Telechargé par bz.ahmed2

المحولات Transformers

publicité
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
Téléchargement