حساب تيار القصر الثلاثي لمحولة ثلاثية الطور

حساب تيار القصر الثلاثي لمحولة ثلاثية الطور باستخدام المعطيات:

المعطيات:

• الجهد: 20/0.4 ك.ف (جهد المحولة: 20 كيلو فولت على الجهد المتوسط و 0.4 كيلو فولت على الجهد المنخفض)
• الاستطاعة الاسمية: 630 ك.ف.أ (كيلوفولت أمبير)
• توتر القصر النسبي للمحولة: 4%
• استطاعة القصر لشبكة التوتر العالي: 500 ميغا فولت أمبير
• المطلوب: حساب تيار القصر على طرف التوتر المتوسط (جهد 20 ك.ف) عند مرابط المحولة، وكذلك حسابه على مسافة 5 أمتار من المحولة.

1. حساب تيار القصر على طرف التوتر المتوسط عند مرابط المحولة:

الخطوة الأولى: حساب تيار القصر الاسمي للمحولة

لحساب تيار القصر، نحتاج أولاً لحساب التيار الاسمي للمحولة على الجهد المتوسط.

معادلة التيار الاسمي على الجهد المتوسط:

حيث:

• ( S_{rated} ) هي الاستطاعة الاسمية للمحولة (630 ك.ف.أ)
• ( V_{medium} ) هو الجهد المتوسط (20 ك.ف)
• ( \sqrt{3} ) تعبير عن الجهد ثلاثي الطور

إذن:

الخطوة الثانية: حساب تيار القصر عند مرابط المحولة

يمكن حساب تيار القصر باستخدام توتر القصر النسبي ( U_{k\%} ) كما يلي:

حيث:

• ( I_{sc} ) هو تيار القصر
• ( U_{k\%} ) هو توتر القصر النسبي (4%)

إذن:

2. حساب تيار القصر على مسافة 5 أمتار من المحولة:

لحساب تيار القصر على مسافة معينة من المحولة، نحتاج إلى معرفة مقاومة وأسلاك الكابل الذي يربط المحولة بالنقطة المطلوبة على مسافة 5 أمتار. بما أن المعطيات لا توفر نوع الكابل أو مقاومته، سنفترض أن الكابل ذو مواصفات قياسية ونقوم بحساب تيار القصر تقريبًا.

عند الانتقال لمسافة 5 أمتار من المحولة، يجب أخذ تأثير المقاومة والأثر الحثي للكابل بالحسبان، ولكن التغير في تيار القصر عادة ما يكون صغيرًا إذا كانت المسافة قصيرة (كما في حالتنا 5 أمتار). لذا سيكون الفرق في تيار القصر قليل.

الخطوات للحساب الدقيق:

1. حساب مقاومة الكابل: إذا كانت مقاومة الكابل معلومة، يمكن حساب الفرق في الفولتية والهبوط في الجهد عبر هذه المسافة، ثم استخدام هذا الهبوط لحساب تيار القصر الجديد.
2. الحساب النهائي: يتم استخدام قانون أوم المبسط مع الأخذ بعين الاعتبار تأثير المقاومة الصغيرة الناتجة عن الكابل.

3. تيار القصر للشبكة عند جهد 20 ك.ف:

لمحولات الجهد العالي، يمكن حساب تيار القصر الذي توفره شبكة التوتر العالي (20 ك.ف) باستخدام معطيات استطاعة القصر لشبكة التوتر العالي.

معادلة حساب تيار القصر من استطاعة القصر:

حيث:

• ( S_{sc} ) هو استطاعة القصر لشبكة التوتر العالي (500 ميغا فولت أمبير)
• ( V_{network} ) هو جهد التوتر المتوسط (20 ك.ف)

إذن:

ملخص الحسابات:

1. التيار الاسمي للمحولة على الجهد المتوسط = 18.2 أمبير.
2. تيار القصر على مرابط المحولة عند الجهد المتوسط (20 ك.ف) ≈ 455 أمبير.
3. تيار القصر على مسافة 5 أمتار يكون أقل قليلاً حسب مقاومة الكابل، لكن الفرق يكون عادة صغيرًا.
4. تيار القصر لشبكة التوتر العالي عند 20 ك.ف ≈ 14442 أمبير.