محولات التيار current transformer
ان مبدأ قياس التيار يتطلب استخدام مقياس للتيار يتم وصله على التسلسل مع الدارة التي نحتاج الى قياس التيار فيها ...
ان الوصل التسلسلي للمقياس مع الدارة يعني انه سيمر في المقياس نفس التيار المار في الدارة وهذا يتطلب ان يكون المقياس قادرا" على تمرير كافة التيارات التي يمكنه قياسها واذا تجاوز التيار المطلوب قياسه امكانية المقياس فسيعرضه الى خطر كبير وبالتالي فان قياس كافة انواع التيارات العالية والمنخفضة والمتوسطة .بواسطة مقياس التيار مستحيل من الناحية العملية لذلك يتم استخدام محولات التيار لتخفيض قيمة التيار الى قيمة تتناسب مع القيمة الاساسية للتيار وذلك بالاعتماد على مبدأ المحولات وكذلك يتم استخدام تلك المحولات لتغذية عدادات قياس القدرة عندما تكون تيارات الحمل المراد قياس القدرة المستهلكة فيه تتجاوز امكانية العداد كذلك يتم استخدام محول التيار لتزويد اجهزة الحماية باشارة التيار المتناسبة مع التيار الاصلي ولتامين عمل الحماية
تتكون محولة التيار من جانبين ابتدائي و ثانوي:
الجانب الابتدائي : اما ان يتكون من عدد قليل من اللفات يمر به التيار المتناوب ذو القيمة المرتفعة .او لاتحتوي اية لفة ويتم تمرير الناقل الذي يمرر التيار الاساسي من خلال نافذة موجودة في المحولة
الجانب الثانوي : يحتوي بالعادة على عدد كبير من اللفات حول قلب مغناطيسي.
التيار الناتج في الجانب الثانوي يكون اقل من التيار في الجانب الابتدائي حسب نسبة عدد اللفات في القسمين و حسب قيمة التيار الرئيسي و هو بالعادة أقل بكثير من الرئيسي حتى يتم التمكن من قياسه وكذلك يكون هناك انزياح زاوي بين التيار الفرعي والرئيسي أيضا .
وظيفة محول التيار أن يغذي جهاز القياس أو الحماية بتيار صغير تتناسب قيمته مع التيار الأصلي المار في الدارة , ويفضل دائما أن تكون قيمة تيار الجانب الثانوي في حدود أقل من 5 أمبير في الأحوال الطبيعية , ويتم ذلك باختيار نسبة تحويل معينة تعرف ب (turns ratio) ولها قيم قياسية أشهرها على سبيل المثال ( 5 /100 ) , ( 5 / 200 ) , ( 5 / 300 ) ويمكن ان تصل الى قيم عالية (3000 / 5 ) او اكثر .
الجانب الثانوي : يحتوي بالعادة على عدد كبير من اللفات حول قلب مغناطيسي.
التيار الناتج في الجانب الثانوي يكون اقل من التيار في الجانب الابتدائي حسب نسبة عدد اللفات في القسمين و حسب قيمة التيار الرئيسي و هو بالعادة أقل بكثير من الرئيسي حتى يتم التمكن من قياسه وكذلك يكون هناك انزياح زاوي بين التيار الفرعي والرئيسي أيضا .
وظيفة محول التيار أن يغذي جهاز القياس أو الحماية بتيار صغير تتناسب قيمته مع التيار الأصلي المار في الدارة , ويفضل دائما أن تكون قيمة تيار الجانب الثانوي في حدود أقل من 5 أمبير في الأحوال الطبيعية , ويتم ذلك باختيار نسبة تحويل معينة تعرف ب (turns ratio) ولها قيم قياسية أشهرها على سبيل المثال ( 5 /100 ) , ( 5 / 200 ) , ( 5 / 300 ) ويمكن ان تصل الى قيم عالية (3000 / 5 ) او اكثر .
في بعض الأحيان , يتم توصيل الملف الثانوي مباشرة إلى ريلاي الحماية Relay , بمعنى استخدام التيار الثانوي مباشرة ليمر في ملف جهاز الحماية وفي أحيان أخرى يتم توصيل مقاومة صغيرة جدا" بين طرفي الملف الثانوي (تصل إلى جزء من عشرة من الأوم) وينشأ عليها جهد يتناسب مع قيمة التيار المار في الملف الثانوي لمحول التيار ( CT ).
وهذا الأسلوب يستخدم غالبا مع أجهزة الحماية الرقمية والتي تحتاج إلى تحويل التيار إلى جهد تمهيدا لتحويله إلى اشارات رقمية ( Digital numbers ) بواسطة محول (A / D converter ).
وهذا الأسلوب يستخدم غالبا مع أجهزة الحماية الرقمية والتي تحتاج إلى تحويل التيار إلى جهد تمهيدا لتحويله إلى اشارات رقمية ( Digital numbers ) بواسطة محول (A / D converter ).
ومن المعروف أن تيار الثانوي يتناسب مع تيار الابتدائي طبقا للنظرية العامة للمحولات ,و n هي النسبة بين عدد لفات الملف الثانوي إلى عدد لفات الملف الابتدائي , وهي تسمي ب ( turns ratio ) .
ماهي اهم ستة اختبارات لمحولات التيار Current Transformers ؟؟
تلعب محولات التيار دورا" هاما في مراقبة و حماية نظام الطاقة الكهربائيةيجب أن يكون لمحولات التيار المخصصة للربط مع عدادات القدرة الكهربائية درجة عالية من الدقة لضمان الفوترة الدقيقة بينما يجب أن تتفاعل المحولات المستخدمة مع مرحلات او(ريليهات) الحماية لغرض انجاز الحماية باعطاء القيم الدقيقة بغرض معالجة موضوع ارتفاع الحمولات وانجاز الفصل في حالة الاعطال المتنوعة بسرعة وبشكل صحيح.
ويمكن دمج الحاجتين في محولات مخصصة للقياس والحماية في ان واحد ، لذلك من الضروري فحص ومعايرة محولات التيار على فترات منتظمة . وهناك 6 اختبارات كهربائية يجب إجراؤها على للتأكد من الدقة والوثوقية المثلى للخدمة :
اولا"- اختبار نسبةالتحويل Ratio :
تعرف CT ratio بانها نسبة التيار الاولي الى التيار الثانوي عند التحميل الكامل. اذا كان لدينا محولة تيار 300 / 5 فهذا يعني انه يمر في الجانب الثانوي للمحولة 5 امبير عند مرور300 أمبير عبر المرحلة الابتدائية في الطرف الابتدائي .
إذا تغير التيار الاولي ، فإن التيارالثانوي سيتغير وفقًا لذلك. على سبيل المثال ، إذا مر تيار قدره 150 أمبير في الاولي ، فسيكون التيار الثانوي 2.5 أمبير .
يتكون محول التيار من ملف واحد ثانوي ويكون الملف الابتدائي هو الناقل الذي يمر به التيار الاساسي ويعتبر ملف بلفة واحدة وهناك محولات تيار بعدد قليل جدًا من الملفات الاولية حول القلب المغناطيسي أو مجرد ناقل باشكال متعددة يمر من خلال فتحة مركزية تسمى النافذة
يتكون محول التيار من ملف واحد ثانوي ويكون الملف الابتدائي هو الناقل الذي يمر به التيار الاساسي ويعتبر ملف بلفة واحدة وهناك محولات تيار بعدد قليل جدًا من الملفات الاولية حول القلب المغناطيسي أو مجرد ناقل باشكال متعددة يمر من خلال فتحة مركزية تسمى النافذة
يتم إجراء اختبار نسبةالتحويل للتاكد من نسبة التحويل كماهي في اللوحة الاسمية للمحولة ، وللتحقق من صحة هذه النسبة يمكن التعبير عن نسبة التحويل على النحو التالي:
N2 / N1 = V2 / V1
N2 و N1 هي عدد من لفات الابتدائي والثانوي
V2 و V1 هي قراءات الجهد الثانوية والابتدائية
يتم إجراء الاختبار عن طريق تطبيق جهد مناسب (اقل من جهد التشبع) على الملف الثانوي من بينما يتم قياس الجهد الأولي (هذا الاختبار عندما يكون هناك عدد من اللفات على الابتدائي) او تمرير تيار اولي وقياس التيار في الملف الثانوي (هذا الاختبار عندما لايوجد لفات على الابتدائي)
N2 / N1 = V2 / V1
N2 و N1 هي عدد من لفات الابتدائي والثانوي
V2 و V1 هي قراءات الجهد الثانوية والابتدائية
يتم إجراء الاختبار عن طريق تطبيق جهد مناسب (اقل من جهد التشبع) على الملف الثانوي من بينما يتم قياس الجهد الأولي (هذا الاختبار عندما يكون هناك عدد من اللفات على الابتدائي) او تمرير تيار اولي وقياس التيار في الملف الثانوي (هذا الاختبار عندما لايوجد لفات على الابتدائي)
