محول مثبت على القطب

محول مثبت على القطبهو محول توزيع مصمم للتركيب على أعمدة الكهرباء. تستخدم معظم الوحدات أمجموعة اللب واللف المغمورة بالسائلموجود في خزان فولاذي مغلق. تحتوي المحولات أحادية الطور عادةً على خزان أسطواني مثبت على القطب بأقواس تثبيت، بينما قد تستخدم التركيبات ثلاثية الطور محولًا واحدًا ثلاثي الطور أو مجموعة من ثلاث وحدات أحادية الطور.

تعمل المحولات المثبتة على الأعمدة على تقليل الكهرباء ذات الجهد المتوسط ​​إلى الفولتية المنخفضة التي تتطلبها الأحمال السكنية والزراعية والتجارية والصناعية الخفيفة. يتم تركيبها عادةً على طول شبكات التوزيع العلوية لتزويد المباني الفردية أو المواقع المتعددة المتصلة بوحدة تغذية التوزيع بالكهرباء.

غطاء التكوينات المشتركة5-167 كيلو فولت أمبير للمحولات أحادية الطورو30-315 كيلو فولت أمبير للمحولات ثلاثية الطور، مع تحديد معدلات الجهد الأساسي لتتناسب مع شبكة التوزيع. تتوفر الزيوت المعدنية والسوائل العازلة القائمة على الإستر، جنبًا إلى جنب مع ترتيبات البطانات المختلفة وأجهزة الحماية وهياكل التثبيت.

يتم تصنيع محولات التوزيع المثبتة على عمود بتكوينات كهربائية وميكانيكية مختلفة لتناسبهاشبكات التوزيع ANSI/IEEE وIEC. يتم اختيار السعة ونسبة الجهد ومستوى العزل وترتيب التركيب معًا لأن المحول يجب أن يلبي كلاً من المتطلبات الكهربائية لوحدة التغذية والقيود المادية للهيكل الداعم.

تمثل القيم المدرجة تكوينات المنتج الشائعة. الفعليجهد اللف الأساسي، التوصيل الثانوي، مستوى العزل، الأبعاد والوزن التشغيليتعتمد على تصميم المحول المحدد.

تتراوح أسعار المحولات المثبتة على القطب بشكل عام من حوالي 800 دولار أمريكي إلى 5000 دولار أمريكي لكل وحدةلتكوينات التصدير التقليدية. عادةً ما تكون الوحدة الصغيرة أحادية الطور أقل تكلفة من المحولات الأكبر ثلاثية الطور ذات معدلات جهد أعلى ومعدات حماية إضافية. اللفات النحاسية، والسوائل العازلة للإستر، ومتطلبات الكفاءة الخاصة والملحقات الخاصة بالمرافق يمكن أن تؤدي أيضًا إلى زيادة السعر. يتم اقتباس النماذج الأكبر حجمًا أو المصممة خصيصًا بشكل فردي.

تم تصميم المحولات المثبتة على القطب وفقًا لما هو مطبقمعايير IEEE أو IEC، اعتمادًا على السوق الوجهة وتردد التشغيل وفئة الجهد ومتطلبات المرافق. تغطي هذه المعايير الأداء الكهربائي والعزل والبناء الميكانيكي والاختبار.

IEEE C57.12.20-2023يغطي محولات التوزيع من النوع العلوي بتردد 60 هرتز والتي يصل تصنيفها إلى500 kVA، مع عدم تجاوز تقديرات الجهد العالي34.5 kV. هذا هو نطاق المعيار، وليس تصنيف القدرة العالمي لكل تركيب مثبت على عمود. يعتمد الحد الأقصى لحجم المحول العملي أيضًا على هيكل القطب ومعدات التركيب ومتطلبات تركيب المرافق.

بالنسبة للمشاريع القائمة على IEC، فإن ذات الصلةسلسلة IEC 60076يحكم التصميم والاختبار الكهربائي.إيك 60076-2يعالج ارتفاع درجة الحرارة في المحولات المغمورة بالسائل، بينماإيك 60076-3يغطي مستويات العزل واختبار العزل الكهربائي.

يتم استخدام كلا التكوينين في أنظمة التوزيع العلوية، لكن اتصالاتهما المتعرجة وخصائص الحمل وترتيبات التثبيت تختلف.

المحولات المثبتة على القطب أحادية الطور

A محول مثبت على قطب أحادي الطورعادةً ما توفر الكهرباء أحادية الطور للمباني السكنية والمزارع والممتلكات الريفية والأحمال التجارية الأصغر. تشمل التقييمات الشائعة10، 15، 25، 37.5، 50، 75، 100 و 167 كيلو فولت أمبير، على الرغم من توفر وحدات أصغر أيضًا.

في شبكة توزيع مؤرضة في أمريكا الشمالية، قد يتم توصيل محول بين موصل الطور والنظام المحايد. على سبيل المثال، وحدة تغذية تعمل في12,470Y/7,200 Vلديه تقريبا7200 فولت بين الطور والمحايد. يستخدم المحول المتصل بهذا الترتيب ملفًا أوليًا مصنفًا للجهد المناسب من الطور إلى الحياد، على الرغم من أن وحدة التغذية يتم تحديدها بشكل شائع على أنها نظام 12.47 كيلو فولت.

A 120/240 فولت ثانوي منفصل الطوريوفر توصيلات 120 فولت للإضاءة والمنافذ العامة، بالإضافة إلى 240 فولت للمعدات المنزلية ذات الجهد العالي. تتوفر ترتيبات ثانوية مختلفة لمتطلبات التوزيع الصناعية أو الإقليمية.

يعتمد ترتيب الجلبة الأساسي على اتصال الشبكة.تصاميم جلبة واحدةيتم استخدامها مع أنظمة مؤرضة مناسبة، بينماتصميمات ذات جلبتينتوفير محطتين أساسيتين معزولتين للتطبيقات التي تتطلب توصيل طرفي الملفين خارجيًا.

المحولات المثبتة على القطب ثلاثية الطور

A محول مثبت على عمود ثلاثي الطورتوفر الأحمال ثلاثية الطور مثل المضخات الزراعية وآلات الورش وأنظمة التهوية والتركيبات الكهربائية التجارية.

خيار واحد هو أمحول واحد ثلاثي الطورتحتوي على المجموعة الكاملة ثلاثية الطور والملف في خزان واحد. آخر هو أبنك ثلاثي المحولات، تم تشكيلها من خلال ربط ثلاث وحدات أحادية الطور بترتيب مناسب ثلاثي الطور.

يوفر الخزان الفردي ثلاثي الطور تجميعًا متكاملاً وقد يقلل من عدد الخزانات المنفصلة ومكونات التركيب. يوفر بنك المحولات أحادية الطور إمكانيات استبدال الوحدات الفردية ويسمح للمرافق باستخدام معدات موحدة أحادية الطور.

يؤثر الاختيار على أكثر من عدد الدبابات.توصيلات اللف، توازن الطور، تنسيق الحماية، إجمالي الوزن المركب ومتطلبات الجهد الثانوييجب أن تكون متوافقة مع نظام التوزيع. في بعض الشبكات، يمكن استخدام ترتيب الدلتا المفتوحة مع محولين أحادي الطور، لكن قدراته وخصائص التحميل تختلف عن تلك الخاصة ببنك كامل ثلاثي المحولات.

يتكون المحول النموذجي المثبت على عمود من أالنواة المغناطيسية، اللفات المعزولة، الخزان الفولاذي، السائل العازل، البطانات وأجهزة تركيب القطب. يتم غمر المجموعة الأساسية والملفية في السائل العازل، الذي يوفر العزل الكهربائي وينقل الحرارة من الأجزاء النشطة إلى الخزان.

الفولاذ الكهربائي الموجه للحبوبيستخدم بشكل شائع في نوى المحولات لأن خصائصه المغناطيسية تساعد في التحكم في خسائر عدم التحميل. تتوفر النوى المعدنية غير المتبلورة في تصميمات مختارة حيث تتطلب خسائر أساسية أقل. يتم استخدام موصلات النحاس أو الألومنيوم في اللفات، مع ترتيب العزل لتحمل جهد التشغيل العادي واختبارات العزل الكهربائية المحددة.

يدعم الخزان الفولاذي التجميع النشط ويحميه من الرطوبة والتلوث الخارجي. تشكل الوصلات الملحومة وأختام الغطاء وحشيات الجلبة جزءًا من نظام احتواء السائل. يستوعب التصميم أيضًا التغيرات في حجم السائل العازل مع ارتفاع وانخفاض درجة حرارة التشغيل.

البطانات والوصلات الخارجية

توفر البطانات ذات الجهد العالي وصلات معزولة بين وحدة التغذية العلوية ولفات المحولات. تحمل البطانات ذات الجهد المنخفض الطاقة إلى موصلات الخدمة الصادرة.

البطانات الخزفية والبوليمريتم استخدامها وفقًا لفئة الجهد وتصميم المعدات ومتطلبات المرافق. يجب أن تتوافق الأبعاد الطرفية ومواد الموصلات مع الموصلات المحددة، بما في ذلك وصلات النحاس أو الألومنيوم عند تحديدها.

يشتمل الخزان عادةً على تجهيزات التأريض ونقاط الرفع وأقواس التثبيت. اعتمادًا على الطراز، قد تشتمل التركيبات الإضافية على أجهاز تخفيف الضغط أو مؤشر مستوى الزيت أو توصيل الصرف أو توفير العينات.

الحماية التقليدية وCSP

المحولات التقليدية المثبتة على القطبتعتمد عمومًا على معدات الحماية المثبتة بشكل منفصل. يمكن أن يؤدي انقطاع الصمامات الأساسي إلى عزل المحول أثناء ظروف خطأ محددة، في حين يحد مانع الصواعق من الجهد الزائد العابر المرتبط بأحداث البرق والتحويل.

A محول ذاتي الحماية بالكامل (CSP).يدمج وظائف الحماية المحددة في مجموعة المحولات. اعتمادا على التصميم، يمكن أن تشمل هذهالمصهر الأساسي الداخلي وقاطع الدائرة الكهربائية ذو الجهد المنخفض ومانع الصواعق. توفر بعض التكوينات مقابض تشغيل خارجية أو مؤشر التحميل الزائد.

تختلف ترتيبات حماية الطاقة الشمسية المركزة حسب الشركة المصنعة والسعة وفئة الجهد. وهي لا تلغي الحاجة إلى تقييم مستويات الأخطاء الأولية أو تنسيق الحماية مع وحدة تغذية التوزيع.

يتم تحديد الأداء الكهربائي للمحول المثبت على عمود من خلالهالسعة المقدرة ونسبة الجهد والخسائر ومقاومة الدائرة القصيرة والخصائص الحرارية.

فقدان عدم التحميليحدث هذا عندما يتم تنشيط المحول، حتى في حالة عدم توصيل الكهرباء إلى المعدات المتصلة. ويرتبط بشكل رئيسي بالخسائر المغناطيسية في القلب.فقدان التحميليتم إنتاجه بواسطة التيار المتدفق عبر اللفات وآليات الفقد الضالة المرتبطة بها، والتي تزداد مع ارتفاع الحمل الكهربائي.

تخفيض40 واط في حالة عدم التحميليمثل تقريبا350 كيلوواط ساعة من الكهرباء سنويالمحول يتم تنشيطه بشكل مستمر لمدة 8760 ساعة. عبر شبكة التوزيع التي تحتوي على مئات الوحدات التي يتم تنشيطها بشكل مستمر، يمكن أن يكون للاختلافات في فقدان الطاقة الأساسية تأثير قابل للقياس على استهلاك الطاقة السنوي.

تحدد التصنيفات الكهربائية أيضًا التيار الذي تحمله المحطات الثانوية. على سبيل المثال، أمحول أحادي الطور بقدرة 50 كيلو فولت أمبير بجهد 240 فولتلديه تيار ثانوي مقنن تقريبًا208 A. A محول ثلاثي الطور بقدرة 100 كيلو فولت أمبير يزود بقدرة 415 فولت من خط إلى خطيحمل تقريبا139 ألف لكل سطرعند الحمل المتوازن المقدر. تؤثر هذه التيارات على اختيار الطرف الثانوي وحجم الموصل وترتيبات الاتصال.

مقاومة ماس كهربائىيؤثر على انخفاض الجهد تحت الحمل وتيار العطل المتوفر في المحول الثانوي. تسمح المعاوقة المنخفضة عمومًا بتيار خطأ محتمل أعلى، ويخضع لمقاومة النظام المنبع. لا تحدد قيمة المعاوقة المقاسة وحدها القدرة الكاملة على تحمل الدائرة القصيرة للمحول؛ ويجب أيضًا استيفاء التصميم الميكانيكي المتعرج ومتطلبات التحمل المطبقة.

تستخدم المحولات المثبتة على القطب بشكل عامتبريد أونانحيث تمر الحرارة من اللفات إلى السائل العازل ويتم إطلاقها عبر سطح الخزان إلى الهواء المحيط بدون مضخات أو مراوح.

تعتمد قدرة التحميل المستمر على درجة الحرارة المحيطة وارتفاع درجة حرارة الملف ومنطقة سطح التبريد. في المواقع ذات درجات الحرارة المحيطة العالية أو الارتفاع المرتفع، قد يتطلب المحول تصميمًا حراريًا مختلفًا أو معدل تشغيل مختلف للحفاظ على حدود درجة الحرارة المحددة.

يبدأ تصنيع المحولات بـالجمعية الأساسية واللف. يتم تكديس الصفائح الأساسية وتأمينها للحفاظ على الخصائص المغناطيسية المطلوبة، في حين يتم تشكيل اللفات مع وضع الموصل المتحكم فيه، وسمك العزل والتخليص الكهربائي.

يتم تجفيف اللفات المجمعة والعزل قبل تعبئة الزيت. الرطوبة المتبقية في العزل الصلب يمكن أن تقلل من قوة العزل الكهربائي وتساهم في تدهور العزل أثناء التشغيل. وبالتالي فإن عمليتي التجفيف وملء السائل ترتبطان ارتباطًا وثيقًا بأداء العزل طويل المدى للمحول.

الخزان الصلبيتم تصنيعها ولحامها قبل تركيب التجميع النشط والملحقات المحددة. يتم فحص الوصلات الملحومة والبطانات والحشيات ووصلات الغطاء للتأكد من سلامتها الميكانيكية والتسرب. يتم بعد ذلك الانتهاء من الخزان بنظام الطلاء المناسب لبيئة التثبيت.

بعد التجميع،الاختبارات الكهربائية للمصنعمقاساتمقاومة اللف، نسبة الجهد، العلاقة القطبية أو الطورية، فقدان عدم التحميل، فقدان الحمل ومقاومة ماس كهربائى. تتحقق اختبارات العزل الكهربائي من نظام العزل وفقًا للمتطلبات الكهربائية المحددة.

الاختبار بالطرق المعمول بهامعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات C57.12.90أوإيك 60076يمكن استكمالها بفحوصات إضافية مطلوبة للمشروع. تتم معالجة اختبارات تحمل ارتفاع درجة الحرارة والنبضات البرقية والدائرة القصيرة من خلال متطلبات التصميم أو اختبار النوع المعمول بها، ولا يتم تكرارها تلقائيًا في كل وحدة مصنعة.

التفتيش النهائي يفحص أيضاتشطيب الخزان، والبطانات، وأقواس التثبيت، ووصلات التأريض، ولوحة الاسم والملحقات المثبتة. ترتبط سجلات الاختبار الكهربائي وتفاصيل التعريف بالرقم التسلسلي للمحول المقابل.

يشمل الوزن التشغيلي للمحول المثبت على عمودالخزان والقلب واللفات والسائل العازل والملحقات المثبتة. يعمل هذا الوزن على العمود من خلال أقواس التثبيت أو المنصة الداعمة.

يمكن تركيب وحدة صغيرة أحادية الطور مباشرة على العمود باستخدام ترتيب تعليق مناسب. يمكن أن تتطلب المحولات الأكبر حجمًا والتركيبات ثلاثية الطور أذرعًا متقاطعة أو منصات أو هياكل داعمة ثنائية القطب. يجب أن يأخذ التصميم الميكانيكي في الاعتبار وزن المعدات وهندسة التركيب والأحمال البيئية.

كما يعرض التثبيت الخارجي المحول لظروف تؤثر على العزل وعمر الخدمة.

الموافقات الكهربائيةتعتمد على جهد النظام، وترتيب الموصلات القريبة ومتطلبات المرافق المحلية. تحتاج البطانات وقواطع الصمامات ومانعات الصواعق إلى فصل كافٍ عن المعدات النشطة المجاورة والهياكل المؤرضة.

أحمال الرياح والجليد والزلازل، حيثما ينطبق ذلك، التأثير على الهيكل الداعم وأجهزة التثبيت. قد تتطلب المواقع التي بها طيور أو حيوانات برية أخرى أغطية جلبة معزولة ومكونات إضافية لحماية الحياة البرية لتقليل الأخطاء المتعلقة بالاتصال.

بالنسبة للمواقع الساحلية، يمكن أن يؤدي الملح المحمول بالهواء إلى تسريع تدهور الفولاذ المكشوف والتجهيزات. أنظمة طلاء مصممة لتلبيةمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات C57.12.30يمكن تحديدها للمعدات المناسبة المثبتة على الأعمدة، جنبًا إلى جنب مع الأجهزة المناسبة المقاومة للتآكل.

يمكن أن تؤدي درجة الحرارة المحيطة المرتفعة والتعرض لأشعة الشمس وحركة الهواء المقيدة إلى زيادة درجة حرارة تشغيل المحول. يعد ارتفاع الموقع أحد الاعتبارات الأخرى لأن انخفاض كثافة الهواء يؤثر على تبديد الحرارة وأداء العزل الخارجي.

تؤثر ظروف التثبيت هذه على مدى ملاءمة ترتيب المحولات بالكامل، حتى عندما تكون معدلات كيلو فولت أمبير والجهد المطلوبة صحيحة.

تستخدم المحولات المثبتة على القطب بشكل رئيسي في شبكات التوزيع ذاتالموصلات العلوية ذات الجهد المتوسطخاصة عندما تكون مساحة المعدات الموجودة على مستوى الأرض محدودة أو تكون الأحمال موزعة على مساحة كبيرة.

توزيع السكن الريفييستخدم عادةً وحدات أحادية الطور لتزويد المنازل الفردية ومجموعات المنازل والمباني المجتمعية. يتيح وضع المحولات على طول وحدة التغذية ذات الجهد المتوسط ​​لموصلات الخدمة ذات الجهد المنخفض الوصول إلى العملاء القريبين دون تمديد دائرة واحدة ذات جهد منخفض على مسافة زائدة.

المنشآت الزراعيةقد تحتاج إلى كهرباء لمضخات الري، ومعدات مناولة الحبوب، والتهوية، والتبريد، ومباني المزرعة. يمكن للمنشآت الصغيرة أن تعمل من إمدادات أحادية الطور، في حين أن المعدات الأكبر حجمًا التي تعمل بمحرك غالبًا ما تتطلب طاقة ثلاثية الطور. تؤثر خصائص بدء تشغيل المحرك وواجب التشغيل على سعة المحول اللازمة لهذه الأحمال.

المرافق التجاريةمثل الشركات على جانب الطريق والمحلات التجارية الريفية والمستودعات الصغيرة ومباني الخدمات يمكن أن تحصل على الطاقة من معدات التوزيع المثبتة على الأعمدة حيث تستخدم الشبكة الكهربائية الحالية الخطوط الهوائية.

المواقع الصناعية الخفيفةقد تستخدم محولات ثلاثية الطور لورش العمل ومعدات المعالجة وأنظمة الطاقة المساعدة. يجب أن تستوعب المعدات حمل التشغيل المدمج وتغيرات الجهد المرتبطة بمحركات التشغيل أو غيرها من الأحمال ذات التيار العالي المتقطعة.

المجتمعات النائية وشبكات المرافق المتفرقةاستخدم أيضًا المحولات المثبتة على القطب لأنه يمكن تركيب الوحدات الفردية في نقاط مناسبة على طول المغذيات العلوية. يمكن تحديد مواضع وتقييمات المحولات لتعكس توزيع الأحمال المتصلة.

فيأنبوب أوكتال، تتم مراجعة مواصفات المحولات المثبتة على عمود وفقًا لنظام التوزيع الفعلي وظروف التثبيت. الجهد اللف الأساسي، السعة المقدرة، التوصيل الثانوي، مستوى العزل، ترتيب الجلبة ومعدات الحمايةيتم فحصها معا. في شبكات واي المؤرضة، يختلف جهد خط إلى خط وحدة التغذية عن الجهد المطبق عبر ملف محول طور إلى محايد، مما يجعل تصنيف الجهد الأساسي الصحيح مهمًا بشكل خاص. بالنسبة للوحدات البديلة الموجودةمواقف التركيب واتصالات الموصلتعتبر أيضًا لتقليل التعديلات أثناء التثبيت.

يتم نقل تفاصيل المعدات إلى وثائق المشروع.رسومات الترتيب العام وبيانات اللوحة وتقارير اختبار المصنع ومعلومات التعبئةتتم مطابقتها للمحول المجهز للشحن. بالنسبة للطلبات المتكررة أو مشاريع الاستبدال، يمكن الرجوع إلى المواصفات والرسومات السابقة للحفاظ على المطلوبالتصنيفات الكهربائية والترتيبات الطرفية وتفاصيل التركيب.

اتصل الآن

التعليمات

 

 

01.هل يمكن لمحول مثبت على عمود 60 هرتز أن يعمل على شبكة كهربائية 50 هرتز؟

ليس تلقائيا. عند نفس الجهد، يؤدي تقليل التردد من 60 هرتز إلى 50 هرتز إلى زيادة نسبة الجهد إلى التردد بنسبة 20%، مما يؤدي إلى خطر تشبع القلب وارتفاع درجة الحرارة. يجب أن يكون معدل المحول 50 هرتز أو معتمدًا للتشغيل ثنائي التردد.

02. لماذا تحتوي بعض المحولات المثبتة على عمود أحادي الطور على جلبة واحدة عالية الجهد والبعض الآخر بها جلبتان؟

يعتمد الترتيب على اتصال الملف الأساسي وتأريض النظام. تستخدم الوحدات ذات الجلبة الواحدة وصلة إرجاع داخلية على أنظمة مؤرضة مناسبة، بينما توفر الوحدات ذات الجلبة المزدوجة إمكانية الوصول إلى كلا المحطتين الأساسيتين.

03. هل يمكن لمحول مثبت على عمود إمداد المعدات بتيار تشغيل محرك مرتفع؟

نعم، إذا كان تنظيم الجهد، ومقاومة الدائرة القصيرة، والسعة الحرارية تناسب المحرك. يمكن أن تسبب تيارات البدء العالية انخفاضًا مؤقتًا في الجهد، لذلك يجب تقييم متطلبات البدء بشكل منفصل عن تشغيل كيلو فولت أمبير.

04. هل يتم شحن المحولات المثبتة على عمود مع زيت عازل بالداخل بالفعل؟

يتم شحن العديد من المحولات المختومة مملوءة مسبقًا بالزيت العازل. تتطلب الوحدات التي يتم شحنها بدون شحن الزيت الكامل تعبئة مناسبة، والتحكم في الرطوبة، وفحوصات ما قبل التنشيط قبل التشغيل.

الشهادات

 

شهادة سي

شهادة الأيزو 9001

شهادة API Q1

شهادة ABS

AP-5L شهادة

API-5CT شهادة

 

الوسم : محول مثبت على عمود، محول توزيع مثبت على عمود، محول مثبت على عمود أحادي الطور، محول مثبت على عمود ثلاثي الطور