المحول الكهربي ثلاثي الأوجه by hamada1331

VIEWS: 80 PAGES: 4

									     ‫محاضرة رقم (30)‬                               ‫مركز تطوير الدراسات العليا و البحوث في العلوم الهندسية‬

                                                                         ‫30‬           ‫المحاضرة رقــــــم :‬
                                                 ‫المحول الكهربي ثالثي األوجه‬           ‫عنوان المحاضرة :‬

                                                                                                  ‫1- مقدمة‬
         ‫يتم توليد الطاقة الكهربية في صورة جهود ثالثية الطور بقيم تصل الي 13 كيلوفولت و أحيانا الي 31‬
    ‫كيلوفولت ، و يتم نقل الطاقة علي الخطوط و كابالت الجهد العالي بقيم تصل الي 222 و 223 واحيانا الي‬
 ‫230 كيلو فولت ، و بالتالي يظهر االحتياج الي المحوالت ثالثية األوجه لرفع قيمة جهد التوليد الي جهد النقل‬
                     ‫و كذلك لخفض جهد النقل الي قيم جهد التوزيع التي تصل الي 66 ثم الي 33 كيلو فولت.‬
‫و في حالة نظم االستخدام الكهربي بقيم جهد ثالثي األوجة 281 فولت ظهر المحول ثالثي األوجة كبديل‬
‫الستخدام عدد ثالثة محوالت احادية الوجه و التي كان استخدامها شائعا في الماضي نظرا لقلة خبرة المشغلين‬
‫بالمحوالت ثالثية األوجه. و من مزايا استخدام المحوالت ثالثية األوجه احتياجها الي مساحة أقل و وزن أقل‬
                                            ‫و تكلفة أقل بنسبة 33% بالمقارنة بثالثة محوالت احادية الوجه.‬

                                                                          ‫2- تركيب المحوالت ثالثية األوجه‬
‫تتشابه المحوالت الثالثية األوجه من حيث نوعية التركيب مع نوعي المحوالت احادية الوجه ذي القلب ‪core‬‬
     ‫أو مغلف اللفائف ‪ . shell type‬و يوضح الشكل (3) التركيب االساسي لمحول ثالثي الوجه حيث يظهر‬
  ‫الملف االبتدائي الموصل علي شكل نجمة بمصدر ثالثي األوجه. و يتباعد قلب كل وجه بزاوية 223 درجة‬
 ‫عن األخر أما األرجل ‪ legs‬فتتالمس مع بعضها . و يالحظ أن هذه الرجل الوسطي تحمل مجال مغناطيسي‬
    ‫يتناسب مع مجموع تيارات األوجه ‪ ، IR+IY+IB‬و نظرا ألن مجموع هذه التيارات للنظم المتزنة يساوي‬
                                                        ‫الصفر فبالتالي التوجد حاجة لهذه الرجل المتوسطة.‬
   ‫و في هذه الحالة يعمل أي اثنين من القلوب كتكملة لمسار المجال المغناطيسي القلب الثالث ويتماثل ذلك مع‬
                                                                    ‫توزيع التيارات في نظم الثالثة أوجه.‬
       ‫و يوضح الشكل (2) تطوير المحول ثالثي األوجه و الملفات الثالثة في صورة مستطيالت و يالحظ أن‬
‫المجال المغناطيسي – و المبين عند لحظة زمنية معينة - موزع بين القلوب الثالثة طبقا لنظام األطوار الثالثي‬
                                     ‫. و يوضح الشكل (1) الملفات في شكل اسطواني حول القلب الحديدي.‬




                                                 ‫شكل (1)‬




                                                    ‫1‬
    ‫محاضرة رقم (30)‬                               ‫مركز تطوير الدراسات العليا و البحوث في العلوم الهندسية‬




                       ‫شكل (2)‬

                                                                              ‫شكل (0)‬


‫و تتشابه محوالت مغلف اللفائف ثالثية األوجه مع أحادية الوجه من نفس النوع. و يمكن ضم الثالثة محوالت‬
  ‫األحادية للثالثة أوجه لتشكيل محول ثالثي األوجه ، و لكن يمكن توفير المادة الحديدية بالتصميم الموضح‬
                                                                                      ‫بالشكل (4).‬
  ‫و يتمثل التوفير في المادة الحديدية باالستخدام المشترك لمسارات الفيض المغناطيسي. و يالحظ أن األوجه‬
                ‫الثالثة مستقلة بعض الشئ اكثر من محول القلب ألن كل وجه له دائرة مغناطيسية مستقلة.‬




                                               ‫شكل (4)‬
‫و يوجد عيب في المحول الثالثي األوجه يتمثل في أنه في حالة فقد أحد األوجه فيلزم ايقاف تشغيل المحول ،‬
‫و يمكن استثناء المحول الثالثي المغلف عند توصيل الملفات علي صورة دلتا ولكنه فنيا غير مالئم. و يالحظ‬
   ‫أنه في حالة المحوالت األحادية الثالثة فيمكن استبعاد المحول المعطوب بدون التأثير علي الوظيفة الكلية.‬




                                                  ‫2‬
    )03( ‫محاضرة رقم‬                     ‫مركز تطوير الدراسات العليا و البحوث في العلوم الهندسية‬


Example (1):
A 3-phase, 50-Ht transformer has a delta-connected primary and star-connected
secondary, the line voltages being 22,000 V and 400 V respectively. The
secondary has a star-connected balanced load at 0·8-power factor lagging. The
line current on the primary side is 5 A. Determine the current in each coil of
the primary side is 5 A in each secondary line. What is the output of the
transformer in k W?
Solution. It should be noted that in three-phase transformers, the phase
transformation ratio is equal to the turn ratio but the terminal or line voltages
depend upon the method of connection employed. The ∆ / Y connection is
shown in Fig. (1).




                                      Fig. (1)
Phase voltage on primary side = 22.000 V
Phase voltage on primary side = 400 / √3
       K = 400/22,000 x √3          = l/55√ 3
       Primary phase current        = 5/√3A
       Secondary phase current      = 275 A
       Secondary line current       = 275 A
       Output                       = √3 VL IL cos 
                                    = √3 x 400 x 275 x 0.8 = 152.42 kW




                                         3
    )03( ‫محاضرة رقم‬                    ‫مركز تطوير الدراسات العليا و البحوث في العلوم الهندسية‬


Example (2):
A 3-phase, 3,300/400-V transformer high-voltage winding connected in delta
and the low-voltage connected in star. If a load consisting of three-impedance
6+j8 ohm is joined in delta across the low voltage side, calculate (a) the kW
delivered to the kW delivered to the load (b) currents in the low and high-
voltage windings and the current drawn by the transformer from line. Neglect
losses and no-load current of the transformer.
Solution. The transformer connection diagram is shown in Fig. (2).




                                    Fig. (2)
 (a) Power delivered to the load = √3 VL IL cos 
      Now, consider the  -connected load
      Vph=VL=2400 V        Zph = √( 62 + 82)= 10 
      Iph = 400/10= 40 A     IL = √3 x 40 = 69 · 3 A
      cos  = 6/10 =0·6
      P= √ 3 x 400 x 69· 3 x 0· 6 = 28,807 W
 (b) Primary phase voltage         = 3.300 V
      Secondary phase voltage      = 400 / √ 3
      Current in low-voltage winding i.e. secondary is I2 = 40 x √3 = 69.3A
      Current in low-voltage winding i.e. secondary is I1=KI2= 4.85 A
      Line current on the primary side = √3 x 4.85 = 8.4 A




                                       4

								
To top