محول الجهد الكلاسيكي (VT) هو جهاز يحول قيمة إلى أخرى. تكون العملية مصحوبة بفقدان جزئي للقدرة ، ولكن يكون لها ما يبررها في الحالات التي يكون فيها من الضروري تغيير معلمات إشارة الإدخال. في تصميم مثل هذا المحول ، يتم توفير عناصر متعرجة ، مع الحساب الصحيح الذي يمكن الحصول عليه من جهد الخرج المطلوب.
الغرض ومبدأ العملية
الغرض الرئيسي من محولات الجهد هو تحويل إشارة الإدخال إلى المستوى المحدد بواسطة مهام المستخدم - عندما تكون هناك حاجة إلى تقليل أو زيادة إمكانات التشغيل. يمكن تحقيق ذلك بسبب مبدأ الحث الكهرومغناطيسي ، الذي صاغه كقانون من قبل العلماء فاراداي وماكسويل. وفقًا له ، في أي حلقة تقع بالقرب من منعطف آخر مماثل للسلك ، يتم تحفيز EMF بتيار يتناسب مع تدفق الحث المغناطيسي الذي يخترقها. يعتمد حجم هذا الاستقراء في اللف الثانوي للمحول (الذي يتكون من العديد من هذه المنعطفات) على التيار في الدائرة الأولية وعلى عدد المنعطفات في كلا الملفين.
يتم تحديد التيار في الملف الثانوي للمحول والجهد عند الحمل المتصل به فقط من خلال نسبة عدد الدورات في كلا الملفين. يسمح لك قانون الحث الكهرومغناطيسي بحساب معلمات الجهاز الذي ينقل الطاقة من الإدخال إلى الإخراج بشكل صحيح مع النسبة المطلوبة للتيار والجهد.
ما هو الفرق بين محول التيار ومحول الجهد
اختلافاتهم في التصميم هي كما يلي:
- كملف أساسي في المحولات الحالية ، يتم استخدام ناقل إمداد الطاقة ، حيث يتم تركيبه ؛
- تم تصميم معلمات الملف الثانوي للتوصيل بجهاز قياس (عداد كهربائي في المنزل ، على سبيل المثال) ؛
- بالمقارنة مع VT ، يكون المحول الحالي أكثر إحكاما وله مخطط اتصال مبسط.
تلبي محولات التيار والجهد متطلبات مختلفة من حيث دقة القيم المحولة. إذا كان هذا المؤشر مهمًا جدًا لجهاز القياس ، فإنه بالنسبة لمحول الجهد يكون ذا أهمية ثانوية.
تصنيف محولات الجهد
- محولات الطاقة مع وبدون تأريض ؛
- اجهزة القياس؛
- محولات آلية.
- أجهزة مطابقة خاصة
- محولات العزل والذروة.
يتم استخدام أول هذه الأصناف لتوصيل إمدادات الطاقة غير المنقطعة للمستهلك بشكل مقبول له (بالسعة المطلوبة). يتمثل جوهر عملهم في تحويل مستوى واحد من الإمكانات إلى مستوى آخر لغرض النقل اللاحق إلى الحمل.تسمح الأجهزة ثلاثية الطور المثبتة في محطة تحويل فرعية ، على سبيل المثال ، بتقليل الفولتية العالية من 6.3 و 10 كيلو فولت إلى قيمة منزلية تبلغ 0.4 كيلو فولت.
المحولات الآلية هي أبسط التصميمات الحثية التي تحتوي على ملف واحد مع صنابير لضبط جهد الخرج. يتم تثبيت المنتجات المطابقة في دوائر منخفضة التيار ، مما يضمن نقل الطاقة من مرحلة إلى أخرى بأقل خسائر (بأقصى قدر من الكفاءة). بمساعدة ما يسمى بمحولات "العزل" ، يمكن تنظيم العزل الكهربائي للدوائر ذات الجهد العالي والمنخفض. وبالتالي ، فإن حماية صاحب المنزل أو الكوخ الصيفي من الصدمات الكهربائية عالية الإمكانات مضمونة. بالإضافة إلى ذلك ، يسمح هذا النوع من المحولات بما يلي:
- نقل الكهرباء من المصدر إلى المستهلك بالشكل المرغوب والآمن ؛
- حماية دوائر الحمل بأجهزة حساسة مدرجة فيها من التداخل الكهرومغناطيسي ؛
- منع دخول مكون تيار ثابت في دوائر العمل.
محولات الذروة هي نوع آخر من الأجهزة التي تحول الطاقة الكهربائية. إنها تعمل على تحديد قطبية إشارات النبض ومطابقتها مع معلمات الإخراج. يتم تثبيت هذا النوع من المحولات في دوائر الإشارة لأنظمة الكمبيوتر وقنوات الاتصال اللاسلكي.
محولات الجهد والتيار الصك
محولات الأدوات الخاصة هي نوع خاص من المحولات التي تسمح بتضمين أجهزة المراقبة في دوائر الطاقة. الغرض الرئيسي منها هو تحويل التيار أو الجهد إلى قيمة ملائمة لقياس معلمات الشبكة. تنشأ الحاجة إلى ذلك في المواقف التالية:
- عند أخذ قراءات عدادات كهربائية ؛
- إذا تم تركيب مرحلات حماية الجهد والتيار في دوائر إمداد الطاقة ؛
- إذا كانت هناك أجهزة أتمتة أخرى فيه.
يتم تصنيف المقاييس حسب التصميم ونوع التركيب ونسبة التحويل وعدد المراحل. وفقًا للميزة الأولى ، فهي مدمجة ، من خلال المرور والدعم ، وفي الموقع - خارجية أو مخصصة للتثبيت في خلايا المفاتيح الكهربائية من النوع المغلق. وفقًا لعدد خطوات التحويل ، يتم تقسيمها إلى مرحلة واحدة ومتتالية ، ووفقًا لنسبة التحويل - إلى منتجات لها قيمة واحدة أو أكثر.
ميزات تشغيل VT في شبكات ذات نقطة صفر معزولة ومؤرضة
من الممكن حدوث تلف للمعدات الكهربائية بسبب زيادة جهد الطور إلى الخطي والظهور اللاحق للقوس المتناوب. بغض النظر عن سبب وطريقة التشغيل ، فإن هذا هو النوع الأكثر خطورة من ماس كهربائى مع عامل الجهد الزائد. في هذه الحالة يكون احتمال ظهور الإرهاب في الشبكة مرتفعًا.
الدائرة الطنانة للإرهاب في شبكات الطاقة ذات المحايد المعزول هي سلسلة متتالية صفرية ذات مغنطة غير خطية. إن VT ثلاثي الطور غير المؤرض هو في الأساس ثلاثة محولات أحادية الطور متصلة بطريقة نجمية. في حالة زيادة الجهد في المناطق التي تم تثبيتها فيه ، يزداد الحث في قلبه بحوالي 1.73 مرة ، مما يتسبب في ظهور الإرهاب.
للحماية من هذه الظاهرة ، تم تطوير طرق خاصة:
- تصنيع VTs و TT ذات الحث الذاتي المنخفض ؛
- إدراج عناصر مثبط إضافية في دائرتهم ؛
- تصنيع محولات ثلاثية الطور بنظام مغناطيسي واحد بتصميم 5 قضبان ؛
- تأريض السلك المحايد من خلال مفاعل الحد من التيار ؛
- استخدام لفات التعويض ، وما إلى ذلك ؛
- استخدام دوائر الترحيل التي تحمي ملفات VT من التيارات الزائدة.
تحمي هذه الإجراءات قياس VTs ، لكنها لا تحل مشكلة السلامة تمامًا. يمكن أن تساعد في ذلك الأجهزة المؤرضة المثبتة في شبكات مع ناقل محايد معزول.
تتميز طبيعة تشغيل محولات الجهد المنخفض في أوضاع ذات محايد مؤرض بزيادة الأمان وانخفاض كبير في ظواهر الإرهاب. بالإضافة إلى ذلك ، يزيد استخدامها من حساسية وانتقائية الحماية في دائرة أحادية الطور. يصبح هذا الارتفاع ممكنًا بسبب حقيقة أن اللف الاستقرائي للمحول مدرج في الدائرة الأرضية ويزيد التيار لفترة وجيزة من خلال جهاز الحماية المثبت فيه.
يوفر PUE مبررًا لقبول التأريض قصير المدى للمحايد باستخدام محاثة صغيرة لملف VT. لهذا الغرض ، يتم استخدام الأتمتة في الشبكة ، والتي ، مع جهات اتصال الطاقة ، عند حدوث OZ ، بعد 0.5 ثانية ، يربط المحول لفترة وجيزة بأشرطة التوصيل. نظرًا لتأثير محايد مؤرض بقوة ، يبدأ التيار المحدود بمحاثة VT بالتدفق في دائرة الحماية في حالة حدوث خطأ أرضي أحادي الطور. في الوقت نفسه ، تكفي قيمته لإطلاق الحماية ضد OZ وتهيئة الظروف لإطفاء تفريغ القوس الخطير.
