كيفية حساب نسبة المنعطفات لمحول الطاقة 110kV؟

يعد حساب نسبة المنعطفات لمحول الطاقة 110KV جانبًا حاسمًا في مجال توزيع الطاقة والهندسة الكهربائية. كمورد من محولات الطاقة 110kV و 115kV ، أفهم أهمية هذا الحساب لكل من المهندسين والمشاركين في عمليات نظام الطاقة. في هذه المدونة ، سأمشي بك خلال عملية حساب نسبة المنعطفات لمحول الطاقة 110kV ، وكذلك أتطرق إلى الجوانب ذات الصلة المهمة لفهم هذه المحولات واستخدامها بفعالية.

فهم أساسيات محول الطاقة

قبل الخوض في حساب نسبة المنعطفات ، من الضروري أن يكون لديك فهم أساسي لماهية محول الطاقة. محول الطاقة هو جهاز كهربائي ينقل الطاقة الكهربائية بين دائرتين أو أكثر من خلال الحث الكهرومغناطيسي. يتكون من اثنين أو أكثر من ملفات الأسلاك ، والمعروفة باسم اللفات ، والتي يتم جرحها حول قلب مشترك مصنوع من مادة مغناطيسية ، وعادة ما يكون الحديد. يتم توصيل اللف الأساسي بمصدر جهد الإدخال ، بينما يتم توصيل اللف الثانوي بالحمل.

المبدأ الأساسي وراء المحول هو قانون Faraday للتحريض الكهرومغناطيسي ، والذي ينص على أن المجال المغناطيسي المتغير يحث على قوة كهربائية (EMF) في موصل. عندما يتدفق تيار متناوب (AC) من خلال اللف الابتدائي ، فإنه يخلق مجالًا مغناطيسيًا متغيرًا في القلب. هذا المجال المغناطيسي المتغير يحفز EMF في اللف الثانوي ، مما يسمح بنقل الطاقة الكهربائية من الدائرة الابتدائية إلى الدائرة الثانوية.

مفهوم نسبة المنعطفات

يتم تعريف نسبة المنعطفات للمحول على أنها نسبة عدد المنعطفات في اللف الابتدائي ($ n_p $) إلى عدد المنعطفات في اللف الثانوي ($ n_s $). رياضيا ، يتم التعبير عنها على النحو التالي:

[a = \ frac {n_p} {n_s}]

نسبة المنعطفات هي معلمة حرجة لأنها تحدد العلاقة بين الفولتية الأولية والثانوية والتيارات. وفقًا لمبدأ تشغيل المحولات ، فإن نسبة الجهد الأساسي ($ V_P $) إلى الجهد الثانوي ($ v_s $) تساوي نسبة المنعطفات:

[\ frac {v_p} {v_s} = \ frac {n_p} {n_s} = a]

وبالمثل ، فإن نسبة التيار الثانوي ($ i_s $) إلى التيار الأساسي ($ i_p $) تساوي أيضًا نسبة المنعطفات:

[\ frac {i_s} {i_p} = \ frac {n_p} {n_s} = a]

تعتمد هذه العلاقات على افتراض محول مثالي ، والذي لا يوجد لديه خسائر بسبب المقاومة أو تدفق التسرب أو المغنطيسية. في التطبيقات الواقعية ، تتمتع المحولات ببعض الخسائر ، لكن هذه العلاقات لا تزال محتملة تقريبًا.

حساب نسبة المنعطفات لمحول الطاقة 110KV

لنفترض أن لدينا محول طاقة 110 كيلو فولت مع جهد أولي معروف والجهد الثانوي. لحساب نسبة المنعطفات ، نستخدم ببساطة صيغة نسبة الجهد. على سبيل المثال ، إذا كان الجهد الأساسي $ V_P = 110000 $ V والجهد الثانوي $ V_S = 10000 $ V ، فإن نسبة المنعطفات $ a $ هي:

[a = \ frac {v_p} {v_s} = \ frac {110000} {10000} = 11]

هذا يعني أن هناك 11 منعطفًا في اللف الابتدائي لكل منعطف في اللف الثانوي.

في بعض الحالات ، قد يكون للمحول لفائف ثانوية متعددة مع فولتية مختلفة. في مثل هذه الحالات ، نحسب نسبة المنعطفات لكل متعرج ثانوي بشكل منفصل. على سبيل المثال ، إذا كان محول 110 كيلو فولت لديه لف ثانوي مع جهد 6600 فولت ، فإن نسبة المنعطفات لهذا التعرج الثانوي هي:

[A = \ frac {v_p} {v_s} = \ frac {110000} {6600} = \ frac {50} {3} \ apperx16.67]

العوامل التي تؤثر على حساب نسبة المنعطفات

في حين أن الحساب الأساسي لنسبة المنعطفات واضح ومباشر ، فهناك العديد من العوامل التي يمكن أن تؤثر على دقة الحساب في التطبيقات الواقعية.

1. الصنبور: تم تجهيز العديد من محولات الطاقة بمغير الصنبور ، والتي تسمح بتعديل عدد المنعطفات في اللف الابتدائي أو الثانوي. يتم ذلك للتعويض عن الاختلافات في جهد الإدخال أو لتنظيم جهد الخرج. عند حساب نسبة المنعطفات ، من المهم النظر في موضع مغير الصنبور. على سبيل المثال ، إذا كان لدى المحول مغير TAP مع نطاق من $ \ PM55 ٪ $ ، فستختلف نسبة المنعطفات وفقًا لموضع الصنبور.
2. الخصائص الأساسية المغناطيسية: يمكن أن تؤثر الخواص المغناطيسية للمادة الأساسية أيضًا على حساب نسبة المنعطفات. في محول مثالي ، يتمتع النواة بنفاذية لا حصر لها ، مما يعني أن جميع التدفق المغناطيسي الناتج عن روابط اللف الأولية مع اللف الثانوي. ومع ذلك ، في المحولات الحقيقية ، فإن النواة لها نفاذية محدودة ، وقد يتسرب بعض التدفق المغناطيسي خارج القلب. يمكن أن يسبب تدفق التسرب هذا انحرافًا عن نسبة المنعطفات المثالية.
3. شروط التحميل: يمكن أن يكون للحمل المتصل باللف الثانوي تأثير على نسبة المنعطفات. عند توصيل الحمل ، يتدفق التيار الثانوي ، مما ينشئ مجالًا مغناطيسيًا يعارض المجال المغناطيسي الذي أنشأه التيار الأساسي. يمكن أن يتسبب هذا التأثير ، المعروف باسم تفاعل الحمل ، إلى تغيير في التدفق المغناطيسي في النواة ، وبالتالي تغيير في الجهد الثانوي. نتيجة لذلك ، قد تنحرف نسبة المنعطفات قليلاً عن القيمة المحسوبة في ظل ظروف عدم التحميل.

أهمية حساب نسبة المنعطفات الدقيقة

حساب دقيق لنسبة المنعطفات ضروري لعدة أسباب.

1. تنظيم الجهد: تحدد نسبة المنعطفات جهد الخرج للمحول. من خلال حساب نسبة المنعطفات بدقة ، يمكننا التأكد من أن المحول يوفر جهد الخرج المطلوب إلى الحمل. هذا مهم بشكل خاص في أنظمة توزيع الطاقة ، حيث يجب الحفاظ على الجهد في نطاق معين لضمان التشغيل المناسب للمعدات الكهربائية.
2. كفاءة نقل الطاقة: تؤثر نسبة المنعطفات أيضًا على كفاءة نقل الطاقة للمحول. يمكن للمحول المصمم جيدًا مع نسبة المنعطفات الصحيحة أن يقلل من الخسائر ويزيد من كفاءة نقل الطاقة من الدائرة الابتدائية إلى الدائرة الثانوية.
3. الحماية والسلامة: في أنظمة الطاقة ، غالبًا ما يتم استخدام المحولات للتنحي في الفولتية العالية لخفض الفولتية لاستخدامها في المنازل والصناعات. يعد حساب نسبة المنعطفات الدقيقة أمرًا ضروريًا لضمان أن يكون جهد الخرج ضمن حدود آمنة. يمكن أن يؤدي حساب نسبة المنعطفات غير الصحيحة إلى ظروف الجهد الزائد أو الجهد ، مما قد يؤدي إلى تلف المعدات الكهربائية ويشكل خطراً على السلامة.

محولات الطاقة 110kV و 115kV

كمورد لمحول الطاقة 110KV 115KV، نحن نقدم مجموعة واسعة من المحولات عالية الجودة المصممة لتلبية الاحتياجات المتنوعة لعملائنا. تم تصميم محولاتنا باستخدام أحدث التقنيات والمواد عالية الجودة لضمان أداء موثوق به وحياة طويلة الخدمة.

أحد منتجاتنا الشعبية هو50000KVA 50MVA 115KV تنطلق مع OLTC إلى 23KV محولات المحطة الفرعية ثلاثية الطور. تم تجهيز هذا المحول بمغير الصنبور على التحميل (OLTC) ، والذي يسمح بتنظيم الجهد في ظل ظروف تحميل مختلفة. يمكن لـ OLTC ضبط نسبة المنعطفات من المحول عن طريق تغيير عدد المنعطفات في اللف الابتدائي أو الثانوي ، مما يضمن أن يظل جهد الخرج مستقرًا.

نقدم أيضاالمحول المنغمس في الزيت، والتي تشتهر بخصائص العزل الممتازة والموثوقية العالية. تستخدم هذه المحولات الزيت كوسيلة تبريد وعزل ، مما يساعد على تبديد الحرارة ومنع الانهيار الكهربائي.

خاتمة

يعد حساب نسبة المنعطفات لمحول الطاقة 110KV جانبًا أساسيًا لتصميم نظام الطاقة وتشغيله. من خلال فهم المبادئ الأساسية لتشغيل المحول ومفهوم نسبة المنعطفات ، يمكن للمهندسين ضمان الاختيار الصحيح واستخدام المحولات في أنظمة توزيع الطاقة. كمورد من محولات الطاقة 110KV و 115KV ، نحن ملتزمون بتزويد عملائنا بمنتجات عالية الجودة ودعم فني. إذا كانت لديك أي أسئلة حول محولاتنا أو تحتاج إلى مساعدة مع حساب نسبة المنعطفات ، فلا تتردد في الاتصال بنا لمزيد من المناقشة وفرص المشتريات المحتملة.

مراجع

• أساسيات الآلات الكهربائية ، ستيفن ج. تشابمان
• تحليل وتصميم نظام الطاقة ، J. Duncan Glover ، Mulukutla S. Sarma ، Thomas J. Overbye