المحولات Transformers

الاجزاء الرئيسية لمحولات التوزيع Main Parts of Distribution Transformers القلب الحديدى The Iron Core يمثل القلب الحديدى الدائرة المغناطيسية للمحول ويتكون من شرائح من الصلب السيليكونى بسمك 0.3mm وتغطى تلك الشرائح بمادة عازلة من الجهتين تناسب الوسط المحيط . 2. الملفات النحاسية The Windings الملفات الإبتدائية والثانوية تمثل الدائرة الكهريبة للمحول وتصنع من النحاس النقى . ملفات الجهد المنخفض للمحولات حتى 200KVA تكون الموصلات مربعة الشكل وتعزل بورق عازل بينما المحولات ذات القدرات أكبر من 200 KVA تكون الموصلات شرائح (Copper Foils ) ملفات الجهد المتوسط للمحول تكون اسلاك نحاسية اسطوانية الشكل وتعزل بمادة الورنيش . الخزان الرئيسى Tank يصنع من الصلب ويكون له زعانف اشعاعية Radiators Tank لزيادة مساحة التبريد ويختبر باشعة الفوق البنفسجية تحت ضغط حوالى 0.3 ضغط جوى للتأكد من صلاحية اللحام .

جسم المحول

الملفات الثانوية

4. الخزان الاحتياطى Oil Expansion Conservator يلحق بالخزان الرئيسى لسماح تمدد الزيت أثناء تحميل المحول بالحمل الكامل الذى يؤدى لزيادة حجم الزيت بنسبة 8% ويوضع عليه أنبوبة لبيان مستوى الزيت . 5. عوازل الأختراق Bushing Insulator تصنع هذه العوازل من مادة البورسلين ويمر من خلالها أطراف الملفات الإبتدائية والثانوية وتوجد على نهاية أطراف عوازل الجهد المتوسط ( Arcing Horn ) وذلك للحماية من (External Surge Voltage & Flash Over ) 6. مغير الجهد Tap Changer يتم من خلاله تغيير قيمة الجهد بنسبة ±2.5% & ± 5% 7.مادة السيلكا جيل Silica Gel تعمل هذه الماده على امتصاص الرطوبة من الهواء الجوى الداخل للخزان الإحتياطى واللون الطبيعى لهذه الماده اللون الأزرق الذى يتتغير إلى البنفسجى الفاتح عندما يتشبع بالرطوبة ولإعادتها للون الطبيعى تجفف فى فرن درجة حرارته من 150 – 500 ˚c

أجزاء المحول الخارجية

وسائل التبريد بالمحولات Cooling Methods X1 Y2 X3 Y4 Oil ( O ) Gas ( G ) Solid Insulation ( S ) Air ( A) Water ( W ) Askarel ( L ) Natural ( N ) Forced ( F ) Forced & Guided ( D )

( ODAF ) تبريد زيت موجه وهواء جبرى يمثل X1 نوع الوسط العازل المبرد للملفات كحرف أول . ويمثل X3 نوع وسط التبريد الخارجى للمحول كحرف ثالث . يمثل Y2 طريقة تحريك الوسط العازل المبرد كحرف ثانى . ويمثل Y4 نوع دفع الوسط المبرد الخارجى كحرف رابع . Ex :- ( ONAN ) تبريد زيت طبيعى وهواء طبيعى ( ODAF ) تبريد زيت موجه وهواء جبرى

Transformer Tests Type Tests Routine Tests Impulse Voltage Test Ratio & Polarity Noise Level Test Resistance of Windings Temperature Rise Test Insulation Resistance No Load Test Short Circuit Test

إختبار قطبية الملفات Polarity

إختبار نسبة التحويل Turns Ratio

إختبار مقاومة العزل Insulation Resistance تقاس مقاومة العزل بجهار الميجر Megger لتحديد صلاحية عزل الملفات والزيت وعوازل الإختراق ويستخدم جهاز الميجر بجهد خرج 500 VDC لقياس عوازل الجهد المنخفض حتى 1KV بينما عوازل الجهد المتوسط يجب ان يكون خرج الميجر لقياس تلك العوازل 2500 VDCأو 5000VDC . وعند تسليط جهد الميجر علي العازل يمر خلاله عده مركبات رئيسية لتيار DC تحسب من المعادلة الأتية I dc = I c + I a + I lc + I ls I dc ......... قيمة تيار التسريب الكلى المقروء خلال الميجر . I c ............ تيار شحن المكثف arging Current of Capacitance يمرخلال ثوانى أو دقائق اعتمادا على سعة وحجم العازل ويقل تدريجى مع مرور الزمن حتى يصل للصفر وغالبا هذا الزمن 60S . I a ...........تيار امتصاص العزل Dielectric Absorption Current وهو مثل التيار السابق . I lc......... تيار التسرب التوصيلى خلال العزل Conduction Leakage Current مستمر مع استمرارية جهد الميجر ويعتبر قيمة من المقياس الحقيقى لمقاومة العزل . I ls .......... تيار التسريب السطحى Surface Leakage Current وهو مثل التيار السابق .

إختبارمقاومة عزل ملفات الجهد المتوسط

إختبار العزل بين ملفات الجهد المتوسط والجهد المنخفض

إختبار ملفات الجهد المنخفض

نقاط هامة قيمة مقاومة العزل تختاف تبعا لحجم المحول وجهده ودرجة الحرارة المحيطة به وبقاعدة عامة يجب ان تكون قيمة مقاومة العزل لكل 1KV مقاومة مقدرها من 5 – 10MΩ لتحديد صلاحية العزل يجب معرفة قيمة معامل الامتصاص Absorption Coefficient الذى يجب ان يكون اكبرمن 1.3 K ab =R 60 / R 15

Reference Values of Insulation Resistance of Power Trans.M Ω Measurement Kab R60 R15 Between 1.2 300 250 1.34 1000 750 HV E 1.5 500 2.5 2500 LV E 1.67 600 LV HV

إختبارات الجهد العالى (Dielectric Test ) جهد التحمل للتيار المتردد Power Frequency Withstand Voltage يجرى هذا الإختبار بالمصنع على كل محول قبل اخراجه للمستهلك وقيمة هذا الجهد يساوى 2.5 ضعف الجهد المقنن للمحول لفترة زمنية مقدرها 1Min جهد التحمل الدفعى Impulse Withstand Voltage يجرى هذا الإختبار على عينة من المحولات التى تم تصنعها وهذا الإختبارعبارة عن نبضات زمنها 1.2/50 µSec

Power Frequency Withstand & Impulse Voltage Withstand Tests For Voltage Up to 36KV 1 Min Power Frequency Withstand Voltage Rated Insulation Level P.F .V (KV )rms I.W.V ( KV ) pk H.S.V ( KV ) pk 16 45 3.6 22 60 7.2 28 75 12 38 95 17.5 50 125 24 70 170 36

إختبار مقاومة الملفات Resistance of Windings يجب ان تكون قيمة المقاومة لجميع ملفات الجهد المنخفض متساوية وتكون تقريبا حوالى 2.5mΩ وكذلك ملفات الجهد المتوسط التى تكون مقاومتها حوالى Ω 3

إختبار اللاحمل No Load Test يجرى هذا الإختبار على كل محول قبل خروجه من المصنع لتحديد صلاحية القلب الحديدى حيث في عدم وجود حمل لا يوجد تيار بالملف الثانوى ولكن يتم قياس تيار بالملف الإبتدائى يٌقدر بقيمة اقل من 4% من تيار الحمل الكامل ويفقد هذا التيار نتيجة التيارات الإعصارية بالقلب الحديدى Eddy Current وأيضا التخلف المغناطيسى Hysteresis Losses . يتم تغذية المحول من ناحية الجهد المنخفض بجهده المقنن تدريجيا وقيمة اجهزة الواطميتر تعطى المفاقيد الحديدية أما الأميتر يعطى تيار اللاحمل ويتم مقارنة تلك القيمبالقيم المسموح بها من قبل المٌصنع فإذا زادت عن القيم المسموح بها تقل كفاءة المحول وتزداد حرارته ويؤدى ذلك إلى تقليل العمر الأفتراضى للمحول .

Electrical Characteristics of Distribution Transformers Copper Loss ( W ) Iron Loss ( W ) Power ( KVA ) 1250 210 50 2150 340 100 3100 480 160 3600 570 200 5450 720 300 7800 1000 500 11000 1450 800 13500 1750

إختبار القصر Short Circuit Test من إختبار القصر يمكن معرفة كل من المفاقيد النحاسية التى تمثل I R ومعرفة معاوقة الجهد UZ ويتم ذلك بتسليط جهد يمثل حوالى من 5-10 % من الجهد المقنن لملف الجهد المتوسط الذى يؤدى لمرور تيار بالملف الثانوى مساوي لتيار الحمل الكامل . 2

Temperature limits Ventilation area maximum ambient temperature 45˚C maximum temperature rise of oil 55˚C maximum temperature rise of copper 60˚C Ventilation area Outlet 2m2 per 1000 KVA Inlet 1m2 per 1000 KVA

أنواع المادة المستخدمة تصنيف المواد العازلة Classes of insulation درجة الحرارة temperature أنواع المادة المستخدمة Type of materials Y 90 قطن-حرير-ورق-خشب- A 105 نفس المواد فى (Y)و لكن مشربة فى راتنج طبيعى أو زيت عزل E 120 مينا راتنج صناعى B 130 ميكا ألياف صناعية- أسبستوس F 155 نفس المواد فى (B) باضافة مواد تتحمل المقاومة الحرارية العالية H 180 ألياف صناعية- أسبستوس-ميكا مع اضافة راتنج سيليكونى C >180 زجاج كوارتز-ميكا-اسبستوس مع راتنج سيليكونى ذى استقرار حرارى عالى

نقاط هامة خاصة بزيت المحول الزيت السليم يكون لونه اصفر رائق وفي حالة تغيير لونه دل ذلك علي وجود شوائب . وفساد الزيت يغير من خصائصه الكهربية والكيميائية لذلك يجب اختبار عزله الكهربى عن طريق أخذ عينة من أسفل خزان المحول فى بوتقة حجمها(60*80*100) مم وتوضع فى جهاز اختبار عزل الزيت . جهد انهيار الزيت السليم يكونKV /2.5mm 40

Maintenance of Transformers The transformer maintenance includes the following :- -Routine daily inspection ( DI ) -Routine weekly inspection (WI) -Routine monthly inspection (MI) -Annual inspection (AI)

مستوى الضوضاء فى المحولات Noise of transformers يصدر عن جميع المحولات صوت أثناء التشغيل يرجع الى الأهتزازات المتولدة من القلب الحديدى. يقاس مستوى الضوضاء بوحدة الديسبل والديسبل وحدة مناسبة للترددات الصوتية حيث استجابة أذن الأنسان للصوت لوغاريتمية . عند تركيب المحول يجب ان يكون مستوى الضوضاء له أقل من مستوى الضوضاء المحيط به . يوضح الجدول التالى مستوى الضوضاء لبعض المحولات ذات القدرات المختلفة .

مستوى الضوضاء لمحولات التوزيع طبقا للمواصفات القياسية (ANSI) مستوى الضوضاء بالديسيبل قدرة المحول (KVA) 40 5 6-9 45 10-25 26-50 50 51-150 55 151-225 226-300 60 301-500

مستوى الضوضاء لمحولات القدرة طبقا للمواصفات DIN)) مستوى الضوضاء بالديسيبل قدرة المحول (MVA) 52 2 53 2.5 55 3.15 56 4 57 5 59 6.3 60 8 62 10 63 12.5