يجب حماية طرق حماية المحولات والمعدات والدوائر الكهربائية في محطة فرعية لتقليل الضرر الناجم عن التيارات غير الطبيعية والجهد الزائد.
جميع المعدات المثبتة في نظام الطاقة الكهربائية لديها تصنيفات موحدة لتحمل الجهد القصير الحالي والتردد القصير، اتبع موقع محمود حسونةة للتعرف على طرق حماية المحولات الكهربائية.
ما هو المحول الكهربائي؟
المحول هو جهاز كهربائي سلبي ينقل الطاقة الكهربائية من دائرة كهربائية إلى أخرى، أو دوائر متعددة.
ينتج التيار المتغير في أي ملف من المحولات تدفقًا مغناطيسيًا متغيرًا في قلب المحول.
مما ينتج عنه قوة كهربائية متغيرة مع أي ملفات أخرى ملفوفة حول نفس النواة.
يمكن أيضًا نقل الطاقة الكهربائية بين ملفات منفصلة بدون اتصال معدني (موصل) بين الدائرتين.
4 قانون فاراداي للحث، المكتشف في عام 1831، يصف تأثير الجهد المستحث على الملف بسبب التغيير في التدفق المغناطيسي المحيط بالملف.
راجع أيضًا: كيفية استخدام الكهرباء بأمان
استخدام المحولات الكهربائية
للمحولات الكهربائية استخدامات عديدة منها:
- تستخدم المحولات عادة لزيادة جهد التيار المتردد المنخفض إلى تيار مرتفع (محول تصعيد).
- تخفيض جهد التيار المتردد العالي إلى تيار منخفض (محول تنحي) في التطبيقات الكهربائية.
- يمكن أيضًا استخدام المحولات للعزل، حيث يكون الجهد مساويًا لجهد الخرج، مع ملفات منفصلة غير متصلة كهربائيًا ببعضها البعض.
- وكذلك ربط مراحل دوائر معالجة الإشارات.
منذ اختراع أول محول جهد ثابت في عام 1885، أصبحت المحولات لا غنى عنها للنقل والتوزيع.
واستخدام الطاقة الكهربائية المتناوبة، وهناك مجموعة متنوعة من تصميمات المحولات مصادفة في تطبيقات الطاقة الكهربائية والإلكترونية.
تختلف المحولات في الحجم من محولات التردد اللاسلكي التي تقل عن سنتيمتر مكعب واحد، إلى مئات الأطنان من الوحدات المستخدمة للاتصال بشبكة الطاقة.
حماية المحولات
يجب اختيار نظام الحماية، لأن الاختيار يعني أنه يجب إزالة أي خطأ، من خلال جهاز الحد الحالي (قاطع الدائرة أو المصهر)، وهو الأقرب إلى الخطأ.
حتى إذا تم العثور على الخطأ في وسائل الحماية الأخرى، والتي تتفاعل مع أجهزة أخرى متداخلة.
كمثال لدائرة كهربائية قصيرة تحدث في الجانب الثانوي لمحول طاقة، يجب قطع قاطع الدائرة المثبت في الثانوية فقط.
يجب أن يظل قاطع الدائرة المثبت على الجانب الأساسي مغلقًا، وبالنسبة للمحولات المحمية MV، يجب ألا تنفجر الصمامات.
عادة ما يكون هذان جهازان رئيسيان قادران على مقاطعة تيارات الأعطال، قواطع الدائرة والصمامات.
يجب أن ترتبط قواطع الدائرة هذه بمرحل حماية له ثلاث وظائف رئيسية، وهي:
- قياس التيارات.
- التحقق من الخطأ.
- الانبعاث هو ترتيب التعثر للقاطع.
- تنفجر الصمامات في ظل ظروف خطأ معينة.
الإجهاد بسبب العرض والتغذية المحولات
هناك نوعان من الفولتية الزائدة التي يمكن أن تضغط على المحولات وتدميره:
- مانع للجهد الناتج عن الصواعق أو السقوط على أو بالقرب من خط علوي يوفر الاستقرار، حيث يتم تثبيت المحول.
- تبديل الفولتية بسبب فتح قاطع الدائرة أو مفتاح كسر الحمل على سبيل المثال.
اعتمادًا على التطبيق، قد يكون من الضروري توفير الحماية ضد هذين النوعين من ارتفاعات الجهد.
يتم ضمان ذلك غالبًا بواسطة مثبطات ZnO، والتي يفضل توصيلها بجلبة MV للمحول.
الإجهاد بسبب الحمل الزائد للمحولات
يرجع الحمل الزائد للمحولات دائمًا تقريبًا إلى الزيادة الواضحة في الطلب على الكهرباء (kVA) للتركيب.
قد تكون هذه الزيادة في الطلب نتيجة للتزامن التدريجي للأحمال أو التوسع في التثبيت نفسه.
إن تأثير أي حمل زائد هو زيادة درجة حرارة الزيت ولفائف المحولات مع تقليل عمره.
المحول محمي ضد الحمل الزائد عن طريق حماية مخصصة، تسمى عادةً مرحل الحمل الزائد الحراري.
هذا النوع من الحماية يحاكي درجة حرارة لفات المحولات، وتعتمد المحاكاة على قياس التيار وثابت الوقت الحراري للمحول.
يمكن لبعض المرحلات أن تأخذ في الاعتبار تأثير التوافقيات الحالية، بسبب الأحمال غير الخطية.
مثل المقومات وأجهزة الكمبيوتر ومحركات الأقراص متغيرة السرعة وما إلى ذلك.
هذا النوع من الترحيل قادر أيضًا على تقييم الوقت المتبقي قبل رحلات النظام، والتأخير الزمني قبل إعادة تنشيط المحول.
بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز المحولات المملوءة بالزيت بثرموستات للتحكم في درجة حرارة الزيت.
تستخدم المحولات من النوع الجاف أيضًا مستشعرات حرارية مدمجة في الجزء الأكثر سخونة من عزل اللفات.
يوفر كل من هذه الأجهزة (مرحل حراري، ترموستات، حساسات درجة الحرارة) مستويين من الكشف، وهما:
- يستخدم المستوى المنخفض لتوليد إنذار، لتقديم المشورة لموظفي الصيانة.
- أيضا مستوى عال من إلغاء تنشيط المحول.
اقرأ أيضا: الصناعات التحويلية وأنواعها
الأعطال الداخلية في المحولات المملوءة بالزيت
في المحولات المملوءة بالزيت، يمكن تصنيف الأعطال الداخلية إلى:
عادةً ما تكون العيوب التي ينتج عنها إنتاج الغاز:
- أقواس خطرة بسبب عيوب أولية في عزل اللف.
- تسوس بطيء لمواد العزل.
- إنتر يتحول ماس كهربائى.
العيوب التي تخلق ضغطًا داخليًا فوق الضغوط عند مستويات عالية على طول خط التيارات:
- تقدم إلى ماس كهربائى.
- كما تطورت في فترة قصيرة.
- يمكن أن تكون هذه الأخطاء نتيجة البرق الخارجي أو تبديل الجهد.
اعتمادًا على نوع المحول، يوجد نوعان من الأجهزة التي يمكنها اكتشاف الأعطال الداخلية التي تؤثر على المحولات المملوءة بالزيت.
الحمولات الزائدة والعيوب الداخلية في المحولات الجافة
المحولات من النوع الجاف محمية ضد ارتفاع درجة الحرارة بسبب الأحمال الزائدة المحتملة، من خلال مراقبة الترحيل المخصصة لأجهزة الاستشعار الحرارية المثبتة في لفات المحولات.
يتم تنظيف الأعطال الداخلية، عادة بين المنعطفات، والدوائر القصيرة على الأرض، والتي تحدث داخل محولات من النوع الجاف.
إما من خلال قاطع دارة أو فتيل مثبت في الجزء الرئيسي من المحول،
قواطع الدائرة، في حالة استخدامها، يتم ترتيبها أيضًا حسب الطور إلى الطور والمرحلة إلى الأرض على الحماية الحالية.
تتطلب أخطاء Inter Turn اهتمامًا خاصًا
- عادة ما تنتج تيارات خط معتدلة، على سبيل المثال إذا كانت 5 ٪ من لفات الجهد العالي قصيرة الدائرة، لا يتجاوز تيار الخط للمحول 2 سا، لدائرة قصيرة تؤثر على 10 ٪ في تيار اللف، خط الخط يقتصر على حوالي 3 في.
- الصمامات ليست مناسبة للتنظيف، فهذه التيارات صحيحة.
- محولات النوع الجاف غير مجهزة بأجهزة حماية إضافية، مثل DGPT، المصممة لاكتشاف الأعطال الداخلية.
لذلك، قد لا يتم التقاط الأعطال الداخلية، التي تولد مستويات منخفضة من تيار سطح الخط، بأمان بواسطة الصمامات.
يُفضل توفير الحماية عن طريق المرحل الحالي ذي الخصائص والإعدادات المناسبة (مثل نطاق ترحيل شنايدر إلكتريك VIP).
اختر بين أجهزة الحماية المنبع والمصب
من الممارسات الشائعة ضمان الانتقائية بين قاطع الدائرة MV أو المصهر المثبت، على الجزء الرئيسي من المحول وقاطع الدائرة الكهربائية ذات الجهد المنخفض.
يجب أن تكون خصائص الحماية التي تتطلب التعثر أو قواطع الدائرة MV أو منحنيات تشغيل الصمامات عند استخدامها هي نفسها في حالة حدوث عطل في التيار.
سوف يتحرك قاطع الدائرة الكهربائية ذات الجهد المنخفض فقط، ويجب أن يظل قاطع الدائرة الكهربائية متوسطة الجهد مغلقًا أو يجب ألا ينفجر المصهر.
منحنيات بدء الصمامات MV، وحماية MV و قواطع الدائرة الكهربائية ذات الجهد المنخفض تُعطى بواسطة الرسوم البيانية التي تعطي وقت التشغيل كدالة للتيار.
المنحنيات قابلة للانعكاس، وتتميز الفولتية المنخفضة لقاطع الدائرة بالانقطاعات المفاجئة التي تشير إلى حدود العمل السريع.
قد تكون مهتمًا أيضًا بـ: معلومات حول الهندسة الكهربائية
أخيرًا، ومع ذلك، فإن مرحلات الحماية الحديثة اليوم خالية من الصيانة تقريبًا، حيث تتضمن ميزات الاختبار الذاتي. نتمنى أن يساعدك المقال، ولمزيد من المواضيع زور مقلا!