ما هي الاختبارات الروتينية لمحولات الجهد الخارجية
1. المقدمة
تعتبر محولات الجهد الخارجية معدات أساسية لضمان سلامة الأجهزة الكهربائية. يتطلب الأمر تحليل اختبار علمي وشامل لتجنب المخاطر وخسائر الممتلكات الناجمة عن التشغيل غير الصحيح. يمكن للتحليل الاختباري أن يوجه صياغة استراتيجيات التشغيل والاحتياطات، ويضمن التشغيل المستقر للمعدات، ويحقق أقصى استفادة اقتصادية واجتماعية.
2. مفهوم محولات الجهد الخارجية
محولة الجهد الخارجية هي في الأساس محولة خفض الجهد خارجية، وظيفتها الأساسية عزل الكهرباء ذات الجهد العالي:
2.1 طرق الاختبار ومبدأ العمل
غالباً ما يتم استخدام طريقة الاتصال العكسي لاختبار محولات الجهد الخارجية. تقوم طريقة الاتصال العكسي بتحديد ظل الزاوية الخسارية للمادة العازلة للأجزاء الثلاثة التالية:
2.2 تحليل العيوب لطريقة الاتصال العكسي
لدى طريقة الاتصال العكسي ثلاثة نواقص:
بالضبط، محولات الجهد ومحولات الطاقة لها نفس مبدأ العمل تقريبًا. تتكون بنية أساسية من ثلاثة أجزاء: القلب الحديدية، اللفة الأولية، واللفة الثانوية. وظيفة محول الطاقة الرئيسية هي نقل الطاقة الكهربائية، لذا يكون عادةً بسعة كبيرة. وظيفة محول الجهد الرئيسية هي تحويل الجهد، وضمان تزويد الأجهزة القياسية وأجهزة حماية الربط بالطاقة، وقياس الجهد والقوة والطاقة الكهربائية في الدوائر. يجب ملاحظة أن محولات الجهد يمكنها أيضًا تحليل ومراقبة أعطال الخط. هذه العوامل تحدد أن محولات الجهد الخارجية تكون بسعات نسبية صغيرة. عادةً ما تعمل محولات الجهد الخارجية تحت ظروف عدم الحمل. يتم عرض مخطط تحليل مبدأ العمل لمحول الجهد في الشكل 1.
كما يظهر في الرسم البياني، تكون اللفة ذات الجهد العالي في محول الجهد متوازية مع الدوائر الأخرى ذات الصلة في الدائرة الأولية. الجهد الثانوي متناسب مع الجهد الأولي ويعكس قيمته. نسبة الجهود المقدرة لللفتين الأولية والثانوية هي نسبة التحويل المقدرة، عادةً \(K_n = U_1/U_2\). بالإضافة إلى ذلك، تكون اللفة الأولية متوازية في الدائرة الأولية، لذا لا يمكن قصر الدائرة الثانوية - حيث أن القصر سيولد تيارًا قويًا، مما يؤدي إلى تلف المحول وقد يؤدي إلى شلل الخط في الحالات الشديدة. وبالمثل، أثناء اختبارات محولات الجهد الخارجية، لتجنب زيادة الجهد العالي أو المنخفض بشكل مفرط، يجب تأريض اللفة الثانوية والقلب والحالة. هذا يضمن سلامة المحول والمعدات الخارجية حتى في حالة حدوث حوادث.
3. تصنيف محولات الجهد الخارجية
تصنيفها حسب مبدأ عمل محولات الجهد: محولات الجهد الكهرومغناطيسية ومحولات الجهد الكهربائية.
تصنيفها حسب خصائص الظروف الخارجية المحددة: محولات الجهد الخارجية التقليدية ومحولات الجهد الخارجية الخاصة.
تصنيفها حسب عدد مراحل محولات الجهد: النوع أحادي المرحلة والنوع ثلاثي المرحلة. عموماً، يشير محول الجهد أحادي المرحلة إلى واحد يمكن تصنيعه لأي مستوى جهد ويمكنه أداء التحويل حسب الحاجة تحت ظروف مختلفة لضمان جميع التغييرات اللازمة؛ بينما محول الجهد ثلاثي المرحلة محدود بمستوى الجهد 10 كيلوفولت وما دون. رغم أن هذا النوع من محولات الجهد له بعض القيود إلى حد كبير، فإنه مناسب نسبياً لتنفيذ قيمته ودوره في حالات محددة.
تصنيفها حسب عدد اللفات في محولات الجهد: النوع ثنائي اللفة المركب والنوع ثلاثي اللفة المركب.
تصنيفها حسب هيكل العزل: النوع الجاف والنوع المصبوب بالنسيج والنوع الممتلئ بالغاز والنوع المغمور بالزيت. بالطبع، فيما يتعلق بما نوع محول الجهد الخارجي يجب استخدامه، من الضروري النظر في بيئة العمل والخصائص الفعلية لمحول الجهد بأكمله للتحليل المحدد.
4. تحليل طرق التوصيل لمحولات الجهد الخارجية في الاختبارات الروتينية
في اختبار محولات الجهد الخارجية بأكمله، تعتبر طريقة التوصيل رابطاً مهماً ورئيسياً في المحول بأكمله، ونحتاج إلى تحليلها لضمان سلامة واستقرار الاختبار بأكمله.
4.1 التوصيل بسلك واحد
هي طريقة توصيل تستخدم محول جهد أحادي المرحلة لقياس الجهد لمرحلة معينة إلى الأرض أو الجهد بين المراحل. طريقة توصيل هذا المحول تستخدم بشكل أساسي للدوائر ثلاثية المراحل المتماثلة نسبياً.
4.2 طريقة التوصيل V-V
ما يُعرف بطريقة التوصيل V-V يشير إلى ربط محولين أحاديين المرحلة في بنية غير كاملة. يمكن استخدام طريقة التوصيل هذه لقياس الجهد بين المراحل بشكل أفضل، لكن لديها أيضاً عيب وهو أنها لا يمكنها قياس الجهد إلى الأرض. بشكل أكثر وضوحًا، يتم استخدامها على نطاق واسع في شبكات الطاقة ذات الجهد 20 كيلوفولت وما دون حيث نقطة المحايدة ليست مترابطة أو مترابطة عبر ملف القمع.
4.3 التوصيل Y0-Y0
هذه طريقة التوصيل تربط الجانبين الأولي والثاني لمحول أحادي المرحلة في نوع Y0. لطريقة التوصيل هذه ميزة كبيرة وهي أنها يمكن أن توفر الطاقة لأجهزة القياس والربط التي تحتاج إلى الجهد ولأجهزة مراقبة العزل التي تحتاج إلى الجهد الفاصل. عادةً ما يتم استخدام هذه طريقة التوصيل فقط في الأنظمة أدناه 35 كيلوفولت.
5 تحليل الاحتياطات أثناء اختبارات محولات الجهد الخارجية الروتينية
خلال عملية الاختبار، قبل الاختبار الرسمي لمحول الجهد، يتطلب الأمر معالجة واختبار قطبية ومقاومة العزل لمحول الجهد بطريقة علمية. هذا لضمان أن محول الجهد لن يتكبد خسائر غير ضرورية بسبب العوامل الخارجية أثناء الاختبار.
يجب أن يكون التوصيل لمحول الجهد الخارجي صحيحًا. خاصة، يجب ملاحظة أن اللفة الأولية والدارة تحت الاختبار تحتاج إلى الاتصال بالتوازي، وأن اللفة الثانوية واللفات الجهدية للأجهزة القياسية وأجهزة الحماية المرتبطة يجب أن تكون متصلة بالتوازي. كما يجب ملاحظة ضمان صحة القطبية في الوقت نفسه.
خلال الاختبار، يجب ألا يتجاوز الحمل على الجانب الثاني لمحول الجهد قدرته المقدرة تحت الظروف العادية. إذا تجاوز ذلك، سيؤدي إلى خطأ كبير في البيانات للمحول بأكمله، وعدم الحصول على القيم الطبيعية المطلوبة.
لا يُسمح بتقصير الجانب الثاني لمحول الجهد. هذا لأن المقاومة الداخلية لمحول الجهد صغيرة جداً. إذا تم تقصير الدائرة، سيتم إنتاج تيار كبير، مما سيسبب ضرراً كبيراً للمعدات الكاملة لمحول الجهد. في الحالات الشديدة، قد يهدد حتى سلامة الموظفين الذين يقومون بالاختبار. بالإضافة إلى ذلك، إذا كان ممكناً، يجب تركيب معدات حماية ومراقبة معينة على الجانب الأولي لضمان استقرار النظام الكامل للاختبار وتجنب الحالات غير الضرورية.
لضمان قياس الاختبارات ذات الصلة وسلامة الأشخاص المعنيين بالتجربة، يجب تأريض اللفة الثانية في نقطة واحدة خلال التجربة. ميزة هذا هي أنه حتى لو حدث تلف في العزل، يمكنه ضمان سلامة الممتلكات والأفراد بشكل جيد.
6 الخاتمة
من خلال تحليل الاختبار لمحولات الجهد الخارجية، تم وضع طرق اختبار واحتياطات كاملة وعلمية. حقاً، لضمان تقدم الاختبار بأكمله بشكل طبيعي، وحماية سلامة المعدات والأفراد، وتوفير أساس موثوق به لتطبيق محولات الجهد الخارجية في مجال التزويد بالكهرباء لتحقيق قيمتها القصوى.
