شرح لمحولات التيار والجهد VT and CT
الدرس السابق:نبذة تاريخية عن تصنيع وتطوير أجهزة الوقاية الكهربائية.
محولات التيار والجهد (VT and CT) يمثلان بوابة الدخول لجهاز الوقاية، فمنهما تدخل إليه كافة إشارات الــ Relaying Signals ،وبالتالي فإن أي خطأ أو تشويه فى قراءة هذه الإشارات سيتسبب فى خداع جهاز الوقاية، ويجعله يعمل بطريقة غير مناسبة، وهذا بالتأكيد ليس عيبا فى جهاز الحماية ولكن عيبا فيVT & CT، ومن هنا وجب العناية بدراسة هذه الأجهزة، والتأكد من دقة عملها، وإلا فلا قيمة لأى مجهود يبذل فى تطوير أجهزة الوقاية طالما الإشارة الداخلة إليها غير سليمة. وحيث أن الجهود والتيارات فى الغالب تكون عالية ولا يمكن أن تدخل مباشرة لجهاز الوقاية، فلذلك تقوم محولات الجهد والتيار بخفض قيمة الجهد والتيار قبل دخولهما لجهاز الوقاية (غالبا في حدود 5 أمبير للتيار، و120 فولت للجهود).
وبصفة عامة فإن وظيفة محولات الجهد ومحولات التيار تتشابه، فكالهما يؤدى الوظائف التالية:
1 -تخفيض قيمة الجهد / التيار إلى قيم مناسبة يمكن قياسها بأجهزة القياس أو الوقاية فلا يمكن أن يدخل الجهد والتيار بقيمهما الأصلية على هذه الأجهزة ففي ذلك خطورة شديدة على الأجهزة وعلى المتعاملين مع هذه الأجهزة من البشر. كما أن استخدام هذه القيم الصغيرة ستجعل حجم أجهزة الوقاية والقياس صغيرا.
2 -عزل الدوائر الموجودة فى الجانب الثانو ي (أجهزة وقاية/قياس) عن الجانب الابتدائي ذى التيارات والجهود العالية.
1 محولات الجهد
وظيفة الــ VT, Voltage Transformer (تسمى أيضا PT, Potential Transformer ) أن تقوم بتخفيض الجهد إلى 100 فولت، أو 120 فولت لتغذية أجهزة القياس مثل kV ،kW ،kWh ،kVARh كما تقوم أيضا بتغذيـــة أجهـــزة الوقــاية مثل ، C/O Directional ،F/E Under/Over Voltage، وكذلك تغذى الـ VTs أنظمة التحكم مثل Interlock .ويتم توصيل محولات الــ PT على التوازي كما في الشكل التالي:
و محولات الجهد المستخدمة فى القياس والوقاية تختلف أساسا تختلف أساسا في الــ Power Rated عن محولات القوى الرئيسية المستخدمة فى الشبكات لرفع أو خفض الجهد، فمحولات القياس ربما لا تتعدى القدرة التى تمر خلالها عدة عشرات من VA ،بينما تصل القدرة المارة خلال محولات القوى إلى ما يزيد عن MVA 300. كما أن محولات الجهد المستخدمة فى القياس أو الوقاية لا تحتاج على سبيل المثال لتبريد، بينما محولات القوى تحتاج إلى تبريد بشكل أساسى لأن القدرة المارة خلالها عالية، ولذا فمن بين الاختلافات عن محولات القوى الاختالف فى الحجم.
والشكل الحقيقي للــ VT في المحطات الـــ Indoor ،والمحطات الخارجية door-Out Stations يظهر فى الشكل أسفله:
الأول هو ما يعرف بــ PT, Potential Transformer (أو الــ VT)
1-1 مواصفات محولات الجهد
وأشهر القيم القياسية لدرجة الدقة للمحولات المستخدمة فى أجهزة القياس هى 0,1 ،و 0,2 ،و 0,3 ،0,5 ،و 1,0 و 3,0 .أما درجات الدقة للمحولات المستخدمة مع أجهزة الوقاية فهى تتميز بوجود حرف P بعد الرقم مثل 6P and 3P للدلالة على أنها مخصصة للـ Protection . ويلاحظ أنه كلما ارتفعت القيمة كلما كانت نسبة الخطأ المتوقعة أعلى.
7 .الرموز WXYZ لها علاقة بالــ Rated Power أو الــ Burden التي يتحملها الـــ VT ،ففي الصورة هناك أربع طرق للتوصيل لكن جميعها لها نفس الـــ 0,3 = Accuracy ولها نفس الـــ VA 2000 =Burden ،بينما في أمثلة أخرى ستجد أن كل توصيلة تتحمل (VA (Burden مختلف. ودقة الجهاز هنا قدرها 0,3 لجميع التوصيلات طالما أن تحميله في المدى من صفر وحتى قيمة الــ Burden يعنى مثال من صفر إلى 2000VA في المثال.
لاحظ أن الشركات تنتج الــ VT بحيث يمكن توصيله بأكثر من طريقة وتحصل منه على أكثر من جهد، وبالتالي يمكن توصيل أكثر من جهاز على نفس الــ VT بشرط أن مجموع الــ Burden لألجهزة المركبة لا يتجاوز الـــ Burden الخاص بالــ VT.
ويظهر أيضا على الـــ Nameplate وزن الــ VT ،و وزن الزيت المستخدم داخل الــVT لغرض العزل وليس لغرض التبريد.
1-2 درجة الدقة Class Accuracy (أو نسبة الخطأ)
والمواصفات البريطانية رقم 197s/3941 Bs تعطى نسبة الخطأ المسموح بها فى حالة المحولات المستخدمة فى أجهزة القياس أو المحولات المستخدمة مع أجهزة الوقاية طبقا للجدولين أسفله:
لاحظ أن الخطأ Error لا يكون فقط في الــ Magnitude ،بل هناك خطأ وارد في الــ Phase angle ومعنى ذلك أن الجهد الذى ظهر في الجانب الثانوي مزحزح Shifted عن الجهد الأصلي في الجانب الإبتدائي بزاويـة معينة، وهذا قد يكون غير مرغوب فيه خاصـة في حالات .Phase comparison protection
3-1 توصيل محولات VT
بصفة عامة، توصل محولات الجهد لقياس الجهد على الأوجه الثلاثة بصورة منفصلة كما في الشكل أسفله ، حيث يتم توصيل كل VT بين Phase وNeutral ، وبالتالي تتاح لجهاز الوقاية أن يرى قيمة جهود الأوجه الثلاثة منفصلة عن بعضها (VA ،VB ،VC).
