تحديد ملفات الجهد العالى و الجهد المنخفض للمحول الكهربى

يتم تحديد ملفات الجهد العالى و الجهد المتخفض و ايضا نوع التوصيل فى الملف الابتدائى و الثانوى ( ستار او دلتا ) كل هذا عن طريق عدد و حجم العوازل المستخدمة transformer bushings 

فكلما زاد الجهد زاد حجم العوازل المستخدمة bushings 

و تستخدم العوازل فى عزل كابلات الدخول و الخروج من المحول عن جسم المحول نفسه و يمر الكابل بداخل ال bushing بشكل طولى

انظر هذه الصورة الهامة لفهم طريقة التحديد : 

لاحظ انه تختلف نوع المادة المصنوع منها العازل bushings بأختلاف فرق الجهد المستخدم كالأتى:

- فى الجهد المنخفض و المتوسط عادة تصنع من مادة الصينى porcelain

صورة porcelain bushing

- فى الجهد العالى تكون مصنوعة من الصينى المملوء بالزيت و ذلك لزيادة قوة العزل و لتبريد العازل

- فى الجهد الفائق عادة نستخدم مادة السيراميك

انتهى الموضوع .. شكرا على المتابعة 

هذا الموضوع حصرى لموقع electrical engineering-eg يرجى عدم النقل

تابع القراءه ..

شرح مادة السيليكا جيل اهميتها فى المحول و دلالة الوانها المختلفة

تعتبر مادة السيليكا جيل silica gel من اهم المواد المستخدمة فى تركيب محول القدرة الكهربية

مكان تواجد مادة السيليكا جيل فى المحول :

تتواجد مادة السيليكا جيل فى انبوبة زجاجية تسمى breather unit اى وحدة التنفيس و تتصل هذه الوحدة مباشرة بالخزان الاحتياطى conservator tank عن طريق انبوبة حديدية لها قطر معين

انظر الصور : 

 

اهمية مادة السيليكا جيل :

من المعروف ان مهمة التانك الاحتياكى هى تعويض اى نقص فى ارتفاع الزيت يحدث فى التانك الاساسى

و تغير ارتفاع الزيت ناتج عن تمدده او انكماشه حسب درجة الحرارة التى تعتمد فى الاصل على تيار الملفات

اذا عند انكماش الزيت ينخفض مستواه فى الخزان الاساسى و بالتالى ينخفض فى الخزان الاحتياطى ... و حتى يحدث هذا الانخفاض يجب ان يحل محله هواء جوى

و بالطبع الهواء الجوى متشبع بالرطوبه و معروف ان اى نسبه قليلة من الرطوبة تتسرب الى زيت المحول تؤدى الى تدهور عزله بنسبة كبيرة مما يهدد بحدوث insulation failure للزيت كعازل و يحدث discharge و يؤدى الى احتراق المحول

اذا هنا نحتاج الى هواء جوى منزوع الرطوبة بالكامل و تظهر هنا اهمية مادة السيليكا جيل

اذا مادة السيليكا جيل هى ملح بلورى ازرق اللون مهمتها امتصاص الرطوبة من الهواء الجوى الداخل الى التانك الاحتياطى و ذلك لحماية زيت المحول

الوان مادة السيليكا جيل و دلالة كل لون :

من المؤسف ان مادة السيليكا جيل لا تعمل بكفائة طوال عمر المحول و لكن يجب تغييرها كل فتره و يدل لونها على ضرورة تغييرها من عدمه

لون المادة و دلالته:

- اللون الازرق :

 يدل على ان المادة ما زالت فعالة فى امتصاص الرطوبة من الهواء و لا تحتاج لتغيير

- اللون الوردى : 

 يدل على تشبع مادة السيليكا جيل بالرطوبة و ضرورة تغييرها او تجفيفها فى فرن

يتم تجفيف المادة فى فرن درجة حرارته حوالى 200 درجة سيليزيوس حيتى يتم طرد الرطوبة و تحولها للون الازرق مجددا

صور توضح تغير اللون من الازرق للوردى: 

- اللون الابيض : عند تحول المادة للون الابيض يدل ذلك على ان المادة متشبعة بالرطوبة و قد تم تجفيفها عدة مرات و لا يمكن تجفيفها مرة اخرى و يجب تغييرها

 

- اللون الاسود : عند تحول مادة السيليكا جيل الى اللون الاسود دل ذلك على تشبعها ببخار الزيت .. فيجب تغييرها و لا يمكن اعادة استخدامها مرة اخرى بأى طريقة

 

ملحوظة هامة : توجد بعض انواع السيليكا جيل التى يكون لونها الاساسى البرتقالى orange ( بدلا من اللون الازرق ) و تعمل نفس الوظيفة و لكن يجب معرفة دلالة الوانها 

و الصورة موضحة الالوان و مش محتاجة شرح 

 انتهى الموضوع .. شكرا على المتابعة و فى انتظار تعليقاتكم و استفسراتكم 

 

هذا الموضوع حصرى لموقع Electrical Engineering يرجى عدم النقل

تابع القراءه ..

أهمية و وظائف زيت المحول المستخدم فى محولات القدرة الكهربية

تنقسم محولات القدرة من حيث الوسط العازل الى ثلاث انواع رئيسية

1- محول قدرة هوائى اى يستخدم الهواء كوسط عازل 

2- محول زيتى : اى نستخدم زيت من نوع خاص كوسط عازل ( الاكثر استخداما ) 

3 - محول يستخدم غاز sf6 كوسط عازل و هذا احدث الانواع و لكنه عالى التكلفة ) 

نتكلم بمزيد من التفصيل عن المحول الزيتى  : 

زيت المحول له اربعة وظائف اساسية هامة و يجب ان  يقوم بها بفاعليه و هى : 

التبريد : 

- من المعروف ان عند عمل المحول تتولد حرارة عالية فى الملفات و القلب .. تلك الحرارة اذا لم يتم تسريبها خارج المحول بطريقة صحيحة .. ستحترق ملفاته 

و هنا تظهر وظيفة الزيت حيث انه يتلامس مع الملفات و القلب الحديدى و يتغلغل فى كل جزء منهما فيقوم بسحب الحرارة منهما بالتوصيل المباشر 

- الان يجب علينا تفريغ هذه الحرارة التى يحملها الذيت و يتم ذلك  بأستخدام مراوح تبريد و ريدياتيرات لتفريغ هذه الحرارة للوسط المحيط ( غالبا تكون فى المحولات عالية القدرة و تكون الريدياتيرات مركبة على جسم الخزان من الاربع جهات )

- او وجود مواسير جانبية متفرعة من جسم خزان المحول فيسرى فيها الزيت . فيزيد اتصاله بالوسط الخارجى فيتم تسريب الحرارة بشكل افضل ( عادة تستخدم هذه الطريقة فى المحولات متوسطة القدرة ) 

- كما ان التلامس بين الزيت و الجسم الخارجى للمحول يساعد على تفريغ الحرارة للخارج

انظر هذه الصورة التوضيحية :

انظر صور لمحولات نستخدم في تبريدها ريدياتيرات 

و صورة لمحول عالى القدرة بريدياتير و مراوح تبريد 

زيت المحول كعازل : 

من اهم وظائف الزيت هى عزل الملفات عن بعضها و العزل بين الملفات و القلب و التانك الخارجى 

من المعروف ان :

عازلية الهواء ( جهد انهياره ) = 30 كيلو فولت لكل سنتيمتر 

و عازلية الزيت قد تصل الى 80 كيلو فولت لكل سنتيمتر

و عازيلة غاز SF6 تساوى 100 كيلو فولت لكل سنتيمتر 

و معنى ذلك كمثال على الهواء اذا كان يمر فى الملفات جهد 30 ك.ف  يجب الا تقل المسافة بين الملفات عن 1 سنتيمتر و الا حدث تفريغ كهربيى 

لذلك اذا كان لدينا محول له قدرة معينة و جهود تشغيل معينة 

- عند استخدام الهواء .. نجد اننا نحتاج الى مسافة كبيرة بين الملفات و بالتالى زيادة حجم خزان المحول ( اكبر حجم ) 

- عند استخدام الزيت .. نجد ان حجم خزان المحول قد قل عن حالة الهواء  ( بالطبع افضل اقتصاديا و كظروف تشغيل ) 

- عند استخدام عاز sf6 يكون حجم خزان المحول اقل ما يمكن ( ولكن يجب الاخذ فى الاعتبار تكلفة المحول العالية ) 

زيت المحول يمنع التفاعلات الكيميائية

 منع حدوث تفاعلات كيميائية للأجزاء الداخلية للمحول كالملفات و القلب الحديدى 

و يحدث ذلك بأنه يغطى جميع الاجزاء الداخلية  فيمنع حدوث اكسدة لهذه الاجزاء و بالتالى منع حدوث صدأ 

زيت المحول يكشف الاعطال

 زيت المحول يساعد فى كشف العديد من اعطال و مشاكل تشغيل المحول 

حيث عند حدوث قصر فى الدائرة Short Circuit .. تتكون مواد ثانوية فى الزيت .. و عند اخذ عينه من الزيت و فحصها بجهاز خاص  يتضح لنا الشورت سيركت و كذلك حالة مكونات المحول 

صورة  جهاز فحص عازلية الزيت ( oil breakdown voltage tester ) 

انتهى الموضوع .. شكرا على المتابعة و فى انتظار تعليقاتكم و استفسارتكم

ارجو عدم نقل الموضوع

تابع القراءه ..

طرق تصنيع ملفات محولات القدرة الكهربية و كيفية الاختيار من بينها

هناك العديد من طرق لف ملفات المحول الكهربى .. و سوف يتم ذكر اهم اربعة طرق فقط و سيتم توضيح الاتى لكل نوع (شرح الطريقة و حالات الاستخدام و المميزات و العيوب ان وجدت ) 

يتم الاختيار بين هذه الطرق تبعا للأتى :

- عدد الملفات المطلوبة بنائا على تصميم المحول

- قيمة التيار الاقصى التى ستحمله الملفات

(1) طريقة لف الأقراص ( Disc Winding )

تكون الملفات على هيئة عدد من ال discs و بينها فواصل .. و يتم لحام نهاية كل قرص ببداية التالى ( انظر الصور )

نلاحظ هنا ان لا يوجد عوازل بين طبقات القرص disc الواحد

- الاستخدام: عادة يستخدم عندما نحتاج الى عدد لفات ضخم ( و يمر بهم تيار قليل ) اذا نحن نتحدث عن محولات الجهد العالى

- غالبا فى المحولات الاعلى من 25 كيلو فولت .. يتم استخدام هذا النوع

(2) طريقة اللف الحلزونية ( Helical Winding ) :

عبارة عن عدة طبقات مفصولة بينها فواصل عازلة

مميزات:

- اسهل الطرق من حيث التصنيع ( انظر الصورة )

- افضل انواع الملفات من حيث الثبات الميكانيكى ( اى مقاومة القوى الميكانيكية المؤثرة على المحول )

عيوب : يشغل حيزا كبيرا مقارنتا ببقية الانواع مما يؤدى لزيادة حجم المحول

الاستخدام : يستخدم فى المحولات التى يكون التيار المار فى الملفات عاليا

(3) لف الطبقات ( layer winding )

تستخدم هذه الطريقة عند الاحتياج الى load tap changer  حيث يمكن اخراج اطراف من أى جزء من اجزاء الملف و التى يتم توصيلها بدائرة التحكم الخاصة ب load tap changer

انظر الصورة :

(4) طريقة pancake winding :

يتم استخدام هذه الطريقة فقط فى حالة المحولات من نوع shell type

نلاحظ  ان اللف ليس دائرى ( انظر الصورة )

ملاحظات على الاربعة انواع :

- اسلاك النحاس يتم عزلها بطبقة رفيعة من مواد عازلة اهمها و اكثرها انتشارا مادة enamel

صور توضح مادة enamel :

- يتم العزل بين كل طبقة لف و طبقة اخرى بأستخدام ورق عزل يسمى kraft paper

صوره :

- بعد لف ملفات المحول بأحدى الطرق السابق ذكرها حسب المطلوب .. يتم تسقيط الملفات على ال legs الموجودة بالقلب الحديدى و يتم ملئ اى فراغات بين الملفات و القلب بمواد عازلة مثل الخشب بغرض ( العزل و ايضا ضمان بقاء الملف عموديا و متماثلا حول محور ال leg و مقاومته للتأثيرات الميكانيكية خاصة فى حالة الشورت سيركت)

انتهى الموضوع .. شكرا على المتابعة 

تابع القراءه ..

تأريض القلب الحديدى المكون لمحولات القدرة الكهربية

  من الهام تأريض القلب الحديدى و كافة المكونات الحديدية الداخلية و الخارجية المكونة للمحول

حيث اذا لم يكن هناك تأريض .. ستتولد قوة دافعة كهربية كبيرة  بسبب تعرض القلب الحديدى لمجال كهربيى كبير جدا ناتج بين الملفات .. ممكن ان تتغلب هذه ال emf  على العزل الموجود بين الصفائح المعدنية فيحدث discharge داخلى خطير  مما يؤدى الى تفكك الزيت العازل

كيفية تأريض القلب الحديدى للمحولات

من الطرق المتبعة فى تأريض القلب الحديدى  استخدام ما يسمى بشريط تأريض

حيث يتم توصيل شريط التأريض ( رقم 2 )  كما بالشكل فيقوم بالتوصيل بين شرائح ال yoke ( رقم 1 ) و بين العتبة الحديدية ( رقم 4 ) و التى تكون مؤرضة بالفعل

انظر الشكل :

وصف  الارقام على الرسم :

1 - ال yoke : و نلاحظ انه يتكون من شرائح طولية من الصلب السليكونى ( اى المعزول عن بعضه بمادة السليكون السائل )

2 - شريط التأريض :  و الذى يستخدم للتوصيل بين ال yoke و العتبة الحديدية

3 - العتبة الحديدية : و مهمتها الأساسية تجميع الشرائح المكونة لل yoke , منع انفصالها ( لاحظ ان القلب الحديدى تحدث عليه اجهادات ميكانيكية نتيجه التجازب و التنافر بين الملفات و خاصة فى حالة حدوث short circuit لمزيد من الشرح راجع هذا الموضوع الاجهادات الميكانيكية الواقعة على محول القدرة ) لذلك يجب ضمان تماسك القلب الحديدى .... و بالطبع تكون هذه العتبة الحديدية مؤرضة

4 - مادة عازلة بين ال yoke و العتبة الحديدية 

 

صورة اخرى توضح الشكل الحقيقى للعتبة الحديدية و ال yoke : 

انتهى الموضوع ..  شكرا على المتابعة 

الموضوع حصرى لهذا الموقع ... يرجى عدم النقل 

تابع القراءه ..

تعتمد فكرة عمل المحولات على الحث الكهربى فلماذا لا يتحرك او يدور ؟

جميعنا  نعلم ان المحول transformer و المحرك الكهربى ( ثلاثى الطور ) تعتمد فكرتهما على الحث الكهرومغناطيسى

فلماذا يتحرك الموتور و لا تتحرك ملفات المحول ؟... هل خطر فى بالك يوما ما هذا السؤال ؟  أليس الاثنين تعتمد فكرة عملهما على الحث الكهربى ...؟

الاجابة على هذا السؤال:

- يتم تصميم الموتور ( كمثال squirrel cage Induction Motor ) بحيث ان يقطع العضو الدوار rotor خطوط المجال الكهربى الناتجة من العضو الثابت stator .. فتتولد فى ال rotor تيار كهربى مثتحث الذى ينتج مجال ايضا و يحدث الدوران نتيجه التفاعل بين هذين المجالين

اما فى المحول يختلف الامر : 

حيث ان المجال الكهربى الناتج من الملف الابتدائى يمر معظمه فى القلب الحديدى  و جزء قليل من المجال يتسرب leakage flux

انظر الصورة  :

- و قد وجد ان المجال الاصلى المار فى القلب الحديدى لا يتسبب فى اى حركة ميكانيكية للملف الابتدائى او الثانوى

- اما ما يسبب حركة ميكانيكية فيكون الفيض المتسرب ... و بالطبع يكون ذو قيمة قليلة جدا مقارنتا بالمجال الكلى 

فيسبب بعض الاهتزازات فى ملفات المحول و يزيد من صوت المحول اثناء التشغيل ( هذا فى اوضاع التشغيل العادية ) و اذا كانت ملفات المحول مثبته جيدا .. فلا مشكلة 

- المشكلة تظهر اثناء حدوث دائرة قصر short circuit فمن المعروف ان فى حالة ال SC يمر تيار عالى جدا مما يزود من الاهتزازات الميكانيكية و تكون بهذه الكيفية : 

- حدوث تنافر بين الملف الابتدائى و الملف الثانوى 

- تميل ملفات HV للصعود لأعلى و ملفات LV للهبوط لأسفل .. و يتبدل هذا الوضع كل 0.02 ثانية ( اى 50 مرة بالثانية لتردد 50 هرتز ) 

انظر الصورة المرفقة :

 

هذه الاهتزازات قد تؤدى الى حدوث تفكك لملفات المحول ( اذا زادت مدة ال SC او اذا كانت الملفات غير محكمة الربط ) 

 

 اتمنى اكون اجبت على السؤال جيدا

شكرا للمتابعة و فى انتظار تعليقاتكم :)

تابع القراءه ..

بالصور شرح مبسط لطرق تصنيع القلب الحديدى المستخدم فى المحول الكهربى

القلب الحديدى steel core و هو من اهم اجزاء المحول الكهربى

- سؤال / لماذا يتم استخدام قلب حديدى بدلا من الهواء 

     حتى يتم زيادة كثافة الفيض المغناطيسى فيمكننا نقل فيض مغناطيسى فى اقل مساحة ممكنة ... حيث ان كثافة الفيض تتناسب  

     طرديا مع معامل النفاذية للوسط ... و بالطبع معامل نفاذية الصلب اضعاف معامل نفاذية الهواء

     لذلك اذا تم استخدام الهواء .. سنحتاج الى اضعاف حجم المحول العادى ( المستخدم قلب حديدى ) و ذلك حتى يتم نقل نفس كمية  الفيض المغناطيسى التى يحتاجها المحول لأداء عمله

يتم تصنيع القلب من شرائح طولية من الصلب معزولة عن بعضها بمادة السيليكون السائل ( فيسمى الصلب السليكونى)

- من المعتاد ان يكون سمك الشريحة حوالى 0.3 مم و يتم الوصول لهذا السمك القليل جدا عن طريق الدرفلة على  البارد

يسمى هذا النوع من تصنيع شرائح الصلب بأختصار CRGO اى cold rolled grain oriented silicon steel 

 

انظر الصور : 

 هنا تصنيع شكل EI Core

و هذه صورة لشريحة واحدة

و هذه صورة توضح العدد الكبير من الشرائح laminations ألمستخدمة فى عمل قلب للمحول

انظر هذه الصورة حيث توضح قلب حديدى لمحول قدرة كبير :

و نلاحظ انها نفس فكرة العمل و لكن بحجم اكبر ليس الا

 

كل ما سبق يهدف الى تقليل التيارات الدوامية Eddy Current التى تنشأ فى القلب الحديدى اثناء عمله مما يؤدى لوجود فقد فى الطاقة الكهربية و ايضا ارتفاع درجة حرارة المحول

بالطبع بعد تصنيع الشرائح و ضغطها على بعضها البعض .. يتم تجميعها حسب نوع المحول ( احادى الطور ام ثلاثى ) و ايضا ( core type ام shell type )

شكرا للمتابعة و فى انتظار تعليقاتكم

تابع القراءه ..

نقل الطاقة الكهربية لاسلكيا .. هل ممكن فعلا . ام مجرد خيال ؟

إن فوضى أسلاك الكهرباء الموصولة بالكمبيوترات، و الهواتف، و التلفاز، و كل ما حولنا من أجهزة كهربائية قد تؤول إلى الزوال يوما و ذلك اذا تمكن علماء و مهندسى الكهرباء من نقل الطاقة بدون الحاجة لاسلاك

إن فكرة نقل القدرة الكهربية  بلا أسلاك ليست مفهوما جديدا ... ففي بدايات القرن الماضي و قبل أن تطرح شبكات الكهرباء للاستخدام، قام المخترع الصربى  تسلا بأبتكار جهاز يقوم بنقل الطاقة الكهربية  لاسلكيا .

اختراع تسلا : 

-نحن نعلم أن أى شبكة لاسلكية تتكون من مرسل و مستقبل
و قد صمم تسلا اختراعه  بحيث يكون هناك محطة بث و محطة استقبال للطاقة على شكل ابراج كالتالى :

و هذه صورة لبرج تسلا الحقيقى : 

بعض الأقاويل تشير انه فى عام 1988 استطاع بالفعل العالم تسلا نقل الكهرباء لمسافة كبيرة بتردد عال و قد تمكن من مد بنك كامل بالطاقة الكهربائية و انارة اكثر من 200 مصباح و لكن تم ايقاف المشروع لانسحاب الممولين و ذلك لان اصحاب مصانع انتاج الكابلات و الاسلاك الكهربائية قد علموا ما قد تئول اليه الامور حيث يقوم اى شخص بوضع جهاز الاستقبال فوق منزله و يقوم باستقبال الطاقة و يكون من الصعب حتى محاسبته على الطاقة المستخدمة مما يؤدى الى انهيار تجارتهم

نقل الطاقة لاسلكيا فى العصر الحديث: 

في العام (2006)، اقترح فيزيائيون من معهد ماساتيوستش في امريكا طريقة لنقل الكهرباء لاسلكيا و ذلك بتوظيف الموجات الكهرومغناطيسية اللاإشعاعية المتلاشية و تنشأ هذه الموجات عادة مع الموجات المنبعثة المستخدمة في الاتصالات اللاسلكية إلا أنها تتلاشى في زمن قصير بعد خروجها من الأنتل. اماالعالم مارين سولجاسيكو وزملائه فتركزت فكرتهم على أنه بحدوث حالة رنين بين جهاز الاستقبال و جهاز الإرسال فإن المجال المتلاشي سيقوم بحث تيار كهربي بين الجهازين. و في هذه الحالة، فإن الأجهزة و الأجسام الموضوعة حول ذلك المجال لن تتأثر به لأنها لن تدخل في حالة رنين معه، و بالتالي فإنها لن تقطع الإرسال، و كذلك فهي لن تمتص –إلا النزر اليسير- من طاقة المجال و لقد وضع سولجاسيكو وزملاؤه فكرتهم النظرية في حيز التطبيق، حيث ابتكروا زوجا من الأناتل النحاسية على شكل حلقي (مثل الخاتم)، و قد وصلوا أحدها بمصدر تيار، بينما اتصل الآخر بمصباح (60 واط) على بعد مترين. و عندما وضعوا المصدر في حالة التشغيل حيث يسري التيار المتردد في الأول فإن ذلك أدى إلى نشوء مجال مغناطيسي دخل في حالة رنين ازدواجي مع الآخر، و بالتالي أدى إلى نشوء تيار حثي (تأثيري). و على حسب زعم الفريق العلمي فإن ذلك التيار اضاء المصباح بكفاءة نقل مقدارها ( 40 % ) كما تنبأت نظريتهم بالضبط و على الرغم من أن أقطار الأناتل التي استخدمت في التجربة كانت تزيد قليلا عن نصف المتر، إلا أن الفريق العلمي أكد أنه بالإمكان إعداد نسخا مصغرة من تلك المنظومة بحيث تستخدم للأجهزة المتنقلة (المحمولة)، دون التضحية بالكفاءة. 

صور لاختراع  العلماء الامريكيين لنقل الطاقة لاسلكيا

 جدير بالذكر أن مثل تلك الأجهزة قد تستخدم في تطبيقات لأجهزة طبية و صناعية عديدة.

تعليق بسيط

 ان اى اختراع نستخدمه فى وقتنا هذا . لم يكن فى السابق الا مجرد خيال و يعتبره البعض جنون  

اعتقد يوما ما سنستطيع توليد الكهرباء من الواح للطاقة الشمسية مثبته  على الاقمار الصناعية التى بدورها تعيد بث هذه الطاقة الى اماكن معينة فى العالم من خلاص محطات استقبال ... لنحصل بذلك على طاقة نظيفة تماما و  بقدرة عالية جدا

  شكرا للمتابعة و فى انتظار تعليقاتكم ...

تابع القراءه ..