⚡ ما هو المحول الكهربائي (Transformer)؟
المحول هو جهاز كهربائي يُستخدم لنقل الطاقة الكهربائية من دائرة كهربائية إلى أخرى من خلال الفيض المغناطيسي، دون تغيير في التردد (Frequency ثابتة).
🔌 وظيفة المحول الأساسية
- لا يتم توليد الكهرباء عند جهود عالية جدًا، لأنه غير اقتصادي.
- لذا يتم استخدام المحول لرفع الجهد من جهد التوليد إلى جهد نقل عالٍ (High Voltage) لتقليل الفقد في الطاقة أثناء النقل.
- يُستخدم أيضًا في شبكات التوزيع كمحولات تقوية (Boosters) لتحسين تنظيم الجهد (Voltage Regulation).
🏷️ أنواع المحولات حسب الاستخدام:
- محولات القدرة (Power Transformers)
🔸 تُستخدم في محطات التوليد والنقل
🔸 تعمل على جهود عالية - محولات التوزيع (Distribution Transformers)
🔸 تُستخدم لتوصيل الطاقة للمستخدم النهائي
🔸 تعمل على جهود أقل من محولات القدرة
⚠️ أنواع الحماية في المحولات الكهربائية:
لحماية المحولات من الأعطال الكهربائية أو الميكانيكية، تُستخدم عدة وسائل حماية مهمة:
🛡️ أجهزة الحماية الأساسية:
- Relay بوخلز (Buchholz Relay)
🔸 يكشف عن الغازات الناتجة من الأعطال داخل المحول - ريليه الأرضي (Earth Fault Relay)
🔸 يُستخدم عند حدوث تسرب أو قصر بين اللفات والأرض (خلل بالعزل) - ريليه زيادة التيار (Overcurrent Relay)
🔸 يحمي المحول من التيارات العالية المفاجئة - الريليه التفاضلي (Differential Relay)
🔸 يعتمد على مبدأ “ميرز برايس” لحماية المحولات من الأعطال الداخلية
🔸 يراقب الفرق بين التيار في الدخل والخروج - الريليه الرقمي (Digital Relay)
🔸 حديث ومتعدد الوظائف، يُبرمج للكشف عن أنواع مختلفة من الأعطال
🔍 أعطال شائعة في المحولات:
| نوع العطل | الشرح |
|---|---|
| دائرة مفتوحة (Open Circuit) | انقطاع في إحدى الملفات |
| ارتفاع الحرارة (Overheating) | يؤدي إلى تلف العزل والزيت |
| قصر بين اللفات (Winding Short Circuit) | تلف داخلي في اللفات |
| صاعقة أو تفريغ كهربائي (Lightning Fault) | ينتج عن الصواعق أو زيادة الجهد الفجائي |
🔌 أنواع الحماية حسب نوع العطل:
| نوع العطل | أجهزة الحماية المستخدمة |
|---|---|
| قصر بين طورين في الملف الابتدائي | Differential, Overcurrent |
| قصر بين طور والأرض في الابتدائي | Differential, Overcurrent |
| قصر بين طورين في الملف الثانوي | Differential فقط |
| قصر بين طور والأرض في الثانوي | Differential, حماية أرضية محدودة (REF) |
| قصر بين لفات الملف (Interturn) | Differential, Buchholz |
| عطل في القلب الحديدي (Core) | Differential, Buchholz |
| عطل في خزان الزيت | Differential, Buchholz, تأريض الخزان |
| التشبع الزائد (Overfluxing) | حماية Overfluxing |
| ارتفاع درجة الحرارة | حماية حرارية (Thermal) |
⚡ ملاحظات مهمة:
- يجب أن تتساوى تيارات الداخل والخارج في الحماية التفاضلية باستخدام محولات تيار (CTs) مناسبة.
- يتم توصيل CTs في اتجاه معاكس (Phase Opposition) لتعويض أي فرق طبيعي بين التيارين في حالة العمل الطبيعي.
- الحماية من الصواعق تشمل:
- شاشة التأريض (Earthing Screen)
- أسلاك تأريض علوية (Overhead Ground Wires)
- موانع الصواعق (Lightning Arrestors)
✅ الخلاصة:
المحول جهاز ضروري لربط وتحويل الجهود الكهربائية، لكن يجب تأمينه جيدًا ضد الأعطال المتوقعة (داخلية وخارجية) باستخدام وسائل الحماية الذكية مثل الريليات والأنظمة الأرضية، خاصة في الأنظمة الصناعية وشبكات التوزيع.
