مخطط متجهي للمحول: أداة أساسية لتحليل الأعطال
هو المحول جهاز ينقل الطاقة الكهربائية من دائرة إلى أخرى بواسطة الاستقراء الكهرومغناطيسي. تُستخدم المحولات على نطاق واسع في أنظمة الطاقة لرفع أو خفض الجهود، والعزل بين الدوائر، وتوازن الأحمال. يمكن تصنيف المحولات إلى أنواع مختلفة بناءً على بنائها وتكوين اللفائف والمجموعة المتجهة.
يعد مخطط المتجهات للمحول تمثيلًا رسوميًا للعلاقات الفازية بين الجهود والتيارات للمحول. إنه أداة أساسية لفهم أداء وسلوك المحول تحت ظروف التشغيل المختلفة وسيناريوهات العطل.
في هذه المقالة، سنشرح ما هو مخطط المتجهات للمحول وكيفية رسمه وكيفية استخدامه لتحليل العطل. كما سنناقش أيضًا أنواع اتصالات المحولات والمجموعات المتجهة المختلفة وأهميتها لحماية نظام الطاقة والتنسيق.
ما هو مخطط المتجهات؟
مخطط المتجهات هو مخطط يمكن تمثيل واحد أو أكثر من المتجهات عليه. المتجه هو كمية لها كل من المقدار والاتجاه. في الهندسة الكهربائية، يتم غالبًا تمثيل الكميات المتذبذبة مثل الجهود والتيارات باستخدام المتجهات، لأنها تتغير في المقدار والاتجاه مع مرور الوقت.
في مخطط المتجهات، يتم تمثيل الكميات المتذبذبة بواسطة الأسهم. طول السهم يمثل القيمة الجذرية المتوسطة المربعة للكمية المتذبذبة. الموضع الزاوي يمثل زاوية الطور للكمية بالنسبة للمحور المرجعي أو كمية أخرى. رأس السهم يمثل الاتجاه الذي تعمل فيه الكمية.
عندما يعمل التيار الكهربائي بعيدًا عن المصدر نحو الحمل، يعتبر المتجه الذي يمثل الكمية موجبًا. عندما يعمل نحو المصدر من الحمل، يعتبر سالبًا.
ما هو مخطط المتجهات للمحول؟
مخطط المتجهات للمحول هو مخطط متجهات يوضح العلاقات الفازية بين الجهود والتيارات الأولية والثانوية للمحول. كما يظهر الإزاحة الطورية والقطبية للملفات المحول.
يمكن رسم مخطط المتجهات للمحول لأي نوع من المحولات، مثل المحولات ذات المرحلة الواحدة أو ثلاثية الأطوار، متصلة بالنجوم أو المثلث، أو بتكوينات ملفات مختلفة ومجموعات متجهة.
يمكن لمخطط المتجهات للمحول أن يساعدنا في:
تحديد معلمات الدائرة المكافئة للمحول، مثل الحث الكهربائي, المقاومة, الردية، والخسائر.
تحليل الأداء والكفاءة للمحول تحت ظروف التحميل المختلفة، مثل عدم وجود حمل، أو الحد الأقصى للحمل، أو زيادة الحمل، أو قصر الدائرة.
تحديد واكتشاف الأعطال في المحول أو الدوائر المرتبطة به، مثل الفتح الكهربائي، قصر الدائرة، عطل الأرض، أو عطل بين اللفائف.
اختيار وتنسيق أجهزة الحماية للمحول، مثل المقاومات، المقاطع الكهربائية، الأجهزة الرديفة، أو أنظمة الحماية التفاضلية.
تحقق من الاتصال الصحيح والقطبية للمحول أثناء التركيب أو التشغيل.
كيفية رسم مخطط المتجهات للمحول؟
لرسم مخطط المتجهات للمحول، نحتاج إلى معرفة المعلومات التالية:
الجهد والتيار المسمي للملفات الأولية والثانوية للمحول.
تكوين واتصال المحول، مثل النجم أو المثلث.
مجموعة المتجهات للمحول، والتي تشير إلى الإزاحة الطورية والقطبية للملفات.
حث الحمل وعامل القوة للمحول.
خطوات رسم مخطط المتجهات للمحول هي:
اختيار محور مرجع للمخطط. عادةً ما يتم اختيار المحور الأفقي كمحور مرجع.
رسم متجه الجهد الأولي على طول المحور المرجعي باتجاهه الإيجابي يشير إلى اليمين. تسميته V1.
رسم متجه الجهد الثانوي بطول يتناسب مع قيمته الجذرية المتوسطة المربعة وزاويته وفقًا لمجموعة المتجهات. تسميته V2.
رسم متجه التيار الأولي بطول يتناسب مع قيمته الجذرية المتوسطة المربعة وزاويته وفقًا لعامل القوة. تسميته I1. يجب أن يكون اتجاه I1 معاكسًا لـ V1 إذا كانت الملفات الأولية تقوم بتزويد الطاقة للملفات الثانوية.
رسم متجه التيار الثانوي بطول يتناسب مع قيمته الجذرية المتوسطة المربعة وزاويته وفقًا لعامل القوة. تسميته I2. يجب أن يكون اتجاه I2 معاكسًا لـ V2 إذا كانت الملفات الثانوية تتلقى الطاقة من الملفات الأولية.
رسم متجه حث الحمل بطول يتناسب مع قيمته وزاويته وفقًا لعامل القوة. تسميته ZL. يجب أن يكون اتجاه ZL معاكسًا لـ I2 إذا كان الحمل غير فعال (مقاوم أو معتدل).
رسم أي متجهات أخرى ذات صلة بالتحليل، مثل الحث، المقاومة، الردية، الخسائر، إلخ.
مثال: مخطط المتجهات للمحول الأحادي الطور
لنعتبر محولًا أحادي الطور ذو المواصفات التالية:
الجهد الأولي المسمي: 240 فولت
الجهد الثانوي المسمي: 120 فولت
التيار الأولي المسمي: 10 أمبير
التيار الثانوي المسمي: 20 أمبير
تكوين اللفائف: نجم-نجم
مجموعة المتجهات: Yy0
حث الحمل: 6 أوم مقاوم
