كل ما تود معرفته عن المحولات الكهربائية !

المحولات الكهربائيه أنواعها ومكوناتها

تعتبر المحولات الكهربائيه من إحدى العناصر الكهربائية والإلكترونية المهمة والتي تستخدم في العديد من التطبيقات المختلفة وذلك لرفع أو خفض الجهد والتيار الكهربائي.

حيث بدأت الحاجة لاستخدام المحولات الكهربائيه في محطات التوليد لرفع الفولتية لقيم محددة، وذلك لضرورة نقل الطاقة لأقل فقد وتكاليف ولتقليل حجم الموصلات في الشبكة، وتستخدم لتغذية أحمال كهربائية بفولتية مناسبة.

ما هو المحول الكهربائي ووحدة قياسها ؟

يعرف المحول الكهربائي (Transform) على أنه آلة كهربائية استاتيكية (غير متحركة) وظيفته تحويل تيار متردد ذو فولتية معينة إلى تيار متردد آخر بفولتية أخرى أما بالارتفاع أو الانخفاض مع ثبات القدرة والتردد، ويستخدم المحول الكهربائي في نقل الطاقة الكهربائية من أماكن توليدها الى أماكن استهلاكها

مكونات المحولات الكهربائية

• القلب  الحديدي:

هو عبارة عن مجموعة من صفائح رقيقة من الحديد المغناطيسي يتراوح سمكها ما بين (0.35mm) إلى (0.5mm)، وتعزل عن بعضها للتغلب على ظاهرة التيارات الدوامية، ويتم تجميع وضغط الصفائح مع بعضها بواسطة براغي ليشكل ممر لخطوط التدفق المغناطيسي.

• الملفات النحاسية: تتكون من:
• الملفات الابتدائية: هي عبارة عن سلك نحاسي ملفوف ومعزول، وتوصل بالمصدر الكهربائي مباشرة.
• الملفات الثانوية: عبارة عن سلك نحاسي ملفوف ومعزول، وتوصل الحمل الكهربائي أو إلى دائرة القنطرة.

مبدأ عمل المحول الكهربائي:

عند توصيل الملف الابتدائي للمحول الكهربائي بالمصدر الكهربائي، فإن التيار المتناوب يمر فيه مكون تدفق مغناطيسي يقطع الملف الثانوي عن طريق الدارة المغناطيسية المكونة من القلب الحديدي، نتيجة لذلك سيتولد قوة كهربية، يمكن عن طريقها نقل الطاقة والقدرة للدارة الموصلة في هذا الملف (دائرة الحمل).

ملاحظة: يعتمد مقدار القوة الدافعة في المحولات الكهربائيه بشكل رئيسي على عدد اللفات في كل ملف.

أنواع المحولات الكهربائية:

تصنيف المحولات الكهربائية من حيث شكل القلب الحديدي:

• Core form: في هذا النوع من المحولات الكهربائيه  يصنع القلب الحديدي من شرائح فولاذية على شكل مستطيل ويتم وضع الملفين الابتدائي والثانوي على طرفي القلب الحديدي كما هو موضح بالصورة التالية.
• Shell form: يتكون القلب الحديدي في هذا النوع من المحولات الكهربائيه من شرائح فولاذية على شكل ثلاثي الأرجل وتوضع الملفات على الرجل المركزية بحيث تكون معزولة عن بعضها البعض 

تصنيف المحولات الكهربائيه من حيث مستوى الفولتية:

• محولات القدرة Power transformers: هي المحولات الكهربائيه التي تستخدم في شبكات نقل الطاقة الكهربائية (above 33kv) مثل محولات 400kv/132kv ومحولات 132kv/33kv
• محولات التوزيع Distribution transformer: هي المحولات الكهربائيه  المستخدمة في شبكات توزيع الطاقة الكهربائية (up to 33kv) مثل 33kv/11kv , و 33kv/0.4kv

تصنيف المحولات الكهربائيه من حيث عدد الأطوار:

• محول الكهربائي  أحادي الطور أو الوجه single phase transformer: يتكون من ملف إبتدائي واحد وملف ثانوي واحد.
• محول الكهربائي  ثلاثي الأطوار أو الأوجه Three-phase transformer : يتكون من ثلاثة ملفات ابتدائية وثلاثة ملفات ثانوية.

الفرق بين المحولات الكهربائية والمولدات والمحركات

على الرغم من أن مصطلح كهرباء الميكانيكية (بالإنجليزية: Electric Machine) دائماً ينصرف إلى المولدات والمحركات بأنواعها، إلا أن المحول الكهربائي  يعتبر أيضاً نوع من أنواع الآلات الكهربائية، وذلك لأن القوانين التي تحكم عمل المحركات والمولدات والمحولات الكهربائيه واحدة وهي قوانين الكهرومغناطيسية.

الفرق الوحيد بين المحركات والمولدات من جانب وبين المحولات الكهربائية  من جانب آخر هو أن المحركات والمولدات تعتمد على مبدأ الحركة (تدور) بينما المحولات الكهربائيه  آلة كهربائية ساكنة لا تدور. وفيما سوى ذلك فجميعهم يخضعون لقوانين الكهرومغناطيسية.

استخدامات المحولات الكهربائية

1. محطات التوليد.
2. شبكات النقل.
3. شبكات التوزيع.
4. لتغذية الأجهزة الكهربائية.
5. شبكات المصانع الكبيرة والمتوسطة.
6. اللوحات الإلكترونية.

مزايا استخدام المحولات الكهربائية

إن الميزة الرئيسية للمحولات الكهربائيه في منظومة القوى الكهربائية هي خفض قيمة التيار المنقول عبر الخطوط والكابلات، وما يترتب على هذه الميزة عدة مزايا أخرى:

• التقليل من القدرة المفقودة أثناء نقل الطاقة الكهربائية.
• تخفيض قيمة الهبوط في الجهد.
• التقليل من تكلفة خطوط النقل وأبراج القوى الكهربائية.

أهمية المحولات الكهربائية

تكمن أهمية المحولات الكهربائيه بشكل أساسي على تحويل القدرة الكهربائية الداخلة إليه بجهد ما إلى قدرة كهربائية تخرج منه بجهد مختلف سواء كان بالزيادة أو النقصان.

ويستخدم المحول الكهربائي كعنصر رئيسي في خطوط النقل من أجل نقل الطاقة الكهربائية بجهود عالية إلى مسافات طويلة بأقل الخسائر الممكنة في الطاقة.

طرق توصيل محولات الكهربائيه ثلاثي الأطوار:

يمكن توصيل الدوائر الثلاثية الأطوار Three phase circuits بطرق مختلفة منها:

• طريقة الدلتا (Delta connection – Δ) عن طريق توصيل نهاية كل ملف ببداية الملف المجاور له.
• طريقة النجمة (Star connection – Y) عن طريق توصيل جميع نهايات الملفات معاً.

بما أن المحولات الكهربائيه  تتكون من دائرتين الإبتدائية والثانوية, يمكن توصيل كل دائرة منهما بطريقة الدلتا أو النجمة ويعني ذلك أن هناك أربعة طرق لتوصيل محولات كهربائية  ثلاثية الأوجه وهي:

• Y-Y transformer: في هذه الطريقة تكون كل من الملفات الإبتدائية والثانوية متصلة على شكل النجمة.
• Δ- Δ transformer: يتم توصيل كل من الملفات الإبتدائية والثانوية بطريقة الدلتا
• Y- Δ transformer: يتم توصيل الملفات الإبتدائية بطريقة النجمة أما الملفات الثانوية تكون متصلة بطريقة الدلتا
• Δ-Y transformer: يتم توصيل الملفات الإبتدائية بطريقة الدلتا والملفات الثانوية بطريقة النجم

لماذا تقاس قدرة المحولات الكهربائيه ب الفولت.أمبير volt.ampere وليس بالواط Watt ؟

تقاس قدرة المحولات الكهربائيه  بالفولت.أمبير لسببين وهما:

• الأحمال الكهربائية متغيرة بشكل مستمر, حيث أن تغير الأحمال الكهربائية يؤدي الى تغير معامل القدرة power factor والذي بدوره يغير Real power التي تقاس بوحدة الواط.

• وجود نوعين من المفاقيد losses الأولى هي المفاقيد النحاسية التي تعتمد على التيار, والأخرى هي المفاقيد الحديدية التي تعتمد على الجهد.

تمتلك أطلس للمساندة والخدمات خبرات عملية متميزة في خدمات الفحص واختبار المحولات الكهربائيه  بدءاً من مرحلة تصنيع المحول الكهربائي وانتهاءً بالتركيب من خلال فريق مهندسين وفنيين من ذوي الخبرة العالية باستخدام أحدث معدات الفحص والاختبارات المتنوعة وبالإضافة إلى ذلك تمنح أطلس شهادات الجودة والسلامة للمحول الكهربائي المختلفة وشهادات الاعتماد الدولي الخاصة بالمحول الكهربائي مثل ISO /IEC 

نسعد بخدمتكم ويسرنا تواصلكم لطلب خدماتنا أو لأي استفسارات مراسلتنا على البريد الإلكتروني (info@atls.com.sa) أو الاتصال بنا مباشر

(00966112080550)