طرق حماية المحولات الكهربائية

يجب حماية طرق ومعدات ودوائر حماية المحولات في محطة فرعية لتقليل الضرر الناجم عن التيارات غير الطبيعية والجهد الزائد.

جميع المعدات المثبتة في نظام الطاقة لها تصنيفات موحدة لتحمل الجهد القصير وتيارات التردد القصيرة. تابع موقع ترينداتة لمعرفة المزيد حول طرق حماية المحولات الكهربائية.

ما هو المحول الكهربائي؟

المحول هو جهاز كهربائي سلبي ينقل الطاقة الكهربائية من دائرة إلى أخرى أو دوائر متعددة.

يخلق التيار المتغير في أي ملف من المحولات تدفقًا مغناطيسيًا متغيرًا في قلب المحول.

ينتج عن هذا القوة الكهربائية المتغيرة عبر جميع الملفات الأخرى الملتفة حول نفس النواة.

يمكن أيضًا نقل الطاقة الكهربائية بين ملفات منفصلة بدون اتصال معدني (موصل) بين الدائرتين.

4 قانون فاراداي للحث ، الذي اكتشف عام 1831 ، يصف تأثير الجهد المستحث في ملف بسبب التغير في التدفق المغناطيسي المحيط بالملف.

راجع أيضًا: استخدام الكهرباء بأمان

استخدام المحولات الكهربائية

للمحولات الكهربائية تطبيقات عديدة منها:

• تستخدم المحولات بشكل شائع لزيادة جهد التيار المتردد المنخفض عند التيار العالي (محول تصعيد).
• تخفيض جهد التيار المتردد المرتفع عند التيار المنخفض (محول التنحي) في تطبيقات الطاقة الكهربائية.
• يمكن أيضًا استخدام المحولات للعزل ، حيث يكون الجهد مساويًا لجهد الخرج ، حيث لا يتم توصيل اللفات المنفصلة كهربائيًا ببعضها البعض.
• وكذلك لتوصيل مراحل دوائر معالجة الإشارات.

منذ اختراع أول محول جهد ثابت في عام 1885 ، أصبحت المحولات ضرورية للنقل والتوزيع.

واستخدام الطاقة الكهربائية بالتيار المتردد ، ومجموعة متنوعة من تصميمات المحولات موجودة في تطبيقات الطاقة الكهربائية والإلكترونية.

يتراوح حجم المحولات من محولات عالية التردد أقل من سنتيمتر مكعب واحد إلى وحدات بمئات الأطنان تستخدم لتوصيل شبكة الطاقة.

حماية المحولات

يجب أن يكون نظام الحماية انتقائيًا ، نظرًا لأن الانتقائية تعني أنه يجب إصلاح أي خطأ بواسطة جهاز فصل التيار (قاطع الدائرة أو المصهر) الأقرب إلى الخطأ.

حتى إذا تم اكتشاف الخطأ بواسطة أجهزة حماية أخرى مرتبطة بأجهزة مقاطعة أخرى.

كمثال لدائرة كهربائية قصيرة على الجانب الثانوي لمحول طاقة ، يجب إيقاف تشغيل قاطع الدائرة المثبت على الجانب الثانوي فقط.

يجب أن يظل قاطع الدائرة المثبت على الجانب الأساسي مغلقًا ، وفي حالة وجود محول محمي بالجهد المتوسط ​​، يجب ألا تنفجر الصمامات.

عادة ما يكونان جهازين رئيسيين يمكنهما مقاطعة التيارات الخاطئة وقواطع الدائرة والصمامات.

يجب توصيل قواطع الدائرة هذه بترحيل وقائي له ثلاث وظائف رئيسية ، وهي:

• قياس التيارات.
• اكتشاف الخطأ.
• الانبعاث هو أمر رحلة لقاطع الدائرة.
• تنفجر الصمامات في ظل ظروف خطأ معينة.

الأحمال من إمدادات المحولات وإمدادات الطاقة

هناك نوعان من الفولتية الزائدة التي يمكن أن تضغط على المحول بل وتدمره:

• مانع للجهد المتولد عن سقوط البرق على خط علوي أو بالقرب منه يعمل على تحقيق الاستقرار في مكان تركيب المحول.
• التبديل على الفولتية ض. ب. ناتج عن فتح قاطع دارة أو مفتاح فاصل حمل.

اعتمادًا على التطبيق ، قد يكون من الضروري توفير الحماية ضد كلا النوعين من الجهد الزائد.

غالبًا ما يتم تأمينها بواسطة مثبطات ZnO ، والتي يفضل توصيلها بجلبة MV للمحول.

الإجهاد الناجم عن التحميل الزائد للمحولات

يحدث الحمل الزائد للمحولات دائمًا بسبب زيادة الطاقة الظاهرة (kVA) المطلوبة للتركيب.

يمكن أن تكون هذه الزيادة في الطلب إما بسبب التزامن التدريجي للأحمال أو إلى توسع المصنع نفسه.

إن تأثير أي حمل زائد هو زيادة درجة حرارة الزيت ولفائف المحولات مع تقليل عمره الافتراضي.

المحول محمي من الحمل الزائد بواسطة حماية خاصة تسمى عادة مرحل الحمل الزائد الحراري.

هذا النوع من الحماية يحاكي درجة حرارة لفائف المحولات ، وتعتمد المحاكاة على قياس التيار وثابت الوقت الحراري للمحول.

بعض المرحلات قادرة على حساب تأثير التوافقيات الحالية بسبب الأحمال غير الخطية.

مثل المقومات وأجهزة الكمبيوتر ومحولات التردد وما إلى ذلك.

هذا النوع من الترحيل قادر أيضًا على تقييم الوقت المتبقي قبل رحلات النظام والتأخير الزمني قبل تشغيل المحول مرة أخرى.

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 وإبلاغ موظفي الصيانة.
• أيضا ارتفاع اغلاق المحول.

اقرأ أيضًا: الصناعات التحويلية وأنواعها

الاضطرابات الداخلية في المحولات المملوءة بالزيت

في المحولات المملوءة بالزيت ، يمكن تصنيف الأعطال الداخلية على النحو التالي:

العيوب التي ينتج عنها إنتاج الغاز وهي بشكل أساسي:

• أقواس دقيقة بسبب عيوب أولية في عزل اللف.
• التحلل البطيء لمواد العزل.
• ماس كهربائى بين المنعطفات.

العيوب التي تخلق ضغطًا داخليًا عبر الفولتية عند مستوى عالٍ من التيارات الفوقية للخط:

• تتطور إلى ماس كهربائى.
• كما تطورت لمرحلة قصيرة.
• يمكن أن تكون هذه الأخطاء نتيجة البرق الخارجي أو تبديل الجهد.

اعتمادًا على نوع المحول ، هناك 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 من ارتفاع درجة الحرارة بسبب الأحمال الزائدة المحتملة في اتجاه التيار بواسطة مستشعرات حرارية خاصة لمراقبة التتابع مدمجة في لفات المحولات.

يتم التخلص من الأعطال الداخلية ، خاصة بين المنعطفات والأعطال الأرضية التي تحدث في المحولات من النوع الجاف.

إما بواسطة قاطع دارة أو فتيل مثبت على الجانب الأساسي من المحول ،

يتم أيضًا ترتيب قواطع الدائرة ، في حالة استخدامها ، بعد الحماية من التيار الزائد من الطور إلى الطور ومن المرحلة إلى الأرض.

تتطلب الأخطاء البينية اهتمامًا خاصًا

• عادة ما يولد تيارات خط متواضعة ، على سبيل المثال ب. إذا كانت 5٪ من لفات الجهد العالي ذات دائرة قصر ، فإن تيار الخط للمحول لا يتجاوز 2 In ، مع وجود دائرة قصر تؤثر على 10٪ من تيار اللف ، يكون الخط محدودًا بمقدار 3 بوصات.
• الصمامات ليست مناسبة لغسل مثل هذه التيارات.
• محولات النوع الجاف غير مجهزة بأجهزة حماية إضافية مثل DGPT المصممة لاكتشاف الأعطال الداخلية.

لذلك ، قد لا تتم إزالة الأعطال الداخلية التي تولد تيارات زائدة صغيرة على الخطوط بأمان بواسطة الصمامات.

يُفضل الحماية بواسطة المرحلات الحالية ذات الخصائص والإعدادات المناسبة (مثل مرحلات شنايدر إلكتريك VIP).

الانتقائية بين أجهزة الحماية المنبع والمصب

من الممارسات الشائعة ضمان الانتقائية بين قاطع الدائرة MV أو المصهر المثبت على الجانب الأساسي من المحول وقاطع الدائرة الجهد المنخفض.

يجب أن تكون خصائص الحماية التي تتطلب التعثر أو قواطع الدائرة MV أو منحنيات استجابة الصمامات في الخدمة هي نفسها في حالة تيار العطل.

يعمل قاطع الدائرة الكهربائية ذات الجهد المنخفض فقط ويجب أن يظل قاطع الدائرة MV مغلقًا أو يجب ألا ينفجر المصهر.

يتم تمثيل منحنيات بدء تشغيل الصمامات MV وقواطع الدائرة MV وقواطع الدائرة ذات الجهد المنخفض من خلال الرسوم البيانية التي توضح وقت التشغيل كدالة للتيار.

المنحنيات قابلة للانعكاس ، وتتميز قواطع الدائرة ذات الجهد المنخفض بفواصل مفاجئة تحدد حدود الحركة اللحظية.

قد تكون مهتمًا أيضًا بـ: معلومات حول الهندسة الكهربائية

ومع ذلك ، في النهاية ، أصبحت مرحلات الحماية الحديثة الآن خالية من الصيانة تقريبًا لأنها تتمتع بقدرات الاختبار الذاتي. نأمل أن تكون قد وجدت هذا المقال مفيدًا ، ولمزيد من الموضوعات قم بزيارة مقلا!