محول التيار هو جهاز يستخدم لنقل تيار أعلى من شبكة الطاقة إلى تيار أقل يمكن تغذيته لأجهزة الحماية والقياس والتحكم. التيار الأولي للمحول يتناسب مع التيار الثانوي، أي عندما يزداد التيار الأولي يزداد التيار الثانوي أيضًا. سيتم توصيل اللف الأولي لمحول التيار على التوالي بشبكة الطاقة وسيتم توصيل الثانوي بالأجهزة.
ما هي بعض الأشياء المهمة التي يجب عليك فهمها عندما نتحدث عن محول التيار أو قراءة لوحة بيانات محول التيار:
نسبة محول التيار:
هي النسبة بين التيار الأولي والثانوي. التصنيفات الشائعة للتيار الثانوي التي سيتم توصيلها بالأجهزة هي 1 أمبير و 5 أمبير، ويمكن التعبير عن نسبة التحويل لمحول التيار على أنها (التيار الأولي / 1 أمبير أو 5 أمبير) على سبيل المثال 100/1 أمبير.
العبء:
هو الحمل الكلي الذي سيتم توصيله بالملف الثانوي. يمكن التعبير عن عبء محول التيار على أنه المعاوقة الكلية بالأوم للدائرة أو الحمل الأقصى بالفولت أمبير (طاقة الدقة) الذي يمكن تطبيقه على الملف الثانوي لمحول التيار. تصنيفات العبء الشائعة لمحول التيار المستخدمة هي 2.5، 5، 10، 15، و 30 فولت أمبير. علاوة على ذلك، لمعرفة إجمالي المعاوقة التي يمكن توصيلها بالملف الثانوي، نستخدم [Z = فولت أمبير / (التيار الثانوي)^2) = أوم].
يشمل العبء:
- مقاومة أجهزة الحماية والقياس والتحكم المتصلة بالملف الثانوي لمحول التيار.
- مقاومة الأسلاك بين محول التيار والأجهزة المتصلة بالملف الثانوي لمحول التيار.
- مقاومة محول التيار نفسه.
تشبع محول التيار:
يقال إن محول التيار في حالة تشبع عندما لا يستطيع القلب التعامل مع المزيد من التدفق، وهذا يعني أن القلب يحمل بالفعل أقصى تدفق، ولن يكون هناك تغيير في التدفق عندما يتغير التيار الأولي ولن يكون التيار الثانوي متناسبًا مع التيار الأولي.
ما هي المعلمات التي تؤثر على التشبع؟
- المقطع العرضي لقلب محول التيار، أي كلما زاد المقطع العرضي للقلب، قلت فرصة التشبع.
- جودة الفولاذ المستخدم لتصنيع القلب.
- العبء، أي الحمل الخارجي المطبق على الملف الثانوي لمحول التيار.
الدقة:
تحدد حدود الخطأ المضمونة على نسبة التيار وإزاحة الطور في ظروف طاقة وتيار محددة.
بالنسبة لمحول التيار المستخدم للقياس، فإن فئات الدقة الموحدة IEC هي 0.1، 0.2، 0.5، 1، 3، 5، وفي غالبية الحالات، سيكون قياس محول التيار عادة 0.5 أو 1. علاوة على ذلك، هناك شيء يسمى عامل الأمان (SF) أو عامل أمان الجهاز (ISF) وهو النسبة بين تيار الحد الأولي المقنن (تيار تشبع محول التيار) والتيار الأولي المقنن. عند حدوث حالة خطأ، سيصبح محول التيار مشبعًا ويتم تحديد جهد الملف الثانوي لمحول التيار، ثم سيتصرف محول التيار كدائرة مفتوحة ولا يتدفق تيار عبر ملفه الثانوي. يفضل أن يكون عامل الأمان (SF) 5 أو 10. على سبيل المثال، إذا كان عامل الأمان لمحول التيار هو 5، فهذا يعني أن الجهاز في الملف الثانوي سيكون محميًا عندما يصل تيار الخطأ إلى 5 أضعاف القيمة الاسمية المقننة الأولية. علاوة على ذلك، في حالة التحميل الزائد، تم تصميم أجهزة القياس بتحميل زائد معين، وبناءً على ذلك يتم اختيار عامل الأمان لمحول التيار.
بالنسبة لمحول التيار المستخدم للحماية، فإن فئات الدقة هي 5P أو 10P جنبًا إلى جنب مع عامل حد الدقة (ALF) وهو النسبة بين تيار حد الدقة والتيار الأولي المقنن. يشير عامل حد الدقة إلى مدى الوقت الذي سيستغرقه محول التيار للوصول إلى التشبع. قيم ALF القياسية هي 5، 10، 15، 20، 30. على سبيل المثال، إذا كان محول التيار P10 5، فهذا يشير إلى أن محول التيار سيستغرق 10 أضعاف التيار الأولي المقنن للدخول في منطقة التشبع.
تيار الدائرة القصيرة الحراري المقنن (Ith):
هذه هي قيمة RMS للتيار الأولي الذي يمكن للمحول أن يتحمله لمدة ثانية واحدة بينما يكون الملف الثانوي دائرة قصيرة.
التيار الديناميكي المقنن (Idyn):
هذه هي قيمة الذروة للتيار الأولي الذي يمكن للمحول أن يتحمله بينما يكون الملف الثانوي دائرة قصيرة. يمكننا إيجاد التيار الديناميكي المقنن بواسطة [Idyn = 2.5 * Ith].
جهد العزل المقنن، جهد تحمل ترددات الطاقة، وجهد تحمل النبضات:
تسمى هذه التصنيفات الثلاثة في بعض المحولات مستوى العزل الأساسي (B.I.L).
- جهد العزل المقنن هو أقصى جهد يمكن تطبيقه على المحول دون إتلافه.
- جهد تحمل ترددات الطاقة هو مستوى الفولتية الزائدة RMS التي يمكن للمحول أن يتحملها لمدة دقيقة واحدة.
- جهد تحمل النبضات هو مستوى الفولتية الزائدة الناتجة عن الصواعق التي يمكن للمحول أن يتحملها.
على سبيل المثال، محول لديه B.I.L: 36/70/170 كيلو فولت
هذا يعني أن مستوى جهد العزل المقنن هو 36 كيلو فولت وهو يساوي أعلى جهد للنظام (HSV)، وجهد تحمل ترددات الطاقة هو 70 كيلو فولت لمدة دقيقة واحدة، وجهد تحمل النبضات هو 170 كيلو فولت.
عندما تريد اختيار محول تيار، يجب أن تأخذ في الاعتبار:
- التيار الأولي المقنن (تيار تشغيل النظام)
- التيار الثانوي المقنن (يمكن أن يكون 1 أمبير أو 5 أمبير)
- مستوى العزل الأساسي (B.I.L)
- الحمل المقنن على الجانب الثانوي (العبء)
- جهد الدائرة
- تصنيف فئة الدقة
- ملف الموصل وأقصى شدة للدائرة الأولية.
أنواع مشهورة من محولات التيار من حيث التصميم:
- نوع الملفوف (wound type)
- نوع القضيب (Bar type)
- نوع حلقي (Toroidal type)
لوحة بيانات محول التيار:
تذكر:
- سيتم توصيل محول التيار على التوالي
- يجب دائمًا قصر دائرة الملف الثانوي لمحول التيار
- عدد لفات الثانوي > عدد لفات الأولي
- العبء منخفض
