موردو المحولات الكهربائية

تواجه المحولات أنواعًا مختلفة من الخسائر أثناء تشغيلها، مما قد يؤثر على كفاءتها وأدائها العام. تشمل المصادر الرئيسية لخسائر المحولات ما يلي:

خسائر النحاس (خسائر I²R):

ناجمة عن مقاومة محول اللفات لتدفق التيار.

يتناسب مع مربع التيار (I²) ومقاومة الملف (R).

خسائر الحديد (التباطؤ وخسائر التيار الدوامي):

خسائر التباطؤ: تنتج عن التباطؤ المغناطيسي في المادة الأساسية، حيث تقاوم المجالات المغناطيسية التغيرات في المغنطة.

خسائر تيار إيدي: تحدث نتيجة للتيارات الدائرية المستحثة في القلب بسبب المجال المغناطيسي المتغير.

الخسائر الضالة:

تدفق التسرب: بعض التدفق المغناطيسي قد لا يربط بين الملفين الأولي والثانوي، مما يؤدي إلى تسرب التدفق وخسائر إضافية.

محاثة التسرب: هذا يساهم في فقدان الطاقة التفاعلية.

خسائر عازلة:

ينتج عن المجال الكهربائي في المواد العازلة مما يؤدي إلى تبديد الطاقة على شكل حرارة.

أكثر أهمية في التطبيقات عالية التردد ومحولات الجهد العالي.

لتقليل خسائر المحولات وتحسين الكفاءة، يمكن استخدام استراتيجيات مختلفة:

1. اختيار المواد الأساسية عالية الجودة:

اختر المواد الأساسية ذات التباطؤ المنخفض وخسائر التيار الدوامي لتقليل خسائر الحديد.

2. تحسين التصميم الأساسي:

استخدم تصميمات أساسية تقلل من طول مسار التدفق المغناطيسي، مما يقلل من فقدان التباطؤ والتيار الدوامي.

استخدم تقنية اللفة المتدرجة أو غيرها من التقنيات لتقليل خسائر التيار الدوامي في القلب.

3. استخدام النحاس عالي الموصلية:

اختر نحاسًا عالي الموصلية للملفات لتقليل فقد النحاس.

استخدم موصلات أكبر أو موصلات متوازية متعددة لتقليل المقاومة.

4. تقليل مقاومة اللف:

تقليل مقاومة ملفات المحولات باستخدام مواد ذات مقاومة منخفضة وتحسين تصميمات الملفات.

5. تحسين التبريد الأساسي:

تنفيذ أنظمة تبريد فعالة، مثل التبريد بالزيت أو السائل، لتبديد الحرارة من القلب واللفات.

6. التحسين محول تحميل:

تشغيل المحولات عند مستويات الحمل المثلى لموازنة فقد الحديد وخسائر النحاس.

تجنب التحميل الزائد، لأنه يمكن أن يزيد بشكل كبير من الخسائر.

7. الاستفادة من المحولات الأساسية غير المتبلورة:

تتمتع السبائك المعدنية غير المتبلورة بفقدان أساسي أقل مقارنة بفولاذ السيليكون التقليدي، مما يجعلها أكثر كفاءة في استخدام الطاقة.

8. تركيب أجهزة تنظيم الجهد:

يمكن أن تساعد منظمات الجهد الكهربي أو مبدلات الصنبور عند التحميل في الحفاظ على مستويات الجهد المثالية وتقليل الخسائر.

9. تنفيذ المحولات الموفرة للطاقة:

استخدم المحولات ذات معدلات الكفاءة الأعلى، والتي تتضمن غالبًا ميزات تصميمية لتقليل الخسائر.

10. تطبيق أنظمة المراقبة والتحكم المتقدمة:

تنفيذ أنظمة مراقبة في الوقت الفعلي لتقييم أداء المحولات وتحديد تحسينات الكفاءة المحتملة.

استخدم أنظمة التحكم المتقدمة لتحسين تشغيل المحولات بناءً على الحمل وظروف النظام.

11. الصيانة والاختبارات الدورية:

إجراء صيانة دورية، بما في ذلك اختبار مقاومة العزل، لضمان عمل المحول بكفاءة.

قم بمعالجة أي مشكلات على الفور لمنع زيادة الخسائر بمرور الوقت.

12. تطبيق المواد العازلة الحديثة :

استخدم مواد عزل متقدمة ذات خسائر عازلة أقل لتقليل تبديد الطاقة.

كيف نحمي المحولات من التيار الزائد والجهد الزائد والأخطاء الأخرى؟
تعد حماية المحولات من التيار الزائد والجهد الزائد والأخطاء الأخرى أمرًا ضروريًا للتأكد من تشغيلها الآمن والموثوق. يتم استخدام أجهزة وأنظمة حماية مختلفة لاكتشاف الظروف غير المعتادة وبدء الحركات لحمايتك من الأذى. وفيما يلي تدابير مشتركة للحماية المحولات الكهربائية :
1. حماية التيار الزائد: الصمامات وقواطع الدائرة: يتم توصيل الصمامات وقواطع الدائرة داخل الدوائر الأولى و/أو الثانوية لمقاطعة التيار مع التدفق في حالة حالات التيار الزائد. مرحلات التيار الزائد: تتمتع مرحلات التيار الزائد بالحداثة المفرطة وتقوم برحلة قاطع الدائرة أو الأجهزة الدفاعية الأخرى لعزل المحول.
2. الحماية من الجهد الزائد: مانعات الصواعق: يتم إعداد مانعات الصواعق (أو واقيات الصواعق) على أطراف المحولات لتحويل الجهد الزائد الناتج عن البرق أو طفرات التبديل. مغيرات الصنبور: قد تتكون مبدلات الصنبور الأوتوماتيكية من ميزات أمان الجهد الزائد لمنع نطاقات الجهد الزائد خلال تحويل الصنبور.
3. حماية الدائرة القصيرة: الحماية التفاضلية: تقوم المرحلات التفاضلية بفحص التيار الذي يدخل ويخرج من ملفات المحولات. اختلاف الحجم الجيد يشير إلى وجود خطأ. حماية المسافة: تقوم مرحلات المسافة بقياس المعاوقة إلى منطقة الخطأ، مما يؤدي إلى تعطيل قاطع الدائرة إذا كانت المعاوقة أقل من عتبة صلبة وسريعة.
4. الحماية من درجة الحرارة: المرحلات الحرارية: تعمل مستشعرات درجة الحرارة داخل ملفات المحولات على إطلاق المرحلات الحرارية إذا تجاوزت درجة الحرارة الحدود الآمنة، مما يؤدي إلى تعثر المحول. مرحل Buchholz: يتم تركيبه في المحولات المغمورة بالزيت، ويكتشف مرحل Buchholz البنزين المتولد بمساعدة الأعطال الداخلية التي تشمل ماس كهربائي أو ارتفاع درجة الحرارة.
5. حماية التردد المنخفض والتردد الزائد: مرحل التردد: يراقب تردد الجهاز ويقوم برحلات المحول إذا انحرف التردد عن الحدود المقبولة.
6. الحماية من خطأ الأرض: الحماية المقيدة من خطأ الأرض (REF): تراقب عدم التوازن الحديث بين الأطوار والمحايد، مما يؤدي إلى تعثر المحول في حالة اكتشاف خطأ أرضي. مرحلات الأعطال الأرضية: يكتشف الأعطال الأرضية ويبدأ حركات التدريع لعزل المحول.
7. الحماية الاحتياطية: مرحلات النسخ الاحتياطي: طبقات متعددة من الأمان تضمن أنه في حالة فشل أحد أجهزة التدريع أو تعطله، فإن الأجهزة الأخرى تعمل كنسخ احتياطية لحماية المحول. مزود الطاقة الاحتياطية: يضمن استمرار الأجهزة الدفاعية في العمل حتى أثناء انقطاع الكهرباء.
8. الحماية القائمة على الاتصالات: بروتوكولات الاتصال: قد تتمتع المحولات الحديثة أيضًا بمهارات اتصال، مما يسمح لها بتغيير المعلومات باستخدام مرحلات الحماية وإدارة الهياكل.
9. أنظمة مراقبة المحولات: المراقبة عبر الإنترنت: هياكل المراقبة في الوقت الحقيقي تحدد باستمرار ظروف المحولات، مع الأخذ في الاعتبار الكشف المبكر عن مشاكل القدرة. تحليل الغاز المذاب (DGA): يراقب الغازات المذابة داخل زيت المحولات، مما يوفر نظرة ثاقبة على أخطاء القدرة.
10. أجهزة العزل وإيقاف التشغيل: قواطع الدائرة: توفر إمكانية فصل المحول يدوياً أو تلقائياً عن نظام الكهرباء في حالة حدوث عطل. مفاتيح العزل: تستخدم لفصل الدليل في مرحلة ما في ظروف الصيانة أو الطوارئ.