الاختلافات الجوهرية بين محولات التيار (CT) ومحولات الجهد (VT)

أولاً: الدور الوظيفي وطريقة التوصيل

يكمن الاختلاف الأساسي في دورهما الوظيفي وكيفية توصيلهما بدائرة الطاقة:

• محول التيار (CT) — موصّل على التوالي لقياس التيار: يجب توصيل محول التيار على التوالي مع دائرة الطاقة الأولية. ومع وجود عدد قليل جدًا من اللفات الأولية (وأحيانًا مجرد قضيب نحاسي واحد من النوع المار أو عازل)، يتدفق تيار الحمل الكامل للخط عبر الملف الأولي. يتحدد التيار الأولي بالكامل بواسطة حمل النظام الخارجي ويكون مستقلاً عن حالة الجانب الثانوي.

محول تيار من النوع العمودي المعزول بالصب

• محول الجهد (PT/VT) — موصّل على التوازي لقياس الجهد: يجب توصيل محول الجهد على التوازي بين الأطوار أو بين الطور والأرض على شريط التوزيع أو الخط. يحتوي ملفه الأولي على عدد كبير من اللفات بسلك رفيع ويتعرض لجهد النظام الكامل. يتحدد الجهد الأولي بواسطة شبكة الطاقة.

• القاعدة الأساسية: باختصار، يوصّل محول التيار على التوالي لقياس التيار؛ ويوصّل محول الجهد على التوازي لقياس الجهد. إن تبديل طرق التوصيل الخاصة بهما يعد مخالفة مطلقة يجب ألا تحدث أبدًا.

ثانياً: حالة التشغيل وحظر السلامة القاتل

بسبب اختلاف طرق التوصيل بينهما اختلافًا جوهريًا، فإن حالات التشغيل الطبيعية لهما متعاكستان تمامًا، مما يستدعي فرض حظر سلامة صارم:

• محول التيار — حالة قريبة من القصر مع حظر الدائرة المفتوحة: في ظل التشغيل العادي، تقدم الأجهزة المتصلة بالجانب الثانوي لمحول التيار ممانعة منخفضة جدًا، مما يبقي الحلقة الثانوية في حالة مغلقة قريبة من القصر. لذلك، يجب عدم فتح الجانب الثانوي لمحول التيار أبدًا أثناء كونه تحت الجهد. إذا فُتحت الدائرة الثانوية، يُحوَّل التيار الأولي بالكامل إلى المغنطة، مما يتسبب في تشبع القلب بسرعة مع مغنطية متبقية شديدة. ثم يُحثّ ارتفاع حاد في الجهد في الملف الثانوي، ليصل إلى عدة آلاف أو حتى عشرات الآلاف من الفولت، مما قد يؤدي إلى ثقب العزل، وتدمير المعدات، وتشكيل تهديد مميت للعاملين.

• محول الجهد — حالة قريبة من عدم الحمل مع حظر القصر: يوصّل الجانب الثانوي لمحول الجهد بملفات جهد عالية الممانعة، لذا فهو يعمل في ظل التشغيل العادي في حالة قريبة من عدم الحمل. لذلك، يجب عدم عمل قصر في الجانب الثانوي لمحول الجهد أبدًا أثناء كونه تحت الجهد. ونظرًا لأن الممانعة الداخلية للجانب الثانوي لمحول الجهد منخفضة جدًا، فإن حدوث قصر في الجانب الثانوي سيُنتج فورًا تيار قصر يعشر أضعاف القيمة المقدرة، مما يؤدي إلى حرق ملفات المحول مباشرة.

محول جهد للحماية من التأريض أحادي الطور للتركيب الداخلي

• قواعد السلامة العملية: قبل العمل على محول التيار، يجب عمل قصر في الأطراف الثانوية أولاً قبل فصل أي أسلاك. وقبل العمل على محول الجهد، يجب فصل الحمل الثانوي أولاً والتحقق من انعدام الجهد. هاتان القاعدتان هما مبدآن أساسيان للسلامة يجب أن يحفظهما جميع العاملين في تشغيل وصيانة أنظمة الطاقة.

ثالثاً: التصميم الهيكلي، وتصنيف الدقة، وعدم قابلية الاستبدال

الاختلافات في البناء الداخلي، وأنظمة الدقة، وقابلية الاستبدال واضحة بنفس القدر:

• المظهر الخارجي والبنية الداخلية: يحتوي محول التيار على عدد قليل من اللفات الأولية بموصل سميك، وحجم صغير نسبيًا، وغالبًا ما تكون هناك نافذة مرئية للموصل الأولي. بينما يحتوي محول الجهد على عدد كبير من اللفات الأولية بموصل رفيع، ويميل العازل الخزفي الخاص به إلى أن يكون أطول عند تصنيفات الجهد الأعلى لزيادة مسافة الزحف.

• تصنيف الدقة: تركز فئات دقة قياس محول التيار (مثل 0.2S، 0.5S) على خطأ النسبة وإزاحة الطور عبر نطاق تيار واسع، بينما تؤكد فئات حماية محول التيار (مثل 5P، 10P) على عامل حد الدقة (ALF) والخطأ المركب في ظل ظروف القصر. تركز فئات دقة محول الجهد (مثل 0.2، 0.5) على خطأ نسبة الجهد وإزاحة الطور عند الجهد المقنن.

• عواقب استخدام محول التيار كمحول جهد: إذا تم توصيل محول التيار عن طريق الخطأ على التوازي مع خط الجهد العالي كمحول جهد، فإن عدد لفاته الأولية القليل جداً سيسحب تيار مغنطة شديد، مما يتسبب في تشبع القلب بشدة لدرجة أن الجهاز قد ينفجر فوراً.

• عواقب استخدام محول الجهد كمحول تيار: إذا تم توصيل محول الجهد عن طريق الخطأ على التوالي مع الدائرة الرئيسية كمحول تيار، فإن ملفه الدقيق لا يمكنه تحمل التيار العالي وسيسخن بشدة ويحترق. الجهازان غير قابلين للتبديل تحت أي ظرف من الظروف.

ملخص

تُعد محولات التيار (CT) ومحولات الجهد (PT/VT) كلاهما أجهزة استشعار أساسية في نظام الطاقة، إلا أنها تظهر ثلاث خصائص مميزة في الممارسة العملية: تيار التوالي مقابل الجهد على التوازي، وحظر السلامة المتعارض، والبناء المختلف جوهرياً.

• مبدأ التوصيل: يتم توصيل محول التيار على التوالي مع الدائرة الرئيسية لقياس التيار؛ ويتم توصيل محول الجهد على التوازي عبر قضبان التجميع لقياس الجهد.
• قواعد السلامة: يجب ألا تُفتح الدائرة الثانوية لمحول التيار أبداً (يمنع الانهيار القاتل للجهد العالي)؛ ويجب ألا تُقصر الدائرة الثانوية لمحول الجهد أبداً (يمنع الاحتراق بسبب التيار الزائد).
• الخط الأساسي الهندسي: إن بناءهما وممانعتهما مختلفان جوهرياً؛ وهما غير قابلين للتبديل على الإطلاق.

في الممارسة الهندسية، تعد قواعد التشغيل والصيانة هذه ضرورية للتشغيل الموثوق للمعدات، وسلامة الأفراد، واستقرار شبكة الطاقة.

تم التحرير من：Garca