العربية 
تصفح الكمية:0 الكاتب:محرر الموقع نشر الوقت: 2025-12-16 المنشأ:محرر الموقع
في الشبكة الكهربائية المعقدة، تبدأ الغالبية العظمى من الأعطال باتصال غير طبيعي بين الخط والأرض - وهو خطأ أحادي الطور إلى الأرض . ومع ذلك، في العديد من أنظمة التوزيع (مثل شبكات 10 كيلو فولت أو 35 كيلو فولت مع ملفات متصلة بالدلتا)، يفتقر النظام بطبيعته إلى 'نقطة محايدة' محددة للتأريض المباشر. هذا هو المكان الذي تلعب فيه قطعة من المعدات تبدو بسيطة ولكنها حيوية: محول التأريض . ومهمتها الأساسية ليست نقل الطاقة، بل إنشاء 'نقطة محايدة افتراضية' آمنة ويمكن التحكم فيها بشكل مصطنع للنظام، لتكون بمثابة الأساس لضمان سلامة الشبكة والتشغيل الموثوق.
لفهم قيمة محول التأريض، يجب على المرء أولاً أن يفهم المشاكل الأساسية الثلاثة التي يحلها:
توفير مسار أرضي محدد
المشكلة : في شبكات التوزيع المحايدة المكتشفة أو المعزولة، ينتج عن خطأ أرضي أحادي الطور تيار عطل صغير جدًا (تيار سعوي فقط). في حين أن النظام يمكن أن يعمل لفترة وجيزة، إلا أنه لا يمكن إطفاء القوس الموجود عند نقطة الخلل بسهولة ويمكن أن يؤدي إلى زيادة الجهد بشكل خطير.
الحل : يوفر محول التأريض نقطة محايدة، والتي يتم بعد ذلك تأريضها من خلال مقاوم أو ملف إخماد قوسي (ملف بيترسن). يؤدي هذا إلى إنشاء مسار منخفض المقاومة لتيار العطل، مما يساعد على إطفاء القوس بسرعة، والحد من الجهد الزائد، وتوفير إشارة واضحة لتشغيل المرحلات الواقية.
إنشاء مسار حالي بدون تسلسل
المشكلة : تعتمد أنظمة الترحيل الواقية على تيار التسلسل الصفري للكشف عن أعطال الأرض بحساسية. بدون نقطة محايدة، لا يوجد مسار لتدفق تيار التسلسل الصفري، مما يجعل الحماية 'عمياء'.
الحل : يوفر المحول التأريض مسار دوران لتيار التسلسل الصفري، مما يتيح لأجهزة الحماية التعرف بدقة على الخط المعيب وعزله بسرعة.
توفير مصدر محايد موثوق للطاقة المساعدة للمحطة
المشكلة : تتطلب المحطات الفرعية أو محطات الطاقة مصدر إمداد منخفض الجهد 380/220 فولت ثلاثي الطور وأربعة أسلاك للمعدات المساعدة (الإضاءة، وأدوات التحكم، وما إلى ذلك)، والتي يجب أن تكون مستمدة من نظام الطاقة الرئيسي.
الحل : لا يمكن لمحول التأريض (غالبًا ما يكون ثنائي الغرض كمحول خدمة المحطة) إنشاء نقطة تأريض فحسب، بل يمكنه أيضًا توفير مصدر طاقة إضافي ثابت منخفض الجهد، يخدم وظيفتين في وحدة واحدة.
الهدف التصميمي لمحول التأريض هو توفير دائرة مغناطيسية خاصة ذات ممانعة تسلسلية صفرية منخفضة وممانعة تسلسل موجبة عالية . أنواعها وخصائصها الرئيسية هي كما يلي:
يكتب | مخطط مبدأ العمل | الخصائص الهيكلية | المزايا | سيناريوهات التطبيق الأساسي |
اتصال متعرج | ![مخطط متعرج] (يمكن وصفه على النحو التالي: يتم تقسيم كل مرحلة من الملفات إلى نصفين ملفوفين في اتجاهين متعاكسين ومتصلين لتكوين نقطة نجمة) | ينقسم اللف الموجود على كل ساق أساسية إلى نصفين، ويتم جرحه على ساقين متجاورتين في اتجاهين متعاكسين. يتم توصيل اللفات ثلاثية الطور بتكوين نجمة (wye) مع إخراج النقطة المحايدة. | مقاومة منخفضة للغاية للتسلسل الصفري ، ومقاومة عالية للتسلسل الإيجابي؛ انخفاض خسائر عدم التحميل ؛ الخيار المثالي لوظيفة التأريض النقي. | في المقام الأول لتوفير نظام محايد للتأريض، وغالبًا ما يكون مقترنًا بخزانة مقاومة التأريض. |
اتصال ستار-دلتا (من يوم إلى يوم) | ![مخطط Yn-d] (يمكن وصفه على النحو التالي: الجانب الأساسي في اتصال واي مع إخراج محايد، والجانب الثانوي في اتصال دلتا) | الجانب الأساسي (الجهد العالي) متصل بالمحايد الذي تم إخراجه؛ الجانب الثانوي (الجهد المنخفض) متصل بالدلتا، ويمكن تحميله أو إغلاقه. | يمكن أن يوفر نقطة محايدة ويعمل أيضًا كمحول خدمة محطة لتزويد طاقة الجهد المنخفض؛ وظائف متكاملة. | المحطات الفرعية أو محطات تعزيز الطاقة المتجددة التي تتطلب التأريض ومصدر طاقة إضافي. |
ملاحظة : تعمل محولات التأريض عادةً جنبًا إلى جنب مع خزانة مقاومة التأريض أو ملف إخماد القوس (ملف بيترسن) . الأول يحد من خطأ التيار إلى قيمة آمنة؛ هذا الأخير يعوض التيار السعوي للمساعدة في انقراض القوس.
على عكس محولات الطاقة التي تعطي الأولوية لكفاءة نقل الطاقة، يركز تصميم محولات التأريض على السلامة والموثوقية :
قدرة عالية على تحمل الدائرة القصيرة : يجب أن تتحمل تيار الخلل المستمر لفترة قصيرة (عادةً 10 أو 30 ثانية) أثناء خطأ النظام أحادي الطور إلى الأرض دون حدوث ضرر.
مقاومة منخفضة للتسلسل الصفري : هذا هو مؤشر الأداء الأساسي، مما يضمن وجود نقطة محايدة فعالة وتيار خطأ كافٍ لعملية الحماية.
التوافق المرن مع طرق التأريض : يجب أن يتطابق التصميم مع المعلمات المحددة لمعدات التأريض النهائية (مقاومة عالية، أو مقاومة متوسطة، أو مقاومة منخفضة المقاومة، أو ملف إخماد القوس).
انخفاض خسائر عدم التحميل : نظرًا لأنه متصل بشكل دائم بالنظام، فإن فقدان عدم التحميل يعد عاملاً اقتصاديًا مهمًا.
شبكات التوزيع الحضرية والصناعية : توفر نقطة محايدة للكابلات المتصلة دلتا 10 كيلو فولت أو 35 كيلو فولت أو شبكات الخطوط المختلطة، وهو تكوين قياسي لأتمتة شبكة التوزيع الحديثة.
قطاع الطاقة المتجددة :
محطات طاقة الرياح/الطاقة الشمسية : خطوط التجميع غالبًا ما تكون عبارة عن كابلات ذات تيار عالي السعة. تعتبر محولات التأريض المقترنة بملفات إخماد المقاوم/القوس ضرورية لتكامل الشبكة الآمن.
نقطة التوصيل البيني الكهروضوئية الموزعة : تستخدم عند نقطة التوصيل البيني من جانب المستخدم لإنشاء نظام تأريض محلي آمن.
محطات توليد الطاقة والمحطات الفرعية الكبيرة : تعمل كمصدر طاقة موثوق لخدمة المحطة ونقطة تأريض للنظام المساعد.
البيئات الخاصة (المناجم والنفط والغاز والبحرية) : تعمل كجهاز أمان بالغ الأهمية في الشبكات المعزولة التي تتطلب متطلبات أمان عالية للغاية لإمدادات الطاقة.
يتطلب اختيار محول التأريض دراسة منهجية لما يلي:
جهد النظام والسعة المقدرة : يتم تحديد السعة الحرارية قصيرة المدى (kVA) من خلال تيار الصدع الأرضي ومدته.
طريقة التأريض : توضيح قيمة المقاومة أو التصنيف الحالي أو التصنيف الزمني لمقاومة التأريض أو قدرة التعويض لملف إخماد القوس.
بيئة التثبيت : البيئات الداخلية أو الخارجية، القياسية أو الخاصة (الارتفاع العالي، الرطوبة العالية).
التكامل الوظيفي : ما إذا كان يحتاج أيضًا إلى العمل كمحول خدمة المحطة (اختر نوع Yn-d).
لا يشارك محول التأريض أبدًا في نقل الطاقة اليومي. وهو متصل بصمت بناقل النظام، ويكون دائمًا جاهزًا للتدخل في لحظة حدوث خطأ. إنها لا تخلق قيمة ولكنها تحمي الأساس الذي تقوم عليه شبكة الطاقة بأكملها بإنشاء القيمة: السلامة والاستقرار . مع التطور السريع للشبكات الذكية والطاقة المتجددة، تتزايد الطلبات على سلامة التأريض للشبكة والإدارة الدقيقة للأخطاء. وبالتالي أصبحت محولات التأريض عالية الأداء والموثوقة لا غنى عنها في 'الحراس غير المرئيين' لأنظمة الطاقة الحديثة.
