مقدمة

تلعب محولات التيار من النوع “زيرو سيكوينس” (ZCT) دورًا حيويًا في أنظمة الطاقة الكهربائية من خلال اكتشاف الأعطال الأرضية وضمان التشغيل الآمن والمستقر لشبكات الطاقة. تعمل هذه المحولات بالتعاون مع المرحلات الوقائية وأنظمة المراقبة لاكتشاف التيارات التي لا تتبع التسلسل الصفري الناجمة عن الأعطال الأرضية أو الأحمال غير المتوازنة. من خلال توفير اكتشاف دقيق للأعطال، تساعد ZCTs على منع تلف المعدات الكهربائية وتعزيز موثوقية توزيع الطاقة.

يستعرض هذا المقال مبادئ عمل محولات التيار التسلسلي الصفري، ودورها في حماية النظام الكهربائي، وطرق التركيب، والاختلافات بين ZCTs ومحولات التيار التقليدية.

مبدأ عمل محولات التيار التسلسلي الصفري

يستند تشغيل محول التيار التسلسلي الصفري على قانون كيرشوف للتيار، الذي ينص على أن مجموع التيارات التي تدخل العقدة يجب أن يكون صفرًا.

• في الحالات العادية، عندما يكون النظام ثلاثي الأطوار متوازنًا (أي لا توجد أعطال أرضية أو تيارات تسرب كبيرة)، يكون مجموع المتجهات للتيارات الثلاثة الأطوار صفرًا: Ia + Ib + Ic = 0
  ونتيجة لذلك، لا يتم توليد تدفق مغناطيسي في نواة ZCT ولا ينتج عن ذلك إشارة خرج في اللف الثانوي.
• عند وجود حمل غير متوازن في النظام، يظهر تيار تسلسلي صفري صغير بسبب عدم التوازن. ويمثل هذا التيار IN الانحراف عن التوازن المثالي في النظام الثلاثي الأطوار.
• في حالة حدوث عطل أرضي، يتدفق تيار عطل Id من الطور المعطوب إلى الأرض. يؤدي ذلك إلى تيار تسلسلي صفري قابل للقياس، الذي يتم تحديده بواسطة: Io = IN + Id
  حيث Io يمثل مجموع تيار الحمل غير المتوازن والتيار الناتج عن العطل الأرضي. يتم معالجة هذا التيار المستحث في اللف الثانوي لـ ZCT بواسطة المرحلات الوقائية لإطلاق الإنذارات أو فصل الدوائر المعطلة.

تطبيقات الحماية لمحولات التيار التسلسلي الصفري

تستخدم محولات التيار التسلسلي الصفري على نطاق واسع في أنظمة الطاقة لاكتشاف الأعطال الأرضية وضمان السلامة الكهربائية. تشمل التطبيقات الرئيسية لها:

1. حماية العطل الأرضي في الأنظمة المؤرضة محايدة

• في أنظمة التأريض TN، يؤدي العطل الأرضي إلى تيار تسلسلي صفري كبير. تكتشف ZCT هذا التيار وترسل إشارة إلى المرحلات الوقائية التي تفصل الدائرة المعطلة لمنع حدوث مزيد من الضرر.
• تتمتع أنظمة TN-S و TN-C-S بمسارات تأريض ذات مقاومة منخفضة، مما يجعل الحماية التسلسلية الصفري فع

• التسخين غير الطبيعي في محولات التيار 10KV: الأسباب والعواقب والحلول
• آثار تشبع محولات التيار على حماية المحولات وحماية التيار
• اعتبارات التعامل مع الأعطال في محولات التيار والفولتية
• إدارة الأعطال في محولات الفولتية: التشخيص والحلول
• مبدأ عمل محولات التيار من النوع الصفري
• أعطال محولات التيار وتأثيرها على دقة قياس الطاقة