الجمعة، 18 أكتوبر 2019

شرح طريقة ربط ستار دلتا للمضخات

شرح طريقة ربط ستار دلتا للمضخات
🌷🌷🌷🌷🌷🌷🌷🌷🌷🌷🌷🌷🌷🌷🌷
 
شرح كامل و مفصل لدائرة القوى و التحكم لمحرك ستار دلتا بالصور 
تعتبر طريقة ستار دلتا من اهم الطرق لبدء دوران محرك Three Phase Induction Motor و ذلك للأسباب الاتية :
- من ارخص الطرق
- تصلح للمحركات عالية القدرة
 - يسهل تركيبها و صيانتها
فى هذه الطريقة يتم تشغيل المحرك فى البداية بتوصيلة ستار حتى يأخذ سرعته ( بعد حوالى 10 ثوانى ) ثم يتم التحويل الى توصيلة دلتا ليعمل المحرك بطريقة طبيعية
لفهم التوصيل انظر صورة اطراف المحرك :  

معروف ان فى توصيله ستار: يتم توصيل نهايات الملفات معا لتشكل نقطة واحدة و يتم توصيل طرف كل ملف بطرق من المصدر

 line voltage = root(3) *phase voltage 
و line current =phase current 
اذا فى بداية التشغيل الجهد المطبق على الفازة يكون اقل من جهد الخط  لذلك يقل التيار المسحوب فتتحمل الملفات تيار البدء
 
و فى توصيلة دلتا : يتم توصيل بداية كل ملف بنهاية الملف السابق و تم توصيل الثلاثة اطراف المصدر بالثلاث اطراف الملفات
 line voltage =phase voltage 
و line current = root(3) *phase current
 اذا فى البداية يكون التيار المسحوب قليل فيتم حماية الموتور من high starting current ... ثم بعد التحويل لتوصيلة دلتا يسحب المحرك التيار الكلى I rated
🏞 🏞🏞🏞🏞
الأن دائرة القوى و التحكم المستخدمة
العناصر المطلوبة لعمل دائرة star delta
- عدد 3 كونتاكتور
- عدد 1 قاطع دائرة اوتوماتكى three phase circuit breaker 
- عدد 1 تايمر نوع on delay
- عدد 1 مفتاح Push button  من نوع NC و اخر من نوع NO
- عدد 1 اوفرلود حرارى لحماية المحرك
 - لتشغيل المحرك ستار يجب ان يعمل الكونتاكتور km2 و الكونتاكتور km 1 حتى يمثل توصيله ستار حيث تكون نهايات ملفات الموتور مجمعة فى نقطة 🏞🏞🏞🏞
- لتشغيل المحرك دلتا يجب ان يعمل الكونتاكتور km2 و الكونتاكتور  km 3 حتى يمثل توصيلة دلتا حيث يكون نهاية كل ملف متصل ببداية الملف التالى
نلاحظ ان الكونتاكتور km2 يعمل طوال فترة عمل المحرك ان كان التوصيل دلتا او ستار
اذا يجب ان يعمل الكونتاكتور km2 و km 1 فى البداية و لمدة حوالى 10 ثوانى ( فترة تقديرية تزيد بزيادة قدرة المحرك ) ثم يتم اطفاء الكونتاكتور km 1 و تشغيل الكونتاكتور km 3
و ذلك ما يجب ان تقوم به دائرة التحكم كما سنرى
ملاحظة : يتم ضبط الاوفردود على 1.1* تيار المحرك الكلى / root 3
دائرة التحكم لمحرك ستار دلتا
هناك اكثر من دائرة تحكم يمكن تصميمها و لكن سيتم شرح افضل دائرة مناسبة و اكثرها امانا 
عند الضغط على مفتاح التشغيل S2 و هو من نوع NO
 سيعمل الكونتاكتور km1 فستغلق نقاطه المفتوحة فسيعمل الكونتاكتور km2 ايضا ( الكونتاكتور الرئيسى ) 
و ايضا سيعمل ملف التايمر T1 من النوع on delay ( و هذا التيمر مضبوط على حوالى 10 ثوانى ) 
- اذا هنا سيعمل المحرك بتوصيلة ستار
و بعد 10 ثونى سيقوم التايمر بفتح نقطته المغلقة و غلق نقطته المفتوحة T1 
لذلك سينطفى الكونتاكتور km1 و سيعمل الكونتاكتور Km3 
اذا سيعمل الكونتاكتور km2 و الكونتاكتور km3 ليعمل المحرك بتوصيلة دلتا حتى يتم اطفائه بالضغط على المفتاح S1 من النوع NC 
🏞🏞🏞🏞🏞
ملاحظات هامة
- طبعا دائرة التحكم تكون منفصلة تماما عن دائرة القوى .. و عادة تكون دائرة التحكم ذات فولتيه اقل بكثير من دائرة القوى .. و يمكن ان تكون dc او ac حسب نوع الكونتاكتورات المستخدمة 
- نلاحظ اننا بالضغط على المفتاح S2 قمنا بتشغيل الكونتاكتور km1 المسئول عن التوصيلة ستار و الذى بدوره شغل الكونتاكتور km 2 ( الكونتاكتور الاساسى ) و لم نقم بالعكس و ذلك لتجنب الشرر الكهربى المتوقع  حدوثه على اطراف الكونتاكتور km1 اذا كان الكونتاكتور Km2 شغال قبله ( انظر دائرة القوى لفهم ذلك ) 
- نلاحظ وجود حماية كهربية بين الكونتاكتور km1 , الكونتاكتور km3 لتجنب عمل احدهما فى وقت عمل الاخر حيث اذا عمل الاثنان معا سيحدث short circuit و لعمل ذلك 
نضع نقطة مغلقة خاصة بالكونتاكتور Km1 توالى مع ملف الكونتاكتور Km3 و العكس ايضا

ضربات البرق lightning strikes

ان حماية خطوط الكهرباء من ضربات البرق lightning strikes مهمة جدا" لحماية عناصر الشبكة
ومنع انقطاع التغذية عن المشتركين بالطاقة الكهربائية 
الوسيلة المبينة في الصور المرفقة تستخدم لحماية خطوط الجهد المتوسط حتى 24 ك ف من الضربات المباشرة وغير المباشرة للبرق على حد سواء.

فعندما تظهر زيادة في الجهد على الخط، ينشأ قوس كهربائي بين الخط والاداة الجديدة المثبتة على قاعدة العازل حيث ينشأ قوس كهربائي ينقسم الى عدد كبير من الأقواس الصغيرة بين كل زوج من الأقطاب المعدنية و كل زوج يتصرف كحجرة تفريغ صغيرة، وبالتالي تبدد طاقة القوس ويظل الخط قيد التشغيل دون أن يعاني من انقطاع.
يمكن تثبيت الاداة الجديدة بسهولة ولا تتطلب تأريض إضافي عن التأريض الموجود اصلا" .

الاختبارات اللازمه للتاكد من ان ملفات المحرك سليمه

الاختبارات اللازمه للتاكد من ان ملفات المحرك سليمه :

باستخدام الافوميتر يتم ضبطة على وضع الاوم (Ohm) وبقوم بفتح روزته المحرك و من المعرفو يتم تواجد  6 اطراف بداخل 

الروزته

اذا كان المحرك ستار (Star)  :

فبقوم بوضع طرف الافوميتر على طرف من الاطراف و اقوم بتحريك الطرف الاخر على الاطراف الثلاثه للمحرك فاذا كانت 

القيم متساوية فالمحرك سليم واذا كانت غير متساوية و يتواجد تباعد بين القيم فالمحرك محروق اى تالف .

اذا كان المحرك دلتا (Delta) :

 بيتواجد عندى 3 اطراف بقوم بوضع طرفى الافوميتر بين كل طرفين و اقيس القيم بينهم فاذا اكنت متساويه فالمحرك سليم واذا 

اكنت غير متساويه بالمحرك تالف

معاملات التصحيح للكبلات الكهربائية

ماذا يقصد ؟؟؟
بمعاملات التصحيح للكبلات الكهربائية ؟
هى معاملات   للتغلب على الظروف التى يتم وضع او تمديد الكابل بها 
كتمديد الكابل تحت الأرض على عمق اكبرمن 80cm !!!
او تمديدة تحت الارض داخل مواسير !!! 
أو تمديدة فوق الارض وعلى Cabel tray

 بمعنى انة لو حسبنا أمبير الحمل لدينا 
وكان بقيمة 100 أمبير مثلاً 

فأولاً انظر للظروف التى فيها الكابل وتحيط بة

فأن كانت ظروف مثالية !!! 
بمعنى ان درجة الحرارة التى تحيط بة 30 درجة م 
 وغير مجاور لكبلات أخرى ..
.عندها أخذ ال full load current والذى بقدر 
هنا ب 100 أمبير  وابحث عما يقابلها من مقاس 
للكابل بالجداول الكهربيه

أما لو  كان الكابل مسحوب فى ظروفةغير مثالية
كأن تكون درجة الحرارة المحيطة بة 50 درجه  
او ممدد تحت الأرض داخل مواسير 
أو مدفون تحت الارض وعلى عمق أكبر من 80cm
بدون مواسير

فكل هذة العوامل تؤثر فى مقاس الكابل 
حيث ان كل عامل من هذة  العوامل
 لها معامل تصحيح خاص بها 
ويكون دائماً أقل من الواحد الصحيح
 
I cable = I full load current /derating factor

بمعنى بسيط عشان أحدد I cable  بقسم 
امبير الحمل الموجود لدى full load current
على معامل التصحيح لهذا الكابل 

ومن هنا تبرز  أهمية 
      معامل التصحيح للكبل 
          derating factor
من خلال القانون السابق فى تحديد قيمة الكابل 

ومن هنا يجب عليا عندما يطلب تحديد حجم كابل  
لحمل معين ...يجب ان اسأل على معامل التصحيح 
اى يجب ان يكون معامل التصحيح للكابل من المعطيات الرئيسية لدى فى تحديد حجم الكابل

تركيب محولات القدرة الكهربية :

تركيب محولات القدرة الكهربية :

1- الإناء....وعاء الزيت الرئيسى -2 أنابيب التبريد -3 صفائح القلب المغناطيسي 

4- الملفات5 - وعاء التمدد الزيتي ( التنك المرفق )6 - قابض أنابيب التبريد 

7- متمم بوخلز 8 - ترمومتر حراري 9 - عوازل الضغط العالي

10- عوازل الضغط المنخفض 11 - مسامير تثبيت الصفائح12 - أنبوبة بيان الزيت

13- أنبوبة التمدد14 - حامل العجلات15 - الزيت

العناصر الأساسية المكونة للمحول :

(أ) الجزء الداخلي الرئيسي : 

* القلب الحديدي رقم 3 وفائدته :

1- حمل وتكثيف المجال المغناطيسي فى دوائر مغناطيسية .

2- حمل الملفات الابتدائية والثانوية والأطراف العازلة .

*الملفات " الابتدائية - الثانوية " والأطراف العازلة .

أطراف التوصيل " عوازل الجهد العالي رقم 9 

عوازل الجهد المنخفض رقم 10 .

(ب) الجزء الخارجي أو الثانوي : يتكون من 

خزان وعاء الزيت الرئيسي ( 1 ) وأنابيب التبريد ( 2 ) .

خزان وعاء التمدد (5) .

أجهزة التحكم والوقاية ( متمم بوخلز 7 وأنبوبة قذف الزيت ( 13) ومفتاح تغيير نسبة التحويل اللى هو مغير الجهد.

أولا : القلب الحديدي :

يصنع من رقائق من الصلب السليكونى بسمك يتراوح من ( 0.35 إلى 0.5 مم ) وتعزل عن بعضها بالورنيش أو الورق وذلك لتقليل المفقود الناشئ من التيارات الاعصارية ويزيد السليكون من معامل نفاذ الحديد وبالتالي يقلل من مفاقيد التعويق المغناطيسي .

ثانياً : (أ)الملفات الابتدائية :

وهو الملف الذي يتصل بالمنبع ويصنع من سلك النحاس الأحمر جميع لفاته معزولة عن بعضها وعن القلب وعن الملف الثانوي عزلا كهربائياً .

وتختلف درجة العزل ومساحة المقطع باختلاف قيمة الضغط والتيار المار به .

(ب) الملف الثانوي :

وهو مثل الملف الابتدائي غير أنة يوصل بالحمل وتختلف عدد لفاته ومساحة مقطعها حسب الضغط على طرفيه والتيار المار به .

ثالثاً : أطراف التوصيل :

تستخدم لتوصيل أطراف الملفات ( الضغط المنخفض والعالي ) 

من داخل المحول الى خارج المحول .

ويتوقف شكل ونوع طرف التوصيل على الآتي :

1- الضغط المستخدم :

( منخفض - عالي - فائق ) تختلف أطراف التوصيل باختلاف الضغط المستخدم .

ففي الضغط المنخفض تكون من الصيني 

والعالي تكون من الصيني المملوءة بالزيت 

والضغط العالي جداً ( الفائق ) تكون أطراف مكثفات

2- نوع التوصيلات : ففي حالة توصيل المحول بكابلات أرضية 

تستخدم صندوق نهاية مثبت فى جانب المحول وتنفذ إلى داخل الوعاء .

أما فى حالة توصيل المحول مباشرة بالخطوط الهوائية أو قضبان التوزيع 

تكون أطراف التوصيل على غطاء المحول .

رابعاً: خزان ( وعاء ) الزيت الرئيسي : 

يصنع من حديد غير مغناطيسي ويختلف شكل الخزان باختلاف قدرة المحول حيث يشكل سطحه بحيث يكون كافياً لفقد الطاقة الحرارية الناتجة من المفاقيد الكهربية . والتي تنقل إليه بواسطة زيت التبريد . وقد يحتوى على مجارى ( أنابيب ) لسحب الزيت وتبريده ثم إعادته فى القدرات العالية . ويركب الوعاء على قاعدة تعمل على عجل بحيث يسهل نقل المحول .

فائدة الخزان الرئيسي :

1- حماية القلب والملفات باحتوائه لها .

2- حمل أطراف ومخارج التوصيل .

3- وضع وحفظ زيت المحولات المستخدم فى تبريد وعزل المحول .

4- حمل مواسير الإشعاع للمحول .

خامساً : خزان التمدد ( خزان الزيت الزائد ) :

يصنع من صفائح الصلب ويثبت على السطح العلوي للمحول

ويصل بالخزان الرئيسي بماسورة توصيل حيث تلتقي به فى أعلى

بعض الشيء من قاع خزان التمدد الذي يقدر حجمه 10/1 حجم الخزان الرئيسي .

ويزود خزان التمدد بالآتي :

1- أنبوبة بيان مستوى الزيت وفائدتها :

( أ ) بيان مستوى الزيت .

(ب) ملاحظة لون بخار الزيت الناتج عن حدوث عطل بالمحول ، بعد اشتعال الباخر فإذا كان : 

• لون البخار المتجمع أبيض دل ذلك على حرق فى الورق العازل .

• لون الغاز المتجمع أصفر دل ذلك على حرق الخشب والفبر العازل .

• لون الغاز المتجمع اسود دل ذلك على تحلل الزيت وحرقه .

• 

2- أنبوبة ذات ثقوب لسحب الهواء وطرده :

حيث تعمل على توازن الضغط داخل الخزان وخارجه وتسمى بأنبوبة التنفس ولمنع الرطوبة وتجفيف الهواء الداخل للخزان يوضع فى طريقة مادة ماصة للرطوبة ( السليكاجيل )

سادساً : أنبوبة الطرد ( قذف الزيت ) : 

فى المحولات كبيرة القدرة يزود خزان الزيت الرئيسي بأنبوبة تغلق فتحتها بواسطة شريحة زجاجية ( غشاء ) . فعند حدوث خطاء تزيد كمية الغازات بالخزان ، تضغط على الشريحة الزجاجية فتكسرها وتخرج إلى الجو الخارجي وكذلك الزيت الزائد .

طرق توصيل ملفات محولات القدرة 

زاوية الوجه بين ملفات الضغط العالى والمنخفض :

إذا كانت التوصيلات متشابهة فى شكل التوصيل ( Y / Yأو D / D ) فأنة يكون هناك اتفاق وجهي . لذا فأنة قد أخذت زاوية الوجه بين الضغط العالي والمنخفض كأساس لتقسيم المحولات . فإذا رمزنا الى الضغط العالي بعقرب الثواني والضغط المنخفض بعقرب الساعات وباستخدام الزاوية المركزية بين كل رقمين من أقسام الساعة وقدرها 30 وبالدوران فى اتجاه عقارب الساعة نحصل على جدول توصيلات المحولات .

1- مجموعات التوصيل Y / Y أو D/ D : فى هذه التوصيلات يكون عقربي الساعة منطبقين عند الساعة 12 أي زاوية الوجه صفر ولذلك تسمى هذه المجموعة من التوصيل بالمجموعة 12 .

2- مجموعات التوصيل Y/ Y معكوسة : حيث تكون زاوية الوجه 180 ويكون عقربى الساعة عند الرقم 6 ولذلك تسمى هذه المجموعة بالمجموعة رقم 6 .

3- مجموعات التوصيل Y /D أو D / Y : حيث تكون زاوية الوجه 30 ويكون عقربى الساعة عند الرقم 11 وتكون زاوية الوجه للمجموعات 11 هى 30 x 11 = 330 ……. وهكذا .

فاذا رمزنا الى أطراف توصيل الضغط العالي بالحروف الكبيرة Y,D,Z أي نجمة ، دلتا ، زجزاج ، كذلك أطراف توصيل الضغط المنخفض بالحروف y,d,z وبكتابة رقم المجموعة بجوار الرمز يدل على زاوية الوجه بين الضغط العالي والمنخفض بعد ضربها x 30 .

أنواع مجموعات التوصيل المستخدمة ومميزات كل مجموعة : 

1- توصيله Y/ Y:

يوصل فيها كل من الابتدائي والثانوي على شكل نجمة وتكون زاوية الوجه صفر حيث رقم المجموعة ( 12 أو صفر ) 

وتتميز هذه التوصيله بالآتي :

( أ ) اقتصادية فى دوائر الضغط العالي .

(ب) يغلب استخدامها فى الأحمال الصغيرة المتزنة .

(ج) يمكن الحصول منها على أكثر من قيمة الضغط .

عيوبها :

( أ ) يسبب سلك الأرضي متاعب إذا لم يوصل جيداً بالأرض .

(ب) لا تستخدم فى الأحمال غير المتزنة .

(ج) ظهور التوافقية الثالثة .

2- توصيله D/ D: 

يوصل فى هذة الطريقة كل من ملفات الابتدائي والثانوي على شكل دلتا ( مثلث ) وتكون زاوية الوجه صفر حيث رقم المجموعة ( 12 أو صفر ) وتكون 

مميزات هذه التوصيله : 

( أ) اقتصادية عند الضغط المنخفض . 

(ب) تخمد فيها التوافقية الثالثة .

(ج) يمكن استخدامها عند الأحمال الكبيرة غير المتزنة .

عيوبها :

( أ ) لا يمكن الحصول منها على أكثر من ضغط .

(ب) لا تستخدم فى التوزيع وذلك لعدم وجود طرف رابع .

3- توصيلة Y / D : 

حيث يوصل ملفات الابتدائي Y وملفات الثانوي D وقد تكون زاوية الوجه ( 150 أو 330 ) أى رقم المجموعة ( 5أو 11) 

مميزات هذه التوصيله :

( أ) تخمد فيها التوافقية الثالثة وتعمل على استقرار نقطة الحياد .

(ب) تستخدم فى محولات الخفض لتغذية المحركات الثلاثية الأوجه المتزنة. 

عيوبها : 

(أ) لا يمكن الحصول منها على أكثر من ضغط .

(ب) لا يمكن استخراج طرف رابع من الملف الثانوي .

4- توصيله D / Y :

فى هذه التوصيله توصل ملفات الابتدائي D والثانوي Y. وقد تكون زاوية الوجه حسب رقم مجموعة التوصيل أما رقم ( 5، 11 ) أى ( 150-أو 330 )

مميزات هذه التوصيله : 

( أ) تستخدم بكثرة فى توزيع القدرة الكهربية . 

(ب) يمكن استخراج طرف رابع والحصول على أكثر من ضغط .

(ج) حيث أن الابتدائي موصل دلتا فلا أثر للتوافقية الثالثة .

(د) تصلح للأحمال المتزنة وغير المتزنة .

5- التوصيلة ذات D الدلتا الإضافية :

تزود المحولات بمجموعة ملفات توصل على شكل دلتا مقفولة على نفسها وذلك لتلافى تأثير التوافقية الثالثة وذلك بإمكان تشغيل المحولات التى تظهر بها هذه التوافقية الثالثة على الأحمال المتزنة وغير المتزنة وتكون ضرورية فى المحولات ذات التوصيل Y / Y متداخلة .

كيفية تمييز أطراف المحولات:

تميز أطراف ملفات الضغط العالي بالرمز لها بالحروف الكبيرة A,B,C وتميز أطراف ملفات الضغط المنخفض بالحروف الصغيرة a, b ,c وتميز أطراف الضغط العالي بالنظر الى مساحة مقطعها حيث تكون أقل من مساحة مقطع أطراف ملفات الضغط المنخفض . أو بواسطة قياس مقاومة كل ملف فالملف ذو المقاومة الأكبر هو ملف الضغط العالي .

توصيلات المحولات على التوازي

أولاً - محولات الوجه الواحد :

( أ ) توصيل ابتدائي على التوازي :

قد يحتاج الأمر لان يتصل محولات بالشبكة العامة لكى يغذى كل منهما حمل خاص به فيكون شرط التوصيل فى هذه الحالة هو تساوى ضغط الملف الابتدائي .

(ب) توصيل ابتدائي وثانوي على التوازي : 

شرط توصيل محولين ذو وجه واحد على التوازي :

1- تساوى نسبة التحويل ( نفس الضغط الاسمي للابتدائي والثانوي ).

2- متساوية ضغط القصر أو ( الإعاقة الداخلية للمحولين متساوية ) ولتحقيق الشرطين السابقين نستخدم مصباح متوهج فإذا وصل طرف بالملف الثانوي والآخر بالشبكة ( المحول ناحية الثانوي ) وظل مظلماً كان التوصيل صحيحاً وإلا إذا كان التوصيل خاطئا ويبدل الطرفان

ثانياً : المحولات الثلاثية الأوجه :

شرط توصيل محولين للعمل على التوازي :

1- نفس الضغط الاسمي للابتدائي والثانوي ( نفس نسبة التحويل )

2- نفس جهد القصر ( لا يجوز أن يزيد جهد القصر عن 10 % من المحول المحمل ) .

3- تتابع الأوجه حيث يستخدم جهاز مبين التعاقب .

4- تتبع نفس مجموعة التوصيل .

5- يجب ألا تزيد نسبة القدرة الاسمية عن 3 إلى 1 بقدر الإمكان .

تعريف ضغط ( جهد ) القصر : هو الضغط على طرفي الضغط العالي فى حالة قصر ملف الضغط المنخفض مع سريان التيار الأسمى فى ملف الضغط العالي وتيار مناسب فى ملف الضغط المنخفض .

تغيير نسبة التحويل لمحولات القدرة

من الشروط العامة للتغذية بالكهرباء :

1- استمرارية التغذية .

2- ثبات الضغط عند المستهلكين .

ونظراً لزيادة التحميل على الشبكة قد يؤدى الى انخفاض الجهد عند المستهلكين لذلك يجب رفع هذا الجهد بواسطة التحكم فى نسبة تحويل محول التوزيع ويستخدم لذلك نوعين من المفاتيح :

1- مفتاح تغيير نسبة التحويل عند اللا حمل .

2- مفتاح تغيير نسبة التحويل تحت الحمل .

زيت المحولات

هو زيت معدني يحضر بواسطة تقطير البترول الخام وهو أنقى أصناف الزيوت الناتجة بالتقطير .

خواص زيت المحولات :

1- متجانس وخالي من الشوائب .

2- وزنة النوعي 0.86-0.89جم/سم 3 - حرارته النوعية من 0.43 - 0.58 كيلو كالورى/ كجم .درجة.

3- درجة لزوجته عند 21ْم لا تقل على 37 سنتي ستوك .

4-خالي من الحموضة المعدنية - لا يحدث تأكل مع النحاس - درجة حموضته بعد الأكسدة 2.5 كحد أقصى ونسبة الجلخ بعد الأكسدة 1,3 كحد أقصى .

5- لا تقل متانته الكهربية عن 30 كيلو فولت( قيمة فعالة ) لفاصل بين الكرات قدرة 45 مم .

6- يلتهب فى بودقة مقفلة عند 160 م- معامل التمدد الحجمي 0.069 % لكل 1ْ م .

7- درجة تبخره لا تزيد ولغليانه لمدة 5 ساعات عن 1.6 % على الأكثر .

8- كفاءة الزيت لنقل الحرارة تعادل 21 مرة كفاءة الهواء .

عيوب زيت المحولات : 

1- قابل للالتهاب .2 - بخاره يختلط بالهواء وهذا الخليط قابل للانفجار .

3- شره لامتصاص الرطوبة.

اختبار قوة عزل الزيت : يستخدم لإجراء هذه التجربة أناء من الزجاج أو الخزف الصيني يمر به كرتان من النحاس قطر كل منهما 16 مم والمسافة بينهما 2.5 مم .

خطوات التجربة :

1- توضع عينة الزيت والتي تختار من اسفل الوعاء ثم توضع فى الإناء الزجاجي إلى مستوى معين به . 

2- تترك حتى يثبت مستواها ولمدة 10 دقائق .

3- توصل التجربة كما بالشكل (12) .

4- ترفع الضغط تدريجياً مع ملاحظة العينة .

5- مع استمرار رفع الضغط يحدث وميض بسيط نتيجة لتجمع الشوائب تحت تأثير المجال الكهربي 

ولا تعتبر هذه درجة انهيار عزل الزيت .

6- مع استمرار رفع الضغط تحدث شراره مستمرة وتكون هذه نقطة انهيار عزل الزيت فيقرأ الضغط

من على جهاز الفولتميتر فيكون هو جهد الكسر .

تبريد المحولات

نظراً لتحول الفقد الكهربي داخل المحولات الى حرارة فان درجة حرارتها ترتفع مما يؤثر على متانة العزل وقد يجعلها تنهار ، لذلك فأنه يجب تبريد المحولات . وحيث أن مفاقيد المحول متناسبة مع قدرته فأنة يمكن تبريد المحولات بعدة طرق أهمها :

1- تبريد طبيعي بالهواء : تستخدم فى المحولات صغير القدرة حيث تشع الحرارة الى الجو المحيط بواسطة تيارات الحمل فى الهواء .

2-تبريد بالهواء المسلط : تستخدم فى المحولات المتوسطة القدرة والتى توضع فى أماكن ضيقة ولا تسمح بوضع المحول فى خزان للزيت أو قد يوضع المحول فى خزان للزيت ويسلط علية تيار هوائى بواسطة مراوح موجه على جسم المحول .

عيوب التبريد بالهواء :

(أ) لا يسمح بتحميل المحول إلا لفترات زمنية صغيرة .

(ب) قلة متانة العزل.

(ج) تعرض الملفات للأتربة والأوساخ مما يؤدى إلى أضعاف متانة العزل .

(د) زيادة حجم الملفات ليتخللها الهواء .

3- تبريد بالزيت الطبيعي : 

حيث يوضع القلب والملفات فى وعاء مملوء بالزيت المعدني المنقى بعناية فائقة حيث يتم تبريد القلب والملفات بواسطة تيارات الحمل فى الزيت والذي يشعه الى الجو الخارجي ، ولزيادة سطح التبريد قد يكون سطح الإناء متعرج أو يزود الإناء الخارجي بمواسير لزيادة سرعة تبريد الزيت .

4- التبريد بالزيت المبرد :

فى المحولات الكبيرة والعالية القدرة الكهربية لا يكفى تبريد الزيت بالهواء الطبيعى نظراً لارتفاع الحرارة الناتجة من المفاقيد الكهربية ولذلك فأنة تستخدم عدة طرق لتبريد الزيت المستخدم فى تبريد المحول منها :

(أ) بواسطة الهواء المسلط : حيث يسلط على جسم الوعاء الرئيسي للمحول مجموعة مراوح لدفع الهواء والعمل على تبريد الزيت .

(ب) بواسطة تبريد الزيت بسحبة فى أنابيب وتمريرة بواسطة طلمبة فى إناء به ماء بارد ثم يدفع الى داخل وعاء المحول ويج أن يلاحظ أن تكون سرعة طلمبة السحب مساوية لسرعة طلمبة الدفع حتى يصير مستوى الزيت ثابت داخل الوعاء .

(ج) يتم دفع ماء بارد فى مواسير تبريد داخل وعاء المحول وبذلك تنقل الحرارة من الزيت الى الماء الى خارج الوعاء .

ويلاحظ فى هذه الطريقة آن تكون أنابيب التبريد خالية من الثقوب ومصنوعة من النحاس الأحمر المعامل كيميائيا لعدم التآكل والتفاعل مع زيت المحول .

مميزات التبريد بالزيت :

1- زيادة المتانة الكهربية للعزل .

2- يسمح بتحميل المحولات لفترات طويلة .

3- الاتزان الكهروحرارى داخل جسم المحول .

4- صغر حجم الملفات بضم الثغرات الهوائية .

عيوب التبريد بالزيت : 

1- قد يحث انسداد فى أنابيب التبريد مما يعرض المحول لرفع درجة حرارته .

2- قد يحدث انفجار نتيجة تفاعل الهواء المتسرب مع الغازات الناتجة من الزيت .

تحليل الغازات الذائبة فى زيت المحولات

جميع التحليلات ، حسب المواصفات القياسية العالية ، موضوعة لمحولات قدرة ذات ملفات مصنعة من النحاس ، والعزل المستخدم عبارة عن ورق السليولوز ، أو مواد صلبة مكبوسة ، المحول مملوء بالزيت الطبيعي الهيدروكربونى (Hydrocarbon Mineral Oil ) .

تعمل محولات القدرة تحت ظروف محيطة متغيرة ، وحالات أحمال تعتمد على تشغيل المنظومة الكهربائية .خلال تشغيل المحولات ، يخضع عزل ملفات المحولات لدرجات حرارة عالية واجتهادات عالية واجتهادات حرارية وكهربية مسببة تأكل للمواد العازلة الصلبة ، مثل الورق المضغوط ، ويتم تشكيل غازات من أنواع مختلفة ، حيث تذوب هذه الغازات فى زيت المحول ، ويمكن الكشف عنها بعمل تحليل كيميائي ، من الأسباب الرئيسية لحدوث تأكل أو انهيار المواد العازلة حدوث البقع الساخنة (Hot Spots ) ، والقوس الكهربي ( Arcing ) . مثل هذه الأعطال لا تسبب انهيار لحظى أي يمكن أن يستمر عمل المحول فى وجود هذه الأعطال ولكن مقنن المحول ينخفض نتيجة وجود هذه الأعطال .

يمكن تقسيم الغازات الناتجة كاللاتي :

1- غازات ناتجة من تحليل الزيت هى :

غاز الهيدروجين ويرمز له H2 غاز الميثان ويرمز له CH4 

غاز الايثان ويرمز له C2H6 غاز الاثيلين ويرمز له C2H4 

غاز الاستيلين ويرمز له C2H2 

2- غازات ناتجة من تحلل المواد السليولوزية ( Celluosie ) وهى :

أول أكسيد الكربون ويرمز له CO . ثاني أكسيد الكربون ويرمز له CO2 .

نتيجة درجات حرارة التشغيل العادية يحدث تحلل بسيط للزيت وينتج عنه غازي هيدروجين وميثان 

إذا كان مستوى الطاقة مرتفع ، وحدثت بقع ساخنة ( Hot Spots ) يمكن أن ترتفع درجات الحرارة من 150ْم إلى 1000ْ م مسببة تحلل الزيت .

ويمكن حدوث أي من الحالات الآتية :

• عند درجة الحرارة المنخفضة ينتج غاز الميثان CH4 

• عند درجة الحرارة المرتفعة ينتج غاز الايثان C2H6 يصاحبة قوس كهربى.

• اذا ارتفعت درجة الحرارة الى 3000ْ م ينتج غاز الاستيلين C2H2 .

* يجب معرفة أنة نتيجة التشغيل العادي يحدث تشكيل للغازات ، ولا يكون هناك أى أعطال ، كذلك فى المحولات الجديدة أو المحولات التي تم إعادة ملئها بالزيت يمكن أن تتكون غازات بالزيت ، مصادر هذه الغازات يمكن تلخيصها كاللاتي :

1- تشكيل غازات خلال عمليات التكرير ، ولا يمكن التخلص منها بواسطة عمليات طرد الغازات من الزيت ( Oil Degassing ) .

2- غازات تتشكل خلال عمليات التخفيف وغمس المحولات فى المصنع .

3- غازات تتشكل نتيجة أعطال سابقة ولم يمكن التخلص منها بالكامل أثناء عمليات التكرير .

4- غازات تتشكل أثناء عمليات التصليح مثل لحام النحاس ،……. 

للتغلب على هذه المشاكل ، تقترح المواصفات العالمية القياسية ، أن يتم عمل تحليل للغازات الذائبة بعد تشغيل المحول ، وتسمى ( Benchmark ) وتعتبر كمرجع للمحول عند عمل تحليل لغازات المحول بعد ذلك ، وتخلف من محول الى محول أخر .

خلال عمليات التشغيل العادي ، يمكن أن تتشكل غازات أول وثانى أكسيد الكربون (CO, CO2 ) ، وعلى ذلك فان جميع الغازات تتركز بنسبة أكبر كلما زاد عمر المحول .

المواد العازلة السليوزية Cellulosie

ينتج عن تحلل المواد العازلة السليولوزية كل من غازي أول وثاني أكسيد الكربون ( CO,CO2 ) بنسب مرتفعة أكبر من الغازات الأخرى ، وكذلك ينتج كل من اول وثاني أكسيد الكربون نتيجة التشغيل العادي للمحولات ، وتزيد النسبة بزيادة عمر المحول ، بالإضافة إلى أنة نتيجة عمليات التجفيف ، ثم ملء المحولات بالزيت بالمصنع ، يحدث تحليل للمواد العازلة السليولوزية ، نتيجة لذلك فأن بعضاً من غازي ( CO,CO2 ) تبقى بالمحول .

كذلك فأن المحولات التي تملأ بغاز CO أثناء عمليات النقل ، يكون من الصعوبة التخلص منة بعد ذلك ، ولذا يجب أن تؤخذ فى الاعتبار بعد ذلك ، ، عند عمل تحليل لنسب الغازات الذائبة بالإضافة إلى ذلك فان المحولات التى تحتوى على خزان احتياطي يمكن أن يدخل غاز CO2 مع الهواء الجوى الى حوالي 300 ميكرولتر لكل لتر من الزيت ، وعلى هذا فأنه عند تحليل الغازات الذائبة بالزيت تكون كمية CO2 الناتجة اما من المواد السليولوزية نتيجة الأسباب السابقة ، او نتيجة عطل بالمواد السليولوزية

اختبار محولات القدرة

قياس مقاومة العزل الكهربي لملفات المحولات بواسطة ميجر 2500 فولت .

حساب معامل الامتصاص (Absorption Factor ) R60/R15 .

يجب ان لا تقل عن 1.3 

R60 هى مقاومة العزل الكهربى بعد ( 60) ثانية من وضع الجهد على الملفات .

R15 هى مقاومة العزل الكهربى بعد 15 ثانية من وضع الجهد على الملفات .

يجب ان لا تقل قيمة R60 عن 1000 ميجا أوم - وان لا تقل عن 85% من القيمة المقاسه عند وضع المحول فى التشغيل وعن 70 % من القيمة الموصفة فى شهادة اختبار المصنع ويجب ان تتم القياسات عند نفس درجة الحرارة التى تمت عندها القياسات فى المصنع أو استعمال المعامل (K2 )

30 25 20 15 10 5 Temp. difference (T2-T1) Cْ

3,4 2,75 2,25 1,84 1,50 1,23 K2

.اوية الفقد ( Delta Tan ) .

يجب آن لا تزيد نسبة Tan Delta عن 0.5 % 

وايضا- يتم قياس مقاومة الملفات D.C resistance للثلاثة اوجه للمحول عند جميع نقط مغير الجهد ( صعودا وهبوطاً ) ومقارنة النتائج فى الحالتين .

ومقارنة النتائج بالقيم المقاسة فى شهادة اختبار المصنع عند نفس درجة الحرارة وكذلك مقارنة القيم المقاسة للثلاثة اوجه ويجب ان لا تزيد القيمة 

المقاسه عن ( +2% ) من القيم المقاسة بشهادة المصنع 

قياس نسبة التحويل للملفات Transformation Ratio 

ومثال للجهاز المستخدم

وايضايتم القياس لنسبة التحويل للملفات على جميع نقط مغير الجهد للمحولات التي لها ( OLTC مغير جهد على حمل ) وعلى المحولات اكبر من ( 630 KVA ) بدون مغير جهد على حمل - ومحولات المساعدات الخاصة بالمحطة لأي قيمة ( KVA ) 

ويجب ان لا تختلف القيمة المقاسة عن ( +2% ) عن القيمة المقاسة فى المصنع وعن الأوجه الأخرى لنفس ( نقطة مغير الجهد ).

وقاية المحولات Protection Of Transformers 

مكن تقسيم أجهزة الوقاية الخاصة بالمحولات الى نوعين هما :-

أ- الوقاية المركبة على جسم المحول .

ب- الوقاية المركبة على دائرة المحول التي تتعامل مع مشاكل المحول مع الشبكة الكهربية وهى أجهزة الوقاية المستقلة والمركبة فى غرفه خاصة بها ( غالباً غرفة المراقبة ) .

أ- الوقايات المركبة على جسم المحول الأجزاء الآتية :-

1- جهاز الوقاية الغازية Gas Relayاو بوخلز ريلاى

2- فتحة الانفجار ) ( Explosion Vent Pressure Relief

3- مبينات درجة الحرارة Temperature Indicators 

4- مبينات مستوى الزيت Oil Level Gauges 

5- مانعة الصواعق Lightning Arrestors 

6- وقاية مغير الجهد Protective Relay 

ب- الوقايات التي تتعامل مع مشاكل المحول مع الشبكة الكهربية .

1- جهاز الوقاية التفاضلية Differential Protection 

2- جهاز الوقاية ضد تسرب الأرضي المحدد Restricted Earth Fault Protection 

3- جهاز الوقاية ضد زيادة التيار Over Current Protection

الغرض من البوخلز كجهاز يستخدم لوقاية المحول :

عبارة عن جهاز وقائي يستخدم ليعطى بياناً بالعطل فى المراحل الأولي أو لاتخاذ الخطوة الأولي فى الفصل الفوري للمحول عند حدوث عطل كبير .

وسنتكلم عنه بنبذه مختصره.............

بوخلز Bochholtz

بوخلز Bochholtz ، ويمكن ملاحظة أن له غرفه واحدة وعوامتين . ومن المعتاد ملء هذه الغرفة بالزيت .

ويجرى إدخال هذا المتابع فى الخط الموصل بين المحول والخزان التعويضي .

وعند تكون الغاز فى المحول ينجم عنة تراكمه فى الجهاز مما يسبب إزاحة للزيت .

وبالنسبة للأعطال الطفيفة ، يحدث إزاحة لكمية صغيرة من الزيت وتنخفض العوامة العليا . وينشط هذا الوضع للملامسات لتحدث صوت الإنذار .ويحدث هبوط بشكل كبير - فى حالة الأعطال الداخلية الخطيرة - فى مستوى الزيت بحيث يضطرب وضع العوامة السفلية وتقوم باعتاق مفتاح التحويل الزئبقي الذي يقوم بتشغيل وحدة وقائية تقوم هى الأخرى بفصل المحول .

وإذا حدث فقد فى زيت المحول - مما يتسبب عنة انخفاض مستوى زيت الوحدة ، فانه يحدث اضطراب فى وضع العوامتين . ويعمل أولاً نظام الإنذار ومن بعده عناصر أحداث الدفعة المفاجئة لإغلاق دائرتيها المتواليتين .

وعملية بدء عمل دائرة الاعتاق الذي يرجع إلى انخفاض مستوى الزيت وقف على هذا النوع من المتابعات .ويمكن مراجعة سلامة عمل المتابع باستخدام مضخة هواء . وعن طريق الضخ البطئ للهواء تعمل العوامة العليا على إصدار الإنذار . وعلية ضخ الهواء على نحو سريع باستخدام حركة ارتجاجيه تشغل العوامة السفلي ونبيطه الاعتاق .

تحليل مشاكل المحولات

تحليل مشاكل المحولات

1- مشاكل ارتفاع درجة حرارة المحول .2 - مشاكل زيت المحول .- المشاكل الكهربية والميكانيكية للمحول .

المشكلة السبب الحل

درجة الحرارة مرتفعه داخل المحول (الزيت والملفات ) (1) الهواء المدفوع غير كافي • يجب التأكد من ان سريان الزيت طبيعي وكذلك الهواء 

(2) المبردات ليست نظيفة ( بها شوائب ) • يجب تنظيف المبردات من الداخل من أى شوائب وذلك باستخدام الهواء المضغوط .

(3) زيادة التيار • تقليل الحمل إن أمكن

• يمكن تقليل درجة الحرارة بتحسين معامل القدرة للأحمال 

• مراجعه الدوائر الموصلة بالتوازي واختبار نسب التحويل للمحولات وZ 

(4) ارتفاع درجة حرارة الوسط المحيط . • يتم علاج هذا بالتهوية الجيدة لغرفة المحولات 

(5) التبريد الغير كافي • لو ان تبريد المحول عن طريق استخدام وحدات تبريد ( مراوح ) يجب مراجعه وحساب كفاءه الوحدات المركبة (عددها ).

(6) انخفاض مستوى الزيت فى المحول . • يجب تزويد المحول بالزيت الى المنسوب الصحيح .

(7) زيت ملوث بالألياف Sludged Oil • فى هذه الحالة يستخدم مرشح ذو قوة ضغط 

(8) قصر فى القلب الحديدي إجراء اختبار تيار الإثارة Exciting Current وكذلك معاوقة المحول بدون حمل

المشاكل الكهربية Electrical Troubles

المشكلة السبب الحل

1- انهيار فى الملفات (1) صواعق

(2) قصر

(3) حمل زائد

(4) تدهور قوة العزل الكهربي للزيت أو وجود مواد غريبة بالزيت . • سبق مناقشة الحلول لهذه المواضيع . 

2- انهيار فى القلب الحديدي

انهيار عزل القلب الحديدي • اختبار عزل القلب الحديدي .

3- ارتفاع تيار الإثارة قصر القلب الحديدي • اختبار مفاقيد القلب الحديدي Core Losses وإذا كانت مرتفعة يجب مراجعة تربيطات الكلامبات واربطه القلب الحديدي بوصلاتها .

4- قيمة جهد غير صحيحة نسبة التحويل غير مضبوطة • إما تغيير لوحه الأطراف Terminal board وضبط النسبة أو تغيير توصيله المحول .

جهد المنبع غير مضبوط ( فوق العادي) • يجب تغيير مغير الجهد لضبط الجهد السليم للمحول

5- صوت مسموع للأقواس الكهربية الصغيرة ولذلك يسبب التفرغ الجزئي للزيت . أجزاء معدنية داخل المحول غير مأرضه • يجب التأكد فى الحال من أن كل الأجزاء المعدنية داخل المحول مأرضه مثل القلب الحديدي والكلامبات الخاصة به .

ترحيل فى تربيط الوصلات والمسامير والصواميل • إعادة الوضع الطبيعي بإعادة ربطها جيداً

6- الوميض المرتفع على البوشنجات (Flash Over ) (عوازل الاجتياز) صواعق 

تلوث البوشنجات ( عوازل - نظافة الاجتياز ) مراجعة والتأكد من الوقايات ضد الصواعق كافية بورسيلين البوشنجات على فترات زمنية تعتمد على تلوث المنطقة .

مشاكل زيت المحول Oil Troubles

المشكلة السبب الحل

1-انخفاض قيمة العزل الكهربي للزيت (1) تكثيف الجو المحيط بالمحول ببخار الماء بسبب التهوية غير الجيدة 

• التأكد من أن فتحات التهوية لغرف المحولات غير مسدودة أو معوقة التهوية 

(2) تحطم رق المحول Broken relief diaphragm • يجب تركيب واحد آخر جديد

(3) تسريب الفلانشات والوصلات الموجودة بتنك المحول • مراجعة هذه الأشياء

2- تغير لون الزيت بصورة سيئة 

(1) تلوث الزيت بالألياف • ترشيح +واختبار قوة العزل الكهربي

(2) كربنة الزيت نتيجة الأقواس الكهربية • القيام باختبار قوة عزل الزيت الكهربية على الفور والتأكد من آن قيمته سليمة 

3- أكسدة الزيت

( الحموضة ) (1) ارتفاع درجة حرارة المحول • تقليلا الحمل إن أمكن 

• تحسين التبريد واختبار عملية تتابع مجموعات التبريد فى العمل .

4- تسريب فى فلانشات الطلمبات • مراجعتها وعلاجها

زيوت المحولات Transformer Oil

الزيوت المستعملة فى المحولات هي عبارة عن زيوت معدنية منتقاة ( Mineral Oil ) ولكن فى الزمن الأول لصناعه المحولات كانت تستعمل زيوت نباتيه ولكن كانت هذه الزيوت تتبخر بسرعة ويترسب منها مادة ضمنيه .وتوجد هاتين الخصيتين فى الزيوت المعدنية ولكن بنسبه ضئيلة جداً الغرض من استخدام الزيت فى المحولات .

أولاً : هو إيجاد وسط يحمل الحرارة من الملفات ومن الحديد الى جسم المحول الخارجي حتى تتسرب أولاً بأول الى الهواء الخارجي

ثانياُ : هو زيادة العزل بين الملفات .

خواص زيت المحولات :

1) ) قوى العزل : Dielectric Strength 

كلما كان الزيت خالي من الرطوبة ( به نسبه قليلة من الرطوبة كلما كان استعماله أفضل فى الضغوط العالية .

ولذلك يكون الزيت المستعمل فى الحياة العملية يجب أن لا تكسر قوته العازلة فى جهاز الاختبار بالنسبة لجهد 11 ك.ف عن 30 ك.ف /2.5 مم وبالنسبة لجهد 66 ك.ف تكون 50 ك.ف/ 2.5 مم .

والشكل التالي يبين تأثير نسبة قليلة من الرطوبة على زيت المحولات .

(2) درجة السيولة Viscosity

من المعروف أن درجه سيوله السوائل تقارن جميعها بسيولة الماء . لذلك كلما كانت سيوله الزيت كبيره كلما كانت صلاحية لنقل الحرارة من قلب المحول إلى الخارج احسن ولكن لا يجب أن يكون سيولة الزيت أكثر من اللازم لأن بخار الزيت قابل للاشتعال وهذا يكون خطراً إذا تعرض لآي لهب . كذلك يكون تأثيره بالتبخير أعلى لذلك يجب أن تكون سيوله الزيت متوسطة الدرجة وتكون حوالي 2.5 ( إنجلر ) عند درجه حرارة 50 مْ

(3) قابليه الترسيب Sludging

عندما ترفع درجه حرارة الزيت يتحد مع الأكسجين ويكون راسب أسمر ( من مركبات الإسفلت ) وهذا الراسب يتركز على سطح الملفات فيقلل من مساحة سطح التبريد الذي يعوق على عمليه التبريد وفى نفس الوقت يكون عازل لتسرب الحرارة . فيجب ان يقلل من هذا الراسب الأسمر . وهذه هى المواصفات المعدنية ( هيئه التوحيد القياسي بوزارة الصناعة ) والبريطانيه (BS ) والالمانيه (VDE) والأمريكية لزيوت المحولات 

(4) المفقود بالبخر :

• يجب ان تكون النسبة المئوية لتبخر الزيت أقل ما يمكن وذلك لأنها تزيد من التكاليف .

• تعرض المحول للانفجار لتراكم البخار القابل للاشتعال فوق سطح الزيت .

• وقد حددت المواصفات البريطانية أقصى مقدار للتبخر 1.6 فى المائة بعد ثمان ساعات عند درجه حرارة 100ْ مئوية . ولكن هذه النسبة أقل بكثير فى الحياة العملية لان درجة حرارة التشغيل تكون أقل من 100 مْ

(5) نقطة الاشتعال Flash Point

• المقصود بنقطة الاشتعال هو درجه الحرارة التي عندها تعطى كمية من الزيت بخاراً كافياً للاشتعال المؤقت عند تعريضه للهب وإذا زادت درجه الحرارة عن حد معين فأن بخار الزيت يشتعل بدون تعرضه اللهب مباشر . وقد حددت المواصفات البريطانية نقطه الاشتعال هي 145مْ

(6) درجه التجمد :

زيت المحولات لا يتجمد إلا بعد درجه 30 تحت الصفر المئوي لذلك تعتبر ليست ذات أهميه فى مصر

(7) الحرارة النوعية :

هى كميه الحرارة اللازمة لرفع درجه حرارة جرام من المادة درجة واحدة مئوية . فكلما كانت الحرارة النوعية لزيت المحولات أعلى كلما كان الزيت أصلح للاستعمال .وحددت والمواصفات البريطانية هذه الدرجة على أن تكون 0.35 & 0.5 .

(8) الأحماض والقلويات والكبريت والمواد الغريبة :

الأحماض والقلويات والكبريت ذات أثر شديد و سيئ على النحاس والمواد العازلة . وتقلل من قوه العزل فيجب أن تقل هذه المواد إلى أقصى حد ممكن .

(9) الكثافة :

تعتبر الكثافة من أهم خواص الزيت التي تساعد على حساب وزن كميات وكذلك تعطى فكره عن قبول الزيت للترسيب وزيت المحولات عاده سائل أصغر رائق كثافته حوالي (0.88 مم /سم3 عند 15ْ مئوية وتبريده اكبر من الهواء بحوالي 11 مره وقوة عزله 300 ك.ف / 2.5 مم ومعامل تمدده الحجمى = 0.00075 سم3 /سم3 .

اختبار زيت المحولات .

اختبار قوه العزل الكهربي Dielectric Strength

الزيت الذي يختبر كهربياً هذا يعنى أنة قد تم اختباره كيميائيا ويعتبر هذا لاختبار من أهم الاختبارات التي تجرى على زيت المحولات لأنة يوضح أهم خاصية للزيت وهى قوه العزل الكهربي للزيت .

قوة العزل الكهربي للزيت تتاثر بما تحتويه من مياه وألياف وشوائب صلبه أخرى والشكل التالي يوضح العلاقة بين قوه العزل الكهربي والرطوبة والشوائب بالزيت من الشكل يلاحظ أن قوه العزل تنخفض بشده للزيادة البسيطة فى الشوائب الصلبة وكذلك عندما يحتوى مياه 10 جزء من المليون .

وبذلك نصت المواصفات IEC على أن يكون اختيار قوه العزل الكهربي خلال ثغره 2.5 مم عند زيادة فى المعدل 2 ك.ف فى الثانية حيث يبداء من الصفر ويرتفع تدريجياً حتى يصل إلى جهد انهيار عزل الزيت .

• جهاز اختبار قوه العزل الكهربي :

الغرض من الاختبار قياس قوه العزل الكهربي للزيوت المستخدمة فى محولات القدرة الكهربية والشكل التالي يوضح الشكل العام لجهاز اختبار زيت المحولات .

1- مشاكل ارتفاع درجة حرارة المحول .2 - مشاكل زيت المحول .- المشاكل الكهربية والميكانيكية للمحول .

المشكلة السبب الحل

درجة الحرارة مرتفعه داخل المحول (الزيت والملفات ) (1) الهواء المدفوع غير كافي • يجب التأكد من ان سريان الزيت طبيعي وكذلك الهواء 

(2) المبردات ليست نظيفة ( بها شوائب ) • يجب تنظيف المبردات من الداخل من أى شوائب وذلك باستخدام الهواء المضغوط .

(3) زيادة التيار • تقليل الحمل إن أمكن

• يمكن تقليل درجة الحرارة بتحسين معامل القدرة للأحمال 

• مراجعه الدوائر الموصلة بالتوازي واختبار نسب التحويل للمحولات وZ 

(4) ارتفاع درجة حرارة الوسط المحيط . • يتم علاج هذا بالتهوية الجيدة لغرفة المحولات 

(5) التبريد الغير كافي • لو ان تبريد المحول عن طريق استخدام وحدات تبريد ( مراوح ) يجب مراجعه وحساب كفاءه الوحدات المركبة (عددها ).

(6) انخفاض مستوى الزيت فى المحول . • يجب تزويد المحول بالزيت الى المنسوب الصحيح .

(7) زيت ملوث بالألياف Sludged Oil • فى هذه الحالة يستخدم مرشح ذو قوة ضغط 

(8) قصر فى القلب الحديدي إجراء اختبار تيار الإثارة Exciting Current وكذلك معاوقة المحول بدون حمل

المشاكل الكهربية Electrical Troubles

المشكلة السبب الحل

1- انهيار فى الملفات (1) صواعق

(2) قصر

(3) حمل زائد

(4) تدهور قوة العزل الكهربي للزيت أو وجود مواد غريبة بالزيت . • سبق مناقشة الحلول لهذه المواضيع . 

2- انهيار فى القلب الحديدي

انهيار عزل القلب الحديدي • اختبار عزل القلب الحديدي .

3- ارتفاع تيار الإثارة قصر القلب الحديدي • اختبار مفاقيد القلب الحديدي Core Losses وإذا كانت مرتفعة يجب مراجعة تربيطات الكلامبات واربطه القلب الحديدي بوصلاتها .

4- قيمة جهد غير صحيحة نسبة التحويل غير مضبوطة • إما تغيير لوحه الأطراف Terminal board وضبط النسبة أو تغيير توصيله المحول .

جهد المنبع غير مضبوط ( فوق العادي) • يجب تغيير مغير الجهد لضبط الجهد السليم للمحول

5- صوت مسموع للأقواس الكهربية الصغيرة ولذلك يسبب التفرغ الجزئي للزيت . أجزاء معدنية داخل المحول غير مأرضه • يجب التأكد فى الحال من أن كل الأجزاء المعدنية داخل المحول مأرضه مثل القلب الحديدي والكلامبات الخاصة به .

ترحيل فى تربيط الوصلات والمسامير والصواميل • إعادة الوضع الطبيعي بإعادة ربطها جيداً

6- الوميض المرتفع على البوشنجات (Flash Over ) (عوازل الاجتياز) صواعق 

تلوث البوشنجات ( عوازل - نظافة الاجتياز ) مراجعة والتأكد من الوقايات ضد الصواعق كافية بورسيلين البوشنجات على فترات زمنية تعتمد على تلوث المنطقة .

مشاكل زيت المحول Oil Troubles

المشكلة السبب الحل

1-انخفاض قيمة العزل الكهربي للزيت (1) تكثيف الجو المحيط بالمحول ببخار الماء بسبب التهوية غير الجيدة 

• التأكد من أن فتحات التهوية لغرف المحولات غير مسدودة أو معوقة التهوية 

(2) تحطم رق المحول Broken relief diaphragm • يجب تركيب واحد آخر جديد

(3) تسريب الفلانشات والوصلات الموجودة بتنك المحول • مراجعة هذه الأشياء

2- تغير لون الزيت بصورة سيئة 

(1) تلوث الزيت بالألياف • ترشيح +واختبار قوة العزل الكهربي

(2) كربنة الزيت نتيجة الأقواس الكهربية • القيام باختبار قوة عزل الزيت الكهربية على الفور والتأكد من آن قيمته سليمة 

3- أكسدة الزيت

( الحموضة ) (1) ارتفاع درجة حرارة المحول • تقليلا الحمل إن أمكن 

• تحسين التبريد واختبار عملية تتابع مجموعات التبريد فى العمل .

4- تسريب فى فلانشات الطلمبات • مراجعتها وعلاجها

زيوت المحولات Transformer Oil

الزيوت المستعملة فى المحولات هي عبارة عن زيوت معدنية منتقاة ( Mineral Oil ) ولكن فى الزمن الأول لصناعه المحولات كانت تستعمل زيوت نباتيه ولكن كانت هذه الزيوت تتبخر بسرعة ويترسب منها مادة ضمنيه .وتوجد هاتين الخصيتين فى الزيوت المعدنية ولكن بنسبه ضئيلة جداً الغرض من استخدام الزيت فى المحولات .

أولاً : هو إيجاد وسط يحمل الحرارة من الملفات ومن الحديد الى جسم المحول الخارجي حتى تتسرب أولاً بأول الى الهواء الخارجي

ثانياُ : هو زيادة العزل بين الملفات .

خواص زيت المحولات :

1) ) قوى العزل : Dielectric Strength 

كلما كان الزيت خالي من الرطوبة ( به نسبه قليلة من الرطوبة كلما كان استعماله أفضل فى الضغوط العالية .

ولذلك يكون الزيت المستعمل فى الحياة العملية يجب أن لا تكسر قوته العازلة فى جهاز الاختبار بالنسبة لجهد 11 ك.ف عن 30 ك.ف /2.5 مم وبالنسبة لجهد 66 ك.ف تكون 50 ك.ف/ 2.5 مم .

والشكل التالي يبين تأثير نسبة قليلة من الرطوبة على زيت المحولات .

(2) درجة السيولة Viscosity

من المعروف أن درجه سيوله السوائل تقارن جميعها بسيولة الماء . لذلك كلما كانت سيوله الزيت كبيره كلما كانت صلاحية لنقل الحرارة من قلب المحول إلى الخارج احسن ولكن لا يجب أن يكون سيولة الزيت أكثر من اللازم لأن بخار الزيت قابل للاشتعال وهذا يكون خطراً إذا تعرض لآي لهب . كذلك يكون تأثيره بالتبخير أعلى لذلك يجب أن تكون سيوله الزيت متوسطة الدرجة وتكون حوالي 2.5 ( إنجلر ) عند درجه حرارة 50 مْ

(3) قابليه الترسيب Sludging

عندما ترفع درجه حرارة الزيت يتحد مع الأكسجين ويكون راسب أسمر ( من مركبات الإسفلت ) وهذا الراسب يتركز على سطح الملفات فيقلل من مساحة سطح التبريد الذي يعوق على عمليه التبريد وفى نفس الوقت يكون عازل لتسرب الحرارة . فيجب ان يقلل من هذا الراسب الأسمر . وهذه هى المواصفات المعدنية ( هيئه التوحيد القياسي بوزارة الصناعة ) والبريطانيه (BS ) والالمانيه (VDE) والأمريكية لزيوت المحولات 

(4) المفقود بالبخر :

• يجب ان تكون النسبة المئوية لتبخر الزيت أقل ما يمكن وذلك لأنها تزيد من التكاليف .

• تعرض المحول للانفجار لتراكم البخار القابل للاشتعال فوق سطح الزيت .

• وقد حددت المواصفات البريطانية أقصى مقدار للتبخر 1.6 فى المائة بعد ثمان ساعات عند درجه حرارة 100ْ مئوية . ولكن هذه النسبة أقل بكثير فى الحياة العملية لان درجة حرارة التشغيل تكون أقل من 100 مْ

(5) نقطة الاشتعال Flash Point

• المقصود بنقطة الاشتعال هو درجه الحرارة التي عندها تعطى كمية من الزيت بخاراً كافياً للاشتعال المؤقت عند تعريضه للهب وإذا زادت درجه الحرارة عن حد معين فأن بخار الزيت يشتعل بدون تعرضه اللهب مباشر . وقد حددت المواصفات البريطانية نقطه الاشتعال هي 145مْ

(6) درجه التجمد :

زيت المحولات لا يتجمد إلا بعد درجه 30 تحت الصفر المئوي لذلك تعتبر ليست ذات أهميه فى مصر

(7) الحرارة النوعية :

هى كميه الحرارة اللازمة لرفع درجه حرارة جرام من المادة درجة واحدة مئوية . فكلما كانت الحرارة النوعية لزيت المحولات أعلى كلما كان الزيت أصلح للاستعمال .وحددت والمواصفات البريطانية هذه الدرجة على أن تكون 0.35 & 0.5 .

(8) الأحماض والقلويات والكبريت والمواد الغريبة :

الأحماض والقلويات والكبريت ذات أثر شديد و سيئ على النحاس والمواد العازلة . وتقلل من قوه العزل فيجب أن تقل هذه المواد إلى أقصى حد ممكن .

(9) الكثافة :

تعتبر الكثافة من أهم خواص الزيت التي تساعد على حساب وزن كميات وكذلك تعطى فكره عن قبول الزيت للترسيب وزيت المحولات عاده سائل أصغر رائق كثافته حوالي (0.88 مم /سم3 عند 15ْ مئوية وتبريده اكبر من الهواء بحوالي 11 مره وقوة عزله 300 ك.ف / 2.5 مم ومعامل تمدده الحجمى = 0.00075 سم3 /سم3 .

اختبار زيت المحولات .

اختبار قوه العزل الكهربي Dielectric Strength

الزيت الذي يختبر كهربياً هذا يعنى أنة قد تم اختباره كيميائيا ويعتبر هذا لاختبار من أهم الاختبارات التي تجرى على زيت المحولات لأنة يوضح أهم خاصية للزيت وهى قوه العزل الكهربي للزيت .

قوة العزل الكهربي للزيت تتاثر بما تحتويه من مياه وألياف وشوائب صلبه أخرى والشكل التالي يوضح العلاقة بين قوه العزل الكهربي والرطوبة والشوائب بالزيت من الشكل يلاحظ أن قوه العزل تنخفض بشده للزيادة البسيطة فى الشوائب الصلبة وكذلك عندما يحتوى مياه 10 جزء من المليون .

وبذلك نصت المواصفات IEC على أن يكون اختيار قوه العزل الكهربي خلال ثغره 2.5 مم عند زيادة فى المعدل 2 ك.ف فى الثانية حيث يبداء من الصفر ويرتفع تدريجياً حتى يصل إلى جهد انهيار عزل الزيت .

• جهاز اختبار قوه العزل الكهربي :

الغرض من الاختبار قياس قوه العزل الكهربي للزيوت المستخدمة فى محولات القدرة الكهربية والشكل التالي يوضح الشكل العام لجهاز اختبار زيت المحولات

الخرسانة الخفيفه (الرغوية ):

الخرسانة  الخفيفه (الرغوية ):

هي شكل من اشكال الخرسانة,خفيفة الوزن,كثافتها اقل من كثافة الخرسانة العادية,كثافتها تتراوح بين200 الي1800 كجم\\م3.للخرسانة الرغوية قدرة عالية علي العزل الحراري.وايضان خفة وزنها وقلة كثافتها يؤثرون بشكل ايجابي علي التكلفة الاجمالية للمباني المستخدمة فيها الخرسانة الرغوية.

استخدامات الخرسانة الرغوية في مجالات وتطبيقات عديدة كأعمال ردم الخنادق او في طبقات الاساس للطرق او في الاسقف والجدران والارضيات .وتستخدم ايضا في صبات الميول للاسطح.نظرا لان سطحها املس وناعم.و قدرتها الفائقة علي العزل الحراري للاسطح نظرا لوجود الفراغات بها.

مكونات الخرسانة الرغوية :
هي عبارة عن خلطة من الاسمنت والرمل وبعض المواد الكيماوية المضافه يتم خلطها بخلاطة عادية وضخها بمضخها خاصة مما يؤدي لتكون فقاعات هواية داخل الخلطة وذلك بدخول الهواء اثناء الضخ.مما يؤدي الي تكون خلايا مملوءة بالهواء داخل العجينة الاسمنتية مما يقلل من كثافتها ويزيد تصلدها ويخف وزنها.

مزايا الخرسانة الرغوية :
1- ذات جدوي اقتصادية عالية :
أ- بتقلل وزن المنشأ.
ب- كميات حديد قليلة وابعاد اساسات صغيرة.
ج- تكلفة نقلها رخيصة وجهد اقل اثناء الصب.
د- قدرة عالية علي العزل الحراري .
ه- توفير الطاقة في التدفئة والتبريد. 

2- ذات انتاجية عالية :
من السهل رفع الانتاجية باستخدام عمالة قليلة حيث ن الخرسانة الرغوية لا تحتاج لمعدات اضافية.

3- سهلة الاستخدام والتشكيل :
وذلك لانسيابيتها وقابليتها العالية للتشغيل مما يسهل دخولها بين الفتحات دون عناء.حيث من الممكن صبها في قوالب واشكال مختلفة.وايضا يمكن ضخها بدون حدوث Bleeding او انفصال حبيبي Segregation.

 

4- مقاومة للحريق.
5- غير ضارة وصديقة للبيئة.
 
مجالات استخدام الخرسانة الرغوية :

1- ردم الخنادق واعمل تسوية الطرق :
قاعدة لبناء الطرق وطبقات الاساس وايضا تستخدم الخرسانة الرغوية في بناء الانفاق بحيث تستخدم في مليء الفراغات والتجاويف التي تظهر اثناء بناء الانفاق.

2- الجدران :
تستخدم الخرسانة الرغوية كمادة لحشو التجاويف في مباني الطابوقية لزيادة عزل الجدران.وايضا تستخدم في القواطع والتقسيمات والجدران غير الحاملة .وفي الجدران الخارجية.

3- الاسقف والارضيات :
تستخدم الخرسانة الرغوية كعازل حراري للاسقف ومادة الارضيات واعمال التسوية .وتستخدم كمادة مالئة اسفل البلاط في الارضيات.وتستخدم الخرسانة الرغوية لعمل الواح تغطية الاسقف المعلقة والمستخدمة في العزل الحراري او العزل الصوتي في المساكن والابنية ومباني المؤسسات.

4- اعمال تنسيق الحدائق والديكورات الخارجية.
5- تستخدم ف حقن التربة لتقويتها ومنع انزلاقها.
6- في بناء ملاعب التنس وكرة السلة والكرة الطائرة.
7- اعمال الترميم والاصلاح للمباني القديمة.

 
العوامل التي تؤثر علي نوعية وخصائص الخرسانة الرغوية :
1-نوع وخواص الركام المستخدم وتدرجه.
2-نسبة الماء الي الاسمنت Water cement ratio
3-درجة الرص Degree of compaction
4- خاصية التشغيل والقوام Workability&Consistency
5- نسبة الاسمنت الي الركام.

 

خصائص ومواصفات الخرسانة الرغوية :

1- مقاومة الكسر :
تعتمد مقاومة الكسر للخرسانة الرغوية علي مجموعه من العوامل اهمها الكثافة ونسبة الماء الي الاسمنت ونسبة الركام الي الاسمنت.فيمكن زيادة مقاومة الكسر في الخرسانة الرغوية الي الضعف عن طريق ايناعها بالبخار.

2- الموصلية الحرارية :
تتراوخ الموصلية الحرارية للباطون الرغوي من0.065 الي0.43 واط\\م\\درجة مئوية.

3- مقاومة الظروف الجوية :
للخرسانة الرغوية قدرة علي مقاومة الظروف الجوية المتقلبة.وذلك نظرا لخاصية الانكماش بالجفاف التي تتميز بها الخرسانة الرغوية والتي يتم ايناعها بالهواء الرطب.

تبلغ نسبة الانكماش للخرسانة الرغوية حوالي عشرة اضعاف نسبة الانكماش للخرسانة العادية.

4- العزل الصوتي :
للخرسانة الرغوية القدرة العالية علي امتصاص الاصوات.فاستخدام الخرسانة الرغوية يغني عن استخدام القصارة العازلة للصوت.

5- مقاومة الحريق :
تعتبر الخرسانة الرغوية مادة غير عضوية.فبالتالي غير قابلة للاحتراق.فلقد اثبتت التجارب ان بلاطة من الخرسانة الرغوية بكثافة1400 كجم\\م3 وبسمك15 سم قد قاومت الحريق لمدة تزيد عن سبع ساعات.

طرق وكيفية انتاج الخرسانة الرغوية :
يوجد عدة طرق لانتاج الخلايا الهوائية او الغازية في الخرسانة الرغوية ومنها :

1- استعمال المواد الراغية.
2- استعمال المواد المضافة للخرسانة الرغوية كالمواد الحابسة للهواء.
3- احداث تفاعلات كيماوية مولدة للغازات.

*استعمال المواد الراغية :
في هذه الطريقة يتم اضافة مواد راغية بعد تجفيفها بالماء بنسبة معينة الي الخلطة الخرسانية.ويشترط في المواد الراغية ان لا يكون لها تأثير كيماوي علي مكونات الخلطة الخرسانية وان لا تتفاعل معهم كيماويا.وايضا لابد ان تكون الفقاعات الهوائية الناتجة من استخدام هذه المواد ثابتة اي لا تتعرض للتهشم والتلف بسرعة.

انواع المواد الراغية :
1- مواد راغية اصطناعية :
ذات لون شفاف مائل للصفرة.
كثافة الرغوة الناتجة40 غرام \\ لتراو اقل.

2- مواد راغية عضوية او بروتينية يتم انتاجها من بقايا الحيوانات المتحللة :
كثافة الرغوة الناتجة من60 الي100 غرام \\ لتر. ذات لون بني داكن ذو رائحة نفاذة.

"SIEMENS SIPROTEC 4 Tutorial" DVD

حصريًّا.. ولأول مرة على الانترنت:

"SIEMENS SIPROTEC 4 Tutorial" DVD

Including:

SIPROTEC 4, DIGSI 4 , SIGRA 4

Download :
https://archive.org/download/SIPROTEC4TutorialAwad/SIPROTEC_4_Tutorial_Awad.rar

لتحميل الجزء الأول pdf من كتابتي لمحتوى الـ DVD: 
https://archive.org/download/SIPROTEC4Tutorial1Awad/SIPROTEC_4_Tutorial_1_Awad.pdf

تابعونا على ملتقى مهندسي الوقاية والاختبارات الكهربية

I ❤️ Siemens

#Protection
#Commissioning