محول الجهد الكلاسيكي (VT) هو جهاز يحول قيمة إلى أخرى. ترافق العملية فقدان جزئي للقدرة ، ولكن لها ما يبررها في الحالات التي يكون فيها من الضروري تغيير معلمات إشارة الإدخال. يوفر تصميم هذا المحول عناصر متعرجة ، مع الحساب الصحيح الذي يمكن من خلاله الحصول على جهد الخرج المطلوب.
الغرض ومبدأ العمل
الغرض الرئيسي من محولات الجهد هو تحويل إشارة الإدخال إلى المستوى الذي توفره المهام التي تواجه المستخدم - عندما تحتاج إلى خفض أو زيادة إمكانات العمل. يمكن تحقيق ذلك من خلال مبدأ الحث الكهرومغناطيسي ، الذي صاغه القانون فاراداي وماكسويل كقانون. وفقا له ، في أي حلقة تقع بالقرب من ملف آخر من نفس السلك ، يتم تحفيز EMF بالتيار ، بما يتناسب مع تدفق الحث المغناطيسي الذي يخترقهم. يعتمد حجم هذا الحث في اللف الثانوي للمحول (الذي يتكون من العديد من هذه المنعطفات) على القوة الحالية في الدائرة الأولية وعلى عدد الدورات في أي ملف.
يتم تحديد التيار في اللف الثانوي للمحول والجهد عند الحمل المتصل به فقط بنسبة عدد الدورات في كلا الملفين. يسمح لك قانون الحث الكهرومغناطيسي بحساب معلمات الجهاز التي تنقل الطاقة من الإدخال إلى الإخراج بشكل صحيح مع النسبة المطلوبة من التيار والجهد.
ما هو الفرق بين محول التيار ومحول الجهد
الفرق الرئيسي بين محولات التيار (CTs) ومحولات الجهد هو غرضها الوظيفي المختلف. يتم استخدام السابق فقط في قياس الدوائر ، مما يسمح بتقليل مستوى المعلمة التي يتم التحكم فيها إلى قيمة مقبولة. يتم تثبيت الثانية في خطوط التيار المتردد الكهربائية وتعطي خرج الجهد المستخدم لتشغيل المعدات المنزلية المتصلة.
الاختلافات في التصميم هي كما يلي:
- كملف أساسي في المحولات الحالية ، يتم استخدام حافلة إمدادات الطاقة التي يتم تركيبها عليها ؛
- تم تصميم معلمات اللف الثانوية للاتصال بجهاز قياس (عداد كهربائي في المنزل ، على سبيل المثال) ؛
- بالمقارنة مع VT ، فإن المحول الحالي أكثر إحكاما ولديه دائرة تبديل مبسطة.
تلبي محولات التيار والجهد متطلبات مختلفة من حيث دقة القيم المحولة. إذا كان هذا المؤشر مهمًا جدًا لجهاز القياس ، فإن محول الجهد له أهمية ثانوية بالنسبة لمحول الجهد.
تصنيف محولات الجهد
وفقًا للتصنيف المقبول بشكل عام ، يتم تقسيم هذه الأجهزة وفقًا للغرض منها إلى الأنواع الرئيسية التالية:
- محولات الطاقة مع التأريض وبدونها ؛
- اجهزة القياس؛
- محولات ذاتية.
- أجهزة مطابقة خاصة ؛
- عزل ومحولات الذروة.
يتم استخدام أول هذه الأصناف لتوصيل الطاقة غير المنقطعة للمستهلك بشكل مقبول له (بالسعة المطلوبة). جوهر عملهم هو تحويل مستوى واحد من الإمكانات إلى مستوى آخر بهدف النقل اللاحق إلى الحمل.يمكن للأجهزة ثلاثية الطور المركبة في محطة تحويل ، على سبيل المثال ، تقليل الجهد العالي من 6.3 و 10 كيلو فولت إلى قيمة منزلية تبلغ 0.4 كيلو فولت.
المحولات الذاتية هي أبسط الهياكل الحثية التي تحتوي على ملف واحد مع فروع لضبط حجم جهد الخرج. يتم تثبيت المنتجات المطابقة في دوائر منخفضة التيار ، مما يوفر نقل الطاقة من مرحلة إلى أخرى بأقل خسائر (بأقصى قدر من الكفاءة). باستخدام ما يسمى محولات "العزل" ، من الممكن تنظيم العزل الكهربائي للدوائر ذات الجهد العالي والمنخفض. هذا يضمن حماية مالك المنزل أو الكوخ من الصدمة الكهربائية ذات الإمكانات العالية. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح لك هذا النوع من المحولات بما يلي:
- نقل الكهرباء من المصدر إلى المستهلك بالشكل الصحيح والآمن ؛
- حماية دوائر الحمل بالأجهزة الحساسة المدرجة فيها من التداخل الكهرومغناطيسي ؛
- منع مكون التيار المباشر من دخول دوائر العمل.
محولات الذروة هي شكل آخر من أشكال جهاز تحويل الطاقة الكهربائية. إنها تعمل على تحديد قطبية إشارات النبض ومطابقتها مع معلمات الإخراج. يتم تثبيت هذا النوع من المحولات في دوائر الإشارة لأنظمة الكمبيوتر وقنوات الراديو.
قياس محولات الجهد والتيار
محولات القياس الخاصة هي نوع خاص من المحولات التي تسمح بتضمين أجهزة التحكم في دوائر الطاقة. الغرض الرئيسي منها هو تحويل التيار أو الجهد إلى قيمة مناسبة لقياس معلمات الشبكة. تنشأ الحاجة لذلك في المواقف التالية:
- عند أخذ قراءات بواسطة العدادات الكهربائية ؛
- في حالة تركيب مرحلات الحماية من التيار والتيار في دوائر تزويد الطاقة ؛
- إذا كان هناك أجهزة أتمتة أخرى فيه.
يتم تصنيف أدوات القياس حسب التصميم ونوع التركيب ونسبة التحويل وعدد الخطوات. وفقًا للعلامة الأولى ، فهي مدمجة ، وممشاة ، ودعم ، وفي مكان التنسيب - خارجي أو مخصص للتركيب في مقصورات المفاتيح المغلقة. وفقًا لعدد خطوات التحويل ، يتم تقسيمها إلى مرحلة واحدة وشلال ، ومعامل التحويل ، إلى منتجات لها قيمة واحدة أو أكثر.
ميزات تشغيل VT في الشبكات ذات نقطة الصفر المعزولة والمؤرضة
تحتوي الشبكات الكهربائية عالية الجهد على نسختين: مع ناقل صفر معزول ، أو مع محايد معوض ومؤرض. يتيح لك الوضع الأول لتوصيل نقطة الصفر عدم فصل الشبكة بأعطال أحادية الطور (OZ) أو أعطال القوس (DZ). تسمح PUEs بتشغيل الخطوط بمحايد معزول لمدة تصل إلى ثماني ساعات مع دائرة أحادية الطور ، ولكن بشرط أن يتم العمل في هذا الوقت للقضاء على العطل.
من الممكن حدوث تلف للمعدات الكهربائية بسبب زيادة جهد الطور إلى الخطية والمظهر اللاحق لقوس ذي طبيعة متغيرة. بغض النظر عن سبب وطريقة التشغيل ، هذا هو أخطر نوع من الخطأ مع معامل ارتفاع الجهد الزائد. في هذه الحالة هناك احتمال كبير لظهور الرنين في الشبكة.
إن الدائرة الرنانة في شبكات الطاقة ذات المحايدة المعزولة هي سلسلة تسلسلية صفرية مع مغنطة غير خطية. VT غير مؤرض ثلاثي الأطوار في جوهره هو ثلاثة محولات أحادية الطور متصلة وفقًا لمخطط النجوم. مع الجهد الزائد في المناطق التي يتم تثبيتها ، يزيد الحث في قلبها بنحو 1.73 مرة ، مما يتسبب في حدوث رنين.
للحماية من هذه الظاهرة ، تم تطوير طرق خاصة:
- تصنيع VT و CT مع تحفيز داخلي منخفض ؛
- إدراج عناصر تخميد إضافية في دائرتها ؛
- تصنيع محولات ثلاثية الطور بنظام مغناطيسي واحد في إصدار 5 قضبان ؛
- التأريض المحايد من خلال مفاعل الحد الحالي ؛
- استخدام اللفات التعويضية ، وما إلى ذلك ؛
- تطبيق دوائر الترحيل التي تحمي اللفات VT من التيارات الزائدة.
تحمي هذه الإجراءات قياس VTs ، لكنها لا تحل مشكلة السلامة تمامًا. يمكن أن تساعد أجهزة التأريض المثبتة في الشبكات مع ناقل محايد معزول في ذلك.
تتميز طبيعة تشغيل محولات الجهد المنخفض في أوضاع محايدة مؤرضة بزيادة الأمان وانخفاض كبير في ظواهر الرنين. بالإضافة إلى ذلك ، يزيد استخدامها من حساسية وانتقائية الحماية في دائرة أحادية الطور. يصبح هذا الارتفاع ممكنًا بسبب حقيقة أن اللف الاستقرائي للمحول متضمن في الدائرة الأرضية ويزيد التيار لفترة وجيزة من خلال جهاز الحماية المثبت فيه.
يوفر PUE مبررًا لجواز التأريض المحايد قصير المدى مع محاثة صغيرة لملف VT. للقيام بذلك ، تستخدم الشبكة الأتمتة ، والتي من خلال اتصالات الطاقة عند حدوث OZ بعد 0.5 ثانية تربط المحول لفترة وجيزة بقضبان التوصيل. نظرًا لتأثير محايد متوقف عن الأرض أثناء عطل أرضي أحادي الطور ، يبدأ تيار محدود بسبب محاثة VT بالتدفق في الدائرة الواقية. في الوقت نفسه ، تكفي قيمته لمعدات الحماية للعمل من OZ وتهيئة الظروف لإطفاء تصريف قوس خطير.
