اختبار القطبية للمحول - مخطط الدائرة والعمل

قطبية المحولات ذات الملفين

في المحولات ذات الملفين، يكون أحد طرفي الملف دائمًا موجبًا بالنسبة للآخر في أي لحظة. تشير قطبية المحول إلى الاتجاه النسبي للأفاضل الكهربائية بين ملف الجهد العالي (HV) وملف الجهد المنخفض (LV). في المحولات العملية، يتم إخراج طرفي الملف كأسلاك، وتحدد القطبية كيفية توصيل هذه الأسلاك والتسمية عليها.

أهمية قطبية المحول

فهم القطبية أمر حاسم لمجموعة من المهام التشغيلية والهندسية:

• توصيل محولات القياس (CTs و PTs):ضمان القطبية الصحيحة يضمن قياس التيار والجهد بدقة في أنظمة الطاقة.

• تنسيق أجهزة الحماية:القطبية الصحيحة ضرورية لأجهزة الحماية للكشف عن الأعطال والعمل بشكل موثوق.

• بناء المحولات ثلاثية الأطوار:تحدد القطبية كيفية ربط ملفات الأحادية الطور لتشكيل تكوينات ثلاثية الأطوار (مثل الدلتا أو الواي).

• تشغيل المحولات متوازية:يجب أن تكون القطبية متطابقة للمحولات المتوازية لتجنب تدفق التيار الدوري وإلغاء الفيض المغناطيسي.

علامات الأطراف وتحديد القطبية

بدلاً من استخدام علامات النقط التقليدية، غالبًا ما يكون أكثر وضوحًا استخدام H1/H2 لملفات الجهد العالي (البادئ) وX1/X2 لملفات الجهد المنخفض (الثانوي) لتوضيح القطبية:

• H1 و H2: علامات لطرفى ملف البادئ، تشير إلى بداية ونهاية ملف الجهد العالي.

• X1 و X2: العلامات المقابلة لطرفى ملف الثانوي (جانب الجهد المنخفض).

خلال اختبار القطبية، تساعد هذه العلامات على تحديد:

• العلاقة الفورية بين الجهد في ملفي الجهد العالي والجهد المنخفض (على سبيل المثال، H1 و X1 هما "في الطور" إذا كانت القطبية مضافة).

• سواء كان للمحول قطبية مضافة (متسلسلة مساعدة) أو مخصصة (متسلسلة معارضة)، مما يؤثر على كيفية ربط الملفات في الدوائر.

اعتبارات رئيسية

يمكن أن يؤدي الخطأ في القطبية إلى:

• قياسات خاطئة في محولات القياس.

• فشل أجهزة الحماية في العمل.

• تدفق تيار زائد أو ارتفاع درجة الحرارة في المحولات المتوازية.

عن طريق توحيد علامات الأطراف الواضحة (H1/H2 و X1/X2)، يمكن للمهندسين والفنيين ضمان القطبية الصحيحة للمحول، مما يعزز السلامة والموثوقية والكفاءة لأنظمة الطاقة.

قطبية المحول
تعتبر الاتفاقية النقطية (أو تدوين النقط) طريقة قياسية تستخدم لتوضيح قطبية الملفات في المحول.

قطبية المحول واتفاقية النقط

في الشكل A، يتم وضع نقطتين على نفس الجانب من الملفين الرئيسي والثانوي. هذا يشير إلى أن التيار الداخل إلى الطرف المعلّم بنقطة في الملف الرئيسي له نفس الاتجاه كالتيار الخارج من الطرف المعلّم بنقطة في الملف الثانوي. وبالتالي، فإن الجهود عند الأطراف المعلّمة بنقطة تكون في الطور - إذا كان الجهد في النقطة المعلّمة في الملف الرئيسي موجبًا، سيكون الجهد في النقطة المعلّمة في الملف الثانوي أيضًا موجبًا.

في الشكل B، يتم وضع النقاط على جوانب مختلفة من الملفات، مما يشير إلى أن الملفات ملفوفة في اتجاهات معاكسة حول القلب. هنا، الجهود عند الأطراف المعلّمة بنقطة تكون خارج الطور: الجهد الموجب في النقطة المعلّمة في الملف الرئيسي يتوافق مع جهد سالب في النقطة المعلّمة في الملف الثانوي.

القطبية الإضافية مقابل القطبية المخصصة

يمكن تصنيف قطبية المحول بأنها إضافية أو مخصصة. لتحديد نوع القطبية، قم بتوصيل طرف واحد من الملف الرئيسي بطرف واحد من الملف الثانوي وقم بتوصيل مقياس الجهد عبر الأطراف المتبقية لكل من الملفين.

القطبية الإضافية

• قراءة مقياس الجهد: تقيس مجموع الجهد الرئيسي VA والجهد الثانوي VB، ويُشار إليه بـ VC.

• الصيغة: VC = VA + VB.

• تكوين الملف: يتم توجيه الملفات بحيث تعارض فيضاتها المغناطيسية بعضها البعض عندما يتدفق التيار إلى الأطراف المعلّمة بنقطة.

يظهر مخطط الدائرة للقطبية الإضافية في الشكل أدناه.

القطبية المخصصة

في القطبية المخصصة، يقوم مقياس الجهد بقياس الفرق بين الجهد الرئيسي والجهد الثانوي. يُشار إليها بـ VC، ويعبر عن قراءة مقياس الجهد بالمعادلة:

يظهر مخطط الدائرة للقطبية المخصصة في الشكل أدناه.

مخطط دائرة اختبار القطبية

يظهر مخطط دائرة اختبار القطبية في الشكل أدناه.

اختبار القطبية للمحولات

يتم تعيين أطراف الملف الرئيسي كـ A1, A2، وأطراف الملف الثانوي كـ a1, a2. كما هو موضح في الشكل، يتم توصيل مقياس الجهد VA عبر الملف الرئيسي، VB عبر الملف الثانوي، و VC بين الطرف الرئيسي A1 والطرف الثانوي a1.

يتم استخدام محول ذاتي لتوفير مصدر تغذية متناوب متغير للملف الرئيسي. يتم تسجيل جميع قراءات مقاييس الجهد تحت هذا التكوين:

• إذا قرأ مقياس الجهد VC مجموع VA و VB، فإن المحول يظهر قطبية إضافية.

• إذا قرأ VC) الفرق بين VA و VB، فإن المحول يظهر قطبية مخصصة.

اختبار القطبية باستخدام مصدر DC (بطارية)

قد يكون طريقة الجهد المتناوب المذكورة أعلاه غير عملية لتحديد القطبية النسبية للمحولات ذات الملفين. طريقة أكثر ملاءمة تستخدم مصدر DC (بطارية)، ومفتاحًا، ومقياس جهد DC ثابت المغناطيس. يظهر مخطط الاتصال لهذه الطريقة - بما في ذلك القطبية الصحيحة للبطارية - في الشكل أدناه.

يتم توصيل مفتاح في سلسلة مع الملف الرئيسي. عند إغلاق المفتاح، يتم توصيل البطارية بالملف الرئيسي، مما يسمح بتدفق التيار خلاله. هذا يولد ربطًا مغناطيسيًا في كل من الملفين، مما يثير قوة كهربية (EMF) في الملفين الرئيسي والثانوي.

قوة EMF المثارة في الملف الرئيسي لها قطبية موجبة عند الطرف المتصل بالطرف الموجب للبطارية. لتحديد القطبية الثانوية:

• إذا أظهر مقياس الجهد DC المتصل عبر الملف الثانوي قراءة موجبة عند إغلاق المفتاح، فإن الطرف الثانوي المتصل بالمسمار الموجب لمقياس الجهد له نفس القطبية كالطرف الموجب للرئيسي (أي تم تحديد الأطراف المعلّمة بنقطة بشكل صحيح).

• إذا انحرف مقياس الجهد نحو الجانب السالب، فإن الطرف الثانوي المتصل بالمسمار الموجب لمقياس الجهد له قطبية معاكسة للطرف الموجب للرئيسي.