انواع المحولات الكهربيبة

أنواع المحولات:

محول رافع : محول يرفع القوةالدافعة المترددة ويكون فيه عدد لفات الملف الثانوي أكبر من عدد لفات الملفالابتدائي.
محول خافض : محول يقوم بتحويل قوة دافعة مترددة كبيرة إلى قوة دافعةمترددة صغيرة ويكون فيه عدد لفات الملف الابتدائي أكبر من عدد لفات الملف الثانوي.
ملاحظة : المحول الرافع للجهد خافض للتيار والعكس صحيح.
الطاقة المفقودة فيالمحول وكيفية الحد منها
1- طرق الحد من فقد الطاقة
2- أسباب فقد الطاقة

-
للحد من الفقد بسبب المقاومة تصنع الملفات من النحاس الذي له مقاومةنوعية منخفضة.
- جزء من الطاقة الكهربائية يتحول إلى طاقة حرارية بسبب مقاومةالأسلاك.
- يصنع القلب الحديدي من شرائح رقيقة من الحديد المطاوع السليكونيمعزولة عن بعضها للحد من التيارات الدوامية. جزء يفقد بسبب التيارات الدواميةالمتولدة في القلب الحديدي.
- يوضع الملف الابتدائي داخل الملف الثانوي ويعزلعنه.
- تسرب جزء من خطوط الفيض خارج القلب الحديدي فلا تقطع الملف الثانوي,
للحد من الفقد يصنع القلب من الحديد المطاوع لسهولة حركة جزيئاته المغناطيسيةجزء يفقد في صورة طاقة ميكانيكية تستنفذ في تحريك الجزيئات المغناطيسية للقلبالحديدي.
كفاءة المحول:
هي النسبة بين الطاقة الكهربائية في الملف الثانويإلى الطاقة الكهربائية في الملف الابتدائي أو هي النسبة بين قدرة الملف الثانويوقدرة الملف الابتدائي.

استخدام المحول في نقل القدرة الكهربائية:
لايمكن تحقيق الاستعمال الفعال للطاقة الكهربائية إلا بواسطة نقلها لمسافات بعيدةبأقل خسارة ممكنة ويجب لهذا نقل الطاقة تحت جهد عالي جدا حيث توجد محولات رافعة عندأماكن توليد الطاقة وتنقل الطاقة عبر الأسلاك والأبراج الهوائية إلى أماكنالاستهلاك حيث توجد محولات لخفض القوة الدافعة.

كفاءة النقل :
هي النسبةبين الطاقة الكهربائية التي تصل إلى أماكن الاستهلاك والطاقة الكهربائية الناتجة فيمحطات التحويل .
تصنيف المحولات :


ويمكن تصنيف المحولات من عدة وجوهكالتالي:

تصنف المحولات من حيث التردد:

.1 محولات تردد شديد الانخفاض Very low frequency Transformer
.2 محولات تردد صوتي Audio frequency Transformer
.3 محولات تردد عالي High frequency Transformer
.4 محولات ترددمتوسط IF frequency transformer
النوع الأول يستخدم في نظم القوى. أما الأنواعالثلاثة الأخيرة فلها عدة استخدامات في أجهزة الاتصالات ودارات مصادر التغذيةالكهربائية ( DC / DC converter ) المستخدمة مع أجهزة الوقاية في محطاتالتحويل.

تصنيف المحولات من حيث نسبة التحويل:

1 محولات رفع Step-up
2 محولات خفض Step-down
ملحوظة:
أي محول يمكن أن يعمل كمحولخافض أو محول رافع اعتمادا على اتجاه التغذية و لا يوجد بين المحول الرافع أوالمحول الخافض أي اختلاف في التركيب أو التصميم.

تصنيف المحولات من حيثالوظيفة الكهربائية:

1 محولات قدرة ( Power Transformer ) وهى المحولاتالمستخدمة في شبكات النقل الكهربائية ومحطات التوليد الكهربائية.
2محولات توزيع ( Distribution Transformer ) و هي المحولات المستخدمة في شبكات التوزيع الكهربائيةو تكون قدرة هذه المحولات أقل من MVA 5 .
3حولات قياس و تنقسم إلى نوعين
1 محولات جهد Voltage Transformer .
2 محولات التيار Current Transformer.
صيانة وفحص المحولات الكهربائيةمن دراسة طرق وبرامج الصيانة الخاصةبالمحولات وجد انه لابد من عمل الفحوصات والاختبارات المختلفة بالدقة المطلوبة وعندتجميع المحول وقبل تشغيله يجب ملاحظة الأمور الآتية:
1. صوت المحول
2. مستوىالزيت ولونه وخلوة من الشوائب
3. سلامة العوازل الخارجية والتأكد من استمراريةالارضى
4. التأكد من ربط المصهرات وصحة وجودة عمل أجهزة الوقاية
5. صحة ربطمخارج الملفات وتوزيعها السليم على الأوجه الثلاثة وعمل مفتاح تحويل الضغط للرفع أوالخفض
6. تسجيل درجة حرارة المحول عند التشغيل وأيضاً بعد مرور 10 دقائق منالتشغيل للتأكد من صحة عمله
7. فحص الزيت للتأكد من قوة عزله كهربائيا ومكوناتهالكيماوية وملاحظة مستوى الزيت ولونه .


أولا: الصيانة الدورية للمحولاتهناك نوعان من الصيانة الدورية للمحولاتالأول لا يحتاج إلى إخراجالمحول من خزانه الرئيسي وفترة الصيانة مرة واحدة في السنة تقريبا . والنوع الثانيالذي تتطلب الصيانة فيه إلى إخراج المحول من الخزان ويتم ذلك مرة واحدة كل 10 سنواتعلى وجه التقريبوتتلخص أعمال الصيانة التي تجرى مرة واحدة في السنة علىتنظيف وملاحظة الأجزاء الخارجية التالية للمحول وهي :
1- خلو عوازل مخارج التيارمن أضرار الكسر أو التشقق أو التصدع وإزالة الأتربة والأوساخ المتراكمة واستبدالغير الصالح منها .
2- تنظيف وضبط ملامسات مصهرات الضغط العالي واستبدال المعطوبمنها .
3- انعدام رشح الزيت من مناطق اللحام والتأكد من الإحكام الجيدلها.
4- ملاحظة عدم ارتفاع درجة حرارة الزيت عن المعدلات المسموح بها .
5- التأكد من سلامة عمل مراوح التهوية ونظافة أنابيب التبريد والمشعاع (الريدياتير).
6- يجب أن تكون التهوية جيدة في المحولات العاملة داخل غرف مسقوفة .
7- يجب تسجيل الحمل بواسطة أجهزة القياس التابعة للمحول.
8- التأكد منسلامة عمل أجهزة الحماية وإشارات التحذير والإنارة الخارجية.
9- يجب التأكد منمطابقة مكونات المحول وأداءه للمواصفات والخصائص المذكورة في كتيب الشركة المصنعة .


أما الصيانة التي تجرى مرة واحدة كل 10 سنوات فتشمل العمالالتالية:

1- إخراج جسم المحول (القلب الحديدي) من خزانه الرئيسي وإجراءالفحوصات الكهربائية على ملفات المحول للتأكد من مقدار المقاومة وقوة العزل وعدمتواجد حالات قطع كاملة أو ناقصة .
2- عند إخراج الملفات من القلب الحديدي يتطلبفك الصفائح الحديدية السليكونية وتنظيفها والتأكد من سلامة عزلها ومن ثم تجميعهاوربطها بإحكام .
3- إعادة ربط التأريض بإحكام والتأكد استمرارية وتنظيف الدعامةالأمامية للمحول وربطها بإحكام .
4- تجفيف الملفات وتستبدلعوازلها التالفةوتنظف من رواسب الزيت ويعاد تركيبه.
5- فك مفتاح تحويل الضغط وتنظيف ملامساته.
6- تنظيف نهايات الملفات واستبدال عوازلها التالفة والتأكد من متانة لحاماتها .
7- تنظيف الخزان الرئيسي من رواسب الزيت وإعادة صب جدرانه الخارجية والداخليةبورق التنظيف الخاص والتأكد من عدم تواجد لحامات رديئة والتأكد من عمل عجلات الخزانواستبدال العزل المطاطي على حافة فوهته العلوية.
8- تنظيف الغطاء العلويوالخزان المساعد من الزيت والشوائب والتأكد من سلامة مبين درجة الحرارة ومستوىالزيت .
9- فحص أجهزة الوقاية وملاحظة مدى انتظام عملها واستبدال الأجزاءالتالفة منها.


ثانيا: الفحص الخارجي للمحولاتوفيه يتم الفحصعلى الأجزاء الظاهرية للمحول وفق نظام معين وبعناية ودقة عالية وتشمل فحص الأجزاءالآتية:


1- الخزان الرئيسي : يقوم الفاحص بملاحظة وتسجيل حالة أداة الربط منالصواميل وسلامة سطح الخزان من الانبعاج تحت تأثير قوى خارجية وأيضاً سطح وأنابيبالإشعاع . أما إذا كان الخزان قد جرى استبداله تحت ظروف معينة في هذه الحالة يجبالتأكد من القياسات والأبعاد من ارتفاع وعرض وسمك الخزان وأيضاً عدد مواسير التبريدمن
عدادها وترتيبها وأقطارها ، تعطى أهمية متزايدة للتأكد من عدم تواجد شقوق أوثقوب حتى وان كانت ضئيلة وبسيطة يحتمل رشح الزيت منها إلى جانب طلاء الخزان وتناسقهكوحدة كاملة.
2- المشعاع : عند استبدال التالف منها بآخر جديد يجب أن يركزالاهتمام بعرفة عدد الأنابيب وقطرها والمسافة بين بعضها البعض ، خلو الرشح من مواضعالربط وأيضاً مواضع اللحام وسلامة عمل الصنابير .
3- الخزان المساعد : يقومالفاحص بملاحظة موقع الخزان المساعد والمسافة بينه وبين الأجزاء الحاملة للتيار ،خلو الخزان من الضرر الميكانيكي الخارجي ، عدم رشح الزيت في مواضع الربط واللحاموأيضاً ملاحظة سلامة مبين الزيت والصنابير والشكل العام للخزان
4- ماسورةالحماية الغازية: ملاحظة أبعادها وزاوية ميلها وغطائها الزجاجي وأيضاً عدم رشحالزيت من مواضع الربط عند قاعدتها، وملاحظة جودة أدوات الربط.

5- غطاءالمحول: ويشمل على ملاحظة الغطاء نفسه والتأكد من خلوه من الانبعاج أو أي ضررميكانيكي آخر وكذلك مناطق اللحام واحتمالات رشح الربط إلى جانب فحص أجزاء المحولالأخرى القائمة على غطاء المحول مثل مخارج التيار للضغطين الابتدائي والثانوي خاصةسلامة العزل من التشقق أو الخدش أو التصدع وربطه وإحكامه .
6- ربط أطرافالمخارج: التأكد من نوعية العزل المستخدم للضغط الابتدائي وأيضاً للضغط الثانويوعددها وخلو الأطراف من آثار الانصهار (القوس الكهربائي ) أو القطع أو الحرارةالعالية غير العادية وأيضاً وضع اللحام ونظافة العزل.
7- مفتاح التحويل للضغط : تفحص ميكانيكية عمل المفتاح وسهولة تمييز أوضاعه الثلاثة
8- نظام التبريد : إذاكان نظام التبريد يعتمد على الهواء المضغوط فتفحص محركات المراوح ويتم التأكد منسلامة عملها في ظروف الأحمال .
9- أجهزة الحماية ومعداتها : ونعني بالمتممالغازي (بوقلز) والمصهرات والمنبه الصوتي( الإنذار) الحراري ، فيجري التأكد منسلامتها وصحة عملها في الظروف المطلوبة حيث يتم فحص كل جهاز أو معدة على حدة وأيضاًالتأكد من سلامة عمله.
10- مفاتيح التشغيل : و تشغل يدويا أو بواسطة محركاتكهربائية ، فعندما تفحص جيدا ويتأكد من سلامة عملها بحرية تامة وخلوها من الأضرارالميكانيكية الخارجية، تدون هذه الملاحظات في سجل الفحص الخارجي الدوري للمحولويسجل تاريخ إجراء تلك الفحوصات وتاريخ ابتداء الفحص القادممسبقا.




ثالثا: خصائص الزيت الجيد للمحولاتتتوقف جودة زيتالمحولات على الأمور الآتية:
1) جهد انهيار العزل للزيت: يحدد هذا الجهد الخواصالكهربائية للزيت كمادة عازلة ، إذ أن هذا الضغط إلى حدود معينة يدل على ارتفاعنسبة الرطوبة والأحماض بالزيت فالضغط يجب ألا يقل عن (35 Kv) للزيت الجديد الذي لميستعمل بعد للمحولات ذات الجهد من (10 - 35 Kv) ، ويجب ألا يقل عن (40 Kv) لمحولاتجهد (220 Kv) ، و (50 Kv) لمحولات جهد (500 Kv) .
2) درجة حرارة اشتعال الأبخرةوالغازات : درجات حرارة اشتعال الأبخرة والغازات الناتجة من الزيت حيث أن انخفاضهذه الدرجات يشير إلى تحلل الزيت واحتمال اشتعاله، لذا يجب أن لا تقل حرارة اشتعالالأبخرة عن 135 درجة مئوية.



3) لزوجة الزيت : إن زيادة هذه اللزوجة تعوق دورةالتبريد وتحد من سرعته، لذا يجب ألا تتعدى درجة اللزوجة 4.2 وذلك عند 20 درجة مئوية، ولا تتعدى درجة اللزوجة 1.8 وذلك عند 50 درجة مئوية.
4) حمضية الزيت : ينتج عنهذه الأحماض تلف العوازل للملفات ، وأكسدة وتآكل القضبان والصفائح الحديدية . ويجبألا يتعدى الرقم الحمضي للزيت عن 0.05ملليجرام [ مقدار المليجرام من ايدروكسيدالبوتاسيوم التي تعادل حمضية واحد كيلوجرام من الزيت ].
5) الشوائب الميكانيكيةالمختلفة : الشوائب الميكانيكية كثيرة ومختلفة ، الناتجة عن اتساخ الملفات ، ومجاريالزيت من جسيمات الكربون والشوائب الأخرى.

رابعا : مواعيد فحص الزيتومواصفاته:

تختلف مواعيد فحص الزيت من فترة لأخرى تبعا لاختلاف جهدالمحولات بالطرق التالية :
1- يجرى فحص الزيت مرة واحدة كل ثلاث سنوات للمحولاتوالمعدات ذات الجهد 11 KV
2- بالنسبة للمحولات التي جهدها (35 Kv) تختبر قوةالعزل مرة واحدة في السنة ، ويجرى التحليل الكامل مرة كل ثلاث سنوات .
3- يجرىتحليل الزيت للمعدات مرة كل سنة لجهد اكبر من 35 Kv) ).
4- يجرى تحليل الزيت مرةكل سنة بالنسبة لمخارج حاملة التيار المملوءة بالزيت .
5- يجرى تحليل الزيت عقبكل عمرة للمحولات والمعدات الأخرى.

أما الحدود التالية للجهد الكهربائي الذييجب أن يتحمله الزيت قبل انهياره فتعتبر حدود صغرى يجب المحافظة عليها، بحيث بدونهايعتبر الزيت غير صالح للاستخدام :
1- يجب ألا يقل جهد الانهيار عن 20 Kv) ) للمحولات ذات الجهد حتى 11 Kv) ).
2- يجب ألا يقل جهد الانهيار عن 25 Kv) ) للمحولات ذات الجهد حتى 35 Kv) ).
3- يجب ألا يقل جهد الانهيار عن 35 Kv) ) للمحولات ذات الجهد حتى 220 Kv) ).
4- يجب ألا يقل جهد الانهيار عن 45 Kv) ) للمحولات ذات الجهد حتى 500 Kv) ).

خامسا : طريقة إجراء الفحص الكهربائيللزيت:

اختبار عزل الزيت يتم وفق الخطوات التالية :
1- الفحص يجرى بينكرتين ذات قطب مختلف على كل كرة قطر الكرة المعدنية 25 مم والمسافة بين الكرتين 2.5مم .
2- قنينة الزيت تمزج جيداً بطريقة الرج دون توليد فقاعات هوائية .
3- وعاء الفحص ينظف بزيت المحولات مرتين أو ثلاث مرات .


4- يسكب الزيت في وعاءالفحص حتى يصل إلى مستوى 20 مم من فوهته العليا ، ويجب أن يجري السكب بالشكل الذييمنع تكون فقاعات هوائية . ثم يترك الوعاء على جهاز الفحص لمدة 10- 15 دقيقة كيتتلاشى احتمالات وجود فقاعات هوائية .
5- بعد سكون حركة الزيت في الوعاء الفاحص، يفتح على الكرتين الجهد الكهربائي تدريجيا بمعدل 2 - 5 Kv/sec) ) ، مع ملاحظةجهاز( الفولت متر) ويستمر الرفع حتى انهيار عزل الزيت، وعندها تفصل الدائرةالكهربائية تلقائياّ ، ويسجل جهد انهيار العزل ، تعاد عملية الفحص من 2- 5 مرات بينفترات زمنية ما بين 5 إلى 10 دقائق بين فحص وآخر والضغط المتوسط هو الذي يعمل به .
6- لتأكيد أهمية الفحص يمنع منعا باتا لمس الزيت قبل الفحص أو لمس الكرتينبالأصابع ، ويمنع تنظيف وعاء الفحص بقطعة قماش لمنع احتمالات سقوط شعيرات القماشوتلاصقها بجدران الوعاء .