محولات العزل Isolation transformer

محولات العزل Isolation transformer :هي محولات يكون فيها عدد اللفات الابتدائية مساوي لعدد اللفات الثانوية ( معامل التحويل يساوي 1 ) أي لا يقوم بتغيير الجهد , لكن ملفات الثانوي تكون معزولة عن ملفات الابتدائي .

يستفاد منها أنها تمنع التشويش الكهربائي Electric Noise , ويتم استخدامه في الأجهزة الحساسة خاصة في المطارات والمستشفيات  والأجهزة الرقمية  .

Skin Effect الظاهرة السطحية

Skin Effect الظاهرة السطحية :

من المعلوم أن المقاومة الكهربائية لموصل ما ثابتة , لكن لماذا تكون المقاومة لنفس الموصل في حالة التيار المتردد أكبر منها في حالة التيار المستمر ؟؟

عند مرور تيار مستمر DC في الموصل يتولد مجال مغناطيسي مستمر وثابت عبر مقطع الموصل

أما عند مرور تيار متردد AC يتولد مجال مغناطيسي متردد يعمل على ايجاد قوة دافعة كهربائية معاكسة لهذا المجال , تكون قيمتها في مركز الموصل أكبر منها عند محيط الموصل , ينتج عنها تيار معاكس للتيار الأصلي في مركز الموصل مما يؤدي الى سريان التيار الأصلي عند أطراف الموصل , هذا يعني تقليل المساحة التي يمر فيها التيار .






كلما زاد التردد زاد تأثير Skin Effect , وعند استخدام موصلات مجدولة stranded بدلا من الموصلات المصمتة solid تقل  Skin Effect .

لماذا لم نسمع أن هناك دول تستخدم ترددات غير 50Hz و 60Hz ؟

يكن توليد الطاقة الكهربائية عند أي تردد نريد , لكن لماذا لم نسمع أن هناك دول تستخدم ترددات غير 50Hz و 60Hz ؟



بالنسبة للترددات التي أقل من 50Hz عند استخدامها سوف نواجه مشكلتين :
1- سوف تكون شدة الإضاءة أقل , لأن عدد المرات التي يمر بها التيار بالصفر سوف تكون أقل .
2- زيادة حجم الآلات الحثية , فكلما قل التردد يزداد حجم الماتورات والمولدات والمحولات .

أما بالنسبة للترددات التي هي أكبر من 60Hz سوف تؤثر على أجهزة الاتصالات .


أنصحك بقراءة مقارنة بين نظام 220 فولت وتردد 50 هيرتز و نظام 110 فولت وتردد 60 هيرتز

البوخلز ريلي أو مرحل البوخلز Buchholz relay :

البوخلز ريلي أو مرحل البوخلز Buchholz relay :

يسمى أيضا بمرحل الغاز أو مرحل ارتفاع الضغط المباشر , وهو من الحمايات الميكانيكة المستخدمة في المحول الكهربائي , ويوجد بين الخزان الرئيسي للزيت والخزان الاحتياطي .


مكونات البوخلز :

1- Upper Float العوامة العلوية : هي المسؤولة عن اعطاء الانذار
2- Lower Float العواملة السفلية : هي المسؤولة عن فصل البوخلز ,في الحالة العادية تكون العوامتين مرفوعتين بواسطة الزيت 
3- Relay Tester : له مستويين
    الأول لاختبار العوامة العوية , والثاني لاختبار العوامتين .
4- Direction Arrow : يشير السهم الى مكان الخزان الاحتياطي .
5-Oil Level Detector
6-Gas Valve
7-Connection Parts : لتوصيل المرحل بالخزان الاحتياطي والرئيسي

يستخدم مرحل البوخلز في :

1- الإنذار المبكر في حالة وجود غازات زائدة في خزان الزيت .
2- الإنذار وفصل المحول في حالة نقص زيت المحول عن مستوى معين .
3- فصل المحول عند حدوث دائرة قصر كهربائي (short circuit) أو عند زيادة التيار بنسبة كبيرة جدا.
فكرة عمل البوخلز :
1- عند وجود غازات كثيرة أعلى العوامة العلوية فتضغط عليها فتنزل العوامة للأسفل ,فيتم اعطاء انذار .
2- عند نقصان مستوى الزيت تنخفض العوامة العلوية للأسفل ,فيتم اعطاء انذار .
3- عند حدوث نثصان شديد بمستوى الزيت تنخفض العواملة السفلية فيتم فصل المحول عن العمل .
4- عند حدوث دائرة قصر Short Circuit أو زيادة التيار بشكل كبير ترتفع حرارة المحول مما يؤدي الى تمدد الزيت واندفاعه     الى الخزان الاحتياطي فيقوم بتحريك قطعة معدنية Puffer Plate وهذه متصلة بالعوامة الفلية مما يؤدي الى انخفاضها            وفصل المحول عن العمل 

السيليكا جل Silica Gel

السيليكا جل Silica Gel :

مهمة الخزان الاحتياطي في المحول هي تعويض نقص الزيت في خزان الزيت الأساسي , وهذا التغيرناتج عن تمدد الزيت وتقلصه نتيجه الحرارة في المحول , وعند تعويض النقص في الخزان الأساسي يقل الزيت في الخزان الاحتياطي مما يؤدي الى دخول الهواء الجوي الى داخل الخزان الاحتياطي , وعادة الهواء الجوي محمل بالرطوبة.

 ان وجود الرطوبة داخل زيت المحول يؤدي الى تقليل قدرته على العزل وربما انهيار عازليته مما يؤدي الى احتراق المحول, وقد تنتقل الرطوبة الى المواد العازلة الأخرى مسببة أضرارا لخصائصها الكهربائية والميكانيكية  وهنا يأتي دور السيليكا جل Silica gel  حيث تقوم بامتصاص الرطوبة من الهواء الداخل , السيليكا جل هي عبارة عن ملح بلوري يقوم بامتصاص الرطوبة .
تتواجد السيليكا جل في أنبوبة زجاجية تسمى Breather Unit (وحدة التنفس) تتصل مباشرة مع الخزان الاحتياطي للزيت (Conservator Tank).

للسيليكا جل عدة ألوان كل منها يدل على كمية الرطوبة الممتصة :
1- اللون الأزرق :
    يدل على أن المادة تملك القدرة على امتصاص الرطوبة ولا تحتاج الى تغيير .


2- اللون البني :
    يدل أن السيليكا جل مشبعة بالرطوبة ويجب تغييرها أو تجفيفها .
    يتم تجفيف السيليكا جل في فرن درجة حرارته ما يقارب 300C ليعود لونها أزرق مرة أخرى , ولكن بعد طول فترة من                الاستخدام يجب استبدالها , ويمكن استبدال السيليكا جل أثناء عمل المحول .

   


وهناك الوان أخرى للسيلكيا جل مثل البرتقالي أو الأحمر وتكون فيه السيليكا جل قادرة على امتصاص الرطوبة واذا تحولت الى اللون الأبيض يدل على أنها اصبحت مشبعة بالرطوبة .

طرق تبريد المحولات الكهربائية

 تبريد المحولات الكهربائية :

خلال عملية التحويل ونتيجة مرور التيار الكهربائي ترتفع درجة حرارة القلب الحديدي والملفات داخل المحول , وهذا يؤدي الى زيادة الفاقد وتقليل كفاءة المحول , فتم دراسة طرق لتبريد المحولات الكهربائة لزيادة كفائتها .
تتم عملية تبريد المحولات الكهربائة بأكثر من طريقة تبعا لحجم المحول ونوعه وغيرها من العوامل .

1- محول مغمور في الزيت مبرد ذاتيا (OA - Oil Immersed Self Cooling ) :
   تتم عملية التبريد عن طريق غمر القلب الحديدي والملفات في الزيت , ويتم تحرك الهواء ذاتيا على أسطح التبريد
   وتعتبر هذه من أبسط الطرق.
   يتم استخدامها في المحولات التي تصل الى 30MVA
   ويرمز له بـ ONAN


2- محول مبرد ذاتيا بالزيت وقسرا بالهواء ( OA/FA - Oil Immersed Self Cooling/Forced Air ) :
    نفس  الطريقة السابقة لكن يتم دفع الهواء بمضخات فوق أسطح التبريد.
    يتم استخدامها للمحولات الكبيرة التي تصل الى 60MVA
    ويرمز له بـ ONAF


3- محول مبرد قسرا بالزيت وقسرا بالهواء ( FOA - Oil Forced/Air Forced ) :
    يتم دفع الزيت الى داخل أسطح التبريد بواسطة مضخات وكما يتم دفع الهواء فوق الأسطح بواسطة مضخات أيضا
    ويرمز له بـ OFAF
 
 

4- محول مبرد ذاتيا بالزيت وقسرا بالزيت وقسرا بالهواء (OA/FA/FOA) :
    تتم هذه العملية على مرحلتين تبعا لمقدار الحمل الكهربائي وتتم باستخدام أجهزة تحكم .
    ويرمز له بـ ONAN/ONAF/OFAF

5- محول مغمور في الزيت المبرد بالماء (OW- Oil Immresed/Water-Cooled) :
   يتم تبريد الزيت بالدوران داخل الماء
  

الأعمدة الخرسانية RCC

الأعمدة الخرسانية RCC :RCC : Reinforced Cement Concrete
الأعمدة الخرسانية قوية ومكلفة أكثر من الأعمدة الخشبية wooden poles  , ويمكن صبه في موقع العمل , وصيانتها قليلة , لكنها ضخمة وثقيلة .

تستخدم كثيرا في شبكات التوزيع (up to 33KV ) , وفي الأماكن الريفية .

wooden poles (أعمدة خشبية)

wooden poles (الأعمدة الخشبية) : 

تصنع الأعمدة من الخشب الجيد المعالج كيميائيا , ويتم طلاء الأعمدة بالقطران لحمايتها من التسوس ولإعطائها نوع  من الصلابة ولإغلاق المسامات وحمايتها من عوامل الجو

وتوجد مشاكل عند استخدام الأعمدة الخشبية منها التسبب في أضرار كبيرة للغابات , و صعوبة ايجاد أخشاب بالأطوال المناسبة , فتم الاستغناء عن الأعمدة الخشبية واستخدام الأ‘مدة الاسمنتية او الحديدية وغيرها
يوجد لها عدد من الأشكال :

1- 400V , 4-wire distributor
2- 11KV, 3-phase3- 33KV , 'A' pole Double circuit
4- 33KV , 'H' pole Double circuit
5- 110KV , Portal type tower
       طوله 15متر ,والمسافة بين الفازات 3.5 متر

أنواع أعمدة خطوط النقل الكهربائي حسب المادة المصممة منها الأعمدة

انواع أعمدة خطوط النقل الكهربائي حسب المادة المصممة منها الأعمدة :

1- wooden poles (أعمدة خشبية)
2- RCC poles (أعمدة اسمنتية مسلحة)
3- Steel Tubular
4- Steel Towers

وسيتم شرح كل نوع من الأنواع لاحقا

محول الجهد Voltage transformer

محول الجهد Voltage transformer :

يقوم بتخفيض الفولتية إلي قيمة صغيرة

وله استخدامات عديدة مع :

1- أجهزة الفولتيمتر

2- أجهزة قياس التردد

3- ملفات الجهد لكل من الواتميترات

الملف الابتدائي يتكون من عدد كبير من الملفات ويصمم لجهود مقدرة تتراوح بين 380- 500000 فولت ويوصل على التوازي مع الجهد المطلوب قياسه والملف الثانوي يتركب من عدد قليل من الملفات ومصمم على جهد قدرة 100 فولت أو 200 فولت على الأكثر.

ومحول الجهد يكون دائما محول خافض للجهد. حيث أن ملفة الثانوي مقاومته الداخلية عالية القيمة .

الأجزاء الرئيسية لبرج كهربائي 220KV

بعض الأجزاء الرئيسية لبرج كهربائي 220 KV  :
1- Insulator   العازل
2- Bundle of two conductors  حزمة من اثنین من الموصلات
3- Spacer   فاصل بین الموصلات
4- Steel wire or OPGW wire   سلك الأرضي في أعلي البرج
5- الثلاث موصلات یشكلون دائرة كھربائية واحدة ( ثلاثة فاز )
6- Identity or Notice plate   لوحة تعریفیة توضح ھویة الخط وتحذر من مخاطر الصعق الكھربائي
7- Anti-climbing   مانع التسلق (أسلاك شائكة)