محولات الطاقة 101: التيار الزائد، وتنظيم الجهد، والمزيد

ما هي أنواع محولات الطاقة وما هي مكوناتها الرئيسية؟

تتوفر محولات الطاقة في أنواع مختلفة لتلبية المتطلبات المتغيرة لأنظمة الطاقة. يمكن تصنيفها كأحادية الطور أو ثلاثية الطور بناءً على تكوين الطور؛ ونوع اللب أو نوع الغلاف حسب الترتيب النسبي لللفائف واللب؛ وجافة أو مبردة بالهواء أو بدوام جبار للزيت ومبردة بالهواء أو مبردة بالماء بناءً على طرق التبريد. من حيث عزل نقطة المحايد، يتم تصنيف المحولات كمحمولة العزل بشكل كامل أو جزئي. بالإضافة إلى ذلك، يتم تحديد فئات العزل لللفائف كـ A، E، B، F، و H بناءً على نوع المادة. لكل نوع من أنواع المحولات متطلبات تشغيلية محددة. المكونات الرئيسية لمحول الطاقة تشمل اللب، اللفائف، الأكمام، خزان الزيت، الخزان الاحتياطي (وسادة الزيت)، المبرد، والإكسسوارات المرتبطة.

ما هو التيار الزائد في المحولات وما الذي يسببه؟

يشير التيار الزائد إلى التيار العابر الذي يتدفق في لفائف المحول عند تطبيق الجهد لأول مرة. يحدث هذا عندما يتزامن الفيض المغناطيسي المتبقي في اللب مع الفيض المغناطيسي المنتج بواسطة الجهد المطبق، مما يجعل الفيض الكلي يتجاوز مستوى التشبع لللب. وهذا يؤدي إلى تيار زائد كبير يمكن أن يصل إلى 6-8 أضعاف التيار المقنن. تعتمد شدة التيار الزائد على عوامل مثل زاوية الطور للجهد عند التنشيط، وكمية الفيض المغناطيسي المتبقي في اللب، ومقاومة النظام المصدر. يحدث الذروة القصوى للتيار الزائد عادة عندما يكون الجهد عند نقطة الصفر (التي تتوافق مع الذروة الفيضية). يحتوي التيار الزائد على مكونات تيار مستمر وأгарmonic أعلى ويضمحل مع مرور الوقت بسبب مقاومة الدائرة وإعانتها - عادةً خلال 5-10 ثوانٍ للمحولات الكبيرة وحوالي 0.2 ثانية للأجهزة الأصغر حجمًا.

ما هي طرق تنظيم الجهد في المحولات؟

هناك طريقتان أساسيتان لتنظيم الجهد: التنظيم تحت الحمل (OLTC) والتغيير بدون الحمل (DETC).يسمح التنظيم تحت الحمل بتغيير وضعية التوصيلة بينما يكون المحول مشغلًا ويعمل، مما يمكّن من السيطرة المستمرة على الجهد من خلال تغيير نسبة اللفائف. تتضمن التكوينات الشائعة توصيلة نهاية الخط وتوصيلة نقطة المحايد. تقدم توصيلة نقطة المحايد متطلبات عزل أقل ولكنها تتطلب أن يكون المحايد مثبتًا بشكل صلب أثناء التشغيل.
يتضمن التنظيم بدون الحمل تغيير وضعية التوصيلة فقط عندما يكون المحول غير مشغل أو أثناء الصيانة.

ما هو المحول المحمول العزل بشكل كامل وما هو المحول المحمول العزل بشكل جزئي؟

يتميز المحول المحمول العزل بشكل كامل (المعروف أيضًا باسم المحول المحمول العزل بشكل موحد) بمستويات عزل متسقة طوال اللفائف. على العكس من ذلك، يتميز المحول المحمول العزل بشكل جزئي (أو العزل المدرج) بمستويات عزل مخفضة بالقرب من نقطة المحايد مقارنة بنهايات الخط.

ما هو الاختلاف في مبادئ التشغيل بين محولات الجهد ومحولات التيار؟

تُستخدم محولات الجهد (VTs) بشكل أساسي لقياس الجهد، بينما تُستخدم محولات التيار (CTs) لقياس التيار. تشمل الاختلافات التشغيلية الرئيسية:

• لا يجب أبداً ترك الجانب الثانوي لـ CT مفتوح الدائرة ولكنه يمكن أن يكون مغلق الدائرة. بالعكس، لا يجب أبداً ترك الجانب الثانوي لـ VT مغلق الدائرة ولكنه يمكن أن يكون مفتوح الدائرة.

• يتميز VT بمقاومة أولية منخفضة جداً بالنسبة للحمل الثانوي، مما يجعله يسلك كمصدر جهد. أما CT فيتميز بمقاومة أولية عالية ويقوم بوظيفة مصدر تيار بممانعة داخلية فعالة لا حدود لها.

• في ظروف التشغيل العادية، يعمل VT بثقل مغناطيسي قريب من التشبع، والذي قد ينخفض أثناء أعطال النظام بسبب انخفاض الجهد. أما CT فيعمل بثقل مغناطيسي منخفض تحت ظروف التشغيل العادية. أثناء قصر الدائرة، يمكن أن يدفع التيار الأولي المتزايد اللب إلى التشبع العميق، مما يزيد من أخطاء القياس. لذلك، يُنصح باختيار CTs ذات مقاومة عالية للتشبع.