محولات التوزيع وأنوعها
تستخدم محولات التوزيع عادة لخفض الجهد من المستويات العالية لمستوى جهد التوزيع أو الاستخدام على حسب حجم المحول واستخدامه. وتنقسم محولات التوزيع إلى ثلاثة أنواع: محولات التوزيع الكبيرة ومحولات التوزيع المتوسطة ومحولات التوزيع الصغيرة.
محولات التوزيع الكبيرة Large Distribution Transformer
تقوم هذه المحولات باستلام القدرة الكهربائية من خطوط النقل ذات الجهد العالي وخفض هذا الجهد إلى جهد توزيع أقل لمحطات التوزيع أو إلى الأحمال الصناعية مباشرة وتتراوح قدراتها بين 5000 كيلو فولت أمبير و20 ميجا فولت أمبير ويصل جهد الملفات الابتدائية إلى 72.5 كيلو فولت.
|
| محول توزيع كبير |
ويكون القلب مشابهاً للقلب في محولات القدرة حيث يتكون من شرائح من الحديد الصلب بينما تكون الموصلات المستخدمة في الملفات من النحاس أو الألمنيوم ويستخدم عادة الزيت المعدني أو مائع السليكون في عملية تبريد المحول. ويحتوى تانك المحول عادة على مشعات للمساعدة في تبريد المحول.
محولات التوزيع المتوسطة Medium Distribution Transformer
تستخدم هذه المحولات لخفض الجهد إلى المستوى المستخدم للمناطق الصناعية وتصل قدراتها إلى 5000kVA ويصل جهد الملفات الابتدائية إلى 36kV .ويتميز تانك هذا النوع من المحولات بالمرونة التي توفر تبريداً كافياً للمحول كما تمكن من تعويض التغير في الحجم الناتج من التغير في درجة حرارة الزيت في فترة التشغيل.
ومن أهم مميزات هذا النوع أن زيت التبريد لا يلامس الهواء وبالتالي يتم تفادي امتصاص الرطوبة من الهواء التي تؤثر على خواص الزيت.
محولات التوزيع الصغيرة Small Distribution Transformer
|
| محول توزيع صغير ثلاثي الأوجه |
تستخدم هذه المحولات لخفض الجهد إلى المستوى المستخدم في المناطق السكنية ومن الممكن أن تكون ثلاثية الأوجه كما في الشكل السابق أو أحادية الوجه كما في الشكل التالي
|
| محول توزيع صغير أحادي الوجه |
ويتم تبريد المحولات أيضا باستخدام الزيت. ويتم طلاء مثل هذه المحولات بنوعية خاصة من الطلاء بما يمكن من استخدام هذه المحولات خارج المباني.
محولات التوزيع الجافة Dry-type Distribution Transformer
توجد دائماً المحولات الجافة داخل المباني (lndoors) وتكون في غرف خاصة بالمحولات إذا كانت قدرتها كبيرة، وتستخدم لتقليل احتمالات الحرائق وتلويث البيئة المحيطة، لذا فهي تستخدم في المباني التجارية والمستشفيات وأماكن التخزين وفي الأماكن التي تزداد فيها احتمالات حدوث الحرائق مثل أماكن استخراج البترول والغاز وتصل قدرات هذا النوع من المحولات إلى 50 ميجا فولت أمبير كما يصل جهد ملفات الضغط العالي إلى35kV.
والمحولات الجافة هي تلك المحولات التي لا يكون فيها قلب المحول ولا ملفاته مغمورة في أي سائل. وتتم عملية تبريد ملفات وقلب المحول عن طريق دوران الهواء الطبيعي أو القسري داخل المحول. ويمكن استخدام غاز آخر غير الهواء وتتميز المحولات الجافة عامة بعدد من المميزات يمكن أن نعرض منها ما يلي:
- رخص الثمن حيث أنها تعتبر أرخص الأسعار.
- يمكن تركيبها داخل أو خارج المباني.
- لا تحتاج إلى صيانة. ويمكن تنظيف مجاري الهواء في النوع التقليدي منها باستخدام مكنسة كهربائية.
- لا تحتاج إلى تجهيزات خاصة مثل المحولات المملوءة بالسائل.
- آمنة تماماً من ناحية الحريق والانفجار وتلوث البيئة.
- خفيفة الوزن نسبياً حيث يمكن وضعها بسهولة في كثير من الأماكن كأسطح المباني و الأرفف والهياكل المعدنية.
- تتميز بكفاءة عالية وتنظيم جهد جيد وتشغيل هادئ .
ويوجد ثلاثة أنواع للمحولات الجافة:
المحولات الجافة التقليدية
وفيها يتم تبريد قلب وملفات المحول إما طبيعياً بالسريان الذاتي للهواء داخل المحول، أو قسرياً باستخدام مراوح التبريد. ويتم تصميم المحول بحيث يحتوي على ممرات كبيرة تسمح بمرور هواء التبريد وتمتاز المحولات الجافة التقليدية برخص الثمن وبساطة التكوين والصيانة، ويراعى عند استخدام المحولات الجافة أن لا تترك بدون عمل لفترة طويلة حيث تكون عرضة لامتصاص الرطوبة من الهواء الجوي المحيط بها نظراً للاتصال المباشر بين قلب المحول وملفاته وبين الوسط الخارجي.المحولات الجافة الراتنجية
وهي محولات جافة لا تحتوي على أية سوائل للعزل والتبريد. ويتم تكوين المحول عن طريق وضع ملفات المحول بأكملها داخل مادة راتنجية بحيث تغلف هذه المادة الملفات تماماً وتتميز هذه النوعية من المحولات بمقاومة كبيرة للرطوبة وللعوامل الجوية بالإضافة إلى مقاومة أكبر للإجهادات الميكانيكية، وبالتالي فإن مثل هذه المحولات تكون مفيدة جداً في الأجواء الملوثة والمعرضة للأتربة والمواد الكيميائية الضارة والرطوبة مثل صناعات الإسمنت وتكرير البترول والغزل والنسيج وخلافة. والعيب الرئيسي في هذه المحولات هو ارتفاع سعرها.
|
|
المحولات الجافة الراتنجية |
المحولات المملوءة بالغاز
تحتاج بعض ظروف التشغيل إلى استعمال محولات ذات خواص معينة مثل توفر منسوب عزل أساسي مرتفع أو مقاومة كاملة للحريق، ومثل هذه المتطلبات يمكن تحقيقها باستخدام المحولات المملوءة بالغاز. ويستخدم غاز الفلوروكربون وهو غاز غير قابل للاحتراق ولا ينفجر وغير سام وغير ضار بالبيئة.
ويملأ خزان المحول بذلك الغاز ثم يغلق بإحكام بحيث يتم عزله تماماً عن الوسط الخارجي. ويمكن استخدام تلك المحولات بأمان تام داخل وخارج المباني. وتتميز هذه المحولات بأنها لا تحتاج إلى صيانة تذكر ولا تزود بأي وسيلة تبريد حيث يتم تبريدها ذاتياً. والعيب الرئيسي في هذه المحولات هو سعرها المرتفع.
وأصبح من المألوف استخدام المحول الجاف على شكل وحدة محطة متكاملة Package unit حيث يوضع المحول وملحقاته داخل غلاف معدني مزود بصندوق توصيل الكيابل على كل جانب من جانبي المحول، ويستخدم عادة هذا النوع في منظومة شبكة التوزيع على الجهد المنخفض كما يستخدم لتغذية الأحمال الصناعية والأماكن الرطبة وغير المحمية.
المصدر
كتاب آلات التيار المستمر والمحولات (مقررات التعليم الفني السعودي).