A حاسبة المحولات يحول قدرة الحمل، والجهد، والوجه (الطور)، ومعامل القدرة، والكفاءة إلى الكيلوفولت أمبير (kVA) والتيار اللازمين للاختيار الأولي. النتيجة هي نقطة بداية. يجب أن تُراعى أيضاً في المواصفات الموثوقة الطلب والتنوع، وبدء تشغيل المحركات، والتوافقات، ودرجة حرارة المحيط، والارتفاع، والممانعة، وتيار العطل، وتنظيم الجهد، والنمو المستقبلي، والتقييمات القياسية للشركة المصنعة.
صلاحيات محولات القدرة كيلو فولت أمبير (kVA)
حاسبة محول أحادي الطور
بالنسبة لدارة أحادية الوجه،, كيلو فولت أمبير = الفولت × الأمبير ÷ ١,٠٠٠. بعد إعادة الترتيب، يصبح تيار الحمل الكامل التيار = كيلو فولت أمبير × ١,٠٠٠ ÷ الجهد. لذلك، فإن محولاً ثانوياً بقدرة 75 كيلو فولت أمبير و240 فولت له تيار حمل كامل محسوب يبلغ 312.5 أمبير.
حاسبة محول ثلاثي الطور
بالنسبة لدائرة ثلاثية الطور متوازنة،, كيلو فولت أمبير = √3 × الجهدإل إل × I ÷ 1,000. الحالي هو التيار = كيلوفولت أمبير × 1000 ÷ (الجذر التربيعي لـ 3 × الجهد)إل إل). محول قدرته 1000 كيلو فولت أمبير عند جهد 400 فولت، تيار الحمل الكامل الثانوي له يبلغ حوالي 1443 أمبير.
إذا تم توطئة معلومات الحمل بالكيلوواط (kW)، فقم بالتقدير كيلو فولت أمแปر = كيلوواط ÷ (معامل القدرة × الكفاءة). لا تقم بإضافة قيم الكيلوواط (kW) والكيلوفولت أمبير (kVA) مباشرة. قم بتحويل كل حمل إلى أساس مشترك قبل تطبيق افتراضات الطلب والتنوع.
طريقة تحديد حجم المحول خطوة بخطوة
- أدرج كل حمل مع الجهد، والوجه (الفاصل)، والكيلوواط أو الكيلوفولت أمبير، ومعامل القدرة، والكفاءة، وطريقة البدء، ودورة التشغيل، وخصائص التوافقيات.
- تحويل الأحمال إلى كيلو فولت أمبير (kVA) وتطبيق عوامل الطلب والتنوع المبررة.
- تحقق من أكبر محرك أو حمل دوري بشكل منفصل لمعرفة هبوط جهد البدء والواجب الحراري.
- إضافة سعة توسعة موثقة دون إنشاء تضخم مفرط وطويل الأمد بالحجم.
- اختر تصنيف المحول القياسي المناسب التالي وتأكد من صحته مع الشركة المصنعة.
بالنسبة للمرافق الحيوية، قم بتقييم التشغيل في حالات الطوارئ والوفرة. قد يحتاج محولان يتشاركان الحمل العادي إلى سعة كافية للأحمال الأساسية بعد إزالة وحدة واحدة، وذلك اعتماداً على مستوى الخدمة المطلوب.
جدول مقارنة واختيار سريع
استخدم هذا الجدول كمراجعة سريعة لقرارات الهندسة والمشتريات الرئيسية التي تم شرحها في المقال.
| منطقة القرار | المعنى العملي | ما الذي يجب التحقق منه |
|---|---|---|
| صلاحيات محولات القدرة كيلو فولت أمبير (kVA) | بالنسبة لدارة أحادية الطور: كيلو فولت أمبير (kVA) = الجهد (V) × التيار (I) ÷ 1,000. . | بالإعادة، تيار الحمل الكامل هو I = kVA × 1,000 ÷ V . |
| طريقة تحديد حجم المحول خطوة بخطوة | بالنسبة للمرافق الحيوية، قم بتقييم عمليات الطوارئ والازدواجية. | قد يحتاج محولان يشتركان في الحمل العادي إلى سعة كافية للأحمال الأساسية بعد إزالة إحدى الوحدات، وذلك اعتماداً على مستوى الخدمة المطلوبة. |
| مثال على التيار الابتدائي والثانوي | اعتبر محولاً ثلاثي الأطوار بقدرة 500 كيلو فولت أمبير، وجهد مقنن 10 كيلو فولت / 400 فولت. | التيار الابتدائي هو تقريباً 28.9 أمبير: 500,000 ÷ (√3 × 10,000). |
| مفاهيم حاسبة ممانعة المحول | معاوقة النسبة المئوية هي نسبة الجهد المقنن اللازم لإحداث سمر التيار المقنن مع جعل الملف الثانوي في حالة قصر تحت ظروف الاختبار. | التقدير التقريبي المتماثل لتيار الصدع الطرفي هو I_(sc) ≈ I_(FL) × 100 ÷ Z₁TP₃T، بافتراض وجود مصدر قوي. |
| تحديد حجم الفيوز، القاطع، والأسلاك | لا يمكن اختزال حاسبة حجم منصهر المحول الأساسي في معامل ضرب عالمي واحد. | يجب أن تسمح الحماية بتيار البدء المغناطيسي والحمل الزائد العادي بينما تقوم بإزالة الأعطال الضارة ضمن منحنى تحمل المحول. |
مثال على التيار الابتدائي والثانوي
اعتبر محولاً ثلاثي الأطوار بقوة 500 كيلو فولت أمبير، مصنيفاً بجهد 10 كيلو فولت / 400 فولت. التيار الابتدائي يبلغ تقريباً 28.9 أمبير: 500,000 ÷ (√3 × 10,000). التيار الثانوي يبلغ تقريباً 721.7 أمبير: 500,000 ÷ (√3 × 400). القيم المقاسة فعلياً تعتمد على الحمل، والجهد، والفاقد، وعدم الاتزان، والتوافقات.
يساعد هذا الحساب الحالي في مقارنة المنتجات مثل محول جاف من نوع SCB10 مع مفاتيح التوزيع والكابلات المتصلة، ولكنه لا يحل محل دراسة تنسيق متكاملة.
مفاهيم حاسبة ممانعة المحول
الممانعة النسبة هي نسبة الجهد المقنن اللازم لإحداث سريان التيار المقنن مع عمل قصر على الملف الثانوي تحت ظروف الاختبار. وتقدير تيار قصر الأطراف المتماثل التقريبي هو Iالرمز البريدي ≈ أنافل × 100 ÷ Z%, ، بافتراض وجود مصدر قوي. مع مقاومة تبلغ 6%، يبلغ التيار المثالي حوالي 16.7 ضعف تيار الحمل الكامل.
تشتمل نتيجة النظام الحقيقي أيضاً على ممانعة مصدر المرافق، وممانعة المحول العلوي، والكابلات، والقضبان، والمحركات، ونسبة التفاعل إلى المقاومة (X/R). استخدم دراسة صحيحة لقصر الدائرة الكهربائية لتقييم قدرات المعدات على المقاطعة والتحمل.
تحديد حجم الفيوز، القاطع، والأسلاك
لا يمكن اختصار حاسبة حجم منصهر (فيوز) الملف الابتدائي للمحول في معامل ضرب عام واحد. يجب أن تسمح الحماية بتيار التدفق المغناطيسي والحمل الزائد الطبيعي مع إزالة الأعطال الضارة ضمن منحنى تحمُّل المحول. تحدد القواعد الكهربائية المحلية، والجهد، ونوع المحول، والمانعة (الممانعة)، والتنسيق في المنبع، والحماية الثانوية، وتوصيات الشركة المصنعة الإعدادات المسموح بها.
وبالمثل، يعتمد حجم السلك على سعة التيار، وطريقة التمديد، ودرجة الحرارة المحيطة، وتجميع الأسلاك، وتصنيف العزل، وهبوط الجهد، والتحمل الحراري لقصر الدائرة، وتصنيف نقاط النهاية، والقواعد المطبقة. قم بالتنسيق بين الموصلات الثانوية والقاطع الرئيسي مع المحدد لوحة مفاتيح منخفضة الجهد.
حساب محول خفض ورفع الجهد
بالنسبة لتطبيقات محولات خفض/رفع الجهد (buck-boost)، احسب أولاً تغير الجهد المطلوب وتیار الحمل. إن قدرة الكيلوفولت أمبير (kVA) المحولة تساوي تقريباً تصحيح الجهد مضروباً في تيار الحمل، ومقسوماً على 1,000 بالنسبة للوجه الواحد (single phase). ونظراً لأن توصيلة المحول الذاتي (autotransformer) تنقل جزءاً كبيراً من القدرة توصيلْياً، فقد تكون قدرة الوحدة (kVA) أصغر من قدرة الحمل (kVA). استخدم جدول توصيلات الشركة المصنعة لمعرفة المصدر الدقيق، وvolt الهدف، والوجه، والوحدة.
المعلومات المطلوبة للاختيار النهائي
قم بتزويد المورد بالجهد الأساسي والثانوي للمحول، وعدد الأطوار، والتردد، والقدرة الظاهرة المستمرة وذات الذروة (كيلو فولت أمبير)، ونوع الحمل، وطيف التوافقيات، ومجموعة التوصيل، والمغيرات الحنفية (المصنفات)، والممانعة، مستوى العزل، الغلاف، التبريد، درجة الحرارة المحيطة، الارتفاع عن سطح البحر، الهدف المحدد للضوضاء، متطلبات الكفاءة، الملحقات، والمعايير المطلوبة. جدول الأحمال الشفاف يجعل الحساب قابلاً للمراجعة والتدقيق ويمنع الدقة الوهمية.
الصيغ المستخدمة في حاسبة محول الطاقة
طور واحد: كيلو فولت أمبير = الفولت × الأمبير ÷ 1,000. ثلاثة أطوار: كيلو فولت أمبير = 1.732 × الفولت × الأمبير ÷ 1,000. إعادة الترتيب تعطي التيار. عند البدء من الكيلووات المفيد، اقسم على معامل القدرة والكفاءة حسب الاقتضاء قبل اختيار كيلو فولت أمبير للمحول.
كيفية تفسير نتائج الآلة الحاسبة
القيمة المحسوبة هي نقطة بداية كهربائية، وليست اختياراً تلقائياً للمنتج. تحقق من تنوع الأحمال، وبدء تشغيل المحركات، والتوافقيات، ودرجة الحرارة المحيطة، والممانعة، وتنظيم الجهد، والنمو المستقبلي. احسب تياري الملفين، ثم نسّق الكابلات وأجهزة الحماية باستخدام قواعد التركيب السارية وبيانات المُصنِّع.
المراجع الفنية والقراءة الإضافية
تدعم المصادر المستقلة التالية المعايير والمصطلحات والحسابات وسياق السلامة التي تمت مناقشتها في هذا الدليل:
- معيار المحولات الكهربائية IEC 60076-1 — النطاق، المصطلحات، التقييمات، رموز التوصيل، الاختبار، السلامة، والمتطلبات العامة لمحولات الطاقة.
- وزارة الطاقة الأمريكية: محولات التوزيع — التعريفات الرسمية، ومتطلبات الكفاءة، وإجراءات الاختبار، والموارد التنظيمية لمولات التوزيع.
- متطلبات إدارة السلامة والصحة المهنية (أوشا) لنقل وتوزيع الطاقة الكهربائية — متطلبات السلامة ذات الصلة بالإنشاءات والعمل حول معدات نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية.
