الاسم: محمود صبري حسين صبري
المؤهل : بكالوريوس هندسة القوى الكهربائية والآلات عام 1985 – جامعة المنوفية – مصر
درجة المعادلة من جامعة تورنتو – كندا عام 1997
شهادة المعادلة من وزارة التعليم العالي – الكويت عام 1996
الوظيقة الحالية : مهندس كهرباء اول – دار اس اس اتش انترشيونال للاستشارات الهندسية
العضوية في الجمعيات – الهيئات :
عضوية جمعية المهندسين الكويتية رقم 13108 عضوية دائمة منذ تاريخ 1/1/1993
نقابة المهندسين المصرية رقم 8304/19 منذ عام 1985
رابطة المهندسين المصريين العاملين بالكويت رقم – 1312 – عضو مجلس الإدارة وأمين سر الرابطة للدورة الحالية ووكيل الرابطة لمحور العلاقات العامة و الاعلام و الشئون الرياضية .
التصنيف الهندسي :
تصنيف استشاري في الهندسة الكهربائية في مجالى التنفيذ والاشراف عام 2005 حسب نظام تأهيل وتصنيف المهندسين – جمعية المهندسين الكويتية .
مرخص ضمن مشرفي الدرجة الأولى من وزارة الكهرباء والماء – الكويت تحت رقم 17/2004 .
محكم هندسي معتمد – فئة ج – معتمد من قبل غرفة الكويت للوساطة والتحكيم الدولي
يعتبر المحول الكهربائى جزء بالغ الاهمية فى المنظومة الكهربائية و يحقق الكثير من الاغراض الحيوية فى منظومة شبكات القوى الكهربائية و لذا وجب القاء الضوء علية فى هذة المقالة .
اولا : نبذة تاريخية عن صناعة المحولات
من المعروف ان صناعة المحولات احتاجت اكثر من سبعين عام منذ بداية علم الهندسة الكهربائية لتسجيل براءة اختراع اول محول ثلاثى الاوجة . حيث انة من المتفق علية انة فى حوالى عام 1819 اكتشف لاول مرة انة عند مرور تيار كهربى فى موصل نحاس يتولد مجال مغناطيسى فى الحيز المحيط بالموصل و كان هذا بداية علم الهندسة الكهربائية . و فى عام 1890 اى بفرق 71 عام تم تسجيل براءة اختراع اول محول فى السويد و انجلترا و كانت قدرتة 200ك .ف .أ. – 9500 فولت – تم عن طريقة رفع و نقل الطاقة الكهربائية على طول خط هوائى بطول 10 كم و تم تشغيلة عام 1893
و فى الفترة ما بين عام 1900 الى 1910 حدث تطور كبير فى صناعة المحولات نتجية التقدم الكبير فى تكنولوجيا المواد مثل الصلب السيلكونى و التوصل الى استخدام الزيت المعدنى فى المحولات كعازل و وسيط للتبريد و لكن نتجية الحرب العالمية الاولى تأثرت صناعة المحولات كثيرا بهذة الحرب نتجية العجز الكبير فى المواد المصنعة للمحولات اثرت فى الحد من التوسع و صاحب تصنيع المحولات الكبيرة مشاكل كثيرة حيئذ
وفى عام 1920 توصل صناع و مصممى المحولات الى حل مشاكل القلب – و لكن معدلات صناعة قدرات كبيرة للمحولات كانت تسير ببطء – فحتى عام 1925 كانت 20 م .ف. أ. هى اقصى قدرة للمحولات و لم يتمكن صناع المحولات الوصول الى قدرة 30 م .ف.أ. الا فى عام 1928 و بوصول عام 1930 كانت قد وضعت اساسيات تصمبم محولات القدرة الكبيرة و الجهود العالية – و مع بداية الثلاثينيات تم تصنيع محول قدرة 50 م .ف.أ. – 130 ك. ف. ثم بدأت صناعة محولات الجهد المرتفع تأخذ منعطف كبير حيث تم صناعة محول 220 ك. ف. و بقدرة 35 م .ف. أ وتم صناعتها و تشغليها عام 1936 و ظهرت فى عام 1946 محاولة تصنيع محولات الجهود الفائقة اكبر من 220 ك.ف و تم تصنيع محول 400 ك.ف بقدرة 115 م.ف.أ. عام 1952 و فى عام 1967 تم تصنيع محول جهد 500 ك.ف بقدرة 400 م.ف.أ. احادى الوجة و فى عام 1974 تم تصنيع اكبر محول لمحطة توليد نووية بألمانيا بقدرة 1020 م.ف.أ. و جهد 415/27 ك.ف.
التعريف بالمحول :
المحول الكهربائي هو معدة تستخدم لخفض او رفع الجهد لقدر معين من القدرة الكهربائية و هو ينقل الطاقة من ملف الى اخر عبر مجال مغناطيسيى فى قلب حديدى .
و يتكون المحول من دائرتين كهربائيتين متداخلتين عن طريق دائرة مغناطيسية .
احدى هاتين الدائرتين هى ملف الجهد العالى و الاخرى هى ملف الحهد المنخفض اما الدائرة المغناطيسية فهى عبارة عن القلب الحديدي و بعتبر المحول معدة ذات كفاءة عالية جدا لا يكلف الدائرة التى يدخل فى تركبيها سوى مفقودات كهربائية بسيطة فهو جهاز بالغ العلو فى الكفاءة – و من الاهمية ملاحظة ان جميع المواد ليست لها خاصية التوصيل المغناطيسي و التى تعرف بالتوصيل المغناطيسي – فالهواء مثلا يعتبر وسطا غير جيد لتمرير الخطوط المغناطيسية و كذلك النحاس بينما مادة الحديد يعتبر وسطا جيدا لتوصيل المجال المغناطيسي اضافة الى امتلاكة خاصية الاستبقاء و هى من الخصائص الهامة للحديد و كلما كان الحديد اكثر صلابة كلما زدات كمية الخطوط المغناطيسية المتبقاة و لكن قيم الاستبقاء الكبيرة غير مرغوبة فى المحولات و لذا يفضل حديد لين القلب .
المكونات الرئيسية للمحولات :
يعتبر القلب و الملفات هى المكونات الرئيسية للمحولات فالقلب يمثل الدوائر المغناطيسية و يسمح بمرور دوران الفيض المغناطيسى و يعرف القلب عادة بانة دائرة مغناطيسية مغلقة تسمح بمرور الفيض المغناطيسى مغلق الدائرة و القلب ايضا هو القاعدة الاساسية التى تبنى عليها الملفات و الملفات تمثل الدوائر الكهريائية و تسمح بمرور التيار الكهربائى فيها و قلب المحول يصتع من شرائح رقيقة من الحديد و ليس قطعة مصمتة من الصلب – حتى لا تقل المقاومة لمرو التيارات الاعصارية فترتفع قيمتها – لان بمرور الفيض المغناطيسى المتردد خلال تلك الشرائح تتولد ايضا قوى كهربية بالتاثير المغناطيسى تتسبب فى انشاء تيارات كهريائية فى مسارات مقفلة فى القلب الحديدى للمحول و تعرف باسم التيارات الاعصارية – EDDY CURRENT – تتسبب يالطبع فى سخونة القلب الحديدى و بالتالى فقد فى الطاقة – و علميا لايمكن فى اى حال من الاحوال التخلص من التيارات الاعصارية و لكن يتم تخفيضها بقدر الامكان – و لذا يتم تصنيع القلب من شرائح رقيقة متساوية من الصلب تكون معزولة عن بعضها بطبقة من مادة عازلة و تضاف مادة السيلكون للصلب لان مادة السيلكون تزيد معامل المقاومة للصلب من غير التاثير على الخواص المغناطيسية .- و يوجد ايضا من المكونات الرئيسية للمحول الخزان الرئيسى و يوجد انواع كثبرة منها حسب نوع التبريد المستخدم للمحول فعلى سبيل المثال لو فرضنا ان المحول من النوع الزيتى فطبقا لخصائص الزيت هناك تمدد للزيت فيزداد حجمة – و عند تشغيل المحول الزيتى عند الحمل الكامل و فى اقصى درجة حرارة محيطة يمكن ان يزيد حجم الزيت الى 8% ومن هنا نبتت فكرة اضافة خزان احتياطى CONSERVATOR بحيث يكون الخزان الاصلى مملؤء بالزيت بينما تترك مسافة للتمدد بالخزان الاحتياطى و يرتبط الخزانان بماسورة يتمدد الزيت من خلاها .
فائدة المحولات الكهربائية :
من فوائد المحولات المساعدة على نقل القدرة الكهربائية بمقادير ضخمة لمسافات طويلة جدا من مواقع توليدها الى اماكن الاستفادة بها على جهود كهربائية فائقة العلو مما يساعد على الحد من المفقودات الكهربائية فى خطوط النقل الكهربائية لان بارتفاع الجهد بقل التيار – كما ان المحولات تستخدم فى المواءمة بين اى جهاز كهربى مهما كان الجهد الذى يعمل عليه و بين جهد المصدر الموصل . و مع اختلاف ينابيع التعذية الكهربائية مختلفة الجهود تبرز الحاجة الى استخدام المحولات الكهربائية .
طرق تبريد المحولات :
يجب الحفاظ على الاتزان الحرارى للمحول طوال مراحل تشغيلة و يلزم تحديد قيم مفقودات عدم التحميل و ايضا مفقودات التحميل بحيث يكون الارتفاع فى درجة الحرارة التشغيلية فى حدود المسموح بها حيب المواصفات القياسية و لذا يجب تجهيز المحولات بمعدات تبريد و هى تعتمد على قدرة المحول و نوع وسط التبريد و انواع تبريد المحولات الرئيسية هى كالتالى :
زيت تبريد طبيعى – هواء طبيعى ONAN وهذا النوع من التبريد يعتمد على زبادة السطح الخارجى المعرض للهواء الطبيعى باستخدام زعانف لجسم المحول اى لا توجد مرواح مسلطة على جسم المحول للتبريد فى هذا النوع و يستخدم الزيت كوسط تبريد داخلى و حركة الزيت تكون طبيعة فعندما يسخن الزيت تقل كثافتة قيرتفع الى اعلى المحول فيزل فى الزعانف ملامسا الهواء المحيط الخارجى فيبرد اثناء نزولة و يعود الى اسفل المحول من جديد لتبدأ دورة جديدة و هكذا .
تبريد زيت طبيعى و هواء جبرى ONAF و فى هذا النوع تثبت مجموعات مرواح حول جسم المحول و يعتمد عدد المرواح على قدرة المحول و يتم دفع الهواء بوسطة المرواح و هو ما يعرف بالتبريد بالهواء الجبرى
تبريد زيت جبرى و هواء جبرى OFAF فى هذا النوع يلزم اضافة مضخات لتقليب الزيت المستخدم فى التبريد الداخلى بصفة مستمرة
طرق التبريد الثلاثة المذكورة هى الطرق الشائعة لتبريد المحولات الزيتية و هناك بالطبع طرق اخرى للتبريد تستخدم فى القدارت العالية للمحولات .
تبريد المحولات الجافة – DRY TRANSFOERMER S يتم تبريد المحولات الجافة بالتيارات الطبيعية للهواء اى بالتيادل الطبيعى للهواء عن طريق الاشعاع الحرارى من الاجزاء المختلفة لحسم المحول
انواع المحولات المستخدمة فى شبكة التمديدات الكهربائية بالكويت :
تورد وزارة الكهرباء و الماء المحولات عادة فى المشاريع الانشائية بدولة الكويت و تستخدم ادارة التمديدات الكهربائية بوزارة الكهرباء و الماء بدولة الكويت عادة ثلاث انواع من محولات القدرة فى المشاريع الانشائية بدولة الكويت و هى :
OIL TRANSFORMER
DRY TRANSFORMER
CAST RASIEN TRANSFORMER
بالسعات التالية :
1000KVA , 1250 KVA , 1600 KVA
و من المهم على مديرى المشايع و مهندسو الكهرباء معرفة نوع المحول المستخدم و سعته من بداية المشروع من خلال رخصة الاعمال الكهربائية المعتمدة من الشعبة المدنية لوزارة الكهرباء و الماء لان هناك الكثير من الاعمال المدنية بمحطة الكهرباء الخاصة بالمشروع تتوقف على هذة المعلومات فحجم قاعدة المحول الزيتى مثلا تختلف عن حجم قاعدة المحول الجاف لان ابعاد القاعدة الخرسانية المطلوبة للمحول الزيتى هى 70×160 cm بينما ابعاد نفس القاعدة للمحول الجاف 110×160 cm و عدد المواسير الخارجة من ترنش جهة الضغط المنخفض للمحول يتغير عددها طبقا لسعة المحول فمثلا ان كان سعة المحول 1000 KVA و 1250 KVA مطلوب عدد (8) مواسير بقطر (4) انش من ترنش جهة الضغط المنخفض للمحول الى ترنش غرفة لوحات الضغط المنخقض باقصى مسافة لاتزيد عن 20 متر . بينما ان كان سعة المحول 1600 KVA مطلوب عدد (12) مأسورة بقطر (4) انش من ترنش جهة الضغط المنخفض للمحول الى ترنش غرفة لوحات الضغط المنخقض باقصى مسافة لاتزيد عن 20. بينما المواسير الداخلة الى المحول من جهة ترنش الضغط العالى تكون عددها (2) مأسورة و بقطر (6) انش ممددة فى الارضيات ما بين غرفة الضغط العالى الى ترنشات المحولات من جهة الضغط العالى .
