم تفسير المشكلة من خلال ماس كهربائى بيني يحدث بسبب تآكل العزل أو انخفاض مستوى الزيت أو انخفاض الجهد أو ظهور التيارات الزائدة في حالة ماس كهربائى من النوع.
- تسرب سائل الزيت من تحت الحشيات أو في صنابير المحولات. الأسباب الرئيسية هي سوء جودة لحام المكونات أو الأختام الضعيفة أو تدمير الحشيات أو سدادات الصمامات السائبة.
- تشغيل مرحل حماية الغاز. تحدث هذه الظاهرة عندما يتحلل الزيت، والذي يحدث بسبب ماس كهربائي متعرج، أو دارة مفتوحة، أو احتراق جهات اتصال جهاز التبديل، أو في حالة حدوث ماس كهربائي في غلاف المحول.
- إيقاف تشغيل مرحل حماية الغاز. ترجع المشكلة إلى التحلل النشط لسائل الزيت نتيجة ماس كهربائي في الطور البيني أو الجهد الزائد للجزء الداخلي أو الخارجي أو بسبب ما يسمى "حريق الفولاذ".
- أثارت الحماية التفاضلية. يظهر هذا العطل عند حدوث عطل في مبيت الإدخال، أو عند وجود تداخل بين المراحل، أو في حالات أخرى.
لتعظيم كفاءة وظائف الجهاز، من الضروري إجراء التحقق بانتظام باستخدام جهاز التصوير الحراري: يتيح لك الجهاز تشخيص انخفاض جودة جهات الاتصال وانخفاض درجة حرارة التشغيل. أثناء التحقق، يقوم المتخصصون بإجراء مجموعة من التلاعبات التالية:
- أخذ قراءات الجهد والتيار.
- فحص الحمل باستخدام مصدر خارجي.
- تعريف المعلمات في مخطط العمل.
- حساب معامل التحويل ومقارنة وتحليل المؤشرات.
حساب المحولات
يتم تحديد مبدأ التشغيل الأساسي لهذا الجهاز من خلال الصيغة U1/U2=n1/n2، والتي يتم فك رموز عناصرها على النحو التالي:
- U1 و U2 - جهد المنعطفات الأولية والثانوية.
- n1 و n2 – رقمهما على اللفات من النوع الأولي والثانوي، على التوالي.
لتحديد مساحة المقطع العرضي للنواة، يتم استخدام صيغة أخرى: ق = 1.15 * √P، حيث يتم قياس الطاقة بالواط والمساحة بالسنتيمتر المربع. إذا كان القلب المستخدم في الجهاز على شكل حرف W، فسيتم حساب مؤشر المقطع العرضي للقضيب الأوسط. عند تحديد المنعطفات في اللف الأولي، استخدم الصيغة ن=50*U1/S،علاوة على ذلك، فإن المكون 50 ليس ثابتًا في العمليات الحسابية لمنع حدوث التداخل الكهرومغناطيسي، فمن المستحسن تعيين القيمة 60 بدلاً من ذلك د=0.8*√I، حيث d هو المقطع العرضي للسلك، وأنا هو المؤشر الحالي؛ يتم استخدامه لحساب قطر الكابل.
يتم تعديل الأرقام التي تم الحصول عليها أثناء العمليات الحسابية إلى قيم تقريبية (على سبيل المثال، يتم تقريب الطاقة المقدرة بـ 37.5 واط إلى 40). التقريب مسموح به للأعلى فقط. يتم استخدام جميع الصيغ المذكورة أعلاه لاختيار المحولات العاملة في شبكة 220 فولت؛ عند إنشاء خطوط عالية التردد، يتم استخدام معلمات وطرق حساب أخرى.
يمكن أن يكون للمحولات في البنية التحتية لنظام الطاقة معاني مختلفة. تُستخدم التصميمات الكلاسيكية لتحويل المعلمات الحالية الفردية إلى قيم مناسبة على النحو الأمثل للقياسات. هناك أنواع أخرى تتضمن قائمة مهامها تصحيح خصائص الجهد إلى المستوى الأمثل من وجهة نظر النقل والتوزيع الإضافي لمورد الطاقة. علاوة على ذلك، فإن الغرض لا يتحدد فقط من خلال تصميمه الهيكلي، ولكن أيضًا من خلال قائمة الوظائف الإضافية، ناهيك عن مبدأ التشغيل.
تصميم المحولات
تم تجهيز جميع تعديلات المحولات من هذا النوع تقريبًا بنوى مغناطيسية مزودة بملف ثانوي. ويتم تحميل الأخير أثناء التشغيل وفق القيم التنظيمية من حيث المقاومة. يعد الامتثال لمؤشرات حمل معينة أمرًا مهمًا لدقة القياس اللاحقة. لا يمكن للملف المفتوح أن يخلق تعويضًا عن التدفقات المغناطيسية في القلب، مما يساهم في ارتفاع درجة حرارة الدائرة المغناطيسية، وفي بعض الحالات، إلى احتراقها.
في الوقت نفسه، فإن اللف الذي يتكون من الصف الأساسي له خصائص أداء أعلى، والتي يمكن أن تساهم أيضًا في ارتفاع درجة حرارة السلك المغناطيسي وجوهره. يجب أن يقال أن البنية التحتية الموصلة تتشكل النظام المشتركوالتي تعتمد عليها محولات التيار والجهد. الغرض من الوحدة الكهربائية في هذه الحالة ليس له أهمية أساسية - حيث يتم تحديد ميزات التشغيل من خلال المواد المستخدمة. في حالة محولات التيار، على سبيل المثال، يتكون القلب المغناطيسي من سبائك نانوية بلورية غير متبلورة. يرجع هذا الاختيار إلى حقيقة أن التصميم لديه القدرة على العمل مع نطاق أوسع من القيم الفنية والتشغيلية، اعتمادًا على فئة الدقة.
الغرض من المحولات الحالية
المهمة الرئيسية لمحول التيار التقليدي هي التحويل. تقوم الأجهزة الكهربائية بضبط خصائص التيار الذي يتم تقديمه باستخدام الملف الأساسي المتصل على التوالي بالدائرة. بدوره، يؤدي اللف الثانوي وظيفة قياس التيار المحول مباشرة. ولهذا الغرض، يوفر هذا الجزء مرحلات مع أدوات القياس، بالإضافة إلى أجهزة الحماية والتحكم الآلي. على وجه الخصوص، يمكن أن يكون الغرض من قياس محول التيار هو القياس والقياس باستخدام أجهزة الجهد المنخفض. في هذه الحالة، يتم استيفاء شرط تسجيل تيار الجهد العالي مع إمكانية وصول الموظفين إلى المراقبة المباشرة للعملية. يعد تثبيت قيم التشغيل أمرًا ضروريًا للاستخدام الأكثر عقلانية للطاقة أثناء النقل في الخطوط اللاحقة. ربما تكون هذه إحدى الوظائف الفرعية القليلة الشائعة التي تمتلكها نماذج التحويل ومحولات الطاقة. يجدر النظر بمزيد من التفصيل في الاختلافات بين هذه الوحدات.
الاختلافات من محول الجهد
في أغلب الأحيان، يشير الخبراء إلى طريقة إجراء العزل بين اللفات. في محولات التيار، يتم عزل الملف الأولي عن الملف الثانوي وفقًا لإجمالي الجهد المستقبل. في هذه الحالة، سيتم تأريض الملف الثانوي، وبالتالي فإن إمكاناته تتوافق مع مؤشر مماثل. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تعمل في ظروف قريبة من حالات الدائرة القصيرة، نظرًا لأن لديهم مستوى متواضع جدًا من المقاومة على الخط الثانوي. يكشف هذا الفارق الدقيق عن الغرض المحدد لمحولات قياس التيار والجهد، فضلا عن الفرق في متطلبات ظروف التشغيل.
لذلك، إذا كان التشغيل تحت تهديد ماس كهربائى للجهد غير مقبول بسبب خطر وقوع حادث، فإن وضع التشغيل هذا يعتبر عاديًا وآمنًا بالنسبة لمحول التيار التقليدي. على الرغم من أن هذه المحولات، بطبيعة الحال، لها أيضًا تهديداتها الخاصة، لمنع توفير وسائل الحماية الخاصة.
مبدأ التشغيل
الحث الكهرومغناطيسي هو المبدأ الأساسي، والتي تعتمد عليها عملية عمل هذه المحولات. كما سبق ذكره، فإن العناصر الوظيفية الرئيسية هي موصل مغناطيسي ومستويين من اللفات. خدم أولا شحنة كهربائيةمن التيار المتردد، والمستوى الثاني ينفذ مباشرة وظيفة التشغيل في شكل قياس. عندما يمر التيار عبر لفات الملف، يحدث الحث.
وعلاوة على ذلك، والتي يتم بموجبها تحديد الغرض ومبدأ تشغيل المحولات الحالية بدقة، يتم تسجيل قيم التشغيل على الخط. يمكن للمستخدم باستخدام معدات خاصة تحديد خصائص التدفق المغناطيسي - وبالتالي يتم تسجيل التردد والجهد للمصدر الحالي. ستكون سرعة القياس هي المعلمة الفنية لفحص خصائص الدائرة - هذه القيمة ليست القيمة المستهدفة، ولكن من المهم تقييمها لفهم كفاءة المحول نفسه.
أنواع المحولات الحالية
هناك ثلاث فئات رئيسية من المحولات الحالية. الأكثر شيوعًا هي تلك التي لا يتم فيها عزل المستوى الأول من اللف على الإطلاق عن المستوى الأول. وبناء على ذلك، فإن معلمات التيار الثانوي تعتمد بشكل مباشر على معامل التحويل.
تحظى النماذج الحلقية بشعبية كبيرة أيضًا، حيث يسمح تصميمها بتثبيتها على كابل أو حافلة. لهذا السبب، ليست هناك حاجة للملف الأولي، المجهز بمحولات التيار والجهد القياسية. يتم تحديد غرض وتصميم هذه النماذج من خلال مبدأ التشغيل الخاص بها - في هذه الحالة، سوف يتدفق التيار الأولي عبر الموصل المركزي في السكن، مما يسمح للملف الثانوي بتسجيل مؤشرات التشغيل مباشرة. ولكن لأسباب مختلفة، بما في ذلك تلك المتعلقة بدقة القياس المنخفضة والتصميم غير الموثوق، نادرًا ما تُستخدم مثل هذه النماذج لتقييم الخصائص الحالية. في كثير من الأحيان يتم استخدامها كحلقة حماية مساعدة في حالة حدوث ماس كهربائي.
كما تستخدم محولات الجهد العالي - الغاز والنفط. وعادة ما يشاركون في مشاريع متخصصة في الصناعة.
نسبة التحول
ولتقييم كفاءة المحول نفسه، تم إدخال قيمة معامل التحويل. عادةً ما تتم الإشارة إلى قيمته الاسمية في الوثائق الرسمية للمحول. يشير هذا المعامل إلى نسبة التيار المقدر الأولي إلى تيار الملف الثاني. على سبيل المثال، يمكن أن تكون هذه القيمة 100/5 A. ويمكن أن تتغير بشكل حاد اعتمادًا على عدد الأقسام ذات المنعطفات.
وينبغي أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أن المعامل الاسمي لا يتوافق دائمًا مع المعامل الفعلي. يتم تحديد الانحراف حسب الظروف التي تعمل فيها محولات التيار. الغرض ومبدأ التشغيل يحددان إلى حد كبير مؤشرات الخطأ، ولكن هذا الفارق الدقيق ليس سببا لرفض مراعاة نسبة التحويل الاسمية. وبمعرفة حجم الخطأ نفسه، يمكن للمستخدم تسوية ذلك باستخدام أجهزة كهربائية خاصة.
تركيب المحولات الحالية
أبسط نماذج محولات بسبار عمليا لا تتطلب استخدام معدات خاصة أو حتى أدوات. يمكن تثبيت مثل هذا الجهاز بواسطة سيد واحد باستخدام تركيبات تثبيت خاصة. تتطلب التصميمات القياسية إنشاء أساس يتم تركيب الأعمدة الحاملة عليه. بعد ذلك، يتم توصيل الإطار بواسطة اللحام الكهربائي، والذي سيكون بمثابة نوع من الصندوق الكهربائي لاحتواء المعدات اللازمة. في المرحلة النهائية، يتم تثبيت المعدات. إن الشكل الذي ستكون عليه مجموعة المعدات التقنية يحدد الغرض من المحول الحالي وميزات تشغيله المستقبلي. كحد أدنى، يتم دمج البنية التحتية اللازمة لإجراء قياسات خصائص الدائرة المخدومة.
طرق توصيل المحولات
لتسهيل إجراء توصيل الأسلاك بالمعدات، يقوم مصنعو المكونات بوضع علامة عليها - على سبيل المثال، يمكن تعيين المرحلات والمحولات الحالية TAa، TA1، KA1، إلخ. بفضل هذه العلامات، سيتمكن موظفو الخدمة من إقران العناصر بسرعة ودقة التي تم تجهيز المحول الحالي بها. يرتبط تصميم التثبيت والغرض منه ومبدأ تشغيله في هذه الحالة بشكل وثيق ويؤثر على طريقة الاتصال، ولكن في الوقت نفسه، فإن الشبكة المخدومة في حد ذاتها لها تأثير كبير على طبيعة التنفيذ الفني لنظام التحويل. على سبيل المثال، تسمح الخطوط ثلاثية الطور ذات المحايدة المعزولة بتركيب المحولات على مرحلتين فقط. ترجع هذه الميزة إلى حقيقة أن الشبكات التي يتراوح نطاقها بين 6 -35 كيلو فولت لا تحتوي على سلك محايد.
التحقق من المحولات
تتكون مجموعة أنشطة التحقق من عدة عمليات. بادئ ذي بدء، هذا هو التفتيش البصري للكائن، حيث يتم تقييم سلامة التصميم، وصحة نفس العلامات، والامتثال لبيانات جواز السفر، وما إلى ذلك، ثم يتم إزالة المغناطيسية من المعدات - على سبيل المثال، عن طريق الزيادة التدريجية التيار على لف المستوى الأول. وبعد ذلك، تنخفض القيمة الحالية تدريجياً إلى الصفر.
بعد ذلك، يتم إعداد إجراءات التحقق الرئيسية التي ستخضع لها محولات تيار القياس. من المهم أخذ الغرض ومبدأ التشغيل في الاعتبار أثناء هذا الإعداد، نظرًا لأن مستوى الحمل والعوامل التشغيلية الأخرى تتسبب في حدوث أخطاء مختلفة في تسجيل خصائص بيئة العمل. يتضمن التحقق نفسه تقييم امتثال قطبية أطراف اللف مع المعلمات القياسية، بالإضافة إلى تسجيل الأخطاء مع مقارنتها اللاحقة بالقيم المشار إليها في جواز سفر الوحدة.
السلامة عند تشغيل المحولات
ترتبط المخاطر الرئيسية في تشغيل المحولات الحالية بجودة اللفات. من المهم الأخذ في الاعتبار أنه يوجد أسفل طبقات الملفات قاعدة معدنية، والتي عند تعرضها يمكن أن تشكل تهديدًا كبيرًا للموظفين. ولذلك، يتم وضع جدول الصيانة الذي يتم من خلاله فحص محولات التيار بشكل منتظم. يمكن توجيه الغرض ومبدأ التشغيل في هذه الحالة نحو تحويل الجهد وقياس التيار. في كلتا الحالتين، يجب على موظفي الصيانة مراقبة حالة اللفات بعناية. كإجراءات للسلامة، يتم إدخال دوائر قصر التحويل في هيكل العمل، كما يتم تأريض أطراف اللف أيضًا.
خاتمة
مع زيادة الأحمال التشغيلية على خطوط الأسلاك الكهربائية، ينخفض العمر التشغيلي لمحطات الخدمة بشكل ملحوظ. على الرغم من أن الغرض من المحول الحالي لا يرتبط بتحويل الجهد العالي، فإن هذه المعدات تخضع أيضًا للتآكل الخطير. من أجل زيادة عمر هذه التركيبات، يستخدم المصنعون مواد أكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية لكل من المعدات الكهرومغناطيسية ولتصنيع نفس اللف. وفي الوقت نفسه، يتم تحسين المعدات الخاصة بمرحلات القياس، مما يؤدي أيضًا إلى تقليل معامل خطأ القياس.