مُغيِّرات التَّوصيل المُعطَّلة مقابل مُغيِّرات التَّوصيل أثناء التَّحميل: ما الفرق بينهما؟

ما هو المحولة ما هي مُغيِّرة التَّوصيل؟

مُغيِّرة التَّوصيل في المحول هي جهازٌ يُغيِّر العدد الفعّال لللفات في إحدى لفات المحول. ويؤدّي تغيير عدد اللفات إلى تغيير نسبة التحويل في المحول وبالتالي ضبط جهد الطرف الثانوي.

يمكن التعبير عن العلاقة الأساسية للمحول على النحو التالي:

V₁ / V₂ ≈ N₁ / N₂

حيث:

V₁ هو جهد الطرف الأوّلي؛
V₂ هو جهد الطرف الثانوي؛
N₁ هو عدد لفات اللفّة الأوّليّة؛
ن٢ هو عدد لفات اللف الثانوي.

يُركَّب مغيِّر التapas عادةً على لف الجهد العالي لأن التيار يكون أقل في تلك الجهة. ويؤدي انخفاض التيار إلى تقليل عبء التشغيل عند التبديل وأيضًا إلى تقليل الحجم المادي لمعدات تغيير التapas. ومع ذلك، فإن الموقع الفعلي لللف يعتمد على تصميم المحول ومتطلبات النظام.

ينقسم مغيِّرو التapas في المحولات عمومًا إلى فئتين:

1. مغيِّرات التapas بدون تغذية كهربائية، أو DETC
2. مغيِّرات التapas تحت الحمل، أو OLTC

الفرق الجوهري هو ما إذا كان يمكن تغيير وضع التapas أثناء تشغيل المحول وتزويده بالحمل أم لا.

ما هو مغيِّر التapas بدون تغذية كهربائية؟

يمكن تشغيل مغيِّر التapas بدون تغذية كهربائية فقط عندما يكون المحول معطَّلًا تمامًا عن التغذية الكهربائية.

ويُسمَّى أيضًا باسم:

• DETC، أو مغيِّر التapas بدون تغذية كهربائية؛
• مُغيِّر التَّابِع خارج الدائرة؛
• مُغيِّر التَّابِع بدون حمل؛
• مُغيِّر التَّابِع عند انقطاع التغذية.

يُستخدَم هذه المصطلحات أحيانًا بالتبادل في السوق، لكن عبارة «مُغيِّر التَّابِع عند انقطاع التغذية» هي الأوضح لأنها تحدِّد شرط السلامة الجوهري: يجب ألا يكون المحوِّل مشحونًا كهربائيًّا أثناء التشغيل.

قبل تغيير موضع التابع، يجب على المشغِّلين عزل المحوِّل عن جميع المصادر الكهربائية الممكنة، وتطبيق إجراءات القفل والوسم المطلوبة، والتحقق من غياب الجهد، واتباع تعليمات شركة تصنيع المحوِّل.

لماذا لا يجوز تشغيل مُغيِّر التَّابِع عند انقطاع التغذية أثناء وجود التغذية؟

مُغيِّر التَّابِع التقليدي عند انقطاع التغذية غير مصمَّم لإجراء أو قطع تيار الحمل.

أثناء تغيير التابع، قد تنفصل ملامساته مؤقتًا عن التابع الواحد قبل إقامة الاتصال بالتابع التالي. وإذا كان المحوِّل مشحونًا كهربائيًّا، فقد يؤدي هذا الإجراء إلى حدوث قوس كهربائي بين الملامسات.

النتائج المحتملة تشمل:

• احتراق الملامسات أو تآكلها؛
• تحميض المادة العازلة أو الزيت؛
• دوائر قصيرة داخلية؛
• عطل في منظم التبديل؛
• تلف المحول؛
• حرائق أو مخاطر على الأشخاص.

لهذا السبب، لا يجوز أبداً تشغيل منظم التبديل المُطفأ ببساطة لأن المحول يبدو أنه «محمّل خفيفاً». ويجب تشغيله فقط في ظروف انقطاع التيار الكهربائي المحددة من قِبل الشركة المصنعة.

مزايا منظم التبديل المُطفأ

يتميّز منظم التبديل المُطفأ بهيكل ميكانيكي وكهربائي نسبياً بسيط.

وتشمل مزاياه الرئيسية عادةً:

• تكلفة أولية أقل؛
• التصميم المدمج؛
• عدد أقل من المكونات المتحركة؛
• متطلبات صيانة منخفضة؛
• موثوقية ميكانيكية عالية؛
• تشغيل يدوي بسيط؛
• ملاءمة لتعديلات الجهد غير المتكررة.

غالبًا ما يكون مُغيّر التبديل عند انقطاع التيار الكهربائي مناسبًا عندما يكون جهد التغذية مستقرًّا نسبيًّا، ولا يتطلب تحديد موقع التبديل على المحول سوى أثناء التركيب أو التشغيل الأولي أو الصيانة الموسمية أو إيقاف التشغيل المخطط له.

قيود مُغيّر التبديل عند انقطاع التيار الكهربائي

القيد الرئيسي هو أن تعديل التبديل يتطلب إخراج المحول من الخدمة.

وبالتالي، فإن مُغيّر التبديل عند انقطاع التيار الكهربائي أقل ملاءمة في الحالات التالية:

• يتغير الجهد بشكل متكرر؛
• تتغيّر الأحمال بشكلٍ كبير خلال اليوم؛
• لا يمكن مقاطعة الإنتاج؛
• يجب أن يبقى الجهد ضمن نطاق تشغيلي ضيّق؛
• يتطلّب الأمر تنظيمًا عن بُعد أو تلقائيًّا؛
• تسبّب مصادر الطاقة المتجددة تقلّبات جهد متكرّرة.

كما أنّ منظّم الجهد غير المشحّن لا يصحّح تغيّرات الجهد تلقائيًّا ما لم يوقف المشغّل المحوّل ويعيّن يدويًّا وضعًا مختلفًا.

ما هو منظّم الجهد أثناء التحميل؟

يغيّر منظّم الجهد أثناء التحميل نسبة التحوير بينما يظلّ المحوّل مشحّنًا ويحمل تيار التحميل.

ويُشار إليه عادةً باختصارٍ باسم OLTC . في بعض الأسواق، يُستخدم مصطلح مغيّر التوصيلات تحت الحمل ، أو OLTC، أيضًا.

يُحوِّل مغيّر التوصيلات تحت الحمل التيار المحمل من توصيلة لفّة إلى توصيلة مجاورة دون مقاطعة التغذية. وتُعتبر هذه القدرة مناسبة لأنظمة الطاقة التي تتطلب تنظيم الجهد بشكل متكرر أو تلقائي أو عن بُعد.

يغطي المعيار الدولي IEC 60214 متطلبات الأداء وطرق الاختبار لمغيّرات التوصيلات تحت الحمل ومغيّرات التوصيلات عند انقطاع التغذية. ووفقًا لمبادئ تطبيق المعيار الدولي IEC، صُمم مغيّر التوصيلات تحت الحمل ليغيّر نسبة التحويل للمحوِّل أثناء تشغيله وتحمُّله دون مقاطعة التغذية.

التطبيقات النموذجية لمغيّرات التوصيلات تحت الحمل

تُستخدم محولات التغيير تحت الحمل عادةً في:

• محطات النقل؛
• محطات التوزيع؛
• محطات توليد الطاقة؛
• المنشآت الفولاذية والمعادنية؛
• المناجم؛
• مراكز البيانات؛
• المنشآت الصناعية الكبيرة؛
• مشاريع الطاقة المتجددة؛
• البنية التحتية الحيوية؛
• المنشآت التي تضم أحمالاً حساسة لانقطاع التيار الكهربائي.

---

كيف يعمل جهاز ضبط الجهد تحت الحمل؟

يجب أن يقوم جهاز ضبط الجهد تحت الحمل بمهامَين في الوقت نفسه:

1. الحفاظ على مسار تيار الحمل أثناء تغيير التوصيلات.
2. منع تدفق تيار دائري مفرط بين الاتصالات المجاورة.

للاتصالات المجاورة في المحول فروق جهد كهربائية مختلفة. وعند وصلها مباشرةً، يتولد تيار دائري قد يكون كبيرًا بما يكفي لإتلاف لفائف المحول أو معدات التبديل.

وبالتالي، يستخدم منظم الجهد تحت الحمل (OLTC) عملية انتقال خاضعة للتحكم.

التبديل بالوصل قبل القطع

يُنشئ منظم الجهد تحت الحمل (OLTC) النموذجي اتصالًا بالاتصال التالي قبل فصل الاتصال الأصلي تمامًا. ويُوصف هذا المبدأ التشغيلي عادةً بـ الوصل قبل القطع .

وخلال فترة الانتقال القصيرة، قد يكون منظم الجهد تحت الحمل (OLTC) متصلًا باتصالين متجاورين في آنٍ واحد.

ويُدخل مقاومة انتقالية لتقييد التيار الدائري بينهما. وباعتمادٍ على تصميم منظم الجهد تحت الحمل (OLTC)، قد تكون هذه المقاومة الانتقالية:

• مقاومة انتقالية؛
• محثًّا انتقاليًّا، ويُسمى أحيانًا محولًا ذاتيًّا وقائيًّا.

تَصِفُ ميغِر عملية التبديل تحت الحمل (OLTC) بأنها توصيل التاب المتجاور قبل فصل التاب الحامل للحمل. ويُستخدم مقاومة أو مفاعلة لتحديد شدة التيار الدائر أثناء الاتصال المؤقت بين التابين.

تسلسل نموذجي لجهاز التبديل تحت الحمل من النوع المقاوم

وبالرغم من أن التسلسل الدقيق يعتمد على تصميم جهاز التبديل تحت الحمل، فإن التشغيل المبسّط من النوع المقاوم يكون كالتالي:

1. يحمل المحول الحمل عبر التاب الحالي.
2. يتصل تاب الانتقال بالتاب التالي عبر مقاومة انتقالية.
3. يتم الاتصال المؤقت بين التابين بينما تحد المقاومة من شدة التيار الدائر.
4. ينتقل المسار الرئيسي للتيار إلى التاب الجديد.
5. يُفصل التاب الأصلي.
6. تُزال مقاومة الانتقال من الدائرة.
7. يُكمل جهاز التبديل تحت الحمل العملية في وضع الخدمة الجديد.

يُستخدَم مقاوم الانتقال فقط خلال فترة التبديل القصيرة. وهو غير مصمم ليظل متصلًا باستمرار في وضع الخدمة العادي.

قد تستخدم وحدات التحكم في الجهد أثناء التحميل الحديثة جهات اتصال قوسية تقليدية، أو مقاطع فراغية، أو انتقالات مقاومية، أو انتقالات مغناطيسية، أو ترتيبات أخرى خاصة بالمصنّع.

---

المكونات الرئيسية لوحدة التحكم في الجهد أثناء التحميل

قد تتضمّن وحدة التحكم في الجهد أثناء التحميل من النوع المقاوم التقليدي ما يلي:

مختارة التفرعات

تُحدِّد مختارة التفرعات التفرّع التالي في لفّة المحول. وعادةً ما تقوم هذه المختارة بوظيفة الاختيار دون تحويل تيار التحميل الكامل.

مفتاح التحويل

ينقل مفتاح التحويل تيار التحميل من التفرّع الأصلي إلى التفرّع المختار.

مقاومات الانتقال

تقيّد مقاومات الانتقال التيار الدائراني أثناء جسر تفرّعين متجاورين مؤقتًا.

مفتاح التبديل

قد يوسع مفتاح التبديل العكسي أو الخشن/الدقيق مدى التنظيم دون الحاجة إلى عدد كبير جدًّا من وصلات لفائف التنظيم.

آلية القيادة الكهربائية

توفر آلية القيادة الكهربائية الطاقة والتسلسل المتحكم فيه اللازمَين لإتمام تغيير الموضع.

وبالاعتماد على التصميم، قد تتضمَّن وحدة التحكم في الجهد أثناء التشغيل أيضًا:

• مؤشرات الموضع؛
• مفاتيح حدٍّ ميكانيكية وكهربائية؛
• عدادات العمليات؛
• وحدات تحكُّم محلية وبعيدة؛
• أجهزة تنظيم الجهد الآلية؛
• مؤشرات مستوى الزيت؛
• الحماية المُفعَّلة بالضغط أو الغاز؛
• مراقبة درجة الحرارة؛
• أجهزة مراقبة الحالة عبر الإنترنت.

ليست كل وحدات تغيير التوصيل أثناء التشغيل تحتوي على نفس المكونات. فعلى سبيل المثال، قد تختلف ترتيبات التبديل والعزل في وحدات تغيير التوصيل أثناء التشغيل الفراغية ووحدات النوع الجاف.

---

كيف يؤثر تغيير التوصيل على جهد الطرف الثانوي؟

للمحول الذي توجد عليه نقاط التنظيم في لفّة الجهد العالي، مع إمداد أوليٍّ ذي جهدٍ شبه ثابت:

• يزيد زيادة العدد الفعّال للدورات في لفّة الجهد العالي من النسبة ويؤدي عادةً إلى خفض جهد الطرف الثانوي.
• يقلّل نقصان العدد الفعّال للدورات في لفّة الجهد العالي من النسبة ويؤدي عادةً إلى رفع جهد الطرف الثانوي.

بصورة مبسطة:

‏\[ V_2 \approx V_1 \times \frac{N_2}{N_1} \]

إذا بقي كلٌّ من \(V_1\) و\(N_2\) ثابتًا:

• فإن زيادة \(N_1\) تُقلِّل \(V_2\)؛
• وتخفيض \(N_1\) يزيد \(V_2\).

ومع ذلك، فإن عبارات مثل «رفع التاب» و«خفض التاب» و«الانتقال إلى التاب الأعلى» و«الانتقال إلى التاب الأسفل» ليست متسقة على نطاق واسع. وقد يختلف معناها باختلاف الشركة المصنِّعة أو اتفاقية شركة التوزيع أو ترتيب اللفات أو نظام التحكم أو طريقة ترقيم المواضع.

ولذلك، ينبغي أن يعتمد المشغِّلون على:

• لوحة البيانات الخاصة بالمحوِّل؛
• مخطط مواضع التاب؛
• المخطط التخطيطي للتحكم؛
• دليل تعليمات جهاز التحكم في التاب أثناء التشغيل (OLTC)؛
• إجراء التشغيل المعتمَد.

لا ينبغي لهم افتراض اتجاه الجهد استنادًا فقط إلى رقم موضع التوصيل.

---

مُغيِّر التوصيلات غير المشحون مقابل مُغيِّر التوصيلات المشحون: أبرز الفروقات

تعتمد التكلفة الدقيقة والحجم وفترة الصيانة المطلوبة والقدرة التشغيلية على تصنيف المحول، وفئة الجهد، ومدى التعديل، وتكنولوجيا التبديل، والمصنّع. ولا ينبغي اعتبار النسبة الثابتة للسعر بين محولات التحكم الديناميكي في التعديل (DETC) ومحولات التحكم في التعديل تحت الحمل (OLTC) قاعدة عامة.

---

لماذا تختار محول تحكم في التعديل تحت الحمل؟

١. تنظيم الجهد دون إيقاف تشغيل روتيني

الميزة الرئيسية لمحول التحكم في التعديل تحت الحمل هي قدرته على ضبط نسبة التحويل دون سحب المحول من الخدمة عند كل عملية تعديل.

وهذا أمرٌ ذا قيمةٍ بالغةٍ في الحالات التي قد تؤثر فيها عمليات الانقطاع المُخطَّط لها على:

• التصنيع المستمر؛
• البنية التحتية الحيوية؛
• أنظمة الحواسيب والاتصالات؛
• المستشفيات؛
• أنظمة السكك الحديدية؛
• عمليات التعدين.
• العملاء المستفيدون.

يدعم المحول ذو التحويل تحت التحميل استمرارية التوريد، لكنه لا يضمن أبدًا أن النظام الكهربائي لن يتعرض لأي انقطاع. فعطل المحولات، وتشغيل أجهزة الحماية، وانقطاعات الشبكة العلوية، والصيانة، وأحداث النظام الأخرى قد تؤدي لا يزال إلى انقطاع التيار الكهربائي.

٢. تحسين الامتثال لمستوى الجهد

يتغير الجهد بسبب تغير الأحمال، ومقاومة الخطوط الفرعية، واتجاه تدفق القدرة، ومخرجات المولدات، وظروف الشبكة العلوية.

يمكن للمحول ذو التحويل تحت التحميل المساعدة في الحفاظ على جهد الحافلة الخاضعة للتحكم ضمن النطاق المحدد له. ويُسهم الحفاظ على مستوى جهد مقبول في:

• تشغيل المعدات بشكل سليم؛
• جودة الطاقة الكهربائية؛
• أداء المحركات الكهربائية؛
• إطالة عمر العزل الكهربائي؛
• امتثال العملاء لمتطلبات جهد التغذية.
• استقرار تشغيل النظام.

٣. تنسيق أفضل مع تعويض القدرة التفاعلية

إن إنتاج القدرة التفاعلية من مكثف متصل على التوازي يتناسب تقريبيًّا مع مربع جهد التشغيل:

\[ Q \propto V^2 \]

إذا انخفض الجهد، فإن مجموعة المكثفات تُنتج قدرة تفاعلية أقل. أما إذا ارتفع الجهد بشكل مفرط، فإن إنتاج القدرة التفاعلية يزداد وقد يؤدي إلى فرط الجهد أو فرط التعويض.

يمكن أن يحسّن التنسيق بين تحكُّم المحول ذي التحويل تحت الحمل (OLTC) والمجموعات المكثفية والمفاعلات ومُعوِّضات القدرة التفاعلية الثابتة (SVC) ووحدات التحكم في القدرة التفاعلية الإحصائية (STATCOM) والموارد القائمة على المحولات (inverter-based resources) الإدارة العامة للجهد والقدرة التفاعلية.

ويجب هندسة استراتيجية التحكُّم بعناية فائقة. فالتنسيق السيئ قد يتسبَّب في عمليات تغيير التوصيلات (tap operations) المفرطة، أو تشغيل وإيقاف المكثفات بشكل متكرر، أو اهتزازات في التحكُّم (control hunting)، أو تدفُّق غير مرغوب فيه للقدرة التفاعلية.

٤. خفض الخسائر في الشبكة في بعض ظروف التشغيل

الحفاظ على جهد النظام ضمن نطاق تشغيلي مناسب قد يقلل التيار المفرط ويتجنَّب بعض خسائر الشبكة.

مع ذلك، من غير الدقيق القول إن كل عملية تشغيل لجهاز التحكم في الجهد تحت الحمل (OLTC) تقلل الخسائر تلقائيًّا. فالنتيجة الفعلية تعتمد على:

• خصائص الحمولة؛
• عامل القدرة؛
• مقاومة الخط الفرعي؛
• الطلب الذي يعتمد على الجهد؛
• خسائر المحول؛
• تدفق القدرة التفاعلية؛
• التوليد الموزَّع؛
• أهداف التحكم.

وبالتالي، فإن استراتيجيات التحكم الحديثة في الجهد تأخذ في الاعتبار أكثر من الجهد وحده.

٥. التشغيل عن بُعد والتشغيل الآلي

يمكن التحكم في محول الجهد ذي التحويل تحت الحمل (OLTC) عبر:

• أزرار ضغط محلية؛
• نظام تحكم عن بُعد؛
• نظام التحكم والإشراف الآلي (SCADA)؛
• مرحل تنظيم الجهد الآلي؛
• أتمتة المحطة الفرعية المنسقة.

يسمح التنظيم الآلي للنظام بالمقارنة بين قيمة الجهد المقاسة وقيمة الجهد المستهدفة، ثم إصدار أوامر الرفع أو الخفض بعد اكتمال زمن التأخير المُحدَّد وتوافر شروط النطاق غير الحساس (deadband).

يمنع النطاق غير الحساس (deadband) ووقت التأخير حدوث عمليات غير ضرورية ناتجة عن تغيرات صغيرة أو مؤقتة في الجهد.

---

متى لا ينبغي تشغيل محول الجهد ذي التحويل تحت الحمل (OLTC)؟

لا توجد قائمة عالمية واحدة تنطبق على كل مُغيِّر للتماسات تحت التحميل. ويعتمد التشغيل المسموح به على التيار المار المُصنَّف، والتصميم، ونظام الحماية، والدليل التشغيلي، وحالة المحول، وإجراءات الموقع.

يجب أن يلتزم المشغلون بالتعليمات التي توفرها شركتا تصنيع المحولات ومُغيِّرات التماسات تحت التحميل.

قد يلزم حظر أو إيقاف تغيير التماسات في ظروف مثل ما يلي.

تجاوز التيار لقيمة التبديل المسموحة

يملك كل مُغيِّر للتماسات تحت التحميل تيارًا مارًّا مُصنَّفًا وقدرة تشغيل محددة. وإذا تجاوز تيار المحول القيمة المسموحة لتغيير التماسات، فقد يؤدي التبديل إلى إجهاد زائد على نقاط الاتصال الانتقالية، أو مقاطع الفراغ، أو المقاومات الانتقالية، أو غيرها من المكونات الناقلة للتيار.

يملك بعض مُغيِّرات التماسات تحت التحميل قدرة محددة على التحميل الزائد، بينما يجب حظر البعض الآخر عند تجاوز حد تيار مُكوَّن مسبقًا. ولذلك، ينبغي تقييم التشغيل أثناء التحميل الزائد وفقًا للتصنيف الفعلي لمُغيِّر التماسات تحت التحميل والدليل التشغيلي للمصنِّع — وليس وفق قاعدة عامة.

إنذار غير طبيعي لنظام حماية مُغيِّر التماسات تحت التحميل

قد تحتوي مُغيِّرات التبديل المغمورة في الزيت على أجهزة استشعار ضغط مخصصة، أو أجهزة استشعار تدفق الزيت، أو أجهزة تعمل بالغاز، أو معدات وقائية أخرى.

قد يشير الإنذار إلى حدوث قوس كهربائي، أو تكوُّن غاز، أو مشكلة في نظام الزيت، أو أي حالة داخلية غير طبيعية أخرى. ولا ينبغي محاولة تشغيل التبديل مرة أخرى قبل التحقيق في سبب الإنذار وفقًا لتعليمات التشغيل.

تختلف ترتيبات الحماية بين مُغيِّرات التبديل التقليدية المغمورة في الزيت، ومُغيِّرات التبديل المفرغة، والوحدات المعزولة بالغاز، ومُغيِّرات التبديل الجافة.

عَدَم كفاية وسط العزل

قد يُمنَع تشغيل مُغيِّر التبديل المعزول بالزيت إذا:

• كان مستوى الزيت أقل من النطاق المسموح به؛
• كانت مقاومة العزل غير مقبولة؛
• كان الزيت ملوثًا بشدة؛
• تم اكتشاف تسرب؛
• كان حجرة الزيت أو نظام الضغط غير طبيعي.

لا تنطبق هذه الشروط بنفس الطريقة على كل تقنيات المحولات المتعددة التحكم.

مؤشر القيادة أو الموضع غير طبيعي

يجب إيقاف التشغيل إذا أظهرت وحدة التحكم في الجهد تحت الحمل (OLTC):

• تغيير مستوى غير مكتمل؛
• عدم تطابق في الموضع؛
• عطل في محرك القيادة؛
• انسداد ميكانيكي؛
• ضجيج غير متوقع؛
• انقطاعات وقائية متكررة؛
• تلف في مفاتيح الحدود؛
• عداد تشغيل أو شذوذ في التوقيت.

إصدار أوامر متكررة لمُحوِّل جهد مُحمَّل (OLTC) عالق أو غير مكتمل قد يفاقم الضرر.

تم بلوغ حد الصيانة.

حدَّد مُحوِّل جهد مُحمَّل (OLTC) معايير فحص أو صيانة استنادًا إلى عوامل مثل:

• عدد عمليات التشغيل؛
• التيار المُبدَّل؛
• ارتداء التلامسات؛
• حالة الزيت؛
• المدة الزمنية في الخدمة؛
• توصيات الشركة المصنِّعة؛
• نتائج مراقبة الحالة.

إذا تم بلوغ حد الصيانة، فقد لا يُسمح بالاستمرار في التشغيل حتى تتم الفحوصات أو الخدمات المطلوبة.

---

لماذا قد يكون التيار العالي خطيرًا أثناء تغيير التوصيل؟

أثناء الانتقال في منظمة تغيير التوصيل تحت الحمل من النوع المقاوم، يجب أن يحمل نظام التبديل تيار حمل المحول مع التحكم في التيار الدائري بين التوصيلات المجاورة.

تتعرض مكونات الانتقال لإجهادات كهربائية وحرارية مجتمعة. وإذا تجاوز التيار التشغيلي قدرة منظمة تغيير التوصيل تحت الحمل على التبديل المسموحة، فقد ترتفع الإجهادات المؤثرة على الملامسات والمقاومات الانتقالية فوق حدود التصميم الخاصة بها.

النتائج المحتملة تشمل:

• الاهتراء المفرط للملامسات؛
• التسخن المفرط؛
• القوس الكهربائي الشديد؛
• تلف مقاومات الانتقال؛
• تحلل الزيت؛
• زيادة الضغط؛
• التشغيل الوقائي؛
• عطل في المُغيِّر التلقائي للملفات أو المحول.

لهذا السبب تضمُّ أنظمة تحكُّم العديد من المحولات وظيفة حجب التيار الزائد للأوامر التلقائية لتغيير الملفات.

ومع ذلك، يجب أن يستند قيمة الحجب إلى تصنيف المُغيِّر التلقائي للملفات الفعلي، وتصميم المحول، وإعدادات المرحل، وتعليمات الشركة المصنِّعة.

---

كيفية الاختيار بين المُغيِّر المُطفَأ والمُغيِّر التلقائي للملفات

قد يكون المُغيِّر المُطفَأ خيارًا أفضل عندما:

• جهد الإدخال مستقر؛
• يكون تعديل الملفات نادر الحدوث؛
• يُقبَل إيقاف التشغيل المجدول؛
• تُعَدُّ البساطة أولويةً؛
• لا يلزم التحكُّم الآلي؛
• يهمُّ خفض التكلفة الأولية؛

قد يكون من الأفضل استخدام مغيِّر التوصيل تحت الحمل عندما:

• يتغير الجهد بشكلٍ متكرِّر؛
• تتفاوت الأحمال تفاوتًا كبيرًا؛
• يهمُّ استمرارية التغذية الكهربائية؛
• يتطلَّب الأمر تنظيم الجهد تلقائيًّا؛
• يتطلَّب الأمر التحكُّم عن بُعد؛
• تؤثِّر توليدات الطاقة المتجددة في الجهد؛
• يجب أن يبقى الحافلة الخاضعة للتحكم ضمن نطاق ضيق من الجهد.

يجب أن تأخذ المقرَّر في الاعتبار متطلبات دورة الحياة، وليس سعر المحول الأولي وحده.

تشمل عوامل التقييم المهمة ما يلي:

• نطاق تنظيم الجهد؛
• عدد خطوات التوصيل وحجمها؛
• أقصى تيار عبور؛
• تكرار العمليات؛
• ملف الحمل؛
• قدرة التحمُّل عند حدوث قصر دائري؛
• مستوى العزل؛
• موارد الصيانة؛
• متطلبات التحكم والاتصال؛
• الموثوقية المطلوبة؛
• الظروف البيئية؛
• المعايير الواجب تطبيقها.

الأسئلة الشائعة

هل يمكن تشغيل منظم الجهد بدون تيار عند عدم وجود حمل على المحول مع بقائه مشحونًا كهربائيًّا؟

عادةً لا.

يتطلب منظم الجهد بدون تيار عادةً فصل المحول كهربائيًّا تمامًا، وليس فقط إزالة الحمل عنه. فقد يظل المحول المشحون كهربائيًّا يُطبِّق جهدًا عبر ملامسات منظم الجهد حتى لو كان تيار الحمل الثانوي منخفضًا أو معدومًا.

اتبع دائمًا إجراء العزل المحدَّد من قِبل الشركة المصنِّعة.

هل يجعل منظم الجهد أثناء التشغيل المحول غير قابل للانقطاع؟

الرقم

يمنع منظم الجهد أثناء التشغيل إيقاف التشغيل فقط لتعديل مستوى الجهد الاعتيادي، ولا يحمي النظام من كل أنواع الأعطال في المحول أو الشبكة أو أنظمة الحماية أو مصدر التغذية العلوي.

قد تتطلب المرافق الحرجة ما زال وجود محولات احتياطية، ومصادر طاقة مزدوجة، وأنظمة UPS، ومولدات كهربائية، ونظم تحويل، أو تدابير أخرى لضمان الاستمرارية.

هل تستخدم كل وحدات التحكم في الجهد تحت الحمل مقاومات انتقالية؟

الرقم

تستخدم العديد من وحدات التحكم في الجهد تحت الحمل مقاومات انتقالية، لكن بعضها يستخدم مفاعلات انتقالية. كما قد تستخدم التصاميم الحديثة مقاطعات فراغية وترتيبات مختلفة لمفاتيح الانتقاء أو التحويل.

هل تكون وحدة التحكم في الجهد تحت الحمل دائمًا تلقائية؟

الرقم

يمكن تشغيل وحدة التحكم في الجهد تحت الحمل يدويًّا، أو كهربائيًّا من لوحة تحكم محلية، أو عن بُعد عبر نظام SCADA، أو تلقائيًّا عبر رِelay تنظيم الجهد.

هل يؤدي رقم التبديل الأعلى دائمًا إلى رفع جهد الجانب الثانوي؟

ليس بالضرورة.

تتفاوت ترقيم مواضع التبديل واصطلاحات «رفع/خفض». ويجب على المشغلين الاطلاع على جدول التبديل الخاص بالمحول ووثائق التحكم.

هل يكون مفتاح التبديل دون حمل أكثر موثوقية من وحدة التحكم في الجهد تحت الحمل؟

يكون مفتاح التبديل دون حمل أبسط ميكانيكيًّا ويتطلب عمومًا صيانة أقل. أما وحدة التحكم في الجهد تحت الحمل فهي أكثر تعقيدًا لأنها يجب أن تُبدِّل تيار الحمل دون انقطاع في التغذية.

مع ذلك، يعتمد الموثوقية الفعلية على التصميم والتطبيق والصيانة وظروف التشغيل والتركيب وجودة التصنيع.

كم مرة يجب صيانة مُغيِّر الموضع أثناء التحميل؟

لا توجد فترة زمنية عامة تنطبق على الجميع.

قد تعتمد الصيانة على الزمن المنقضي وعدد عمليات التشغيل وحمل التيار المُحوَّل وارتداء التلامس وحالة الزيت ونتائج التشخيص والتوجيهات الصادرة عن الشركة المصنِّعة. وقد تختلف متطلبات صيانة مُغيِّرات الموضع أثناء التحميل المفرغة عن تلك الخاصة بمُغيِّرات الموضع أثناء التحميل التقليدية التي تستخدم الزيت.

الخاتمة

الفرق بين مُغيِّر الموضع عند انقطاع التغذية ومُغيِّر الموضع أثناء التحميل بسيطٌ وواضح:

• أ DETC يُغيِّر نسبة التحويل للمحوِّل فقط عندما يكون المحوِّل معطَّلاً.
• أنا OLTC يُغيِّر النسبة بينما يكون المحوِّل مشغَّلاً ويحمل حملاً.

إن الهندسة الكامنة وراء مُغيِّر الموضع أثناء التحميل أكثر تعقيداً. إذ يجب أن يحافظ على مسار تيار الحمل أثناء الحد من التيار الدائر بين نقاط الاتصال المجاورة في لفائف المحول. ويتم تحقيق ذلك عبر تسلسل تحويل خاضع للرقابة باستخدام مقاومة انتقالية أو مفاعلة انتقالية، وذلك حسب التصميم.

تُعَدُّ مُنظِّمات الجهد ذات التحكم في التفريغ (DETCs) اقتصاديةً وصغيرة الحجم ومناسبةً للتعديلات غير المتكرِّرة. أما مُنظِّمات الجهد ذات التحكم أثناء التحميل (OLTCs) فهي أكثر ملاءمةً للتطبيقات التي تتطلَّب تنظيم الجهد بشكل متكرِّر أو التحكُّم عن بُعد أو التشغيل الآلي أو تحسين استمرارية التغذية أثناء تغيير الموضع.

يجب أن يعتمد الاختيار النهائي على نظام الطاقة والمتطلَّبات التشغيلية واستراتيجية الصيانة والمعايير الواجب تطبيقها والتكلفة الإجمالية طوال دورة حياة النظام.