مبادئ الأعطال والتشخيص عبر الإنترنت لدوائر الثانوية للمحول الإلكتروني للتيار

1 مبدأ ودور المحولات الإلكترونية للتيار
1.1 مبدأ عمل ECT

تعتبر المحول الإلكتروني للتيار (ECT) جهازًا رئيسيًا لإدارة عمليات نظام الطاقة بأمان، حيث تقوم بتحويل التيار العالي إلى إشارات تيار صغيرة قابلة للإدارة والقياس والتحكم. على عكس المحولات التقليدية (التي تعتمد على التفاعل المغناطيسي المباشر بين اللفائف الأولية والثانوية)، تستعمل ECTs أجهزة استشعار (مثل أجهزة استشعار تأثير هول) للكشف عن التغيرات في المجال المغناطيسي من اللفيفة الأولية. تنتج هذه الأجهزة إشارات أنالوجية (تناسبية مع التيار الأولي) للمعالجة بواسطة الدوائر الإلكترونية (تكبير، تصفية، أو تحويل رقمي). غالبًا ما تنتج ECTs الحديثة إشارات رقمية可以直接翻译上述文档，但注意到文档要求将内容高质量地翻译成阿拉伯语。根据给定的规则，以下是翻译结果： ```html

1 مبدأ ودور المحولات الإلكترونية للتيار
1.1 مبدأ عمل المحول الإلكتروني للتيار (ECT)

يعتبر المحول الإلكتروني للتيار (ECT) جهازاً أساسياً لإدارة عمليات نظام الطاقة بأمان، حيث يقوم بتحويل التيار العالي إلى إشارات تيار صغيرة قابلة للقياس والتحكم. على عكس المحولات التقليدية (التي تعتمد على التفاعل المغناطيسي المباشر بين اللفائف الأولية والثانوية)، تستخدم ECTs أجهزة استشعار (مثل أجهزة استشعار تأثير هول) لكشف التغيرات في المجال المغناطيسي الناتجة عن اللفيفة الأولية. تنتج هذه الأجهزة إشارات أنالوجية (تناسبية مع التيار الأولي) للمعالجة بواسطة الدوائر الإلكترونية (تكبير، تصفية، أو تحويل رقمي). غالباً ما تنتج ECTs الحديثة إشارات رقمية مباشرة للاستخدام من قبل أنظمة الحماية والقياس والتحكم. تتفوق ECTs على المحولات الكهرومغناطيسية التقليدية في الدقة والمدى الديناميكي وسرعة الاستجابة، بينما تكون أصغر وأخف وزناً وتسمح بعمليات معالجة البيانات المتقدمة والتواصل.

1.2 دور ECT في أنظمة الطاقة

توفر ECTs قياسات تيار عالية الدقة ضرورية لمراقبة وأنظمة التحكم والحماية في أنظمة الطاقة (مثل منع الأحمال الزائدة/الانفصالات القصيرة). تضمن سلامة المعدات والأفراد وتقليل انقطاعات الطاقة. بالنسبة للقياس والفواتير، تضمن دقة ECTs أسعار كهرباء عادلة على الخطوط ذات الجهد العالي والتيار الكبير. كما تساعد البيانات الدقيقة في تحسين كفاءة واستقرار النظام.

1.3 هيكل الدائرة الثانوية

تشمل الدائرة الثانوية لـ ECT (المكون الأساسي) أجهزة الاستشعار (مثل تأثير هول)، ودوائر معالجة الإشارة، وم coverters analog-to-digital (ADCs)، وواجهات الاتصال. تعمل المكونات معًا لتقديم التقاط وإرسال الإشارات بدقة. تتميز ECTs الحديثة بقدرة التشخيص الذاتي لمراقبة الأداء والأعطال، مما يناسب متطلبات أنظمة الطاقة الذكية.

2 أنواع أعطال الدائرة الثانوية في ECTs
2.1 أعطال الدائرة المفتوحة

تحدث بسبب أسلاك منفصلة أو مفاصل فضفاضة أو عزل قديم، وتؤدي أعطال الدائرة المفتوحة إلى تعطيل تدفق التيار، مما يؤدي إلى قياسات غير طبيعية (مثل الصفر/المنخفضة). هذا يعرض النظام للخطر بسبب اتخاذ إجراءات حماية وتحكم خاطئة.

2.2 أعطال الدائرة القصيرة

تحدث عندما تتسبب الاتصالات غير المقصودة بين الموصلات (مثل تلف العزل) في حدوث ارتفاعات حادة في التيار، مما يعرض المعدات لخطر الاشتعال أو الحرائق. يمكن أن تزعزع استقرار النظام وتعمل على تلف الأجهزة أو تشغيل أخطاء في الحماية.

2.3 أعطال الأرض

تحدث بسبب تأريض غير صحيح للدائرة الثانوية (مثل فشل العزل). تغير هذه الأعطال مسارات التيار، مما يؤدي إلى أخطاء في القياس وفشل الحماية أو الصدمات الكهربائية (خطيرة أثناء الصيانة).

2.4 أعطال الحمل الزائد

تحدث عندما يتجاوز التيار السعة التصميمية (مثل بسبب الشذوذ في النظام). تؤدي الأحمال الزائدة إلى ارتفاع درجة حرارة المكونات وتدهور العزل أو حرق المعدات. يتم تحديد هذه الأعطال عبر مراقبة التيار والحرارة، مما يعرض النظام للضرر طويل الأمد.

2.5 تداخل الضوضاء الكهربائية

من مصادر خارجية أو داخلية (مثل التداخل الكهرومغناطيسي أو الراديوي)، يشوّه الضوضاء الإشارات، مما يؤدي إلى أخطاء في القياس أو أخطاء في نظام الحماية (مثل الإغلاق غير الضروري).

2.6 أعطال ناجمة عن التأثير الحراري

تؤدي درجات الحرارة القصوى إلى اضطراب الأداء: الحرارة العالية تؤدي إلى تدهور شبه الموصلات والعزل (زيادة خطر الدوائر القصيرة)؛ درجات الحرارة المنخفضة تضر بالمكونات. وهذا يؤدي إلى أخطاء في القياس أو فشل الحماية.

2.7 أعطال التآكل والتقدم بالعمر

التدهور التدريجي للمكونات (أسلاك، عزل) بسبب العوامل البيئية (مثل الرطوبة، المواد الكيميائية) يقلل من الأداء الكهربائي، مما يزيد من خطر الدوائر القصيرة وأعطال الأرض.

3 طرق التشخيص عبر الإنترنت لأعطال الدائرة الثانوية في ECTs
3.1 التقاط الإشارات

يعتمد على أجهزة الاستشعار (مثل تأثير هول ومحولات التيار) وتحويلات التناظرية إلى الرقمية (ADCs). أجهزة استشعار تأثير هول تقوم بقياس التيار بطريقة غير غازية، مما يضمن السلامة والدقة. تقوم ADCs بتحويل الإشارات التناظرية إلى شكل رقمي للمعالجة. تلتقط ADCs عالية السرعة التغييرات الدقيقة في الإشارات، مما يتيح اكتشاف الأعطال بسرعة.

3.2 التحليل الزمني

يتضمن تحليل الموجات والإحصائيات. يقوم تحليل الموجات بالتحقق من الشذوذ (مثل عدم التناظر والقمم، مما يشير إلى فشل المكونات). يقوم التحليل الإحصائي (مثل الوسط الحسابي والانحراف المعياري) بتحديد استقرار وتوزيع الإشارات، مما يشير إلى التقلبات الناجمة عن الأعطال.

3.3 الكشف عن الأعطال باستخدام النموذج

يستخدم الكشف عن العتبة حدود محددة مسبقاً لتحفيز الإنذارات للإشارات غير الطبيعية (بناءً على البيانات التاريخية والمعرفة الخبيرة). مقارنة النموذج (متقدمة) تقوم بمقارنة البيانات الفعلية بنموذج نظام "صحي"، مما يكتشف الانحرافات لتشخيص الأعطال بدقة.

3.4 تحديد موقع الأعطال باستخدام المعرفة

تحليل شجرة الأعطال (FTA) يقوم برسم منطق الأعطال لتحديد الأسباب الجذرية من خلال تحليل الأعطال الفرعية بشكل هرمي. الأنظمة الخبيرة (محاكاة الخبرة البشرية) تستخدم القواعد (البيانات التاريخية والمعرفة السابقة) لتحديد موقع الأعطال بدقة، مما يتعامل مع السيناريوهات المعقدة.

3.5 مراقبة التصوير الحراري

أجهزة التصوير الحراري تحت الأشعة تحت الحمراء تقوم بكشف الحرارة غير الطبيعية (مثل الأحمال الزائدة والعزل القديم) في ECTs. غير غازية وبشكل فوري، تمكن من تشخيص الأعطال بأمان دون تعطيل العمليات. عند الجمع مع الطرق الأخرى، تحسن من الدقة (معالجة القيود مثل الأعطال غير المتعلقة بالحرارة).

ملاحظات رئيسية

تقدم ECTs مزايا على المحولات التقليدية ولكنها تواجه أعطال في الدائرة الثانوية (مثل الدوائر المفتوحة والقصيرة والضوضاء). يضمن التشخيص عبر الإنترنت (التقاط الإشارات، التحليل الزمني، الطرق المستندة إلى النموذج والمعرفة، التصوير الحراري) التشغيل الموثوق به، مما يتكيف مع متطلبات أنظمة الطاقة الحديثة.