مبدأ العمل وتكوين الحماية لمحولات التأريض

محول التأريض المتعرج

هيكل الملف: تعتمد ملفات محول التأريض المتعرج على توصيل متعرج. يتكون ملف كل طور من قسمين ملفوفين على أعمدة قلب مختلفة. هذان القسمان لهما عدد لفات متساوي واتجاهان متعاكسان للف.

مبدأ العمل: في ظل التشغيل العادي، ونظراً لأن جهود الأطوار الثلاثة متماثلة، فإن مجموع التيارات في ملفات الأطوار الثلاثة يساوي صفراً، ويعمل محول التأريض في حالة عدم حمل مع تيار إثارة صغير فقط. عند حدوث عطل أرضي أحادي الطور في النظام، ينخفض جهد الطور المعطوب إلى الصفر، بينما يرتفع جهد الأطوار غير المعطوبة إلى جهد الخط.

بسبب الهيكل الخاص للملف المتعرج، فإن التدفقات المغناطيسية ذات التتابع الصفري الناتجة عن القسمين لكل ملف طور تلغي بعضها البعض في القلب تحت تأثير جهد التتابع الصفري.

يؤدي هذا إلى ممانعة تتابع صفري صغيرة جداً، مما يوفر بذلك مسار تيار تتابع صفري كبير بما فيه الكفاية للنظام لضمان التشغيل الموثوق لأجهزة الحماية الأرضية.

محول التأريض المحول من محول ثلاثي الطور عادي

• توصيل اللفات: عادةً ما يتم توصيل لفات المحول ثلاثي الطور العادي بتكوين نجمة (Y)، حيث يتم تأريض نقطة التعادل من خلال مقاومة تأريض أو ملف إخماد القوس (ملف بيترسن).
• مبدأ العمل: أثناء التشغيل العادي، تكون جهود الأطوار الثلاثة متماثلة، ويكون جهد نقطة التعادل صفراً، ولا يوجد تيار تسلسل صفري في اللفات. عند حدوث عطل أرضي أحادي الطور، يرتفع جهد نقطة التعادل، مما يولد جهد تسلسل صفري. تحت تأثير جهد التسلسل الصفري هذا، يظهر تيار تسلسل صفري في اللفات. من خلال الاختيار المعقول لمعلمات مقاومة التأريض أو ملف إخماد القوس، يمكن التحكم في مقدار تيار التسلسل الصفري لتلبية متطلبات حماية التأريض والحد من الجهود الزائدة أثناء الأعطال.

تكوين حماية محولات التأريض

حماية تيار التسلسل الصفري

• مبدأ التكوين: يتم تركيب محول تيار تسلسل صفري عند خط الإخراج لنقطة تعادل محول التأريض. أثناء التشغيل العادي للنظام، يكون المجموع المتجهي لتيارات الأطوار الثلاثة صفراً، لذا لا يوجد خرج لمحول تيار التسلسل الصفري. عند حدوث عطل أرضي أحادي الطور، يتولد تيار تسلسل صفري. عندما يصل هذا التيار إلى القيمة المضبوطة، يعمل جهاز الحماية.
• الوظيفة: يكتشف الأعطال الأرضية ويزيلها بسرعة لمنع توسع العطل، مما يحمي المعدات وسلامة النظام.

حماية التيار الزائد

• مبدأ التكوين: يتم تركيب محولات تيار على الجانب الأولي أو الثانوي لمحول التأريض لمراقبة تياره. عندما يتجاوز التيار حد التيار الزائد المضبوط، يعمل جهاز الحماية بعد تأخير زمني.
• الوظيفة: يحمي محول التأريض من التلف أثناء حالات الحمل الزائد أو أعطال الدائرة القصيرة.

حماية الغاز (حماية بوخهولز)

• مبدأ التكوين: يتم تركيب مرحل غاز (مرحل بوخهولز) على محولات التأريض المغمورة بالزيت. عند حدوث عطل داخلي طفيف، مما يولد كمية صغيرة من الغاز، تنشط حماية الغاز الخفيف لإرسال إشارة. عند حدوث عطل شديد، مما يولد كمية كبيرة من الغاز وتأثير تدفق الزيت، تنشط حماية الغاز الثقيل لفصل القاطع.
• الوظيفة: يستجيب بحساسية للأعطال الداخلية في محول التأريض، وخاصة الأعطال الطفيفة في المراحل المبكرة، مما يتيح اتخاذ الإجراءات في الوقت المناسب.

حماية درجة الحرارة

• مبدأ التكوين: يتم تركيب مجسات درجة الحرارة على اللفات أو قلب محول التأريض لمراقبة درجة الحرارة في الوقت الفعلي. عندما تتجاوز درجة الحرارة القيمة المضبوطة، يعمل جهاز الحماية.
• الوظيفة: يمنع محول التأريض من إتلاف عزلته بسبب ارتفاع درجة الحرارة، مما يطيل عمر الخدمة للمعدات ويضمن التشغيل الآمن.

حماية الجهد الزائد

• مبدأ التكوين: يراقب جهد محول التأريض من خلال تركيب مرحلات الجهد الزائد أو استخدام وظيفة حماية الجهد الزائد داخل أجهزة الحماية المتكاملة. عند حدوث حالة جهد زائد، يعمل جهاز الحماية.
• الوظيفة: يحد من الجهود الزائدة المحتملة في النظام، مما يحمي عزل محول التأريض والمعدات الأخرى.