مقدمة
تعد محولات التيار (CTs) ومحولات الجهد (VTs)، والتي تسمى أيضًا المحولات المحتملة (PTs)، مكونات مهمة في أنظمة الطاقة الكهربائية. كلاهما محولات أدوات، مما يعني أنهما يحولان الكميات الكهربائية إلى قيم أكثر أمانًا وقابلة للقياس للعدادات ومعدات المراقبة ومرحلات الحماية وأنظمة التحكم.
على الرغم من أن لديهم أغراض مماثلة، إلا أن محول التيار ومحول الجهد مصممان لقياس كميات كهربائية مختلفة. يقيس CT التيار بينما يقيس VT الجهد. يعد فهم الفرق بينهما أمرًا ضروريًا عند اختيار المحولات لتوزيع الطاقة، والقياسات الكهربائية، والمفاتيح الكهربائية، وتطبيقات الحماية.
ما هو المحول الحالي؟
محول التيار هو محول أدوات مصمم لتقليل التيار الأولي العالي إلى تيار ثانوي أقل يمكن قياسه بأمان بواسطة العدادات الكهربائية أو استخدامه بواسطة أجهزة الحماية.
على سبيل المثال، قد يكون للأشعة المقطعية نسبة 400/5A. وهذا يعني أنه عندما يكون التيار الأساسي 400 أمبير، يكون التيار الثانوي حوالي 5 أمبير تحت ظروف التشغيل المقدرة.
عادةً ما يتم توصيل محول التيار على التوالي مع الموصل الكهربائي الذي يحمل التيار الذي يتم قياسه. يحمل جانبه الأساسي تيار النظام، بينما يوفر الجانب الثانوي تيارًا مخفضًا لمعدات القياس أو الحماية.
تستخدم الأشعة المقطعية على نطاق واسع في:
* قياس الطاقة
* أنظمة الأميتر
* مراقبة الطاقة
* مرحلات الحماية
* المفاتيح الكهربائية
* المعدات الكهربائية الصناعية
* أنظمة توزيع الطاقة
إحدى خصائص السلامة المهمة لجهاز CT هي أنه لا ينبغي ترك دائرته الثانوية مفتوحة أثناء تدفق التيار عبر الدائرة الأولية. يمكن أن يؤدي جهاز CT الثانوي المفتوح إلى جهد كهربائي عالي خطير.
ما هو محول الجهد؟
تم تصميم محول الجهد لتقليل جهد النظام العالي إلى جهد قياسي أقل مناسب للقياس والمراقبة والحماية.
على سبيل المثال، قد يقوم VT بتحويل الجهد الأولي العالي إلى جهد ثانوي قدره 100 فولت أو قيمة محددة أخرى. وهذا يسمح للعدادات ومرحلات الحماية بالعمل بجهد أقل بكثير من جهد النظام الفعلي.
على عكس CT، يتم توصيل محول الجهد على التوازي مع النظام الكهربائي وليس على التوالي.
تستخدم محولات الجهد عادة من أجل:
* قياس الجهد
* قياس الطاقة
* أنظمة الحماية
* مراقبة جودة الطاقة
* أنظمة التحكم الكهربائية
* المفاتيح الكهربائية
* أنظمة الجهد-الجهد العالي والجهد المتوسط-.
الفرق الرئيسي بين CT وVT
إن أبسط طريقة لفهم الفرق هي أن CT يحول التيار، بينما VT يحول الجهد.
- ميزة محول الجهد الحالي
- القياس الرئيسي الجهد الحالي
- سلسلة الاتصال الموازية
- الكمية الأولية الجهد العالي الحالي العالي
- الكمية الثانوية تيار منخفض جهد منخفض
- ثانوي نموذجي 1 أ أو 5 أ عادة حوالي 100 فولت أو قيمة محددة
- التطبيقات الرئيسية قياس التيار والحماية قياس الجهد والحماية
- الاهتمام الرئيسي بالسلامة الدائرة المفتوحة الثانوية الدائرة القصيرة الثانوية/التيار الزائد
تعتمد التقييمات الدقيقة وطرق الاتصال على تصميم المحولات والنظام الكهربائي.
الفرق في مبدأ التشغيل
تعمل كل من CTs وVTs وفقًا للحث الكهرومغناطيسي، لكن تصميماتها وظروف التشغيل المقصودة مختلفة.
تم تصميم التصوير المقطعي المحوسب بحيث ينتج التيار الأولي تدفقًا مغناطيسيًا في قلبه، مما يؤدي إلى توليد تيار ثانوي متناسب. وبالتالي يوفر CT تمثيلًا معزولًا كهربائيًا ومخفضًا للتيار الأساسي.
يعمل VT بشكل أشبه بالمحول التقليدي. يتم توصيل الملف الأولي عبر جهد النظام، وينتج الحث الكهرومغناطيسي جهدًا ثانويًا متناسبًا.
تحدد نسبة المحولات العلاقة بين الكميات الأولية والثانوية.
الفرق في الاتصال
الاتصال هو تمييز رئيسي آخر.
عادةً ما يتم توصيل CT على التوالي مع الموصل. يمر التيار الذي يتدفق عبر الموصل الأساسي أيضًا عبر الدائرة الأولية CT.
يتم توصيل VT عبر مصدر الجهد أو الدائرة الكهربائية. ولذلك فهو يعمل بالتوازي مع النظام.
هذا الاختلاف مهم أثناء التثبيت. قد يؤدي الاتصال غير الصحيح إلى قياسات غير دقيقة، أو تلف المعدات، أو ظروف تشغيل غير آمنة.
الفرق في التطبيقات
تعتبر الأشعة المقطعية ذات أهمية خاصة عندما يكون تيار النظام مرتفعًا جدًا بحيث لا يمكن توصيل أداة القياس أو المرحل مباشرة.
على سبيل المثال، قد يحمل نظام التوزيع الصناعي مئات أو آلاف الأمبيرات. لا يمكن عادةً توصيل جهاز القياس مباشرةً بدائرة تيار -عالية كهذه مباشرةً. يمكن لـ CT تحويل التيار إلى تيار ثانوي أقل مناسب لجهاز القياس.
يتم استخدام VIs وPTs عندما يكون جهد النظام مرتفعًا جدًا بحيث لا يمكن توصيل معدات القياس مباشرة. يعمل VT على تقليل الجهد إلى مستوى قياس أكثر أمانًا وموحدًا.
في العديد من أنظمة المفاتيح الكهربائية، يتم تركيب CTs وVTs معًا. يوفر CT المعلومات الحالية، في حين يوفر VT معلومات الجهد. يمكن لمرحلات الحماية استخدام كلتا الإشارتين لتحديد ظروف النظام واكتشاف ظروف التشغيل غير الطبيعية.
CT وVT في قياس الطاقة
يمكن استخدام كلا المحولين في قياس الطاقة الكهربائية.
يوفر جهاز CT المعلومات الحالية لمقياس الطاقة، بينما يوفر جهاز VT معلومات الجهد. يمكن للعداد استخدام هذه الإشارات لحساب المعلمات الكهربائية مثل الطاقة والطاقة.
في نظام الجهد العالي-ثلاثي الطور-، قد تكون هناك حاجة إلى كل من محولات CT وVTs لأن التيار والجهد الفعليين للنظام مرتفعان جدًا بحيث لا يمكن الاتصال المباشر بمعدات القياس القياسية.
تعد فئة دقة المحول مهمة في هذه التطبيقات لأن أخطاء المحولات يمكن أن تؤثر على دقة القياس النهائي.
CT وVT في أنظمة الحماية
تلعب CTs وVTs أيضًا دورًا مهمًا في الحماية الكهربائية.
تحتاج مرحلات الحماية إلى معلومات حول تيار النظام والجهد لتحديد الظروف غير الطبيعية. توفر CTs الإشارات الحالية، في حين توفر VTs إشارات الجهد.
على سبيل المثال، قد يشير التيار الزائد إلى حالة الحمل الزائد أو قصر الدائرة-. يمكن أن تساعد معلومات الجهد الكهربي معدات الحماية في تحديد الجهد الكهربي المنخفض أو الجهد الزائد أو ظروف النظام غير الطبيعية الأخرى.
يجب أن يكون للمحول المختار للحماية مواصفات مناسبة للمرحل المقصود ومتطلبات النظام.
كيفية الاختيار بين CT وVT
يعتمد الاختيار في المقام الأول على الكمية الكهربائية التي يجب قياسها.
اختر محول تيار عندما تحتاج إلى:
* قياس التيار الكهربائي العالي
* توفير المدخلات الحالية للمتر
* توريد الإشارات الحالية إلى مرحل الحماية
* مراقبة الأحمال الصناعية
* قياس التيار في المفاتيح الكهربائية أو أنظمة التوزيع
اختر محول الجهد عندما تحتاج إلى:
* قياس الجهد العالي للنظام
* توفير مدخلات الجهد للمتر
* إشارات الجهد العرض لمعدات الحماية
* مراقبة أنظمة الجهد المتوسط- أو العالي-.
* عزل أجهزة القياس عن الجهد العالي للنظام
في بعض التطبيقات، كلا النوعين مطلوبان.
خاتمة
الفرق الرئيسي بين محول التيار ومحول الجهد هو الكمية الكهربائية التي يحولونها. يعمل CT على تقليل التيار العالي إلى تيار ثانوي أقل، بينما يقلل VT الجهد العالي إلى جهد ثانوي أقل.
ترتبط الأشعة المقطعية بشكل عام في سلسلة وتستخدم على نطاق واسع للقياس والحماية الحالية. يتم توصيل VTs بالتوازي وتستخدم بشكل أساسي لقياس الجهد والحماية.
بالنسبة لتوزيع الطاقة، والمفاتيح الكهربائية، والمعدات الصناعية، وقياس الطاقة، يتطلب اختيار محول الأجهزة الصحيح دراسة متأنية لجهد النظام والتيار والنسبة والدقة والعبء ومتطلبات العزل والمعدات المتصلة. اتبع دائمًا تعليمات التثبيت الخاصة بالشركة المصنعة ومتطلبات السلامة الكهربائية المعمول بها.