شرح التأريض ونظام الأرضى وأنواعه ومكوناته وطرق قياس مقاومة الأرضي وتقليل قيمتها

سلسلة شرح المحولات الكهربية (4)

مفاقيد المحولات Transformer Losses

تنقسم مفاقيد المحولات إلى نوعين :

 مفقودات اللاحمل ( No Load Losses ) أو iron Losses

وهي المفقودات التي يتم فقدها في المحول عندما يسلط على أحد ملفاته الجهد المقنن و بالتردد المقنن بينما يكون الملف الأخر مفتوحا .

: وهى تنقسم إلى نوعين Constant Losses وتسمى هذه المفاقيد أيضا

1- Hysteresis Losses

2- Eddy Current Losses

فقد التخلف في شرائح القلب الحديدي Hysteresis losses in core sheets

يتسبب مرور التيار فى المحول فى إيجاد منحنيات التمغنط magnetic or hyteresis curves فى القلب الحديدى ,نتيجه لمرور التيار المتردد فى إتجاه معين و إنخفاضه ٬ ثم مروره فى الإتجاه المعاكس يكون للمنحنيات إتجاهان متضادان ٬ فكلما تغير إتجاه المغنطه تتغير أقطب الجزيئيات المغناطيسيه ٬ وهذا يؤدى إلى فقد فى قدرة المحول ويعرف بفقد التخلف Hysteresis losses وهو الذى يتناسب مع التردد وكثافة الفيض المغناطيسى
ولتقليل ال Hysteresis losses يجب تقليل وزن الماده المستخدمه فى القلب قدر الإمكان وكذلك يجب ألا تزيد كثافة الفيض عن قيمه معينه

               

h : ثابت التخلف من 0.001 إلى 0.003 

f : التردد . 

Bi : أقصى كثافة فيض . 

V : حجم القلب الحديدي سم3 

فقد التيارات الإعصارية في شرائح القلب الحديدي Eddy current Losses

قلب المحول عبارة عن شرائح رقيقة من الحديد ونظرا لان الفبض المغناطيسي المتردد يمر من خلال هذه الشرائح فأنة تتولد فيها أيضا قوي كهربية بالتأثير المغناطيسي تعمل علي إنشاء تيارات كهربية في مسارات مقفلة في القلب الحديدي والتي تعرف بالتيارات الإعصارية EDDY CURRENT وهي تتسبب في سخونة القلب الحديدي وبالتالي في فقد الطاقة ولا يمكن التخلص كلية من التيارات الإعصارية ولكن يتم تخفيضها بقدر الامكان وذلك بتصنيع قلب المحول من شرائح رقيقة من الصلب تكون معزولة عن بعضها البعض بطبقة من الدرتين أو طبقة من أي مادة عازلة مناسبة فتمر التيارات الإعصارية في الشرائح ولا تمر بينهما مما يؤدي إلي تقليل مساحات القطع وبالتالي زيادة المقاومة إلي حد كبير ۰

فقد التيارات الإعصارية الشاردة في رباطات ومسامير القلب Stray Eddy current Losses

و لتقليل هذا الفقد يتم الاعتناء برباطات و تجميع القلب الحديدي .
* يتم ( قياس ) مفقودات اللاحمل (المفقودات الحديدية Pfe) من اختبار اللاحمل :
حيث يتم تسليط الجهد المقنن ( Rated Voltage ) على أطراف ملف الجهد العالي و يترك ملف الجهد المنخفض مفتوحاً و يتم أخذ القراءات التالية :
Pfu : القدرة الفعالة في حالة اللاحمل (المفقودات الحديدية Pfe).
IO : تيار اللاحمل .
V1 : الجهد الابتدائي .
V2 : الجهد الثانوي في حالة اللاحمل .
Cos Ø0 : معامل القدرة في حالة اللاحمل .

مفقودات الحمل Load losses أو Cupper Losses

وهي القدرة المفقودة في ملفات المحول وتتناسب مع مربع شدة التيار وهي تتغير بتغير الأحمال ويمكن الحصول   عليها بأجراء إختبار دائرة القصر ( short circuit test ) علي المحول

 تعتمد هذه المفاقيد علي قيمة التيار و المقاومة و بالتالي علي القدرة الظاهرية KVA

وتسمي هذه المفاقيد أيضا Variable Losses 

* يتم ( قياس ) مفقودات الحمل (المفقودات النحاسية Pcu) من اختبارالقصر short circuit : 

يتم عمل قصر short circuit على الملف الثانوى للمحول (3 فازات) ويتم تسليط جهد على الملف الإبتدائى للمحول كنسبه من الجهد الإبتدائى المقنن ويتم زيادة الجهد المسلط على الملف الإبتدائى تدريجيامن الصفر حتى يمر التيار المقنن rated current فى الملف الثانوى وعندها يتم قياس الجهد المسلط على الملف الإبتدائى فى هذه اللحظه ويسمى جهد القصر Vs أوجهد المعاوقة impedance voltage

* من اختبار القصر ( Short Circuit test ) يتم تحديد :
Vs : جهد القصر .
Pcu : القدرة الفعالة في حالة القصر (المفقودات النحاسية Pcu).
I1 : تيار القصر الابتدائي .
I2 : تيار القصر الثانوي .

كفاءة المحول

حيث :-
P1 : مقنن قدرة الدخل Rated input .
P2 : مقنن قدرة الخرج Rated output .
Pfe: قيمة المفقودات الحديدية ( Iron Losses ) عند مقنن الجهد و التردد .
Pcu : قيمة المفقودات النحاسية ( Cupper Losses ) عند الحمل الكامل .
Cos Ø0 : معامل القدرة للمحول عند اللاحمل .

Cos Øs : معامل القدرة للمحول فى حالة القصر (الحمل الكامل)  .

كفاءة اليوم الواحد فى محولات التوزيع All day efficiency

تتصل الملفات الابتدائية لمحولات التوزيع بالمصدر الكهربي على مدار اليوم ويتغير الحمل الكهربي المتصل بدائرة الملف الثانوي وبالتالي تتغير قيمة الفقد في النحاس على مدار اليوم ولكن الفقد في الحديد يظل بقيمة ثابتة لذلك يفضل أن يصمم هذا النوع من المحولات بحيث تقل قيمة الفقد في الحديد. وتعرف كفاءة التشغيل لهذه المحولات كالتالي :

All day efficiency = 1 – Energy loss in 24 hours / Input in KWH for 24 hours

و لتحديد هذه الكفاءة لا بد من معرفة قيمة الحمل على مدار ۲٤ ساعة

كلمات مفتاحية محولات محول المحولات الكهربية مفاقيد المحولات Transformer Losses مفقودات اللاحمل No Load Losses iron Losses فقد التخلف Hysteresis losses Eddy current التيارات الإعصارية مفقودات الحمل Cupper Losses Load losses كفاءة المحول جهد المعاوقة اختبار القصر Short Circuit test كفاءة المحول