محطات في عالم فحص محولات القدرة الكهربائية- الجزء الخامس

ماهي الممانعة المئوية ؟

تعني النسبة المئوية لجهد الملف الإبتدائي المتولد عند وضع دائرة قصر Short circuit على الملف الثانوي، وبتيار اعتيادي على كلا الملفين الإبتدائي والثانوي، وهناك أكثر من قانون تصميمي للممانعة تجده في معامل إنتاج المحولات والذي يعتمد على العوامل التالية:

• شكل وحجم القلب.
• مادة الحديد الكهربائي للقلب.
• حجم أسلاك الملفات.
• عدد لفات الملفين الابتدائي والثانوي.
• ارتفاع ملف الإبتدائي.
• الفرق بين القطر الداخلي لكلا الملفين.
• مجموع الطول الكلي لكلا الملفين.
• الفرق بين القطر الخارجي لكلا الملفين.
• التردد.

العلاقات أدناه توضح تصميم الممانعة النسبية Percentage impedance:

{(I_Z% = (F* N*N*A) 2B +{ K\( 72.5*E*F* 10⁸

حيث تمثل الرموز أعلاه ما يلي:

• التردد: (F).
• عدد لفات الملف المنخفض (N).
• الطول الكلي لملف العالي والمنخفض (A).
• الفرق بين القطر الداخلي لملف العالي والقطر الخارجي لملف المنخفض (B).
• الفرق بين القطر الخارجي لملف العالي والقطر الداخلي لملف المنخفض مقسوم على رقم 2 (K).
• جهد الملف المنخفض (E).
• ارتفاع الملف العالي+ الفرق بين القطر الداخلي لملف العالي والقطر الداخلي لملف المنخفض (F).
• معامل التصحيح قيمة الكسر أعلاه تضرب في الرقم 1.07 ويسمى Correction Factor.

قانونين آخرين لتصميم الممانعة المئوية، ارفقهما بخط اليد:

• فحص الممانعة المئوية Percentage Impedance Test:

الغاية من هذا الفحص هو معرفة الممانعة المئوية للمحول في حالة ربط المحول على التوازي مع محول آخر.

طريقة الفحص:

1. يتم تحرير المحول من كافة التوصيلات.
2. وضع قصر دائرة مناسب من جهة ملف الجهد المنخفض.
3. تسليط جهد ثلاثي الطور three phases من جهة الملف العالي.
4. قياس الجهد والتيار بين أطوار الملف العالي واحتساب المعدل للتيار والجهد، كما في الجدول التالي :

5. احتساب قيمة الممانعة للخطوة الأولى والوسطى والأخيرة لمغير الجهد Tap changerحسب القانون الآتي :

KVA/Voltage = Tap rated current

rated voltage = rated tap voltage

أدناه نسب السماح عند احتساب قيم الممانعة المئوية لـ:

1. محول يتكون من ملفين (ملف إبتدائي وملف ثانوي ):

2.  محول يتكون من ثلاثة محولات (المتعرج) ZigZag  ومحول ذاتي Auto-Transformer:
   تكون نسبة السماح أو نسبة الخطأ المسموح بها في احتساب الممانعة المئوية هي ± 10%.

ما هي الفوائد التي يمكن الحصول عليها من معرفة قيمة الممانعة المئوية ؟

• في ربط التوازي مع محولات أخرى لا بد من معرفة قيمة الممانعة المئوية، حيث يجب أن تكون متساوية مع المحولات الأخرى.
• إن قيمة الممانعة تحدد وتقرر مستوى تيار القصر short circuit level.
• الذي يحدد سعة تحمل قواطع الدائرة التي تربط إلى المحول ويتم ذلك من خلال قسمة التيار الاعتيادي على قيمة الممانعة rated current \ impedance per unit .
• تحدد قيمة الممانعة المئوية مستوى تنظيم الجهد regulation فكلما زادت قيمتها زادت قيمة التنظيم المئوية.
• في حالة عدم توفر جهاز فحص نسب التحويل في المحطة التي تعمل فيها ومطلوب منك إجراء فحص على إحدى محولات الشبكة فيمكنك إجراء فحص الممانعة المئوية بالطريقة التي أشرنا إليها سابقاً، فإذا ظهر لك بأن أحد الأطوار يسحب تيار عالي فهذا دليل على أن هذا الطور فيه عطل.
• وكذلك إذا كانت قيمة الممانعة المقاسة قد تجاوزت نسبة الخطأ المسموح بها فهذا يعني أن المحول قد حدث فيها ضرر في تركيب ملفاته.

-ما النتائج في حال كانت قيمة الممانعة النسبية عالية؟

• مفاقيد عالية في الملفات نتيجة مجالات الفيض العالية high leakage flux .
• زيادة في درجة حرارة الجزء العلوي للجزء الفعال للمحول، حيث تحدث زيادة في حرارة الملفات وأجزاء القلب الحديدي للمحول hot spot temperature rises، ولمعالجة هذه الحالة تم تطوير ملفات تتحمل حرارة عالية مثل CTC  hybrid insulation .
• إن نسبة تنظيم الجهد ستزداد لأنها تعتمد على %IX—voltage regulation is high .
• مستوى الدورة القصيرة سينخفض والقوى الناتجة ايضاً ستنخفض Short circuit current are limited and forces are low.

ما النتائج في حال كانت قيمة الممانعة النسبية قليلة؟

• تيار عالي لمستوى الدورة القصيرة large short circuit current.
• نتيجة التيارات العالية تتولد قوى ميكانيكية عالية على محور الملفات الطولي والعرضي radial and axial forces .
• وهذا مما يستوجب استخدام أسلاك نحاسية تتحمل تلك التيارات العالية، إضافة إلى عوازل ايضا تتحمل الحرارة العالية بسبب تلك التيارات.
• عدم صمود المحول أمام حالات الإعطال التي تحدث في الشبكة.