malakwab
06-04-2015, 09:35 PM
ماهي العوامل التي يجب ان تؤخذ في حسابات تصميم الانارة :يجب معرفة بعض المعلومات عن المكان الذي تريد عمل إنارة لهمثل :
1- طبيعة المكان ( سكن خاص أو صناعي أو تجاري ............ ) حيث أنلكل مكان اضاءة خاصة به تحسب باللكس ( Lux ) وهذه موجودة في جداول المواصفاتالحكومية ( عندنا في الكويت المواصفات البريطانية ) و اللكس هو شدة الإضاءة للمترالمربع
2- نحسب مساحة ( area ) المكان المراد إنارته بالمتر المربع .
3- الإضاءة الكلية للمكان ( Lumen ) و ذلك حسب ما يلي :
Lumen = area x luxو Lumen هو الإضاءة الناتجة من مصدرالإضاءة ( المصباح ) و تكون مسجلة عليه من المصنع و كذلك القدرة الكهربائية للمعلقة ( وحدة الإضاءة ) بالواط ( watt ) ومنه يمكن معرفة الحمل الكهربائي الكلي .
هذه هي إحدى الطرق المتبعة لحساب الإنارة و أود أن أشير هنا إلى أنه يوجدعوامل أخرى تدخل في عملي التصميم مثل الاستهلاك و النظافة و كفاءة المصباح هي عواملقد تعقد من عملي التصميم
المحولات الكهربية
تعريف المحول:
هو معدة ساكنة لا تحتوى على أي أجزاء متحركة تستخدم لنقل القدرة الكهربية من جهة إلى جهة أخري وذلك بتغيير قيم مكونات هذه القدرة (الجهد والتيار ) مع المحافظة على التردد.
وعادة يسمي الملف المتصل بمصدر الجهد بالملف الابتدائي كما يسمي الملف المتصل بالحمل بالملف الثانوي.
استخدامات المحولات:
1. تستخدم المحولات لنقل القدرة الكهربية لمسافات بعيدة من أماكن توليدها إلى أماكن توزيعها واستخدامها.
2. تستخدم المحولات مع أجهزة القياس والوقاية عندما تكون التيارات والجهود الكهربية عالية وذلك بخفض قيم التيارات أو الجهود إلى قيم صغيرة يمكن قياسها والتعامل معها.
3. تستخدم المحولات في العزل الكهربائي بغرض منع الشوشرة الكهرومغناطيسية في الدوائر الإلكترونية.
4. تستخدم المحولات في اغلب الأجهزة الكهربية والالكترونية للحصول على جهود تشغيل هذه الأجهزة والتي تعتبر صغيرة جدا بالمقارنة بجهد المصدر.
5. تستخدم المحولات أيضا للموائمة ( التوفيق ) بين الممانعات.
تركيب المحول:
يتركب المحول عموما من:
1- قلب حديدي مصنوع من رقائق من الألواح المصنوعة من الصلب السليكوني.
2- ملفين من الأسلاك الكهربية المعزولة احدهما هو الملف الابتدائي والآخر هو الملف الثانوي ويتم لفهما على جانبي القلب الحديدي.
أي انه يمكن اعتبار المحول مكون من دائرتين احداهما دائرة مغناطيسية والأخرى دائرة كهربية حيث يمثل القلب الحديدي الدائرة المغناطيسية و تمثل الملفات الدائرة الكهربية.
تصنيف المحولات من حيث نسبة التحويل:
1. محولات رفع Step-up
2. محولات خفض Step-down
ملحوظة:
أى محول يمكن ان يعمل كمحول خافض أو محول رافع أعتمادا على أتجاه الغذية و لا يوجد بين المحول الرافع او المحول الخافض أى اختلاف فى التركيب او التصميم.
* تصنيف المحولات من حيث الوظيفة الكهربية:
1. محولات قدرة ( Power Transformer ) وهى المحولات المستخدمة فى شبكات النقل الكهربية ومحطات التوليد الكهربية.
الشكل التالى يوضح صورة محول قدرة جهد 132/11 كيلو فولت
محولات نوزيع ( Distribution Transformer ) و هى المحولات المستخدمة فى شبكات التوزيع الكهربائية و تكون قدرة هذة المحولات أقل من MVA 5 .
3- محولات قياس و تنقسم إلى نوعين
1 - محولات جهد Voltage Transformer .
2 - محولات التيار Current Transformer.
* تركيب المحول Construction of Transformer
يتركب المحول من ثلاثة أجزاء رئيسية هى:
- الملف الأبتدائى Primary Winding
- الملف الثانوى Secondary Winding
- القلب الحديدى Core
العناصر الثلاثة الذكورة اعلاه هى اجزاء المحول الأساسية اما فى محولات الفدرة ( Power Transformer ) فيتم إضافة الأجزاء التالية
- خزان الزيت الرئيسى Main Tank
- خزان التمدد Conservator
- ريديتر ( مجموعة مواسير للتبريد الزيت ) Radiator
- طلمبة ضخ الزيت Oil pump
- مجموعة مراوح التبريد Cooling Fan
- منظم الجهد Tap Changer
- عازل أختراق الجهد العالى HV Pushing
- عازل أختراق الجهد المنخفض LV Pushing
حدوث الضوضاء فى المحولات بيكون راجع الأجزاء الميكانيكية الغير مثبته بالأسلوب الصحيبح و احيانا من عدم التثبيت الجيد لرقائق القلب الحديدى و تزداد هذة الضوضاء كلما ازدات الحمل نتيجة لزيادة التيار الكهربى و بالتالى زيادة المجال المغناطيسى.
و المواصفات العالمية IEC تحدد قيمة هذة الضوضاء بوحدة قياس الديسبل طبقا لحجم المحول و جهد التشغيل و قدرة المحول و هذة موضوعة فى جداول طبقا لمواصفات المحول و اذا زادت هذة القيم عن القيم المحددة فهذا معناه وجود خلل بالمحول.
بالنسبة للتردد اذا قل يزداد الفيض المغناطيسى و التالى من الممكن ان يكون له تاثير على زيادة نسبة الضوضاء
يتم حساب المفاقيد الحديدية فى المحول و بتحليل هذة المعادلة و معرفة المتغرات التى تتحكم فيها نعرف كيف بتم تقليل المفاقيد فى محولات القدرة
Pe= K * t^2 * B^2 *F^2/Ro W/Kg
حيث
Pe قية المفاقيد الحديدية بالوات لكل كيلو جرام من وزن القلب الحديد
K رقم ثابت يعتمد على نوع سبيكة الحديد المصنوع منها القلب الحديدى
t سمك شرائح الحديد المصنوع منها القلب
F تردد التيار الكهربى
Ro قيمة المقاومة النوعية للقلب الحديدى
B كثافة الفيض المغناطيسى
و من المعادلة السابقة نجد ان قيمة المفاقيد تتناسب طرديا مع مربع التردد و مربع الفيض المغناطيسى و مربع سمك الشرائح المصنوع منها القلب الحديدى و تتناسب عكسى مع المقاومة النوعية لمادة القلب
و مما سبق يمكن تقليل المفاقيد الحديد و التيارات الدوامية عن طريق
1- تقليل كثافة الفيض المغناطيسى
2- استخدام سبيكة من الحديد لها مقاومة نوعية عالية
3 - استخدام شرائح ذات سمك صغير
يصنع القلب الحديدى من شرائح الحديد السلكونى لتقليل التيارات الدوامية و تقليل المفاقيد
كيف يعمل جهاز انذار الحريق
جهاز انذار الحريق
جهاز كشف الدخان المستخدم للتحذير من اندلاع حريق في غرفة أو مبني من الاجهزة الهامة والضرورية فبالرغم من انخفاض تكلفتها التي تبلغ في حدود 15 دولار فإنها تقي من نشوب حريق قد يقضي على ممتلكات مؤسسة بكاملها. يتكون جهاز كاشف الدخان Smoke Detector من جزئين اساسيين اولهما مجس حساس للضوء وهو الفوتوديود Photodiode والجزء الثاني هو جهاز الكتروني يصدر صوت منبه مرتفع. يعمل جهاز انذار الحريق من خلال بطارية 9 فولت أو من خلال مزود الكهرباء المنزلي.
فكرة عمل جهاز انذار الحريق
يعتمد هذا النوع من كاشف الدخان على فوتوديود وهو حساس للضوء، وإذا ما تم تصميم دائرة إلكترونية بحيث اذا سقط الضوء على الفوتوديود تصدر الدائرة الإلكترونية جرس منبه ذو صوت عالي. وهذه فكرة عمل جهاز انذار الحريق حيث أن الجهاز يحتوي على شعاع ضوئي عادي يصدر من ديود باعث للضوء LED مثبت في نهاية انبوبة اسطوانية الشكل وعلى زاوية 90 درجة يتفرع اسطوانة اخرى مثبت في نهايتها فوتوديود.
في حالة تواجد دخان كثيف في الغرفة فإن هذا الدخان سيدخل من الجهة المقابلة للاسطوانة المثبت بها المصدر الضوئي وسيعمل على تشتيت الضوء ليسقط على الفوتوديود وبالتالي سيتم تفعيل الدائرة الإلكترونية التي بدورها ستطلق صفارة الإنذار
الأعطال الكهربائية
يمكن تحديد أنواع الأعطال الكهربائية التي تحدث في التمديدات الكهربائية أو الأجهزة والمعدات الكهربائية بحسب التعريفات التالية(1):
أعطال الدائرة المفتوحة
ويحصل عند انقطاع أحد الموصلات (الأسلاك) وعندها ينقطع التيار الكهربائي وتتوقف الآلات والأجزاء التي يغذيها هذا الموصل عن العمل أو الإضاءة، وهذا النوع لا يشكل خطورة تذكر وتعود الآلات إلى العمل بمجرد إعادة توصيل الدائرة.
قصر الدائرة
ويحصل عند تماس موصلين مختلفين أو أكثر فيما بينهما ويتسبب عن ذلك مرور تيار كبير وشديد الخطورة، وبسبب هذا التيار الكبير تعمل المنصهرات (fuses) أو القواطع (Circuit breakers) على حماية الجهاز بفصل الدائرة عن المنبع (أو المصدر) وبذلك نتجنب حصول حريق في التجهيزات الكهربائية أو خلل في أداء وظائفها.
تفتت أو انهيار العازلية
ويحدث عند تلف جزء من العازل (البلاستيك) المحيط بالموصل الكهربائي ما يؤدي إلى التماس بين الموصل وجسم الآلية، وتصبح الآلة عندئذ مصدر خطر لأنها تكهرب كل من يمسها أو تلامسه (إذا لم تكن هناك أجهزة حماية كالخط الأرضي) وقد تسبب الوفاة إذا كان ملامسها واقفًا على أرض رطبة أو كان ممسكًا باليد الأخرى أجسامًا معدنية موصولة بالأرض.
المزايا الإقتصادية والفنية لربط الأنظمة الكهربائية
▪ لقد إزدادت أهمية الربط بين أنظمة القوى الكهربائية ويعود ذلك بسبب إعتماد العالم كله على الكهرباء وسهولة نقلها بين أقطاره المترامية ، بالإضافة إلى فائدتها الإقتصادية والفنية المشتركة من إستقرار في الشبكات الكهربائية وإستمرارية في التغذية وتوفير في التكاليف ، ومما لا شك فيه أن الربط الكهربائي يشكل أساساً علمياً يجب الأخذ به ، ومحاولة تطبيقه على الأنظمة المتكاملة المعزولة عن بعضها البعض متى ما كان ذلك مناسباً .
حيث أن للربط الكهربائي مزايا متعددة ، ومن تك المزايا مجابهة الأحمال المستقبلية و مجابهة خروج الوحدات المولدة للطاقة الكهربائية من النظام ، بالإضافة إلى تقليل إحتمالية الإنقطاعات الكهربائية وما تسببه من تأثير وخسائر على المستهلكين بإختلاف فئاتهم وحاجاتهم للطاقة الكهربائية .
▪ لماذا الربط الكهربائي؟
إن الهدف الأساسي لاي نظام للقوى الكهربائية إمداد المستهلك بالطاقة الكهربائية بأقصى درجات الاعتماد الممكنة وبأقصى درجات الاقتصاد في تكاليف توليد الطاقة الكهربائية الممكنة . ومما لا شك فيه أن مخاطر فشل النظام الكهربائي وعدم مقدرته على مجابهة الأحمال المستقبلية وما يتبع ذلك يضل أمراً قائماً ، ذلك أن هذا الفشل ينتج لعجز في التوليد أو إرتفاع مفاجئ للأحمال أو غيرها ذو طبيعة عشوائية .
أثناء التخطيط لإنشاء أنظمة القوى الكهربائية يجب أن يراعى قابلية التوسع في قدرات التوليد متى ما كان ذلك ضرورياً ، وإنشاء الوحدات المولدة الجديدة هي أحد الخيارات المتاحة إلا أن تكاليف إنشاء هذه الوحدات الجديدة باهظة الثمن .
وهنا يأتي دور الربط الكهربائي إذ يعتبر هو الخيار الأفضل وخاصة إذا كان هذا الربط بين عدد من المناطق المختلفة في حيث قدراتها التوليدية ونمط أحمالها وإختلاف حدوث أحمالها الذروية .
فالربط الكهربائي يقلل من مخاطر القطع الكهربائي مما يؤدي إلى تحسين مستوى الإعتمادية .
الكونتاكتور
الكونتاكتور هو القاطع الالي نطلق عليه اسم القاطع الصناعي وهو قاطع يختلف عن القواطع المستخدمه في اللوحات الكهربائية المنزليه من ناحية الشكل والاستخدام والحجم وهو يستعمل في الكهرباء الصناعيه ويركب في اللوحات الصناعيه التي يستخدم بها التيار الثلاثي ( L1 –L2- L3- ) ويحتوي هذا القاطع علي عدة تماسات ومنها مايسمي تماسات دارة الاستطاعه – وتماسات دارة التحكم – ومنها التماسات المساعدة وتماسات التثبيت 0 ويقوم هذا القاطع بوصل او فصل التيار الكهربائي عن المحركات الكهربائية او الالات الكهربائية التي يتحكم بها هذا القاطع وهو يعمل علي مجال التحريض المغناطيسي عند توصيل التيار للملف ( البوبين) يتحرك الجزء المتحرك من الملف ويلتصق باالجزء الثابت ويتم بذلك وصل تماسات الاستطاعه فيصل التيار للمحرك وتتم عمليه تشغيل القاطع بواسطة ضواغط خاصه للتشغيل (ستارت) وضواغط خاصه للايقاف ( ستوب) وتحتوي هذة الضواغط علي تماس مغلق وتماس مفتوح كما ان القاطع ايضا يحتوي علي تماسات مغلقه واخري مفتوحه ولكل من هذة التماسات عملها الخاص بها 0 وللقواطع انواع واحجام واشكال مختلفه وقياسات تختلف عن بعضها ويتم اختيار القاطع مايتناسب مع لوحه موصفات المحرك – الاستطاعه – التيار – قوة التحمل – التوتر –
ولهذا القاطع مجالات كثيرة وعديدة في الاستعمال وله فوائد كبيرة كما انه يستعمل في لوحات المصاعد الكهربائية والسلالم المتحركه والروافع الكهربائية وفي لوحات ابار الماء والمولدات الكهربائية في عملية التحويل الالي للتيار الكهربائي عند الانقطاع ( يلاحظ ذلك في المستشفيات ) ويكون القاطع مرقم حسب الاستعمال وتكون تماسات الاستطاعه من الاعلي وترقيم تماسات الاستطاعه يكون بشكل متقابل ( 1 – 2 - 3- 4- 5- 6- ) مدخل ومخرج التيار وتكون تماسات دارة التحكم من الاسفل ولها ارقام خاصه لتوصليها ومنها تماسات مغلقه وتماسات مفتوحه وتماسات للتثبيت التشغيل وفي اغلب الاحيان يكون هذا التماس رقم ( 13- 14- ) اضافة الي تماس الملف الذي يوصل به فاز – نتر – عن طريق ضاغطه التشغيل ( L1—N ) ويرقم الملف بحرف – A B - - -ونستطيع ايضا تركيب تماسات اضيافيه اذا دعت الحاجه لذلك ويمكن تركيب علي القاطع من ناحية تماسات الاستطاعه ريلها ت حررايه للحمايه من ارتفاع زيادة التيار ودرجة الحرارة ولهل تماسات تصبح مشتركه مع تماسات الكونتاكتور ولها تماسات خاصه بها وهي تقوم بفصل التيا ر عن القاطع وبالتالي يفصل القاطع التيار عن المحرك في حال ارتفاع دراجة الحرارة ولها عدة تماسات ومنها تماس رقم 95 في اغلب الاحيان توصل من خلال هذا التماس لمبه اشارة تعرف بلمبة الخطاء توجد في اللوحه الكهربائية تضيء هذة الاشارة في وجود خطاء او عطل 0
ويستعمل القاطع الالي في امور كثيرة ومنها لتشغيل المحركات الكهربائية مع عكس حركة المحرك ( يمين - يسار ) والمعروف انه لعكس حركة دوارن المحرك الثلاثي يكون باستبدال فاز مكان فاز والقاطع الالي يقوم بهذا التبديل ومن الاستعمالات للقاطع يتم اقلاع المحركات الثقيله والتي تسحب شدة تيار كبيرة جدا عند اقلاعها ولتخفيف ذلك يقوم القاطع بعملية اقلاع مايسمي نجمي مثلثي واغلب الاستعمالات لهذا القاطع يكون في المجال الصناعي 0ولكن يستخدم في ايضا في مجالات اخري في الانارة العامه مثل انارة الشوارع والطرق الرئسيه والحدائق العامه ويستخدم ايضا في اشارات المرور الضوئيه ما استخدام الريلهيات الزمنيه المؤقت الزمني
وانا استخدم القاطع لتحكم بخليه ضوئيه للانارة العامه ( عند غياب الشمس )
هبوط التوتر في الاسلاك الكهربائية
______________________
ماهو هبوط التوتر وكيف يحصل ؟
من المتعارف عليه ان سريان التيار في الاسلاك الكهربائية يتحول جزء من التيار الي حرارة ناتجه عن المقاومه الأوميه للناقل الكهربائي وهذة الحرارة تؤدي الي مفاقيد للتوتر وينتج عنها ما يسمي بهبوط التوتر ويعود ذلك الي شدة التيار المرتفعه المارة في السلك ذو المقطع الغير مناسب ونيتجة ذلك امرين غير مرغوبا بهما الاول ارتفاع درجة الحرارة في السلك الكهربائي والامر الثاني هبوط التوتر عن الحد الغير مسموح به 0ويمكن معرفة ذلك من خلال قياس التوتر الكهربائي عند المنبع الكهربائي للمنزل ( العداد) وقياس التوتر عند ابعد نقطه كهربائية في المنزل سوف نجد بأن القياس اختلف واصبح التوتر عند قياس النقطه اقل من توتر المنبع وهذا هو الهبوط الذي حصل وتسبب في ارتفاع درجة حرارة السلك والهبوط المسموح به في التمديدات المنزليه ( الانارة ) هو3% وما فوق ذلك يعتبر غير مرغوب به ويجب ان نتفادي ذلك 0ولكي نتفادي هذا الهبوط ونتجنب ارتفاع درجة الحرارة0
يجب توفير عدة شروط ومنها
1- ان يكون مقاومة الناقل قليله ويتم ذلك باستخدام النواقل الجيدة ( النحاس يعتبر ناقل جيد )
2- اختيار مقطع ناقل مناسب
3-ان يكون الناقل ممدد بشكل مستقيم وان نتجنب العقد في الناقل
ولكي يتم الحد من الحرارة الزائدة يجب علينا ان نمنع حصول الهبوط الغير مسموح به0 ويكون ذلك بأختيار المقطع المناسب للناقل الكهربائي
كلما ارتفعت شدة التيار في السلك ارتفعت درجة حرارة السلك ونتجنب ذلك بزيادة مقطع السلك0ولكي نتوصل الي المقطع المناسب يجب ان نعرف شدة التيار المار في السلك الكهربائي وبمعرفة شدة التيار وكثافة التيار نتوصل لمعرفة المقطع0
وتعرف شدة التيار الاستطاعه تقسيم التوتر = شدة التيار ( الامبير)
وكثافة التيار هي شدة التيار المار في كل 1مم2 من مقطع السلك وتقاس بالامبير وهي الكثافه التي يتحملها هذا الجزء من المقطع والتي لاتصل معها الحرارة الي الدرجه الغير مرغوب بها وبذلك يكون اختيار مقطع السلك المناسب وحسب شدة التيار وطول مسافة الناقل يزداد مقطع السلك
مع الاخذ بعين الاعتبار درجة حرارة الجوء المحيط لانه عند انخفاض درجة الحرارة بشكل ملحوظ تقل مقاومة الناقل ويصبح ناقل جيد للتيار ومقياسا علي ذلك العكس 0ويوكد ذلك ان الشبكه الكهربائية العامه التي تمدد علي الاعمدة الكهربائية تكون النواقل غير معزوله بالطبقه البلاستكيه وذلك من اجل الاستفادة من التهويه وتخفيف حرارة السلك وهذا هو هبوط التوتر مع العلم ان هذا يعتبر من الاسس المهمه في التمديدات المنزليه لكي نؤمن سلامة التمديدات والاسلاك من ارتفاع درجة الحرارة التي ينبغي ان لاتكون فوق المعدل الطبيعي لها وبنفس الوقت حمايه لسلامة من يستخدمها
1- طبيعة المكان ( سكن خاص أو صناعي أو تجاري ............ ) حيث أنلكل مكان اضاءة خاصة به تحسب باللكس ( Lux ) وهذه موجودة في جداول المواصفاتالحكومية ( عندنا في الكويت المواصفات البريطانية ) و اللكس هو شدة الإضاءة للمترالمربع
2- نحسب مساحة ( area ) المكان المراد إنارته بالمتر المربع .
3- الإضاءة الكلية للمكان ( Lumen ) و ذلك حسب ما يلي :
Lumen = area x luxو Lumen هو الإضاءة الناتجة من مصدرالإضاءة ( المصباح ) و تكون مسجلة عليه من المصنع و كذلك القدرة الكهربائية للمعلقة ( وحدة الإضاءة ) بالواط ( watt ) ومنه يمكن معرفة الحمل الكهربائي الكلي .
هذه هي إحدى الطرق المتبعة لحساب الإنارة و أود أن أشير هنا إلى أنه يوجدعوامل أخرى تدخل في عملي التصميم مثل الاستهلاك و النظافة و كفاءة المصباح هي عواملقد تعقد من عملي التصميم
المحولات الكهربية
تعريف المحول:
هو معدة ساكنة لا تحتوى على أي أجزاء متحركة تستخدم لنقل القدرة الكهربية من جهة إلى جهة أخري وذلك بتغيير قيم مكونات هذه القدرة (الجهد والتيار ) مع المحافظة على التردد.
وعادة يسمي الملف المتصل بمصدر الجهد بالملف الابتدائي كما يسمي الملف المتصل بالحمل بالملف الثانوي.
استخدامات المحولات:
1. تستخدم المحولات لنقل القدرة الكهربية لمسافات بعيدة من أماكن توليدها إلى أماكن توزيعها واستخدامها.
2. تستخدم المحولات مع أجهزة القياس والوقاية عندما تكون التيارات والجهود الكهربية عالية وذلك بخفض قيم التيارات أو الجهود إلى قيم صغيرة يمكن قياسها والتعامل معها.
3. تستخدم المحولات في العزل الكهربائي بغرض منع الشوشرة الكهرومغناطيسية في الدوائر الإلكترونية.
4. تستخدم المحولات في اغلب الأجهزة الكهربية والالكترونية للحصول على جهود تشغيل هذه الأجهزة والتي تعتبر صغيرة جدا بالمقارنة بجهد المصدر.
5. تستخدم المحولات أيضا للموائمة ( التوفيق ) بين الممانعات.
تركيب المحول:
يتركب المحول عموما من:
1- قلب حديدي مصنوع من رقائق من الألواح المصنوعة من الصلب السليكوني.
2- ملفين من الأسلاك الكهربية المعزولة احدهما هو الملف الابتدائي والآخر هو الملف الثانوي ويتم لفهما على جانبي القلب الحديدي.
أي انه يمكن اعتبار المحول مكون من دائرتين احداهما دائرة مغناطيسية والأخرى دائرة كهربية حيث يمثل القلب الحديدي الدائرة المغناطيسية و تمثل الملفات الدائرة الكهربية.
تصنيف المحولات من حيث نسبة التحويل:
1. محولات رفع Step-up
2. محولات خفض Step-down
ملحوظة:
أى محول يمكن ان يعمل كمحول خافض أو محول رافع أعتمادا على أتجاه الغذية و لا يوجد بين المحول الرافع او المحول الخافض أى اختلاف فى التركيب او التصميم.
* تصنيف المحولات من حيث الوظيفة الكهربية:
1. محولات قدرة ( Power Transformer ) وهى المحولات المستخدمة فى شبكات النقل الكهربية ومحطات التوليد الكهربية.
الشكل التالى يوضح صورة محول قدرة جهد 132/11 كيلو فولت
محولات نوزيع ( Distribution Transformer ) و هى المحولات المستخدمة فى شبكات التوزيع الكهربائية و تكون قدرة هذة المحولات أقل من MVA 5 .
3- محولات قياس و تنقسم إلى نوعين
1 - محولات جهد Voltage Transformer .
2 - محولات التيار Current Transformer.
* تركيب المحول Construction of Transformer
يتركب المحول من ثلاثة أجزاء رئيسية هى:
- الملف الأبتدائى Primary Winding
- الملف الثانوى Secondary Winding
- القلب الحديدى Core
العناصر الثلاثة الذكورة اعلاه هى اجزاء المحول الأساسية اما فى محولات الفدرة ( Power Transformer ) فيتم إضافة الأجزاء التالية
- خزان الزيت الرئيسى Main Tank
- خزان التمدد Conservator
- ريديتر ( مجموعة مواسير للتبريد الزيت ) Radiator
- طلمبة ضخ الزيت Oil pump
- مجموعة مراوح التبريد Cooling Fan
- منظم الجهد Tap Changer
- عازل أختراق الجهد العالى HV Pushing
- عازل أختراق الجهد المنخفض LV Pushing
حدوث الضوضاء فى المحولات بيكون راجع الأجزاء الميكانيكية الغير مثبته بالأسلوب الصحيبح و احيانا من عدم التثبيت الجيد لرقائق القلب الحديدى و تزداد هذة الضوضاء كلما ازدات الحمل نتيجة لزيادة التيار الكهربى و بالتالى زيادة المجال المغناطيسى.
و المواصفات العالمية IEC تحدد قيمة هذة الضوضاء بوحدة قياس الديسبل طبقا لحجم المحول و جهد التشغيل و قدرة المحول و هذة موضوعة فى جداول طبقا لمواصفات المحول و اذا زادت هذة القيم عن القيم المحددة فهذا معناه وجود خلل بالمحول.
بالنسبة للتردد اذا قل يزداد الفيض المغناطيسى و التالى من الممكن ان يكون له تاثير على زيادة نسبة الضوضاء
يتم حساب المفاقيد الحديدية فى المحول و بتحليل هذة المعادلة و معرفة المتغرات التى تتحكم فيها نعرف كيف بتم تقليل المفاقيد فى محولات القدرة
Pe= K * t^2 * B^2 *F^2/Ro W/Kg
حيث
Pe قية المفاقيد الحديدية بالوات لكل كيلو جرام من وزن القلب الحديد
K رقم ثابت يعتمد على نوع سبيكة الحديد المصنوع منها القلب الحديدى
t سمك شرائح الحديد المصنوع منها القلب
F تردد التيار الكهربى
Ro قيمة المقاومة النوعية للقلب الحديدى
B كثافة الفيض المغناطيسى
و من المعادلة السابقة نجد ان قيمة المفاقيد تتناسب طرديا مع مربع التردد و مربع الفيض المغناطيسى و مربع سمك الشرائح المصنوع منها القلب الحديدى و تتناسب عكسى مع المقاومة النوعية لمادة القلب
و مما سبق يمكن تقليل المفاقيد الحديد و التيارات الدوامية عن طريق
1- تقليل كثافة الفيض المغناطيسى
2- استخدام سبيكة من الحديد لها مقاومة نوعية عالية
3 - استخدام شرائح ذات سمك صغير
يصنع القلب الحديدى من شرائح الحديد السلكونى لتقليل التيارات الدوامية و تقليل المفاقيد
كيف يعمل جهاز انذار الحريق
جهاز انذار الحريق
جهاز كشف الدخان المستخدم للتحذير من اندلاع حريق في غرفة أو مبني من الاجهزة الهامة والضرورية فبالرغم من انخفاض تكلفتها التي تبلغ في حدود 15 دولار فإنها تقي من نشوب حريق قد يقضي على ممتلكات مؤسسة بكاملها. يتكون جهاز كاشف الدخان Smoke Detector من جزئين اساسيين اولهما مجس حساس للضوء وهو الفوتوديود Photodiode والجزء الثاني هو جهاز الكتروني يصدر صوت منبه مرتفع. يعمل جهاز انذار الحريق من خلال بطارية 9 فولت أو من خلال مزود الكهرباء المنزلي.
فكرة عمل جهاز انذار الحريق
يعتمد هذا النوع من كاشف الدخان على فوتوديود وهو حساس للضوء، وإذا ما تم تصميم دائرة إلكترونية بحيث اذا سقط الضوء على الفوتوديود تصدر الدائرة الإلكترونية جرس منبه ذو صوت عالي. وهذه فكرة عمل جهاز انذار الحريق حيث أن الجهاز يحتوي على شعاع ضوئي عادي يصدر من ديود باعث للضوء LED مثبت في نهاية انبوبة اسطوانية الشكل وعلى زاوية 90 درجة يتفرع اسطوانة اخرى مثبت في نهايتها فوتوديود.
في حالة تواجد دخان كثيف في الغرفة فإن هذا الدخان سيدخل من الجهة المقابلة للاسطوانة المثبت بها المصدر الضوئي وسيعمل على تشتيت الضوء ليسقط على الفوتوديود وبالتالي سيتم تفعيل الدائرة الإلكترونية التي بدورها ستطلق صفارة الإنذار
الأعطال الكهربائية
يمكن تحديد أنواع الأعطال الكهربائية التي تحدث في التمديدات الكهربائية أو الأجهزة والمعدات الكهربائية بحسب التعريفات التالية(1):
أعطال الدائرة المفتوحة
ويحصل عند انقطاع أحد الموصلات (الأسلاك) وعندها ينقطع التيار الكهربائي وتتوقف الآلات والأجزاء التي يغذيها هذا الموصل عن العمل أو الإضاءة، وهذا النوع لا يشكل خطورة تذكر وتعود الآلات إلى العمل بمجرد إعادة توصيل الدائرة.
قصر الدائرة
ويحصل عند تماس موصلين مختلفين أو أكثر فيما بينهما ويتسبب عن ذلك مرور تيار كبير وشديد الخطورة، وبسبب هذا التيار الكبير تعمل المنصهرات (fuses) أو القواطع (Circuit breakers) على حماية الجهاز بفصل الدائرة عن المنبع (أو المصدر) وبذلك نتجنب حصول حريق في التجهيزات الكهربائية أو خلل في أداء وظائفها.
تفتت أو انهيار العازلية
ويحدث عند تلف جزء من العازل (البلاستيك) المحيط بالموصل الكهربائي ما يؤدي إلى التماس بين الموصل وجسم الآلية، وتصبح الآلة عندئذ مصدر خطر لأنها تكهرب كل من يمسها أو تلامسه (إذا لم تكن هناك أجهزة حماية كالخط الأرضي) وقد تسبب الوفاة إذا كان ملامسها واقفًا على أرض رطبة أو كان ممسكًا باليد الأخرى أجسامًا معدنية موصولة بالأرض.
المزايا الإقتصادية والفنية لربط الأنظمة الكهربائية
▪ لقد إزدادت أهمية الربط بين أنظمة القوى الكهربائية ويعود ذلك بسبب إعتماد العالم كله على الكهرباء وسهولة نقلها بين أقطاره المترامية ، بالإضافة إلى فائدتها الإقتصادية والفنية المشتركة من إستقرار في الشبكات الكهربائية وإستمرارية في التغذية وتوفير في التكاليف ، ومما لا شك فيه أن الربط الكهربائي يشكل أساساً علمياً يجب الأخذ به ، ومحاولة تطبيقه على الأنظمة المتكاملة المعزولة عن بعضها البعض متى ما كان ذلك مناسباً .
حيث أن للربط الكهربائي مزايا متعددة ، ومن تك المزايا مجابهة الأحمال المستقبلية و مجابهة خروج الوحدات المولدة للطاقة الكهربائية من النظام ، بالإضافة إلى تقليل إحتمالية الإنقطاعات الكهربائية وما تسببه من تأثير وخسائر على المستهلكين بإختلاف فئاتهم وحاجاتهم للطاقة الكهربائية .
▪ لماذا الربط الكهربائي؟
إن الهدف الأساسي لاي نظام للقوى الكهربائية إمداد المستهلك بالطاقة الكهربائية بأقصى درجات الاعتماد الممكنة وبأقصى درجات الاقتصاد في تكاليف توليد الطاقة الكهربائية الممكنة . ومما لا شك فيه أن مخاطر فشل النظام الكهربائي وعدم مقدرته على مجابهة الأحمال المستقبلية وما يتبع ذلك يضل أمراً قائماً ، ذلك أن هذا الفشل ينتج لعجز في التوليد أو إرتفاع مفاجئ للأحمال أو غيرها ذو طبيعة عشوائية .
أثناء التخطيط لإنشاء أنظمة القوى الكهربائية يجب أن يراعى قابلية التوسع في قدرات التوليد متى ما كان ذلك ضرورياً ، وإنشاء الوحدات المولدة الجديدة هي أحد الخيارات المتاحة إلا أن تكاليف إنشاء هذه الوحدات الجديدة باهظة الثمن .
وهنا يأتي دور الربط الكهربائي إذ يعتبر هو الخيار الأفضل وخاصة إذا كان هذا الربط بين عدد من المناطق المختلفة في حيث قدراتها التوليدية ونمط أحمالها وإختلاف حدوث أحمالها الذروية .
فالربط الكهربائي يقلل من مخاطر القطع الكهربائي مما يؤدي إلى تحسين مستوى الإعتمادية .
الكونتاكتور
الكونتاكتور هو القاطع الالي نطلق عليه اسم القاطع الصناعي وهو قاطع يختلف عن القواطع المستخدمه في اللوحات الكهربائية المنزليه من ناحية الشكل والاستخدام والحجم وهو يستعمل في الكهرباء الصناعيه ويركب في اللوحات الصناعيه التي يستخدم بها التيار الثلاثي ( L1 –L2- L3- ) ويحتوي هذا القاطع علي عدة تماسات ومنها مايسمي تماسات دارة الاستطاعه – وتماسات دارة التحكم – ومنها التماسات المساعدة وتماسات التثبيت 0 ويقوم هذا القاطع بوصل او فصل التيار الكهربائي عن المحركات الكهربائية او الالات الكهربائية التي يتحكم بها هذا القاطع وهو يعمل علي مجال التحريض المغناطيسي عند توصيل التيار للملف ( البوبين) يتحرك الجزء المتحرك من الملف ويلتصق باالجزء الثابت ويتم بذلك وصل تماسات الاستطاعه فيصل التيار للمحرك وتتم عمليه تشغيل القاطع بواسطة ضواغط خاصه للتشغيل (ستارت) وضواغط خاصه للايقاف ( ستوب) وتحتوي هذة الضواغط علي تماس مغلق وتماس مفتوح كما ان القاطع ايضا يحتوي علي تماسات مغلقه واخري مفتوحه ولكل من هذة التماسات عملها الخاص بها 0 وللقواطع انواع واحجام واشكال مختلفه وقياسات تختلف عن بعضها ويتم اختيار القاطع مايتناسب مع لوحه موصفات المحرك – الاستطاعه – التيار – قوة التحمل – التوتر –
ولهذا القاطع مجالات كثيرة وعديدة في الاستعمال وله فوائد كبيرة كما انه يستعمل في لوحات المصاعد الكهربائية والسلالم المتحركه والروافع الكهربائية وفي لوحات ابار الماء والمولدات الكهربائية في عملية التحويل الالي للتيار الكهربائي عند الانقطاع ( يلاحظ ذلك في المستشفيات ) ويكون القاطع مرقم حسب الاستعمال وتكون تماسات الاستطاعه من الاعلي وترقيم تماسات الاستطاعه يكون بشكل متقابل ( 1 – 2 - 3- 4- 5- 6- ) مدخل ومخرج التيار وتكون تماسات دارة التحكم من الاسفل ولها ارقام خاصه لتوصليها ومنها تماسات مغلقه وتماسات مفتوحه وتماسات للتثبيت التشغيل وفي اغلب الاحيان يكون هذا التماس رقم ( 13- 14- ) اضافة الي تماس الملف الذي يوصل به فاز – نتر – عن طريق ضاغطه التشغيل ( L1—N ) ويرقم الملف بحرف – A B - - -ونستطيع ايضا تركيب تماسات اضيافيه اذا دعت الحاجه لذلك ويمكن تركيب علي القاطع من ناحية تماسات الاستطاعه ريلها ت حررايه للحمايه من ارتفاع زيادة التيار ودرجة الحرارة ولهل تماسات تصبح مشتركه مع تماسات الكونتاكتور ولها تماسات خاصه بها وهي تقوم بفصل التيا ر عن القاطع وبالتالي يفصل القاطع التيار عن المحرك في حال ارتفاع دراجة الحرارة ولها عدة تماسات ومنها تماس رقم 95 في اغلب الاحيان توصل من خلال هذا التماس لمبه اشارة تعرف بلمبة الخطاء توجد في اللوحه الكهربائية تضيء هذة الاشارة في وجود خطاء او عطل 0
ويستعمل القاطع الالي في امور كثيرة ومنها لتشغيل المحركات الكهربائية مع عكس حركة المحرك ( يمين - يسار ) والمعروف انه لعكس حركة دوارن المحرك الثلاثي يكون باستبدال فاز مكان فاز والقاطع الالي يقوم بهذا التبديل ومن الاستعمالات للقاطع يتم اقلاع المحركات الثقيله والتي تسحب شدة تيار كبيرة جدا عند اقلاعها ولتخفيف ذلك يقوم القاطع بعملية اقلاع مايسمي نجمي مثلثي واغلب الاستعمالات لهذا القاطع يكون في المجال الصناعي 0ولكن يستخدم في ايضا في مجالات اخري في الانارة العامه مثل انارة الشوارع والطرق الرئسيه والحدائق العامه ويستخدم ايضا في اشارات المرور الضوئيه ما استخدام الريلهيات الزمنيه المؤقت الزمني
وانا استخدم القاطع لتحكم بخليه ضوئيه للانارة العامه ( عند غياب الشمس )
هبوط التوتر في الاسلاك الكهربائية
______________________
ماهو هبوط التوتر وكيف يحصل ؟
من المتعارف عليه ان سريان التيار في الاسلاك الكهربائية يتحول جزء من التيار الي حرارة ناتجه عن المقاومه الأوميه للناقل الكهربائي وهذة الحرارة تؤدي الي مفاقيد للتوتر وينتج عنها ما يسمي بهبوط التوتر ويعود ذلك الي شدة التيار المرتفعه المارة في السلك ذو المقطع الغير مناسب ونيتجة ذلك امرين غير مرغوبا بهما الاول ارتفاع درجة الحرارة في السلك الكهربائي والامر الثاني هبوط التوتر عن الحد الغير مسموح به 0ويمكن معرفة ذلك من خلال قياس التوتر الكهربائي عند المنبع الكهربائي للمنزل ( العداد) وقياس التوتر عند ابعد نقطه كهربائية في المنزل سوف نجد بأن القياس اختلف واصبح التوتر عند قياس النقطه اقل من توتر المنبع وهذا هو الهبوط الذي حصل وتسبب في ارتفاع درجة حرارة السلك والهبوط المسموح به في التمديدات المنزليه ( الانارة ) هو3% وما فوق ذلك يعتبر غير مرغوب به ويجب ان نتفادي ذلك 0ولكي نتفادي هذا الهبوط ونتجنب ارتفاع درجة الحرارة0
يجب توفير عدة شروط ومنها
1- ان يكون مقاومة الناقل قليله ويتم ذلك باستخدام النواقل الجيدة ( النحاس يعتبر ناقل جيد )
2- اختيار مقطع ناقل مناسب
3-ان يكون الناقل ممدد بشكل مستقيم وان نتجنب العقد في الناقل
ولكي يتم الحد من الحرارة الزائدة يجب علينا ان نمنع حصول الهبوط الغير مسموح به0 ويكون ذلك بأختيار المقطع المناسب للناقل الكهربائي
كلما ارتفعت شدة التيار في السلك ارتفعت درجة حرارة السلك ونتجنب ذلك بزيادة مقطع السلك0ولكي نتوصل الي المقطع المناسب يجب ان نعرف شدة التيار المار في السلك الكهربائي وبمعرفة شدة التيار وكثافة التيار نتوصل لمعرفة المقطع0
وتعرف شدة التيار الاستطاعه تقسيم التوتر = شدة التيار ( الامبير)
وكثافة التيار هي شدة التيار المار في كل 1مم2 من مقطع السلك وتقاس بالامبير وهي الكثافه التي يتحملها هذا الجزء من المقطع والتي لاتصل معها الحرارة الي الدرجه الغير مرغوب بها وبذلك يكون اختيار مقطع السلك المناسب وحسب شدة التيار وطول مسافة الناقل يزداد مقطع السلك
مع الاخذ بعين الاعتبار درجة حرارة الجوء المحيط لانه عند انخفاض درجة الحرارة بشكل ملحوظ تقل مقاومة الناقل ويصبح ناقل جيد للتيار ومقياسا علي ذلك العكس 0ويوكد ذلك ان الشبكه الكهربائية العامه التي تمدد علي الاعمدة الكهربائية تكون النواقل غير معزوله بالطبقه البلاستكيه وذلك من اجل الاستفادة من التهويه وتخفيف حرارة السلك وهذا هو هبوط التوتر مع العلم ان هذا يعتبر من الاسس المهمه في التمديدات المنزليه لكي نؤمن سلامة التمديدات والاسلاك من ارتفاع درجة الحرارة التي ينبغي ان لاتكون فوق المعدل الطبيعي لها وبنفس الوقت حمايه لسلامة من يستخدمها