Transformers المحوالت المحوالت Transformers محوالت القدرة Power Transformer (step up , step down , distribution ) محوالت قياس Measurement Transformers ) C.T ) , ( P . T ) االجزاء الرئيسية لمحوالت التوزيع Main Parts of Distribution Transformers .1القلب الحديدى The Iron Core يمثل القلب الحديدى الدائرة المغناطيسية للمحول ويتكون من شرائح من الصلب السيليكونى بسمك 0.3mmوتغطى تلك الشرائح بمادة عازلة من الجهتين تناسب الوسط المحيط . .2الملفات النحاسية The Windings الملفات إالبتدائية والثانوية تمثل الدائرة الكهريبة للمحول وتصنع من النحاس النقى . ملفات الجهد المنخفض للمحولت حتى 200KVAتكون الموصالت مربعة الشكل وتعزل بورق عازل بينما المحولت ذات القدرات اكبر من 200 KVAتكون الموصالت شرائح ) (Copper Foils ملفات الجهد المتوسط للمحول تكون اسالك نحاسية اسطوانية الشكل وتعزل بمادة الورنيش . .3الخزان الرئيسى Tank يصنع من الصلب ويكون له زعانف اشعاعية Radiators Tankلزيادة مساحة التبريد ويختبر باشعة الفوق البنفسجية تحت ضغط حوالى 0.3ضغط جوى للتاكد من صالحية اللحام . جسم المحول الملفات الثانوية .4الخزان االحتياطى Oil Expansion Conservator يلحق بالخزان الرئيسى لسماح تمدد الزيت أثناء تحميل المحول بالحمل الكامل الذى يؤدى لزيادة حجم الزيت بنسبة 8%ويوضع عليه أنبوبة لبيان مستوى الزيت . .5عوازل األختراق Bushing Insulator تصنع هذه العوازل من مادة البورسلين ويمر من خاللها أطراف الملفات اإلبتدائية والثانوية وتوجد على نهاية أطراف عوازل الجهد المتوسط ) ( Arcing Hornوذلك للحماية من (External Surge Voltage ) & Flash Over .6مغير الجهد Tap Changer يتم من خالله تغيير قيمة الجهد بنسبة ±2.5% & ± 5% .7مادة السيلكا جيل Silica Gel تعمل هذه الماده على امتصاص الرطوبة من الهواء الجوى الداخل للخزان اإلحتياطى واللون الطبيعى لهذه الماده اللون األزرق الذى يتتغير إلى البنفسجى الفاتح عندما يتشبع بالرطوبة وإلعادتها للون الطبيعى تجفف فى فرن درجة حرارته من 150 – 500 ˚c أجزاء المحول الخارجية Cooling Methods وسائل التبريد بالمحوالت X1 Y2 X3 Y4 Oil ( O ) Natural ( N ) Gas ( G ) Forced ( F ) Solid Insulation ( S ) Forced & Guided ( D ) Air ( A) Water ( W ) Askarel ( L ) يمثل X1نوع الوسط العازل المبرد للملفات كحرف أول .ويمثل X3نوع وسط التبريد الخارجى للمحول كحرف ثالث . يمثل Y2طريقة تحريك الوسط العازل المبرد كحرف ثانى .ويمثل Y4نوع دفع الوسط المبرد الخارجى كحرف رابع . Ex :- ) ( ONAN تبريد زيت طبيعى وهواء طبيعى ) ( ODAF تبريد زيت موجه وهواء جبرى Transformer Tests Routine Tests Type Tests Ratio & Polarity Impulse Voltage Test Resistance of Windings Noise Level Test Insulation Resistance No Load Test Short Circuit Test Temperature Rise Test إختبار قطبية الملفات Polarity إختبار نسبة التحويل Turns Ratio إختبار مقاومة العزل Insulation Resistance تقاس مقاومة العزل بجهار الميجر Meggerلتحديد صالحية عزل الملفات والزيت وعوازل اإلختراق ويستخدم جهاز الميجر بجهد خرج 500 VDCلقياس عوازل الجهد المنخفض حتى 1KVبينما عوازل الجهد المتوسط يجب ان يكون خرج الميجر لقياس تلك العوازل 2500 VDCأو . 5000VDCوعند تسليط جهد الميجر علي العازل يمر خالله عده مركبات رئيسية لتيار DC تحسب من المعادلة األتية I dc = I c + I a + I lc + I ls ......... I dcقيمة تيار التسريب الكلى المقروء خالل الميجر . ............ I cتيار شحن المكثف arging Current of Capacitanceيمرخالل ثوانى أو دقائق اعتمادا على سعة وحجم العازل ويقل تدريجى مع مرور الزمن حتى يصل للصفر وغالبا هذا الزمن . 60S ........... I aتيار امتصاص العزل Dielectric Absorption Currentوهو مثل التيار السابق . .........I lcتيار التسرب التوصيلى خالل العزل Conduction Leakage Currentمستمر مع استمرارية جهد الميجر ويعتبر قيمة من المقياس الحقيقى لمقاومة العزل . .......... I lsتيار التسريب السطحى Surface Leakage Currentوهو مثل التيار السابق . إختبارمقاومة عزل ملفات الجهد المتوسط إختبار العزل بين ملفات الجهد المتوسط والجهد المنخفض إختبار ملفات الجهد المنخفض نقاط هامة قيمة مقاومة العزل تختاف تبعا لحجم المحول وجهده ودرجة الحرارة المحيطة به وبقاعدة عامة يجب ان تكون قيمة مقاومة العزل لكل 1KVمقاومة مقدرها من 5 – 10MΩ لتحديد صالحية العزل يجب معرفة قيمة معامل االمتصاص Absorption Coefficientالذى يجب ان يكون اكبرمن 1.3 K ab =R 60 / R 15 Reference Values of Insulation Resistance of Power Trans.M Ω 30˚c Measurement Between HV E R15 R60 50 ˚c Kab R15 R60 Kab 750 1000 1.34 250 300 1.2 LV E 1000 2500 2.5 500 750 1.5 LV HV 1000 2500 2.5 600 1000 1.67 إختبارات الجهد العالى ) (Dielectric Test جهد التحمل للتيار المتردد Power Frequency Withstand Voltageيجرى هذا اإلختبار بالمصنع على كل محول قبل اخراجه للمستهلك وقيمة هذا الجهد يساوى 2.5ضعف الجهد المقنن للمحول لفترة زمنية مقدرها 1Min جهد التحمل الدفعى Impulse Withstand Voltage يجرى هذا اإلختبار على عينة من المحوالت التى تم تصنعها وهذا اإلختبارعبارة عن نبضات زمنها 1.2/50 µSec Power Frequency Withstand & Impulse Voltage Withstand Tests For Voltage Up to 36KV Rated Insulation Level 1 Min Power Frequency Withstand Voltage H.S.V ( KV ) pk I.W.V ( KV ) pk P.F .V (KV )rms 3.6 7.2 12 17.5 24 45 60 75 95 125 16 22 28 38 50 إختبار مقاومة الملفات Resistance of Windings يجب ان تكون قيمة المقاومة لجميع ملفات الجهد المنخفض متساوية وتكون تقريبا حوالى 2.5mΩ وكذلك ملفات الجهد المتوسط التى تكون مقاومتها حوالى 3 Ω إختبار الالحمل No Load Test يجرى هذا اإلختبار على كل محول قبل خروجه من المصنع لتحديد صالحية القلب الحديدى حيث في عدم وجود حمل ال يوجد تيار بالملف الثانوى ولكن يتم قياس تيار بالملف اإلبتدائى يٌقدر بقيمة اقل من 4% من تيار الحمل الكامل ويفقد هذا التيار نتيجة التيارات اإلعصارية بالقلب الحديدى Eddy Current وأيضا التخلف المغناطيسى . Hysteresis Lossesيتم تغذية المحول من ناحية الجهد المنخفض بجهده المقنن تدريجيا وقيمة اجهزة الواطميتر تعطى المفاقيد الحديدية أما األميتر يعطى تيار الالحمل ويتم مقارنة تلك القيمبالقيم المسموح بها من قبل ال ٌمصنع فإذا زادت عن القيم المسموح بها تقل كفاءة المحول وتزداد حرارته ويؤدى ذلك إلى تقليل العمر األفتراضى للمحول . Electrical Characteristics of Distribution Transformers Power ( KVA ) Iron Loss ( W ) Copper Loss ( W ) 50 100 160 200 300 500 800 1000 210 340 480 570 720 1000 1450 1750 1250 2150 3100 3600 5450 7800 11000 13500 إختبار القصر Short Circuit Test تمثل I Rومعرفة معاوقة الجهد من إختبار القصر يمكن معرفة كل من المفاقيد النحاسية التى 2 UZويتم ذلك بتسليط جهد يمثل حوالى من 5-10 %من الجهد المقنن لملف الجهد المتوسط الذى يؤدى لمرور تيار بالملف الثانوى مساوي لتيار الحمل الكامل . Temperature limits maximum ambient temperature 45˚C maximum temperature rise of oil 55˚C maximum temperature rise of copper 60˚C Ventilation area Outlet 2m2 per 1000 KVA Inlet 1m2 per 1000 KVA تصنيف المواد العازلة Classes of insulation درجة الحرارة temperature Y 90 قطن-حرير-ورق-خشب- A 105 نفس المواد فى )(Yو لكن مشربة فى راتنج طبيعى أو زيت عزل E 120 مينا راتنج صناعى B 130 ميكا ألياف صناعية -أسبستوس F 155 نفس المواد فى ) (Bباضافة مواد تتحمل المقاومة الحرارية العالية H 180 ألياف صناعية -أسبستوس-ميكا مع اضافة راتنج سيليكونى C >180 زجاج كوارتز-ميكا-اسبستوس مع راتنج سيليكونى ذى استقرار حرارى عالى أنواع المادة المستخدمة Type of materials نقاط هامة خاصة بزيت المحول الزيت السليم يكون لونه اصفر رائق وفي حالة تغيير لونه دل ذلك علي وجود شوائب .وفساد الزيت يغير من خصائصه الكهربية والكيميائية لذلك يجب اختبار عزله الكهربى عن طريق أخذ عينة من أسفل خزان المحول فى بوتقة حجمها( )100*80*60مم وتوضع فى جهاز اختبار عزل الزيت . جهد انهيار الزيت السليم يكون 40 KV /2.5mm Maintenance of Transformers The transformer maintenance includes the following :-Routine daily inspection ( DI ) -Routine weekly inspection (WI) -Routine monthly inspection (MI) -Annual inspection (AI) مستوى الضوضاء فى المحوالت Noise of transformers يصدر عن جميع المحوالت صوت أثناء التشغيل يرجع الى األهتزازات المتولدة من القلب الحديدى. يقاس مستوى الضوضاء بوحدة الديسبل والديسبل وحدة مناسبة للترددات الصوتية حيث استجابة أذن األنسان للصوت لوغاريتمية . عند تركيب المحول يجب ان يكون مستوى الضوضاء له أقل من مستوى الضوضاء المحيط به . يوضح الجدول التالى مستوى الضوضاء لبعض المحوالت ذات القدرات المختلفة . مستوى الضوضاء لمحوالت التوزيع طبقا للمواصفات القياسية ()ANSI قدرة المحول ()KVA 5 6-9 10-25 26-50 51-150 151-225 226-300 301-500 مستوى الضوضاء بالديسيبل 40 40 45 45 50 55 55 60 مستوى الضوضاء لمحوالت القدرة طبقا للمواصفات ))DIN قدرة المحول ()MVA 2 2.5 3.15 4 5 6.3 8 10 12.5 مستوى الضوضاء بالديسيبل 52 53 55 56 57 59 60 62 63