شرح محولات التيار بالتفصيل

محولات التيار من اهم العناصر المستخدمة فى معظم مجالات الهندسة الكهربية فنجدها فى محطات الجهد العالى و المتوسط و ايضا نجدها فى دوائر التحكم و لوحات الجهد المنخفض

كما ان محول التيار له استخدام هام قد يغفل عنه البعض و هو clamp meter او ما يعرف بالكلامب امبير

يعمل محول التيار لانتاج تيار كهربى صغير على ملفات الثانوى secondary بينما يمر تيار كبير فى الابتدائى
لذلك يستخدم محول التيار فى   تشغيل اجهزة القياس و اجهزة الحماية و الوقاية الكهربية
و عادة نلجى لاستخدام محولات التيار عندما يزيد التيار الكهربى عن 40 امبير

تركيب محول التيار

- القلب الحديدى : و يصنع عادتا من الصلب السليكونى و يمر به الدائرة الميغناطيسية بين الملفين

- الملف او السلك الابتدائى : و يوصل على التوالى مع الدائرة المراد تحويل تيارها و فى بعض الاحيان يكون هو نفسه سلك الدائرة ( كما سنرى )

- الملف الثانوى : و الذى يتولد به تيار كهربى صغير يتناسب مع تيار الابتدائى ... و تتصل اطرافه مع دائرة الحماية و الوقاية او مع اميتر لقياس التيار

انواع محولات التيار

توجد ثلاث انواع لمحولات التيار كلا منهم له خواصه و استخدامه

window type current transformer

و هو من اهم و اشهر الانواع و لا يحتوى على ملف ابتدائى بالمعنى المعتاد بل يمر موصل الدائرة الرئيسية وسط تجويف القلب الحديدى

احيانا يسمى هذا النوع ب ring current transformer

صور لمحول التيار نوع window type

bar type current transformer

و فيه يكون الموصل الابتدائى عباره عن قضيب معدنى سميك تتصل اطرابف بالدائرة الرئيسية المراد تخفيض تيارها و ذلك بالطبع على التوالى
ميزة هذا النوع انه يتحمل الاجهادات و التيارات العالية

صور لمحول تيار نوع bar type CT

primary wound current transformer

و فى هذا النوع يكون الابتدائى عباره عن ملف يتكون من لفة واحدة او عدد لفات قليلة جدا و يتم توصيل اطرافه على التوالى مع الدائرة ( مثل النوع السابق )

صور محول تيار نوع primary wound

رمز محولات التيار

يوجد اكثر من رمز لمحول التيار اهمها الرمزان فى الصورة

كما توجد محولات تيار تحتوى على ملفين ثانويين .. و يكون الرمز كالتالى

توصيل محول التيار مع ريليه التحكم

توجد طريقتين لتوصيل الملف الثانوى لمحول التيار ريلاى التحكم و الوقاية
الطريقة الاولى بالتوصيل المباشر حيث عندما يصل تيار الثانوى لقيمة معينه .. يعمل الريلاى

و الطريقة الثانية عن طريق توصيل مقاومة صغيره جدا ( تقل عن واحد اوم ) مع اطراف الثانوى و توصيل اطراف الريليه على التوازى معها كما بالشكل

و يفيد هذا النوع من التوصيل مع اجهزة الرقمية

طريقة توصيل ثلاث محولات للتيار لقياس تيارات الاوجه الثلاثى لحمل ثلاثى الوجه

كيفية شراء محول التيار

لاختيار و شراء اى محول تيار يجب معرفة عدة مواصفات للمحول

اقصى حمل rated burden : و هى اقصى قيمة للحمل يمكن توصيلها على اطراف الثانوى بحيث تظل قيمة الخطا فى تيار الثانوى فى حدود الامان اى حدود دقة الجهاز
تقاس ب VA و تعتمد على قيمة مقاومة جهاز القياس او الحماية ( الريلاى ) المتصل على اطراف ثانوى محول التيار
اشهر القيم المتوفرة فى الاسواق تكون 2.5 , 5 , 7.5 , 10 , 15 , 30 VA

لذلك يفضل استخدام اجهزة قياس او حماية رقمية digital حيث تكون مقاومتها صغيرة فنحتاج محول تيار ب burden صغير مما يقلل من تكلفة المحول

لاحظ انه اذا تم تحميل الملف الثانوى لمحول التيار بحمل اعلى من قيمة burden .. فسيصل لحالة التشبع ( سيتم شرحها )

اقصى تيار ابتدائى يتحمله اى اقصى تيار يمر فى الدائرة الرئيسية و يتحمله المحول

نسبة التحويل turns ratio : و غالبا تكون 100/5 او 200/5 هكذا ( حيث يكون غالبا اقصى تيار فى الثانوى لا يزيد عن 5 امبير )

class of accuracy : و هى قيمة تدل على دقة محول التيار اى دقة قيمة تيار الثانوى و انه يعبر عن القيمة الحقيقية للابتدائى ..  و بالطبع كلما زادت الدقة زاد ثمنه

صورة توضح كيفية حساب دقة محول تيار عند عدم معلوميتها

ALF اى accuracy limiting factor : و هى رقم صحيح تدل على اقصى قيمة من التيار مسموح بسريانه فى ابتدائى المحول دول ان يدخل المحول فى حالة التشبع

مثال : اذا كان لدينا محول تيار له نسبة تحويل 100/5 و كانت قيمة ALF تساوى 5
اذا اقصى تيار يمكن مروره فى ابتدائى المحول = 5*100=500 امبير و ذلك دون حدوث تشبع 

كيفية قراءة بيانات محول التيار

انظر الصورة 

نقطة التشبع knee point of voltage

نقطة knee point هى نقطة موجوده على منحنى المغناطيسية و التى بعدها يحدث تشبع للقلب الحديدى لذلك يجب عدم الوصول اليها و ان يتم العمل فى المنطقة الخطية السابقة لها

و نقطة knee point هى المقطة التى عندها اذا زاد الجهد المتولد على الملف الثانوى بقيمة 10% يزيد تيار الملف الثانوى بنسبة 50% و بعد هذه النقطة .. اى زياده صغيره فى جهد الملف الثانوى .. يزداد تيار الثانوى بقيمة كبيره جداا مما يؤدى الى حدوث التشبع و عدم صحة عمل اجهزة الحماية او القياس

انظر هذا المنحنى

و للأبتعاد عن نقطة التشبع يجب الا يتم استخدام جهاز قياس او حماية على اطراف المحول تكون مقاومته اعلى من اللازم .. اى تولد قيمة VA اكبر من قيمة burden التى يتحملها الجهاز

ملاحظة هامة :
يجب ان يتم قصر دائرة الثانوى بمحول التيار عند عدم اتصاله بحمل ( حمل اى جهاز قياس او ريليه )
السبب : تعتمد نظرية عمل محول التيار على تولد فيض مغناطيسى فى الملف الثانوى معاكس للفيش المغناطيسى الناشئ فى الملف الابتدائى مما يحد من قيمته فى القلب الحديدى

اذا تم فتح دائرة الثانوى .. سينعدم الفيض المغناطيسى الناتج عن الملف الثانوى ... لذلك سيكون الفيض المغناطيسى الناتج عن الملف الابتدائى هو المؤثر الوحيد على القلب الحديدى و الملفات و هذا الفيض عالى جداا
مما سيؤدى الى حدوث تشبع شديد على القلب الحديدى و زياده التيارات الدوامية و ايضا تولد حراره عالية على القلب الحديدى مما يهدد بتلف المحول او تأثيره على الاجهزة المحيطه

انتهى الشرح .. شكرا للمتابعة و اى سؤال تفضل اسأل فى تعليقات الفيس بوك اسفل الموضوع

هذا الشرح حصرى لموقعنا .. يرجى عدم النقل لمواقع اخرى