اختبار الدائرة المفتوحة على المحول الكهربائي

الهدف الرئيسي من اختبار الدائرة المفتوحة على المحولات:

من الممكن التنبؤ بأداء محول على مستويات مختلفة من الحمل من خلال معرفة جميع معلومات الدائرة المكافئة، كما يتم توفير معلومات الدائرة المستهدفة من حيث بيانات اختبار الدائرة المفتوحة (OC) “والدائرة القصيرة” (SC) للمحول، وذلك بدون تحميل المحول فعلياً، بحيث يعطي هذان الاختباران المقدّران نتائج الاختبار، والتي تُستخدم لتحديد معطيات “الدائرة المكافئة”.

ومن خلال هذه المعلمات؛ فإنه يمكننا بسهولة تحديد كفاءة وتنظيم المحول في أي حالة لعامل القدرة، وكذلك في أي حالة تحميل، بحيث تسمى هذه الطريقة لإيجاد معلمات المحول كطريقة تحميل غير مباشر، حيث يبين هذا الطرح كيفية إجراء هذه الاختبارات وكيفية تحديد المعلمات المكافئة من بيانات الاختبار وأهمية الجانب (HV) أو (LV) الذي سيتم تنفيذ الحساب فيه.

فتح الدائرة أو اختبار عدم التحميل على المحول:

يتم إجراء هذا الاختبار لمعرفة التحويلة أو عدم وجود معلمات فرع التحميل للدائرة المكافئة للمحول الكهربائي، كما ينتج عن هذا الاختبار خسائر الحديد وعدم وجود قيم “لتيار الحمل”، وبالتالي يمكننا تحديد معلمات فرع عدم التحميل بحسابات بسيطة.

وكما يشير الاسم نفسه؛ فإن محطات الحمل الجانبي الثانوية، والخاصة بالمحول، تبقى عندها مفتوحة ويتم تطبيق جهد اداخل على الجانب الأساسي (الابتدائي)، ونظراً لإجراء هذا الاختبار دون وضع أي حمل، حيث يُطلق على هذا الاختبار أيضاً اسم اختبار عدم التحميل.

كيفية إجراء اختبار الدائرة المفتوحة؟

يتم إجراء اختبار الدائرة المفتوحة (OC) عن طريق ربط جانب الجهد الكهربائي المنخفض (كأساسي) للمحول بمصدر التيار المتردد، وذلك من خلال أدوات فاراك و”مقياس التيار الكهربائي” ومقياس الفولتية “الفولتميتر” ومقياس القدرة “الواتميتر”، كما تُترك الأطراف الثانوية الجانبية أو الأطراف الجانبية (HV) مفتوحة، وفي بعض الحالات يتم توصيل الفولتميتر عبرها لقياس الجهد الثانوي.

حيث يقرأ الفولتميتر الجانبي الأساسي من الفولتية التي تم تطبيقها على المحول، ويقرأ مقياس التيار الكهربائي عدم وجود حمل، كما ويعطي “مقياس الواتميتر” مقدار طاقة الإدخال والمتغير المستخدم لتغيير الجهد المطبق مسبقاً على المحول بحيث يتم تطبيق الجهد المقنن على التردد المقنن، بحيث يظهر ترتيب اختبار (OC) للمحول في الشكل أدناه:

عندما يتم إعطاء “إمداد أحادي الطور” للمحول؛ فإنه يتم ضبط القيمة المقدرة للجهد الابتدائي عن طريق تبديل القيمة الأساسية للمتغير في هذا الجهد المقنن، كما يجب أخذ قراءات التيار الكهربائي والواط، ومن هذا الاختبار؛ فإننا نحصل على الجهد المقنن (VO) أو الإدخال أو عدم تحميل التيار (IO) وقدرة الإدخال (WO).

ومن المعلوم أنه عندما لا يكون المحول في حالة عدم تحميل؛ فإن تيار عدم التحميل أو التيار الأساسي يكون صغيراً جداً، وعادةً من (3 – 5) في المائة من القيمة الحالية المقدرة، وبالتالي؛ فإن فقدان النحاس في الملف الأولي لا يكاد يذكر.

في اختبار (OC)؛ فإنه يتم تشغيل المحول بجهد مقنن بتردد مقنن بحيث يكون الحد الأقصى للخسارة هو التدفق في القلب، ونظراً لأن خسائر الحديد أو القلب في الجهد المقنن، يتم سحب مدخلات الطاقة لتزويد المحولات بخسارة الحديد تحت أي حمل.

كما يتم حساب معلمات (no load shunt)، من اختبار (OC) بواسطة عامل عدم القدرة على التحميل، وهو [Cos ΦO = WO / VOIO]، وبمجرد الحصول على عامل القدرة؛ فإنه يتم تحديد التيارات المكونة لعدم التحميل على النحو التالي، ومع الأخذ بعين الاعتبار (WO) هي عبارة عن خسائر الحديد:

• مكون ممغنط لتيار بدون حمل (Im = IO sin Φ O).

• مكون الخسارة الأساسية لعدم وجود حمل الحالي (Im = IO cos Φ O).

• تفاعل الفرع الممغنط  (XO = VO / Im).

• المقاومة تمثل الخسارة الأساسية (RO = VO / IO).

لذلك عندما يعمل المحول بدون حمل؛ فإنه يكون التيار المرسوم بواسطة التحويلة أو المعلمات المتوازية صغيراً جداً، وذلك حوالي (2-5) بالمائة من التيار المقنن، وبالتالي سوف يتدفق تيار منخفض عبر الدائرة أثناء اختبار (OC)، ولكي تكون قابلة للقراءة بواسطة الأجهزة؛ فإنه يجب إجراء قياسات الجهد والتيار والطاقة في جانب الجهد المنخفض.

وأيضاً يجب تحديد ملفات التيار منخفضة المدى ومقياس التيار المنخفض، كما أن عامل القدرة للمحول عند عدم وجود حمل منخفض جداً، والتي تكون عادة أقل من (0.5) لذلك، من أجل العمل بهذه القيمة المنخفضة؛ فإنه يتم تحديد مقياس (LPF) واط، وهي الدائرة المكافئة التي تم الحصول عليها عن طريق اختبار (OC) موضحة أدناه: