المحول هو جهاز كهربائي يتم استخدامه لنقل الطاقة الكهربائية من دائرة إلى أخرى باستخدام الحث الكهرومغناطيسي. هناك أنواع مختلفة من المحولات وكذلك بأحجام مختلفة. فيما يلي أسئلة وأجوبة مقابلات عمل عن المحولات التي تهيئك لدخول المقابلات. ويتم تحديثها وإضافة أسئلة جديدة كل فترة وأخرى.
ما هو المحول؟
المحول هو جهاز استاتيكي ثابت يمكنه تحويل الجهد من قيمة إلى أخرى بنفس التردد.
ماهو مبدأ عمل المحول؟
يتكون المحول من ملفين وإذا تم توصيل أحد الملفين بمصدر جهد تيار متردد، فسوف ينتج عنه فيض مغناطيسي متناوب في القلب الحديدي. يرتبط معظم الفيض بالملف الآخر، وبالتالي سينتج قوة دافعة كهربائية emf مستحثة في الملف الثانوي وفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي.
هل يعمل المحول على التيار المستمر ولماذا ؟
لا وذلك لأن المحول يعمل وفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي الذي ينص على أن الفيض المغناطيسي المتولد في الملفات يجب أن يكون متغير.وعند تطبيق تيار مستمر ينتج عنه فيض مغناطيسي ثابت وبالتالي لن يعمل المحول.
ماذا يحدث عند تطبيق تيار مستمر على المحول؟
مقاومة اللفات winding resistance عمليًا صغيرة جدًا. وبالنسبة للتيار المستمر تكون قيمة المفاعلة الحثية inductive reactance صفرًا لأن التردد صفر. لذلك فإن المقاومة للملفات منخفضة. وبالتالي فإن اللفات تستهلك مزيدًا من التيار مما قد يؤدي إلى انهيار العزل للملفات.
ما هي المحولات أحادية وثلاثية الطور؟
يسمى المحول الذي يعمل على فازة واحدة محول أحادي الطورsingle phase transformer.
يسمى المحول الذي يعمل على ثلاث فازات محول ثلاثي الطورthree phase transformer.
ما هو المحول الذاتي Auto-transformer؟
في هذه المحولات، يتم استخدام ملف واحد فقط كابتدائي وثانوي. أيضًا تكون الملفات الابتدائية والثانوية متصلة كهربائيًا ومغناطيسيًأ.
ما هي استخدامات المحول الذاتي؟
يستخدم لبدء المحرك الحثي.
يستخدم في أجهزة تثبيت وتغيير الجهد
اذكر مزايا المحول الذاتي؟
يتطلب مواد موصلة أقل
منخفض التكلفة
حجم صغير
كفاءة عالية
تنظيم أفضل للجهد
ما هو المحول ثنائي اللفات Two winding transformer؟
يتم استخدام ملفين منفصلين أحدهما أبتدائي والآخر ثانوي. كلا الملفين متصلين مغناطيسيًا.
ما هو محول القدرة؟
يستخدم محول القدرة لغرض النقل عند الأحمال الكبيرة والجهد العالي أكبر من 33 كيلو فولت وكفاءة 100٪. وكبير الحجم مقارنة بمحول التوزيع، ويستخدم في محطات التوليد ومحطات النقل الفرعية. تصنيفها بشكل عام أكبر من 200MVA.
ما هو محول التوزيع؟
يستخدم محول التوزيع لتوزيع الطاقة الكهربائية بجهد منخفض أقل من 33 كيلو فولت في الأغراض الصناعية و 440 فولت -220 فولت في الأغراض المنزلية. ويعمل بكفاءة منخفضة بنسبة 60-70٪ ، وحجمه صغير، ةسهل التركيب ، ولدبه خسائر مغناطيسية منخفضة ولا يتم تحميله بالكامل.
لماذا كفاءة محول التوزيع من 60 إلى 70٪ وليست 100٪؟
تم تصميم محول التوزيع لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة عند تحميل 60٪ إلى 70٪ لأنه لا يعمل عادةً عند التحميل الكامل طوال الوقت. حيث يعتمد الحمل على طلب المستهلكين والذي يتغير طوال اليوم. في حين أن محول القدرة مصمم لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة عند الحمل الكامل حيث أنه يعمل دائمًا بحمل 100٪ في محطات التوليد.
ما هو محول التيار ؟
محول التيار (CT) هو أحد أنواع محولات القياس ويستخدم لقياس القيم العالية جدًا للتيار في نظام الطاقة.
ويتم تصميمة لإنتاج تيار متناوب منخفض القيمة في ملفه الثانوي يتناسب مع التيار العالي الذي يتم قياسه في الملف الأولي.
ما هو محول الجهد ؟
محول الجهد (PT) هو أحد أنواع محولات القياس ويستخدم لقياس القيمة العالية جدًا للجهد في نظام الطاقة.
ما هو المحول الجاف؟
في هذا النوع من المحولات يتم التبريد باستخدام الهواء، حيث يتم نقل الحرارة إلى الغلاف الخارجي للخزان و من ثم تنتشر في الهواء المحيط.
ما هي المحولات المغمورة بالزيت؟
في هذا النوع من المحولات يتم استخدام الزيت كمبرد حيث يتم غمر أجزاء المحول بالكامل بما في ذلك القلب والملفات. وتنتقل الحرارة المتولدة إلى جدران الخزان من خلال الزيت. أخيرًا يتم نقل الحرارة إلى الهواء المحيط من جدار الخزان.
ما هو المحول الرافع للجهد؟
المحول الرافع هو محول كهربائي يعمل على رفع الجهد من قيمة منخفضة إلى قيمة أعلى.
ما هو المحول الخافض للجهد؟
محول كهربائي يعمل على خفض الجهد من قيمة أعلى في الجانب الأولي إلى قيمة أقل فبي الجانب الثانوي.
ما هي التيارات الدوامية current eddy في المحولات؟
طبقًا لقوانين فرادي فإن الفيض المتردد حين يقطع موصل فإنه يولد فيه تيار كهربي، وهذا الكلام ينطبق على الأسلاك النحاسية الممثلة للملف الثانوي، وينطبق أيضا على القلب الحديدي. وهذا يعني أن القلب الحديدي سيمر به تيار مستحث هو الآخر، ويسمي هذا التيار بال current eddy وهذا التيار غير مرغوب فيه، ويمثل فقد للقدرة على صورة حرارة تتولد في القلب.
كيفية تقليل خسائر التيارات الدوامية ؟
أن نجعل مقاومة القلب الحديدي عالية حتى نقلل من قيمة التيار، وذلك بصنع القلب من شرائح معدنية رقيقة ومضغوطة ومعزولة عن بعضها.
ما هي خسائر التخلفية Hysteresis losses في المحولات؟
عند مرور الفيض في القلب الحديدي فإن جزيئات القلب الحديدي ستجيب له بدرجة ما، وتترئب بانتظام في اتجاه المجال المغناطيسي الموضوع عليها. وعند فصل الدائرة الكهربية يتبقى في المادة الحديدية جزء من المغناطيسية يسمى flux residual أي أننا فقدنا جزءا من القدرة المغناطيسية داخل المادة الحديدية هذه القدرة تسمى Hysteresis losses
كيفية التقليل من مفاقيد Hysteresis ؟
باستخدام مادة مغناطيسية جيدة.
لماذا يتم تصنيف المحولات بالكيلو فولت أمبير KVA؟
يعتمد خسائر النحاس في المحولات على التيار وخسائر الحديد على الجهد. ومن ثم فإن إجمالي الخسائر يعتمد على Volt- Ampere وليس على معامل القدرة. هذا هو السبب في تصنيف المحولات بالكيلو فولت أمبير وليس بالكيلوواط KW.
ما هو شرط الحصول على أقصى كفاءة من المحولات؟
عندما تكون خسائر الحديد Iron losses مساوية لخسائر النحاس copper losses.
ما هي الاختبارات اللازمة لتحديد الكفاءة، وتنظيم الجهد، وارتفاع درجة حرارة لفات المحولات وعزلها؟
اختبار التحميل المباشر
اختبار الدائرة المفتوحة
اختبار الدائرة القصيرة
ما الذي نحصل عليها من اختبار الدائرة المفتوحة؟
المفاقيد الحديدية لقلب المحول.
لماذا يتم إجراء اختبار الدائرة المفتوحة Oc عادة على جانب Lv من محول؟
يظل جانب الجهد العالي مفتوحًا لأن التيار في جانب الجهد العالي يكون أقل مقارنةً بجانب الجهد المنخفض، أما الجانب المنخفض الجهد فلديه تيار أعلى بحيث لا يمكن قياس الحد الأقصى لتيار الحمل.
لماذا يتم إجراء اختبار الدائرة القصيرة Sc بشكل عام على جانب الجهد العالي من المحول؟
وذلك لأن مقدار التيار المقنن Rated Current أقل على جانب الجهد العالي، ويمكننا إستخدام أجهزة القياس الاميتر والواطميتر العادية مع التيار المنخفض، وايضًا التعامل مع التيار المنخفض أكثر أمانًا.
لماذا يتم إجراء اختبار الدائرة المفتوحة OCعلى المحول عند الجهد المقنن؟
يتم إجراء اختبار الدائرة المفتوحة على المحول بجهد مقنن لأن مفاقيد القلب الحديدي تعتمد على الجهد وبتطبيق الجهد المقنن نحصل على القيمة القصوى للمفاقيد.
ما الهدف من اختبار الدائرة المفتوحة OC؟
معرفة قيم Xm، RC وقياس مقدار المفاقيد النحاسية للمحول.
ما الحاجة إلى تشغيل المحولات على التوازي؟
عدم توفر محول واحد كبير لتلبية الحمل
زيادة الطلب على الطاقة
لتحسين الموثوقية
لتجنب مشكلة نقل المحول الكبير.
ما هي شروط تشغيل المحولات على التوازي ؟
تساوي القطبية.
تساوي المعاوقة النسبية.
تساوي تتابع الطور.
تساوي الجهد
تساوي التردد
ما هو محول البنك Transformer Bank ؟
يتكون محولات الـ Bank من ثلاثة محولات أحادية الطور منفردة يتم توصيل ملفاتها الأولية والثانوية إما في نجمة أو دلتا للحصول على محول ثلاثي الطور.
ما هي مزايا المحول ثلاثي الطور المكون من Transformer Bank على المحول ثلاثي الطور الواحد ؟
أقل تكلفة في التركيب، سهولة النقل، في حالة حدوث خلل لأحد المحولات الثلاثة يمكن استبداله بشهولة وبتكلفة أقل، يمكن الحصول على توصيلة open star or open delta
ما هي مزايا المحول ثلاثي الطور الواحد على ثلاثي الطور المكون من Transformer Bank؟
حجم صغير، زيت محولات أقل، اقتصادية، كفاءة أعلى
لماذا تستخدم السيليكا جل Silica Gel في المحول؟
تستخدم السيليكا لامتصاص الرطوبة عندما يتم سحب الهواء من الغلاف الجوي إلى المحول.
ما هي وظيفة زيت المحولات في المحولات؟
يوفر زيت المحولات العزل الجيد و التبريد للمحول.
لماذا يستخدم زيت المحولات كوسيط تبريد؟
عند استخدام زيت المحولات كمبرد، يكون تبديد الحرارة أكثر 10 مرات من تبديد الحرارة باستخدام الهواء.
ما هو الـ Conservator خزان التمدد في المحول؟
الـ Conservator أو خزان التمدد عبارة عن خزان أسطواني صغير مثبت فوق الخزان الرئيسي للمحول. يتم استخدامه للسماح بالتمدد والانكماش للزيت دون أن بلامس الغلاف الجوي المحيط. عندما يتم تركيب Conservator في محول، فإن الخزان الرئيسي يكون مملوء بالزيت بالكامل بينما الـ Conservator نصفه فقط مملوء بالزيت.
ما هو مرحل البخلص Buchholz Relay؟
جهاز وقاية يحمي المحول من الأعطال الداخلية مثل العطل الأرضي، قصر الملفات، القصر بين الفازات، إنهيار العزل وغيرها.
أين يقع Buchholz Relay؟
يقع بين خزان المحولات والـ Conservator .
لماذا يتم وضع ملفات الجهد المنخفض بالقرب من القلب وتحت ملفات الجهد العالي؟
كل من اللفات والقلب الحديدي معادن ويجب وضع عازل بينهما، ويعتمد سمك العزل على قيمة الجهد للملفات. ومن أجل تقليل متطلبات العزل يتم وضع لف الجهد المنخفض بالقرب من القلب.
اذكر بعض طرق تبريد المحولات؟
الهواء الطبيعي Air natural
الزيت الطبيعي Oil Natural
الزيت الطبيعي الهواء القسري Oil natural air forced
الزيت الطبيعي المياه القسرية Oil natural water forced
الزيت القسري Oil forced
الزيت القسري الهواء الطبيعي Oil forced air natural
الزيت القسري الهواء الطبيعي Oil forced air natural
الزيت القسري المياه القسرية Oil forced water forced
ما هي العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار طريقة التبريد؟
يعتمد اختيار طريقة التبريد على تصنيف KVA للمحول والحجم والتطبيق وظروف الموقع حيث سيتم تركيبه.
س: كيف تتبدد الحرارة في محول؟
يحدث تبديد الحرارة للمحول عن طريق convection, conduction and radiation.
لماذا يتم استخدام أنابيب التبريد Cooling Tubes ؟
يتم استخدام أنابيب التبريد لزيادة مساحة تبديد الحرارة للخزان.
