Abstract

لضمان التشغيل الآمن والاقتصادي لأنظمة الطاقة، من الضروري مراقبة وقياس حالة تشغيل المعدات الكهربائية. من أجل السلامة، يتم توصيل أجهزة القياس والحماية بشكل غير مباشر بالنظام عبر محولات التيار (CTs). تحلل هذه المقالة المشكلات الشائعة التي قد تواجه محولات التيار في أنظمة الطاقة، وتحدد أسبابها، وتقترح حلولًا للحفاظ على استقرار النظام.

Function of Current Transformers

لضمان التشغيل الآمن والاقتصادي لنظام الطاقة، تعد مراقبة وقياس المعدات الكهربائية أمرًا بالغ الأهمية. ومع ذلك، لا يمكن لأجهزة القياس والحماية القياسية الاتصال مباشرة بالمعدات ذات الجهد العالي. بدلاً من ذلك، يتم استخدام محولات التيار لتحويل التيارات الأولية الكبيرة إلى تيارات ثانوية أصغر ومعيارية (5A أو 1A وفقًا للمعايير الوطنية).

بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن القياس المباشر للدوائر ذات الجهد العالي يعتبر أمرًا خطيرًا، توفر محولات التيار كلاً من تحويل التيار والعزل الكهربائي. كمستشعرات، تقوم محولات التيار بتحويل التيارات الأولية العالية إلى تيارات ثانوية منخفضة، والتي يتم توصيلها بأجهزة القياس وأجهزة الحماية.

Working Principle of Current Transformers

تتكون محولات التيار من لفائف أولية وثانوية، ولب مغناطيسي، ودعائم عزل، وأطراف إخراج. يتكون اللب المغناطيسي من صفائح فولاذية ملبدة. يتم توصيل اللفائف الأولية في السلسلة مع الدائرة الرئيسية، مما يسمح للتيار المقاس I1 بتوليد تدفق مغناطيسي متناوب في اللب، والذي يحفز تيارًا متناسبًا I2 في اللفائف الثانوية. بافتراض عدم وجود خسارة مغناطيسية:

I1N1 = I2N2

حيث N1 و N2 هما عدد اللفات في اللفائف الأولية والثانوية على التوالي. نسبة التحويل K = I1/I2 = N2/N1. بما أن اللفائف الأولية متصلة مباشرة بالدائرة الرئيسية، فإن العزل المناسب لجهد النظام مطلوب لضمان السلامة.

Classification of Current Transformers

تنقسم محولات التيار إلى:

1. محولات القياس: تُستخدم لقياس الطاقة (الفوترة) وقياس التيار في المعدات التشغيلية.
2. محولات الحماية: تترافق مع أجهزة الحماية بالريليه لاكتشاف الأعطال (مثل الدوائر القصيرة أو التحميل الزائد) وإرسال إشارات لفصل الدوائر المعطلة، مما يحمي النظام.

Usage Precautions for Current Transformers

الاتصال بالقطبية الصحيحة: يؤثر الاتصال غير الصحيح على القياسات وقد يتسبب في حوادث دوائر قصيرة في الوصلات المتوازية.

التأريض الوقائي: يجب أن تحتوي الدوائر الثانوية على نقطة تأريض وقائية واحدة فقط لمنع الفولتية العالية من تهديد الأشخاص أو الأجهزة إذا فشل العزل بين الأولية والثانوية.

تجنب الدوائر المفتوحة في الدائرة الثانوية: يمكن أن تؤدي الدوائر المفتوحة إلى حدوث فولتية عالية في الثانوية، مما يسبب سخونة زائدة أو عدم دقة القياسات. من الضروري تجنب مثل هذه الحالات أثناء التشغيل.

الدوائر المخصصة: يجب ألا تستخدم محولات التيار المستخدمة لقياس الطاقة مع أجهزة الحماية لتجنب التداخل المتبادل.

Common Faults and Troubleshooting

التشغيل غير الطبيعي

قد تظهر محولات التيار مع دوائر مفتوحة أو سخونة أو دخان أو أصوات غير طبيعية أو براغي لف غير محكمة. يجب على المشغلين تشخيص هذه المشكلات بناءً على الأعراض، مثل:

• الدوائر المفتوحة التي تشير إليها قراءات التيار صفر أو عدادات الطاقة غير الدوارة.
• أصوات إطلاق عالية النبرة أو لوحات طرفية محترقة.

في مثل هذه الحالات، يجب إخراج محول التيار من الخدمة فورًا.

الأصوات غير الطبيعية أو سخونة اللب

الأسباب: التحميل الزائد، الدوائر الثانوية المفتوحة، فشل العزل مما يسبب التفريغ، التثبيت غير السليم لللب.

الحلول: تقليل الحمل إلى المستويات المحددة. تصحيح مشكلات الدائرة الثانوية. استبدال المحولات ذات العزل التالف.

دائرة ثانوية مفتوحة

الأعراض: فولتية ثانوية عالية (عدة كيلوفولت). التفريغ الشرري والأصوات في نقطة الدائرة المفتوحة. سخونة لب المغناطيس.

الحلول: إيقاف الطاقة وحل الدائرة المفتوحة على الفور. إذا لم يكن ذلك ممكنًا، قلل الحمل الأولي وقم بتقصير الدائرة الثانوية باستخدام أدوات معزولة تحت الإشراف.

Maintenance and Inspection of Current Transformers

1. تحقق بانتظام من السخونة أو الأصوات غير المعتادة أو الروائح المحترقة.
2. افحص العزل، نظف الأجزاء الخزفية، وتأكد من عدم وجود تسريبات زيت لمحولات التيار المملوءة بالزيت.
3. اختبر العزل وجودة الزيت دوريًا.
4. تأكد من التأريض السليم وتجنب الدوائر المفتوحة في الدائرة الثانوية.

ضمان التشغيل الآمن والمستقر لأنظمة الطاقة يتطلب الالتزام بإرشادات السلامة والتقنيات أثناء صيانة المعدات وتشغيلها. معالجة المشاكل على الفور يعزز موثوقية وكفاءة المعدات.

• نقاط التأريض المسموح بها في الدائرة الثانوية لمحولات الفولتية
• التسخين غير الطبيعي في محولات التيار 10KV: الأسباب والعواقب والحلول
• أعطال محولات التيار وتأثيرها على دقة قياس الطاقة
• اعتبارات التعامل مع الأعطال في محولات التيار والفولتية
• إدارة الأعطال في محولات الفولتية: التشخيص والحلول
• تأكيد الأعطال والتشخيص الأولي لمحول الأجهزة