دورة فى المحولات الكهربية ( موضوع للمناقشة الشهرية )

الهندسة الكهربائية
24

المحول الذاتى أوالمحول الالى

هو محول كهربائى عادى ولكن ذو ملف واحد فقط. الملف له ثلاث نقاط توصيل كهربائيه على الاقل. يتم توصيل كل من المصدر الكهربائى إلى نقطة و الحمل إلى نقطه توصيل أخرى خاصه به.

وبنهاية الملف توجد نقطه توصيل مشتركه بين كل من المصدر والحمل . كل نقطة توصيل يقابلها جهد كهربائى مختلف لكل من المصدر و الحمل. و يلاحظ ان جزء من الملف يعمل كقاسم مشترك بين الملف الابتدائى والثانوى أى يمكن القول أن المحول الذاتى هو عباره عن قلب من الحديد يلف عليه ملف واحد يتصل بالتيار المتردد ويكون الجهد الخارج من احد قطبيه مشترك مع تيار المصدر والقطب الثانى مأخوذ من نقطه على الملف نفسه أى ان الملف يعتبر ملف خانق للتيار كى نحصل منه على الجهد المطلوب ويمكن للمحول الذاتى أن يكون رافعاً للجهد كما بالشكل السابق أو خافض للجهد مثل الشكل التالى

وبناء على ذلك فإن استخدم المحول كمحول رافع فجهد المصدر يكون جزء من جهد الحمل وعلى المحول أن يولد فقط فرق الجهد بين المنبع والحمل و إن استخدم كمحول خافض ، فإن التيار من المصدر يعبر للحمل و عليه فالمحول عليه أن يولد فرق التيار بين الابتدائى والثانوى

وكما فى الشكل التالى فأن النقطة ج هى النقطة المشتركة بين الابتدائى و الثانوى ، النقطتان هما دخول المصدر والملف الابتدائى ، النقطتان يمثلان الملف الثانوى أى أن الملف الثانوى هو عبارة عن جهد المنبع + الملف (ج.د) = 100 فولت + 10 فولت = 110فولت وجهد المنبع 100 فولت

P1 = V1 * I1= V2 * I2 = P2

النقطة ج تقسم الملف لجزأين الجزء المشترك والجزء المكمل للملف الثانوى نجد أن الملف المكمل به تيار يساوى الفرق بين تيار الحمل و تيار المنبع وهذه نقطة هامة جدا عند حساب مقطع السلك حيث توفر كثيرا جدا فى قطر السلك و من ثم الكلفة

مثلا لنفترض أن لدينا محول 100وات
مساحة المقطع تكون جذر القدرة = 10 سم2
فى حال استخدام محول ذاتى رافع للتحويل من فولت 200 إلى فولت 220 مثلا نجد نسبة الوفر = 220-200 ÷ 220

أى = 20 ÷220 = 0.09 أو تقريبا 0.1

أى نعمل تصميم لمحول قدرته 100 × 0.1 = 10 وات فقط فتكون مساحة المقطع = جذر 10 وات = 3.2سم2

تيارالدخول = 100وات ÷ 220 = 0.45 أمبير
قطر السلك = 0.8 جذر التيار = 0.8 × 0.67=0.54 أو 5.5ديزيم
هذا القطر للفات 20 فولت فقط أى الفرق بين 220 – 200
تيار الخرج = 100 ÷ 200 = 0.5أمبير
فرق التيارين = 0.5- 0.45 = 0.05 أمبير فقط
قطر السلك = 0.8 جذر 0.05 = 0.8 × 0.22 = 0.18و أقرب قيمة هى 2 ديزيم

وهذه للملف 200 فولت وواضح الفرق فى القطر والوزن و الثمن فى استخدام 2 ديزيم بدلا من 5.5 ديزيم وأيضا وزن وحجم الحديد

وفى هذه النقطة أجابة عن سؤال هام وهو لماذا يختلف سمك الملف الابتدائى عن الملف الثانوى مع العلم ان الملفين متجاورين وعلى قلب واحد ؟

ملاحظات هامة

أولاً : اى تلف بملفات المحول الذاتى او عازلها يمكن ان يؤدى إلى توصيل جهد المصدر بالكامل إلى الحمل وغالباً ما ينتج عن ذلك تلف الحمل خاصة عندما يكون المحول الذاتى المستخدم خافضاً للجهد لذلك يجب وضع ذلك فى الحسبان عند اتخاذ قرار أستخدام المحول الذاتى بالدائرة

ثانياً : بحسابات وتطبيقات الطاقه فان المحول الذاتى عادة يكون اقل وزنا و كلفه من المحول العادى ذو الملفين بسبب تكونه من عدد اقل من الملفات مع استخدام قلب للمحول اصغر حجما وذلك حتى نسبة تحويل الجهد الكهربائى من 3:1 اما خارج هذا النطاق فان المحول العادى ذو الملفين يكون عادة أكثر اقتصاديه.

أى أنه كلما زاد الفرق بين جهدالدخول و جهد الخروج قلت نسبة الوفر لذلك فهو جيد فى استخدامات التحويل حتى من 110إلى 220 والعكس

لكنه غير مجدى فى حالات أرتفاع نسبة التحويل مثل 220 : 12 فولت

وذلك لسببين

السبب الاول : نسبة الوفر = (220-12 ) ÷ 220 = 95, أى أن المحول 100 وات يعتبر 95 وات وهىنسبة لا تذكر

السبب الثانى : خطير جدا أن الجهد 220 له راجع أرضى إذا تملمس السلك “الحى” فقد يسعق لامسه لذلك يستخدم دوما محول يسمى محول عزل وهو 220 : 220 لتوفير العزل الكهربى عن الأرض للحماية فيكون لمس طرف واحد غير خطر و للأسف المحول الذاتى لا يوفر هذه الميزة

من هنا كان لابد من ذكر بعض مزايا وعيوب المحول الذاتى :-

مميزات المحولات الذاتية

  1. جودته مرتفعة فى حدود التشغيل المسموح
  2. الوفر فى حجم المحول وحجم النحاس المستخدم
  3. المفاقيد النحاسية به قليلة جدًا إذا ما قورن بالمحولات الأخرى

عيوب المحولات الذاتية

  1. خطر فى حالة استخدام دوائر الجهد العالي لأن دائرة الملف الثانوي جزء من الملف الابتدائي ذو الجهد العالي .
  2. فى حالة استخدامه بنسبة تحويل مرتفعة تقل جودته جدًا ويكون غيراقتصادي فى التشغيل .

ويستخدم المحول الذاتى فى العديد من المجالات مثل : كاوية اللحام ومحولات صهر المعادن وماكينات اللحام وفى تنظيم سرعات محركات المراوح

والله الموفق

وأخيرا أرجو ان اكون اوجزت واجزت ويكون فى ذلك فائدة وشكراً لمن انتقد الموضوع وأضاف أو أثنى عليه وأستفاد منه

وأخيراً اللهم علمنا ما ينفعنا وانفعنا بما علمتنا

إعجاب واحد (1)
25

شكرا لكم جميعا واتمنى المزيد

26

ممكن كتاب او ملف عن مصانع السيراميك والالات المستعملة

27

شكراا جزيلااا

28

مشكرور علئ هالشرح

29

بارك الله فيكم

30

جزاكم الله كل خير

31

الموضوع جميل وفكرتونى بالمحولات الواحد خلاص بدء ينسا

جزاكم الله خيرا

32

جهاز بوخلز ريلية Buchholz Relay

ففى مجال الطاقة الكهربائية وتوزيعها ونقلها تستخدم المحولات الكهربائية والتى لابد من توفير وسائل الحماية اللازمة لها مثل :

  1. Pressure Relief Valve
  2. Buchholz Relay
  3. Winding Temperature
  4. Surge arrestors
  5. Oil Temperature
  6. Cooling flow switch
  7. Oil Level switch
  8. Oil Flow switch
  9. Silica Gil
  10. Pump Filter on Tap changer

ومن تلك الوسائل سنتحدث عن أحد أهم تلك الوسائل وهو جهاز يسمى البوخلز ريلية ، كما يسمى ايضا ريلية الغاز أو ريلية ارتفاع الضغط المفاجئ بالمحول ، وهو وسيلة أمان لبعض محولات الكهرباء المملوءة بالزيت والمزودة بخزان خارجي للزيت فوق جسم المحول ويدعى conservator. فإن Buchholz ريلية يستخدم فى أربع وظائف أساسية وهى :

  1. يعمل كإنذار مبكر عن وجود غازات بالمحول حيث أنه مزود بعوامتين واحدة انذار والاخرى فصل

  2. أمكانية أخذ عينة من تلك الغازات لتحليلها واجراء الاختبارات عليها بجهاز يسمى جازاناليزر والذى يحدد نوعية الغاز وهل هو بسبب انهيار عزل الملفات أم أنهيار عزل الزيت أم حدوث قصر داخل المحول وما شابه ذلك من اسباب وجود تلك الغاذات

  3. عند انخفاض مستوى الزيت بالمحول فأنه يتم اضافة زيت بالتنك ونتيجة ذلك يدخل بعض الهواء داخل التنك ويختلط بالزيت مما يسبب ارتفاع بحرارة المحول وحيث ان كثافة الهواء أقل من كثافة الزيت فأن الهواء يرتفع لأعلى معلنا عن وجود غازات من خلال عوامة الانذار وبالتالى يمكن اخراج فقاقيع الهواء تلك عن طريق مرشح بوخلز ايضا

  4. من المعروف ان بوخلز ريلية مثبت اعلى المحول بزاوية ميل لاتزيد عن 35 درجة مما يعنى ان عوامتية مغمورتان فى الزيت اى انه عند حدوث نقص مفاجئ للزيت فان جهاز بوخلز سيقوم بأعطاء أنذار وفصل للمحول طبعا هذا بخلاف جهاز مستوى قياس الزيت الموجود على المحول

وللايضاح سنذكر فكرة عمل البوخلز ريلية والتى يتفق كثير من الزملاء عليها حيث يعتمد البوخلز في عملة علي فكرة ان التيار الكهربي العالي يسخن الزيت الموجود داخل المحول مما ينشا عنه تحلل للزيت وتحوله من الحالة السائلة الي الحالة الغازيه وكما نعرف ان الغازات اقل كثافة من السوائل لذلك يتصاعد الغاز الي اعلي مندفعا تجاه اعلي جسم المحول وهو تنك الزيت conservator وبذلك سيمر بالبوخلز والذي يحتوي علي عوامتين موضوعتين بطريقة معينة احداهما متصلة بدائرة انذار والأخري بدائرة الفصل tripping المتصلة بدائرة الإنذار تعمل في حالة ان يكون تيار القصر صغير مما نتج عنه كميه صغيرة من الغازات والتي بكونها لا تستطيع ان تحرك عوامة الفصل لانها تتطلب قوي اكبر من الغازات حتي تتحرك لتلامس ال limit switch ليقفل دائرة الفصل

تم استخدام جهاز بوخلز ريلية وتطبيقة على المحولات الكبيرة سنة 1940 تقريبا ويرجع الفضل فى ذلك إلى العالم ماكس بوخلز وهو اول من قام بتطوير جهاز بوخلز سنة 1921

إعجاب واحد (1)
33

بارك الله فيك اخ محمد

35

طرق توصيل ملفات المحولات الثلاثة أوجه

توجد طرق كثيرة لتوصيل الملفات الابتدائية والثانوية للمحولات ثلاثية الاوجه وذلك للحصول على خواص تشغيل تلبى أحتياجات الحمل الذى يعمل عليه المحول
ومن أهم تلك الطرق الشائعة فى توصيل المحولات ثلاثية الاوجه :

  1. توصيل الملف الابتدائى نجمة – والثانوى نجمة
    Y – Y Star – Star
  2. توصيل الملف الابتدائى دلتا – والثانوى دلتا
    Δ – Δ Delta – Delta
  3. توصيل الملف الابتدائى نجمة – والثانوى دلتا
    Y – Δ Star- Delta
  4. توصيل الملف الابتدائى دلتا – والثانوى نجمة
    Δ – Y Delta-Star

أولاً : توصيل نجمة – نجمة Y – Y Star – Star

الشكل التالى يوضح طريقة توصيل نجمة / نجمة وفى هذه الطريقة يوصل الملف الابتدائى على شكل Y ويوصل الملف الثانوى أيضاً بنفس الشكل Y وفى هذا النوع لا يوجد مسار مغلق للتوافقية الثالثة فى التيار ( Third – harmonic ) حيث أن نقطة التعادل معزولة وبالتالى يحتوى تيار المغنطة على التوفقية الثالثة بالاضافة إلى الموجة الاساسية ويعمل هذا على تشوه شكل موجة الجهد مما ينتج عنه ضجيج يؤثر على خطوط الاتصالات ولهذا السبب لا يستخدم هذا النوع من التوصيل إلا فى حالات خاصـــــــــــــــة .

194459_1247163455.jpg713×393 61.8 KB

باقى طرق التوصيل بالمشاركات القادمة

إعجاب واحد (1)
36

ثانيا : توصيلة دلتا - دلتا

فى هذا النوع من التوصيل يوصل كل من الابتدائى والثانوى على شكل دلتا كما هو موضح بالشكل التالى حيث توصل نهاية كل ملف ببداية الملف الاخر ويطبق هذا لكل من الابتدائى والثانوى وهذه الطريقة للتوصيل تجعل جهد الخط مساويا لجهد ملفات المحول ويجب مراعاة ذلك عند التصميم ويمتاذ هذا النوع من التوصيل أنه يوجد مسار مغلق لمرور التوافقية الثالثة داخل توصيلة الدلتا وبالتالى لاتنعكس على تيار الخط مما يجعل شكل موجة الجهد جيبية

194459_1247165146.jpg719×408 22.5 KB

برجاء المتابعة فى المشاركات القادمة

إعجاب واحد (1)
37

ثالثا : توصيلة نجمة – دلتا Y – Δ Star- Delta

وفى هذه الطريقة توصل ملفات الابتدائى على شكل نجمة بينما توصل ملفات الثانوى على شكل دلتا كما هو موضح بالشكل المرفق ونجد هنا ان توصيلة دلتا للملف الثانوى ينشئ مسار للتوافقية فى التيار مما ينتج عنه جهد جيبي أيضا جهد الخط للثانوى يساوى جهد الوجه وهذا النوع من التوصيل يعد الاكثر شيوعا حيث يستخدم عند تخفيض الجهد فى نهاية خط نقل القدرة الكهربية

194459_1247168887.jpg843×368 35.7 KB

رابعا : توصيلة دلتا - نجمة Δ-Y

فى هذا النوع من التوصيل توصل ملفات الابتدائى على شكل دلتا وبالتالى فإن جهد الوجه يساوى جهد الخط ولذلك يجب أن تصمم ملفات الابتدائى لتحمل جهد الخط
أما ملفات الثانوى فتوصل نجمة كما هو موضح بالشكل

اتمنى اكون تمكنت من التوضيح وشكرا

إعجاب واحد (1)
38

طرق توصيل المحولات على التوازى :

فى بعض الاوقات نحتاج إلى أستخدام أكثر من محول واحد لتغذية أحمال كبيرة لايمكن أن يقوم بها محول واحد لذلك نلجأ إلى توصيل محولين على التوازى حيث يوصل ملفى الجهد العالى مع بعضهما وكذلك ملفى الجهد المنخفض وهناك قيود لا بد أن تؤخذ فى الاعتبار عند عمل مثل تلك التوصيلات

شروط توصيل المحولات على التوازى

هناك عدة شروط يجب توافرها قبل الشروع فى توصيل محولين على التوازى سواء محولات احادية الوجه او ثلاثية الوجه هذا بالاضافة إلى شرط عام يجب ان لا نغفله وهو أن تكون قدرة الالتين المراد تشغيلهما بالتوازى متقاربتين بقدر الامكان حيث لا يوجد ما يمنع من تشغيل ألتين على التوازى بسبب أختلاف قدرتهما ولكن الحكمة فى ذلك خوفا من حدوث خلل فى الالة الكبيرة مما يؤدى لوقوع الحمل كامل على الالة الصغيرة مما يؤدى لانهيارها

هذا بالاضافة للشروط التالية :

  1. أن يكون للمحولين نفس نسبة تحويل الجهد عند نفس التردد حيث ان اتفاق نسبة التحويل يجعلنا نحصل على نفس الجهد على طرفى كل من ملفى الجهد الثانوى وذلك فى حالة عدم وجود الحمل وذلك عند توصيل الملفين الابتدائيين معا على التوازى على منبع جهد واحد

  2. أن يكون هبوط الجهد النسبى متساويا فى كل منهما عدديا أى ان معامل التنظيم واحد للمحولين وليس من الضرورى ان تتساوى المقاومتان والممانعتان
    المهم ان يتساوى الهبوط فى الجهد فى المحولين مقدارا واتجاها

  3. أن تراعى قطبية الاطراف عند توصيلها فتوصل الاطراف ذات القطبية المتماثلة معا

  4. أن يراعى التعاقب المرحلى ( phase sequence ) بالنسبة للمحولات ثلاثية الاوجه
    على ان يكون تعاقب المراحل متماثلا فى المحولين والشكل التالى يوضح طريقة توصيل محولين احادى الوجه

اتمنى ان اكون اوجزت

إعجاب واحد (1)
39

اشكر الجميع على كرمهم في تقديم المعلومة واتمنى توضيح فكرة المحول الذاتي بشكل اعمق مع ذكر مثال عملي
وكنت اتمنى من الاساتذة الكرام ارشفة الموضوع او فهرسته حتى نتمكن من المتابعة

40

طرق تبريد المحولات

عند وقوع حمل على محول ما ومرور تيار به فأن هذا التيار يؤدى إلى حدوث فقد فى النحاس والحديد المتواجد بالمحول وينتج عن ذلك أرتفاع درجة حرارة المحول التى تصل لدرجة ثابتة تعرف بدرجة الحرارة النهائية وهى أقصى درجة مسموح بها للمواد العازلة المستخدمة والتى يجب ان لا تزيد عنها درجة الحرارة حيث ان زيادة درجة الحرارة عن ذلك يؤثر على كفاءة المحول وكذلك عمره الافتراضى لذلك يتم استخدام وسائل تبريد مختلفة للمحولات تكون مناسبة للمحول المستخدم مثل :

  • فى المحولات ذات القدرة الصغيرة يكون التبريد المستخدم هو الهواء الطبيعى.

  • فى المحولات ذات القدرة الاكبر يغمر المحول فى وعاء به زيت وتنقل الحرارة من المحول للزيت الذى يدور حول المحول بتيارات الحمل الطبيعية وبالتالى تحمل معها الحرارة إلى جدران الوعاء حيث تتبدد الحرارة من خلال ذعانف الRadiator الخارجية.

  • أما فى المحولات ذات القدرة الفائقة فأنه يكون هناك تيار عالى جدا لذلك يستخدم فى التبريد تنك للزيت يعمل من خلال مضخة لعمل ضخ مستمر للزيت
    وكذلك مضخة مياه ومراوح تبريد لعمل تبريد لتنك الزيت.

ملحوظة :

يمكن استخدام أسكاريل كلوفين بدلا من الزيت اذا تطلبت دواعى الامن والوقاية من الحرائق ذلك .
الكلوفين هو : مادة سائلة غير قابلة للاشتعال وذات خواص عزل جيدة
ألا ان الكلوفين ضار بالصحة وهو يخزن فى جسم الانسان ولايفرز مرة أخرى.

الجدول التالى يوضح نوع وسيط التبريد ورمزه وحركة وسيط التبريد

194459_1247524511.jpg511×598 40.9 KB

إعجاب واحد (1)
41

أعتقد أنى بهذا أكون انتهيت من توضيح معظم ماهو مطلوب معرفته عن المحولات
اللهم علمنا ماينفعنا وانفعنا بماعلمتنا
ياريت لو فى اضافة من احد لايبخل بها علينا ولو بالتنويه عنها فقط وانشاء الله نتناولها معنا

42

كتاب فى المحولات والالكترونيات

43

للامانة
الموضوع تم أعداده بواسطة
المهندس أحمد عثمان ابو مصطفى
وتم رفعه للافاده

44

مجهود اكثر من رائع
وارجو وضع روابط لبعض المراجع و الصور