تلعب المحولات دورًا مهمًا في الهندسة الكهربائية ، حيث تؤدي وظائف التحويل والعزل والقياس والحماية. إحدى المهام الأكثر شيوعًا للأجهزة من هذا النوع هي تنظيم المعلمات الحالية الفردية. على وجه الخصوص ، تعمل محولات الجهد (VT) على تحويل أداء شبكة الطاقة الأولية إلى القيم المثلى ، من وجهة نظر المستهلكين.
التصميم العام للمعدات
الأساس التقني للمحول يتكون من حشوة كهرومغناطيسية توفر العمليات الوظيفية للجهاز. قد تختلف أبعاد الجهاز اعتمادًا على متطلبات حمل الطاقة في الدائرة. في التصميم النموذجي ، يحتوي المحول على أجهزة إدخال وإخراج حالية ، وتقوم عناصر العمل الرئيسية بمهام تحويل الجهد. مجموعة من العوازل والصمامات وجهاز حماية المرحل مسؤولة عن ضمان موثوقية وسلامة العمليات التكنولوجية. في تصميم محول الجهد المنخفض الحديثيتم أيضًا توفير أجهزة استشعار لتسجيل معلمات التشغيل الفردية ، والتي يتم إرسال مؤشراتها إلى لوحة التحكم وتصبح أساس الأوامر إلى السلطات التنظيمية. يتطلب تشغيل المكونات الكهربائية في حد ذاته مصدر طاقة ، وبالتالي ، في بعض التعديلات ، يتم استكمال المحولات بمصادر طاقة مستقلة - مولدات أو بطاريات أو بطاريات.
النوى المحولات
عناصر العمل الرئيسية لـ VT هي ما يسمى النوى (النوى المغناطيسية) والملفات. الأول نوعان - قضيب ودروع. بالنسبة لمعظم المحولات منخفضة التردد حتى 50 هرتز ، يتم استخدام نوى القضبان. في تصنيع الدائرة المغناطيسية ، يتم استخدام معادن خاصة ، تحدد خصائصها خصائص عمل الهيكل ، على سبيل المثال ، أداء وحجم تيار عدم التحميل. يتكون قلب محول الجهد من صفائح رقيقة من السبائك ، معزولة بين طبقات الورنيش والأكسيد. تعتمد درجة تأثير التيارات الدوامة للدائرة المغناطيسية على جودة هذا العزل. يوجد أيضًا نوع خاص من نوى التنضيد ، والتي تشكل هياكل قسم تعسفي ، ولكنها قريبة من الشكل المربع. يتيح لك هذا التكوين إنشاء دوائر مغناطيسية عالمية ، ولكن بها أيضًا نقاط ضعف. لذلك ، هناك حاجة إلى إحكام إحكام اللدائن المعدنية ، لأن أصغر الفجوات تقلل عامل ملء منطقة عمل الملف.
لفات محول الجهد
عادةً ما يتم استخدام ملفين - أساسي وثانوي. هم معزولون عن بعضهم البعض وعن اللب. يتميز المستوى الأول من اللف بعدد كبير من المنعطفات المصنوعة بسلك رفيع. هذا يسمح لها بخدمة شبكات الجهد العالي (حتى 6000-10000 فولت) المطلوبة لاحتياجات التحويل الأساسية. تم تصميم اللف الثانوي للإمداد الموازي لأدوات القياس وأجهزة الترحيل وغيرها من المعدات الكهربائية المساعدة. عند توصيل لف محولات الجهد ، من المهم مراعاة العلامات الموجودة على أطراف الخرج. على سبيل المثال ، يتم توصيل مرحلات اتجاه الطاقة ، والمقاييس المتعددة ، والمقاييس ، ومقاييس الواط ، والمقاييس المختلفة بالملفات من خلال بداية الملف الأولي (التعيين A) ، وخط النهاية (X) ، وبداية الملف الثانوي (a) و نهاية (خ). يمكن أيضًا استخدام ملف إضافي مع بادئات خاصة في التسمية.
تركيب التجهيزات ومرافق التأريض
قد تختلف قائمة العناصر الإضافية والأجهزة الوظيفية حسب نوع المحول وخصائصه. على سبيل المثال ، يتم تزويد الهياكل الزيتية بمؤشر جهد أولي يصل إلى 10 كيلو فولت أو أكثر بتركيبات لملء وتصريف وأخذ عينات من مواد التشحيم التقنية. بالنسبة للزيت ، يتم تزويد الخزان أيضًا بفوهات ومنظمات تتحكم في الإمداد السلس للسوائل إلى المناطق المستهدفة. غالبًا ما تشتمل مجموعات التركيب النموذجية على أقواس ذات مسامير ، وصنابير ، ومكونات مرحل ، وحشيات من الورق المقوى الكهربائي ، وعناصر شفة ، وما إلى ذلك.يتم توفير المحولات بجهد على الملف الأساسي حتى 660 فولت مع مشابك مع تثبيت ملولب من البراغي والمسامير والبراغي بحجم M6. إذا كان مؤشر الجهد أعلى من 660 فولت ، فيجب أن يكون للتركيب الأرضي توصيلات أجهزة بتنسيق لا يقل عن M8.
مبدأ تشغيل TH
يتم تنفيذ الوظائف والعمليات الرئيسية للحث الكهرومغناطيسي بواسطة مجمع يتضمن نواة معدنية مع مجموعة من لوحات المحولات والملفات الأولية والثانوية. ستعتمد جودة الجهاز على دقة الحساب الأساسي للسعة وزاوية التيار. الحث المتبادل بين عدة لفات هو المسؤول عن التحول في المجال الكهرومغناطيسي. يتغير التيار المتردد في محول جهد 220 فولت باستمرار ، ويمر عبر لف واحد. وفقًا لقانون فاراداي ، يتم إحداث قوة دافعة كهربائية مرة واحدة في الثانية. في نظام اللف المغلق ، يتدفق التيار الافتراضي عبر الدائرة ويقترب من قلب المعدن. كلما انخفض الحمل على الملف الثانوي للمحول ، كلما اقترب عامل التحويل الفعلي من القيمة الاسمية. سيعتمد العمل مع توصيل الملف الثانوي بأجهزة القياس بشكل خاص على درجة التحويل ، نظرًا لأن تقلبات الحمل الأصغر ستؤثر على دقة القياسات التي يتم إدخالها في دائرة الجهاز.
أنواع المحولات
اليوم ، الأنواع التالية من TN هي الأكثر شيوعًا:
- محول Cascade - جهاز يتم فيه تقسيم الملف الأساسي إلى عدة أقسام متتالية ، وتكون لفات التسوية والتوصيل مسؤولة عن نقل الطاقة بينهما.
- VT المؤرض - تصميمات أحادية الطور ، يتم فيها تأريض أحد طرفي الملف الأولي بإحكام. يمكن أن تكون أيضًا محولات جهد ثلاثية الطور مع محايد مؤرض من اللف الأساسي.
- Unearthed VT - جهاز مع عزل كامل للملف مع التركيبات المجاورة.
- VT ثنائي الملف - محولات ذات ملف ثانوي واحد.
- ثلاث لفات VTs هي محولات ، بالإضافة إلى اللف الأساسي ، لها أيضًا ملفات رئيسية وثانوية إضافية.
- VT بالسعة - تصميمات تتميز بوجود فواصل سعوية.
ميزات VTs الإلكترونية
وفقًا للمؤشرات المترولوجية الرئيسية ، فإن هذا النوع من المحولات يختلف قليلاً عن الأجهزة الكهربائية. هذا يرجع إلى حقيقة أنه في كلتا الحالتين يتم استخدام قناة التحويل التقليدية. تتمثل السمات الرئيسية للمحولات الإلكترونية في عدم وجود عزل عالي الجهد ، مما يساهم في النهاية في زيادة التأثير التقني والاقتصادي من تشغيل الجهاز. في شبكات الجهد العالي ذات الجهد الأساسي لمحول جهد يصل إلى 660 فولت ، يتم توصيل المحول بالشبكة المركزية بطريقة كلفانية. يتم إرسال المعلومات حول التيار المقاس بإمكانية عالية ، كما هو الحال مع المحول التناظري إلى الرقمي بإخراج ضوئي. لكنأبعاد النماذج الإلكترونية ووزنها صغيرة جدًا بحيث تجعل من الممكن تركيب وحدات محولات في البنية التحتية للحافلات السلكية عالية الجهد حتى بدون توصيل عوازل إضافية وأجهزة التثبيت.
مواصفات المحولات
القيمة الفنية والتشغيلية الرئيسية هي الجهد المحتمل. في اللف الأساسي ، يمكن أن تصل إلى 100 كيلو فولت ، ولكن هذا ينطبق في معظم الأحيان على المحطات الصناعية كبيرة الحجم التي تحتوي على العديد من وحدات التحويل. كقاعدة عامة ، لا يتم دعم أكثر من 10 كيلو فولت على الملف الأساسي. يعمل محول الجهد لشبكات أحادية الطور مع محايد مؤرض عند 100 فولت على الإطلاق.أما بالنسبة للملف الثانوي ، فإن مؤشرات الجهد الاسمية الخاصة به هي 24-45 فولت في المتوسط. مرة أخرى ، يتم صيانة أجهزة قياس الطاقة المنخفضة على هذه الدوائر ، والتي لا تتطلب حمولة طاقة عالية. ومع ذلك ، فإن اللفات الثانوية لها أحيانًا إمكانات عالية تزيد عن 100 فولت في شبكات ثلاثية الطور. أيضًا ، عند تقييم خصائص المحولات ، من المهم مراعاة فئة الدقة - هذه قيم من 0 ، 1 إلى 3 ، والتي تحدد درجة الانحراف في تحويل المؤشرات الكهربائية المستهدفة.
تأثير الإرهاب
غالبًا ما تتعرض الأجهزة الكهرومغناطيسية لأنواع مختلفة من التأثيرات السلبية والأضرار المرتبطة بانتهاكات العزل. واحدة من أكثر عمليات تدمير اللفات شيوعًا هي اضطراب الإرهاب. يسبب تلفًا ميكانيكيًا وسخونة زائدة.اللفات. السبب الرئيسي لهذه الظاهرة يسمى اللاخطية للمحاثة ، والتي تحدث في حالات الاستجابة غير المستقرة للدائرة المغناطيسية للمجال المغناطيسي المحيط. لحماية محولات الجهد من تأثيرات الرنين الفاسد ، من الممكن اتخاذ تدابير خارجية ، بما في ذلك إدراج سعات ومقاومات إضافية في الجهاز المحول. في الأنظمة الإلكترونية ، يمكن أيضًا التقليل من إمكانية الاستقراء غير الخطي عن طريق برمجة تسلسل إيقاف تشغيل المعدات.
استخدام المعدات
تشغيل أجهزة المحولات التي تحول الجهد تحكمها قواعد استخدام الهندسة الكهربائية. مع الأخذ في الاعتبار قيم التشغيل المثلى ، يقوم المتخصصون بإدخال المحطات الفرعية في البنية التحتية للإمداد للمنشأة المستهدفة. تسمح الوظائف الرئيسية للأنظمة بخدمة المباني والمؤسسات بمحطات طاقة قوية ، والجهد الثانوي للمحول حتى 100 فولت يتحكم في الحمل للمستهلكين الأقل تطلبًا مثل العدادات والأجهزة المترولوجية. اعتمادًا على المعلمات الفنية والهيكلية ، يمكن استخدام HP في الصناعة وفي صناعة البناء وفي المنازل. في كل حالة ، توفر المحولات التحكم في الطاقة الكهربائية عن طريق تعديل معدلات طاقة الإدخال لتتناسب مع المتطلبات المقدرة لموقع معين.
الخلاصة
توفر المحولات الكهرومغناطيسية قديمة نوعًا ما ، ولكنها مطلوبة حتى يومنا هذامبدأ تنظيم الطاقة في الدوائر الكهربائية. يرتبط تقادم هذا الجهاز بتصميم الجهاز ووظائفه. ومع ذلك ، فإن هذا لا يمنع استخدام محولات التيار والجهد لمهام إدارة الطاقة الحرجة في المؤسسات الكبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكن القول أن المحولات من هذا النوع لا تخضع للتحسينات على الإطلاق. على الرغم من أن المبادئ الأساسية للتشغيل وحتى التنفيذ الفني ككل لا تزال كما هي ، فقد عمل المهندسون مؤخرًا بنشاط على أنظمة الحماية والتحكم. ونتيجة لذلك فإن هذا يؤثر على سلامة وموثوقية ودقة المحولات.
