the basic idea for transformer

ينقسم المحولا من حيث الاستخدام الى ثلاث اقسام

1- محول القدرة power transformer

2- محول التيار current transformer

3- محول الجهد voltage transformer

سوف نشرح الفكره الاساسيه لمحول القدره power transformer

والفيديو التالى يوضح الفكره الاساسيه

اضغط هنا لمشاهدة الفيديو basi idea for transformer

">

ماهو خصائص زيت المحولات/ characteristics of transformer Oil

                                 زيوت المحولات Transformer Oil

الزيوت المستعملة فى المحولات هي عبارة عن زيوت معدنية منتقاة 

( Mineral Oil ) ولكن فى بداية صناعه المحولات كانت تستعمل زيوت نباتيه

ولكن مشكلة هذه الزيوت تتبخر بسرعة ويترسب منها مادة ضمنيه .

وتوجد هاتين الخصيتين فى الزيوت المعدنية ولكن بنسبه ضئيلة جداً .

الغرض من استخدام الزيت فى المحولات .

أولاً : هو إيجاد وسط يحمل الحرارة من الملفات ومن الحديد الى جسم المحول الخارجي حتى تتسرب أولاً بأول الى الهواء الخارجي

ثانياُ : هو زيادة العزل بين الملفات .

خواص زيت المحولات :

1) قوى العزل  Dielectric Strength:

كلما كان الزيت خالي من الرطوبة ( به نسبه قليلة من الرطوبة كلما كان استعماله أفضل فى الضغوط العالية)

ولذلك يكون الزيت المستعمل فى الحياة العملية يجب أن لا تكسر قوته العازلة فى جهاز الاختبار

 بالنسبة لجهد 11 ك.ف عن 30 ك.ف /2.5 مم  

وبالنسبة لجهد 66 ك.ف تكون 50 ك.ف/ 2.5 مم .

والشكل التالي يبين تأثير نسبة قليلة من الرطوبة على زيت المحولات .

(2) درجة السيولة Viscosity

من المعروف أن درجه سيوله السوائل تقارن جميعها بسيولة الماء . لذلك كلما كانت سيوله الزيت كبيره كلما كانت صلاحية لنقل الحرارة من قلب المحول إلى الخارج احسن ولكن لا يجب أن يكون سيولة الزيت أكثر من اللازم لأن بخار الزيت قابل للاشتعال وهذا يكون خطراً إذا تعرض لآي لهب . 

كذلك يكون تأثيره بالتبخير أعلى لذلك يجب أن تكون سيوله الزيت متوسطة الدرجة

وتكون حوالي 2.5 ( إنجلر ) عند درجه حرارة 50 مْ

(3) قابليه الترسيب  Sludging

عندما ترفع درجه حرارة الزيت يتحد مع الأكسجين ويكون راسب أسمر ( من مركبات الإسفلت ) وهذا الراسب يتركز على سطح الملفات فيقلل من مساحة سطح التبريد الذي يعوق على عمليه التبريد وفى نفس الوقت يكون عازل لتسرب الحرارة . فيجب ان يقلل من هذا الراسب الأسمر . 

وهذه هى المواصفات المعدنية ( هيئه التوحيد القياسي بوزارة الصناعة ) 

والبريطانيه (BS ) والالمانيه (VDE) والأمريكية لزيوت المحولات

(4) المفقود بالتبخر :

يجب ان تكون النسبة المئوية لتبخر الزيت أقل ما يمكن وذلك لأنها تزيد من التكاليف .

تعرض المحول للانفجار لتراكم البخار القابل للاشتعال فوق سطح الزيت .

وقد حددت المواصفات البريطانية أقصى مقدار للتبخر 1.6 فى المائة

بعد ثمان ساعات عند درجه حرارة 100ْ مئوية . 

ولكن هذه النسبة أقل بكثير فى الحياة العملية لان درجة حرارة التشغيل تكون أقل من 100 مْ

 (5) نقطة الاشتعال Flash Point

     المقصود بنقطة الاشتعال :

   هو درجه الحرارة التي عندها تعطى كمية من الزيت بخاراً كافياً للاشتعال المؤقت عند تعريضه للهب  وإذا زادت درجه الحرارة عن حد معين فأن بخار الزيت يشتعل بدون تعرضه اللهب مباشر .

    وقد حددت المواصفات البريطانية نقطه الاشتعال هي 145مْ

(6) درجه التجمد :

زيت المحولات لا يتجمد إلا بعد درجه 30 تحت الصفر المئوي لذلك تعتبر ليست ذات أهميه فى مصر

(7) الحرارة النوعية :

هى كميه الحرارة اللازمة لرفع درجه حرارة جرام من المادة درجة واحدة مئوية . 

فكلما كانت الحرارة النوعية لزيت المحولات أعلى كلما كان الزيت أصلح للاستعمال .

وحددت والمواصفات البريطانية هذه الدرجة على أن تكون 0.35 & 0.5  .

(8) الأحماض والقلويات والكبريت والمواد الغريبة :

الأحماض والقلويات والكبريت  ذات أثر شديد و سيئ على النحاس والمواد العازلة . وتقلل من قوه العزل فيجب أن تقل هذه المواد إلى أقصى حد ممكن .

(9) الكثافة :

 تعتبر الكثافة من أهم خواص الزيت التي تساعد على حساب وزن كميات

وكذلك تعطى فكره عن قبول الزيت للترسيب وزيت المحولات عاده سائل أصغر رائق

 كثافته حوالي (0.88 مم /سم3 عند 15ْ مئوية)

وتبريده اكبر من الهواء بحوالي 11 مره وقوة عزله 300 ك.ف / 2.5 مم

ومعامل تمدده الحجمى = 0.00075 سم3 /سم3 .

                                                    اختبار زيت المحولات

اختبار قوه العزل الكهربي Dielectric Strength 

 الزيت الذي يختبر كهربياً هذا يعنى أنة قد تم اختباره كيميائيا ويعتبر هذا لاختبار من أهم الاختبارات التي تجرى على زيت المحولات لأنة يوضح أهم خاصية للزيت وهى قوه العزل الكهربي للزيت .

قوة العزل الكهربي للزيت تتاثر بما تحتويه من مياه وألياف وشوائب صلبه أخرى والشكل التالي يوضح العلاقة بين قوه العزل الكهربي والرطوبة والشوائب بالزيت من الشكل يلاحظ أن قوه العزل تنخفض بشده للزيادة البسيطة فى الشوائب الصلبة وكذلك عندما يحتوى مياه 10 جزء من المليون .

وبذلك نصت المواصفات IEC على أن يكون اختيار قوه العزل الكهربي

خلال ثغره 2.5 مم عند زيادة فى المعدل 2 ك.ف فى الثانية حيث يبداء من الصفر ويرتفع تدريجياً

حتى يصل إلى جهد انهيار عزل الزيت .

جهاز اختبار قوه العزل الكهربي :

الغرض من الاختبار قياس قوه العزل الكهربي للزيوت المستخدمة فى محولات القدرة الكهربية 

اجهزة الوقاية على المحولات الكهربيه وتحليل مشكلاتها/protection transformer

                                     وقاية المحولات Protection Of Transformers

يمكن تقسيم أجهزة الوقاية الخاصة بالمحولات الى نوعين هما :-

اولا:  الوقاية المركبة على جسم المحول .

ثانيا : الوقاية المركبة على دائرة المحول التي تتعامل مع مشاكل المحول مع الشبكة الكهربية وهى أجهزة الوقاية المستقلة والمركبة فى غرفه خاصة بها (RELAY ROOM) .

اولا: الوقايات المركبة على جسم المحول الأجزاء الآتية :-

1- جهاز الوقاية الغازية                           Gas Relay

2- فتحة الانفجار   Explosion Vent  Pressure Relief   

3- مبينات درجة الحرارة        Temperature Indicators 

4- مبينات مستوى الزيت                 Oil Level Gauges

5- مانعة الصواعق                    Lightning Arrestors

6- وقاية مغير الجهد                        Protective Relay  

        

ثانيا: الوقايات التي تتعامل مع مشاكل المحول مع الشبكة الكهربية .

1- جهاز الوقاية التفاضلية               Differential Protection

2- جهاز الوقاية ضد تسرب الأرضي المحدد  Restricted Earth Fault Protection              

3- جهاز الوقاية ضد زيادة التيار     Over Current Protection

الغرض من المتابع الغازى كجهاز يستخدم لوقاية المحول ( Bochholtz):

·     المتابع الغازي عبارة عن جهاز وقائي يستخدم ليعطى بياناً بالعطل فى المراحل الأولي أو لاتخاذ الخطوة الأولي فى الفصل الفوري للمحول عند حدوث عطل كبير .

    ويمكن ملاحظة أن له غرفه واحدة وعوامتين ومن المعتاد ملئ هذه الغرفة بالزيت .

     ويجرى إدخال هذا المتابع فى الخط الموصل بين المحول والخزان التعويضي .

    وعند تكون الغاز فى المحول ينجم عن تراكمه فى المتابع الغازي مما يسبب إزاحة للزيت .

  وبالنسبة للأعطال الطفيفة ، يحدث إزاحة لكمية صغيرة من الزيت وتنخفض العوامة العليا وينشط هذا الوضع  للملامسات لتحدث صوت الإنذار .ويحدث هبوط بشكل كبير - فى حالة الأعطال الداخلية الخطيرة - فى مستوى الزيت بحيث يضطرب وضع العوامة السفلية وتقوم باعتاق مفتاح التحويل الزئبقي الذي يقوم بتشغيل وحدة وقائية  تقوم هى الأخرى بفصل المحول .

  وإذا حدث فقد فى زيت المحول - مما يتسبب عنة انخفاض مستوى زيت الوحدة ، فانه يحدث اضطراب فى وضع العوامتين . ويعمل أولاً نظام الإنذار ومن بعده عناصر أحداث الدفعة المفاجئة لإغلاق دائرتيها المتواليتين .

                                                    تحليل مشاكل المحولات

1- مشاكل ارتفاع درجة حرارة المحول .2  - مشاكل زيت المحول .- المشاكل الكهربية  والميكانيكية  للمحول .

المشكلة	السبب	الحل
درجة الحرارة مرتفعه داخل المحول (الزيت والملفات )	(1) الهواء المدفوع غير كافي	 يجب التأكد من ان سريان الزيت طبيعي وكذلك الهواء
	(2) المبردات ليست نظيفة ( بها شوائب )	 يجب تنظيف المبردات من الداخل من أى شوائب وذلك باستخدام الهواء المضغوط .
	(3) زيادة التيار	 تقليل الحمل إن أمكن  يمكن تقليل درجة الحرارة بتحسين معامل القدرة للأحمال  مراجعه الدوائر الموصلة بالتوازي واختبار نسب التحويل للمحولات وZ
	(4) ارتفاع درجة حرارة الوسط المحيط .	 يتم علاج هذا بالتهوية الجيدة لغرفة المحولات
	(5) التبريد الغير كافي	 لو ان تبريد المحول عن طريق استخدام وحدات تبريد ( مراوح ) يجب مراجعه وحساب كفاءه الوحدات المركبة (عددها ).
	(6) انخفاض مستوى الزيت فى المحول .	 يجب تزويد المحول بالزيت الى المنسوب الصحيح .
	(7) زيت ملوث بالألياف Sludged Oil	 فى هذه الحالة يستخدم مرشح ذو قوة ضغط
	(8) قصر فى القلب الحديدي	إجراء اختبار تيار الإثارة Exciting Current وكذلك معاوقة المحول بدون حمل

                                               المشاكل الكهربية Electrical Troubles

المشكلة	السبب	الحل
1- انهيار فى الملفات	(1) صواعق (2) قصر (3) حمل زائد (4) تدهور قوة العزل الكهربي للزيت أو وجود مواد غريبة بالزيت .	 سبق مناقشة الحلول لهذه المواضيع .
2- انهيار فى القلب الحديدي	انهيار عزل القلب الحديدي	 اختبار عزل القلب الحديدي .
3- ارتفاع تيار الإثارة	قصر القلب الحديدي	 اختبار مفاقيد القلب الحديدي Core Losses وإذا كانت مرتفعة يجب مراجعة تربيطات الكلامبات واربطه القلب الحديدي بوصلاتها .
4- قيمة جهد غير صحيحة	نسبة التحويل غير مضبوطة	 إما تغيير لوحه الأطراف Terminal board وضبط النسبة أو تغيير توصيله المحول .
	جهد المنبع غير مضبوط ( فوق العادي)	 يجب تغيير مغير الجهد لضبط الجهد السليم للمحول
5- صوت مسموع للأقواس الكهربية الصغيرة ولذلك يسبب التفرغ الجزئي للزيت .	أجزاء معدنية داخل المحول غير مأرضه	 يجب التأكد فى الحال من أن كل الأجزاء المعدنية داخل المحول مأرضه مثل القلب الحديدي والكلامبات الخاصة به .
	ترحيل فى تربيط الوصلات والمسامير والصواميل	 إعادة الوضع الطبيعي بإعادة ربطها جيداً
6- الوميض المرتفع على البوشنجات (Flash Over ) (عوازل الاجتياز)	 صواعق  تلوث البوشنجات ( عوازل - نظافة الاجتياز )	مراجعة والتأكد من الوقايات ضد الصواعق كافية بورسيلين البوشنجات على فترات زمنية تعتمد على تلوث المنطقة .

                                            مشاكل زيت المحول Oil Troubles

المشكلة	السبب	الحل
1-انخفاض قيمة العزل الكهربي للزيت	(1) تكثيف الجو المحيط بالمحول ببخار الماء بسبب التهوية غير الجيدة	 التأكد من أن فتحات التهوية لغرف المحولات غير مسدودة أو معوقة التهوية
	(2) تحطم رق المحول Broken relief diaphragm	 يجب تركيب واحد آخر جديد
	(3) تسريب الفلانشات والوصلات الموجودة بتنك المحول	 مراجعة هذه الأشياء
2- تغير لون الزيت بصورة سيئة	(1) تلوث الزيت بالألياف	 ترشيح +واختبار قوة العزل الكهربي
	(2) كربنة الزيت نتيجة الأقواس الكهربية	 القيام باختبار قوة عزل الزيت الكهربية على الفور والتأكد من آن قيمته سليمة
3- أكسدة الزيت  ( الحموضة )	(1) ارتفاع درجة حرارة المحول	 تقليلا الحمل إن أمكن  تحسين التبريد واختبار عملية تتابع مجموعات التبريد فى العمل .
4- تسريب فى فلانشات الطلمبات		 مراجعتها وعلاجها

بداية نشأت قسم الهندسه الكهربيه

لم يكن فى البداية يوجد قسم خاص بالهندسة الكهربائية ولكن كان مرتبط بعلوم الفيزياء في زمن توماس اديسون و فيرنر فون سيمنس.

وفى البداية كانت  الاكتشافات والاختراعات تتعلق بالشحنة. في عام 1752 اخترع بينيامين فرانكلين موصلة الصواعق و نشر بين 1751 و 1753 نتائج تجاربه تحت عنوان "تجارب ومشاهدات عن الكهرباء" (Experiments and Observations on Electricity) . 

في العام 1800 قام الكساندر فولتا ببناء بطاريته الاولى المساة "عمود فولتا" بعد اعجابه بتجربة اجراها لويجي جالفاني عام 1792.

في العام 1820 قام هانز كريستيان اورستد بعمل تجارب عن انحناء ابرة البوصلة بتاثير التيار الكهربي.

 وفي نفس العام كرر اندريه ماري امبير تلك التجربة واثبت ان سلكين يمر فيهما التيار يؤثران بقوى على بعضهما البعض وعرف خلالها الجهد الكهربي والتيار الكهربي.

مايكل فاراداي قدم اعمال كبيرة في مجال الفيضين الكهربي والمغناطيسي، وعرف ايضا خطوط المجال.

وبناء على اعمال فاراداي قدم جيمس كليرك ماكسويل اعماﻻ في اكمال نظرية الكهرومغناطيسية والكهروديناميكيةـ

وقدم عام 1864 معادﻻت ماكسويل والتي تعتبر أحد أهم اسس الهندسة الكهربية.

فيليب رايس اخترع عام 1860 الهاتف في معهد جارنيير في فريدريكسدورف اﻻ ان اختراعه لم ينل القدر الكافي من الاهتمام، إلى ان "اخترع" الكساندر جراهام بيل عام 1867 أول هاتف قابل للتسويق ونجح بالفعل في تسويقه.

في اطار هندسة التيار العالي يعتبر فيرنر فون سيمنس أحد أهم الاعلام حيث اكتشف عام 1866 مبدأ الدينامو وبنى به أول مولد كهربي وبذلك اصبحت الكهرباء وللمرة الاولى متاحة للاستخدام وبكميات كبيرة.

وفي العام 1876 اخترع توماس إديسون مصباح خيط الكربون مما اعطى الكهرباء دفعة كبيرة إلى داخل المجتمع المدني.

في نفس الوقت عمل نيكوﻻ تسلا و ميكايل فون دوليفو-دوبروولسكي على تطوير التيار المتردد والذي يعتبر اساس الطاقة إلى يومنا هذا.

في العام 1883 اسس ايراسموس كيتلر تخصص الهندسة الكهربائية في جامعة دارمشتات التقنية في ألمانيا (TU-Darmstadt) لتصبح أول مرة تدرس فيها في العالم. واستمرت الدراسة لمدة اربع سنوات ليتخرج الطالب بلقب مهندس كهربائي.

استطاع هاينريش رودولف هيرتز في العام 1884 اثبات معادﻻت ماكسويل عمليا، واثبت وجود الموجات الكهرومغناطيسية ليصبح بذلك مؤسس علم النقل اللاسلكي للاشارات ومؤسس هندسة الاتصاﻻت.

في العام 1896 شغل غوغليلمو ماركوني او محطة إرسال ﻻسلكية على مسافة 3 كم، وبناء على اعماله اصبحت في العام 1990 اولى محطات الارسال والاستقبال الراديوي متوفرة تجاريا.

عام 1905 اخترع جون فليمينغ أول صمام ثنائي، ليتبعه عام 1906 روبرت فون ليبن و لي دو فوريس بالصمام الثلاثي. والتي اعطت مهندسي الاتصاﻻت زخما جديدا كعنصر لتقوية الاشارة.

جون لوجي بيرد اخترع عام 1926 أول جهاز تلفاز ميكانيكي بسيط، وعام 1928 التلفاز الملون. وفي نفس العام تمت أول عملية بث للتلفاز عبر المحيط من لندن إلى نيويورك.

وفي العام 1931 قدم مانفريد فون اردينه اول تلفاز كهربائي على اساس اسطوانة اشعة الكاثود.

عام 1942 قدم الالماني كونراد تسوزه او حاسوب كامل الوضائف تحت مسمى Z3، ليلحقه في العام 1946 جون ايكرت و جون ماوكلي بجهازهما ENIAC اختصارا لـ" الحاسوب والمكامل العددي الالكتروني" (Electronic Numerical Integrator and Computer) ليعلن رسميا عن زمن الحاسوب، الامر الذي قدم خدمات كبيرة للمؤسسات العلمية مثل ناسا التي اعتمدت الحواسيب لدعم برنامجها ابولو.

اختراع الترانزيستور على ايدي وليام شوكلي، جون باردين و والتر براتاين عام 1947 في معامل بيل فتح امام الجميع افاق جديدة في تقنية اشباه الموصلات والدوائر المتكاملة وسمح للمصنعين بتصغير حجم الاجهزة بشكل دراماتيكي.

في العام 1958 اخترع جي سي ديفول و جاي انغلبرجر أول روبوت صناعي ليستخدم عام 1960 ﻻول مرة في مصانع جينرال موتورز.

وفي معامل شركة انتل اخترع مارشيان هوف في العام 1968 أول مايكروبروسيسور بطلب من شركة يابانيه لتصميم جهاز حاسب صغير الحجم ليتم في العام 1969 تصنيع أول مايكروبروسيسور (intel 4004).

قامت فيليبس عام 1978 بتصنيع أول قرص مدمج CD لتخزين البيانات رقميا، وبعد تعاون مع شركة سوني نتج عام 1982 القرص المدمج الصوتي Audio-CD لينتج في النهاية نسق الـ CD-ROM في العام 1985.