كيف تعمل محولات التيار والجهد؟
1. محول التيار (CT)
مبدأ العمل
المبدأ الأساسي لمحول التيار (CT) هو الاستقراء الكهرومغناطيسي. يحول التيار الأولي الكبير إلى تيار ثانوي أصغر عبر نواة حديدية مغلقة، مما يجعله مناسبًا للقياس والحماية.
لفائف أولية: عادةً ما تحتوي اللفائف الأولية على عدد قليل جدًا من اللفات، وأحيانًا لفة واحدة فقط، ويرتبط مباشرة بالدارة التي يتم قياسها.
النواة: تكون النواة مغلقة لتركز المجال المغناطيسي.
لفائف ثانوية: تحتوي اللفائف الثانوية على عدد أكبر بكثير من اللفات وتربط عادة بأجهزة القياس أو الأجهزة الحامية.
العلاقة الرياضية
N1=I2⋅N2
حيث:
I1 هو التيار الأولي
I2 هو التيار الثانوي
N1 هو عدد اللفات في اللفائف الأولية
N2 هو عدد اللفات في اللفائف الثانوية
المميزات
دقة عالية: توفر محولات التيار قياسات دقيق للتيار.
عزل: تقوم محولات التيار بعزل الدائرة ذات الجهد العالي عن أجهزة القياس، مما يعزز السلامة.
خصائص التشبع: قد تشبع محولات التيار تحت ظروف الحمل الزائد، مما يؤدي إلى أخطاء في القياس.
2. محول الجهد (PT) أو محول الفولتية (VT)
مبدأ العمل
المبدأ الأساسي لمحول الجهد (PT) أو محول الفولتية (VT) هو أيضًا الاستقراء الكهرومغناطيسي. يقوم بتحويل الجهد الأولي العالي إلى جهد ثانوي أقل عبر نواة حديدية مغلقة، مما يجعله مناسبًا للقياس والحماية.
لفائف أولية: تحتوي اللفائف الأولية على عدد كبير من اللفات وترتبط مباشرة بالتوازي مع الدارة التي يتم قياسها.
النواة: تكون النواة مغلقة لتركز المجال المغناطيسي.
لفائف ثانوية: تحتوي اللفائف الثانوية على عدد أقل من اللفات وتربط عادة بأجهزة القياس أو الأجهزة الحامية.
العلاقة الرياضية
V2/V1=N2/N1
حيث:
V1 هو الجهد الأولي
V2 هو الجهد الثانوي
N1 هو عدد اللفات في اللفائف الأولية
N2 هو عدد اللفات في اللفائف الثانوية
المميزات
دقة عالية: توفر محولات الجهد قياسات دقيق للجهد.
عزل: تقوم محولات الجهد بعزل الدائرة ذات الجهد العالي عن أجهزة القياس، مما يعزز السلامة.
خصائص الحمل: يمكن أن تتأثر دقة محولات الجهد بتغيرات في الحمل الثانوي، لذا من المهم اختيار الحمل المناسب.
التوضيح المفصل
محول التيار (CT)
الهيكل
لفائف أولية: عادةً لفة واحدة أو بضعة لفات، مرتبطة مباشرة بالدارة التي يتم قياسها.
النواة: نواة حديدية مغلقة لتتركيز المجال المغناطيسي.
لفائف ثانوية: العديد من اللفات، مرتبطة بأجهزة القياس أو الأجهزة الحامية.
عملية العمل
عندما يتدفق التيار الأولي عبر اللفائف الأولية، فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًا في النواة.
يقوم هذا المجال المغناطيسي بإثارة تيار في اللفائف الثانوية.
يكون التيار الثانوي متناسبًا مع التيار الأولي، ويتم تحديد نسبة التيار بواسطة نسبة اللفات.
تطبيقات
القياس: يستخدم مع الأمبيرمترات والأوميترات، إلخ، لقياس التيار.
الحماية: يستخدم مع أجهزة الحماية بالترابيع، مثل حماية التيار الزائد وحماية التفاضل.
محول الجهد (PT)
الهيكل
لفائف أولية: العديد من اللفات، مرتبطة مباشرة بالتوازي مع الدارة التي يتم قياسها.
النواة: نواة حديدية مغلقة لتتركيز المجال المغناطيسي.
لفائف ثانوية: عدد أقل من اللفات، مرتبطة بأجهزة القياس أو الأجهزة الحامية.
عملية العمل
عند تطبيق الجهد الأولي على اللفائف الأولية، فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًا في النواة.
يقوم هذا المجال المغناطيسي بإثارة جهد في اللفائف الثانوية.
يكون الجهد الثانوي متناسبًا مع الجهد الأولي، ويتم تحديد نسبة الجهد بواسطة نسبة اللفات.
تطبيقات
القياس: يستخدم مع الفولتمترات والأوميترات، إلخ، لقياس الجهد.
الحماية: يستخدم مع أجهزة الحماية بالترابيع، مثل حماية الجهد الزائد وحماية الجهد الصفر.
الاحتياطات
تطابق الحمل: يجب أن يكون الحمل الثانوي لمحولات التيار والجهد مطابقًا للحمل المقنن للمحولات لضمان دقة القياس.
الدائرة القصيرة والدائرة المفتوحة: لا ينبغي ترك الدائرة الثانوية لمحول التيار مفتوحة، حيث يمكن أن تنتج جهودًا عالية؛ ولا ينبغي ترك الدائرة الثانوية لمحول الجهد مقصرة، حيث يمكن أن تنتج تيارات كبيرة.
إجراءات الحماية: يجب اتخاذ إجراءات حماية مناسبة، مثل المقاومات الحرارية والمحميات ضد الموجات العالية، عند استخدام المحولات لمنع الاحمال الزائدة والأعطال.
من خلال فهم مبادئ عمل محولات التيار والجهد وأدوارها، يمكن تقدير أهميتها في الأنظمة الكهربائية. آمل أن تكون هذه المعلومات مفيدة! إذا كان لديك أي أسئلة محددة أو تحتاج إلى شرح مفصل، فلا تتردد في السؤال.
