ضبط C/k هو قيمة العتبة التي تحدد حساسية مرحّل التحكم بالقدرة غير الفعالة في إدخال مراحل المكثفات وإخراجها. وباختصار، هو التيار الذي تعكسه أصغر مرحلة تعويض على ثانوي محول التيار. وإذا لم يُضبط بشكل صحيح، فإما أن تتأرجح اللوحة باستمرار أو تبقى المنشأة ناقصة التعويض وتتعرض لغرامة الطاقة غير الفعالة.
العلاقة بين محول التيار وقيمة C/k
يحوّل محول التيار التيار العالي المار في الخط الرئيسي إلى تيار ثانوي قابل للقياس (عادة 5 أمبير أو 1 أمبير). ومن خلال هذا التيار الثانوي يرى مرحّل التحكم بالقدرة غير الفعالة حاجة المنشأة إلى القدرة غير الفعالة. ويقارن المرحّل التغير الذي يقيسه في المركّبة غير الفعالة بالتغير الذي ستحدثه أصغر مرحلة؛ وعتبة المقارنة هذه هي قيمة C/k. فإذا اختيرت العتبة بشكل صحيح، لا يُدخل المرحّل مرحلة أو يُخرجها إلا عند حدوث فرق فعلي في القدرة غير الفعالة.
صيغة حساب C/k
تُحسب قيمة C/k بقسمة التيار الذي تسحبه أصغر مرحلة على نسبة تحويل محول التيار، وفق الصيغة التالية:
مثال حسابي: إذا كانت أصغر مرحلة في لوحة التعويض 12.5 kVAr، وجهد الشبكة 400 فولت، ومحول التيار 400/5 (أي k = 80)، فإن C/k = (12.5 × 1000) ÷ (1.732 × 400 × 80) = 12500 ÷ 55424 ≈ 0.23 وتُدخل هذه القيمة في المرحّل.
جدول C/k جاهز لشبكة 400 فولت
يبين الجدول أدناه قيم C/k المحسوبة وفقاً لقدرة أصغر مرحلة ونسبة محول التيار في شبكة 400 فولت. والخلايا المميزة باللون الأزرق تقع في المجال 0.10–1.00 الذي تعمل فيه المرحّلات بشكل سليم.
| أصغر مرحلة (kVAr) | 100/5 | 200/5 | 300/5 | 400/5 | 600/5 | 800/5 | 1000/5 | 1500/5 | 2000/5 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 5 | 0,36 | 0,18 | 0,12 | 0,09 | 0,06 | 0,05 | 0,04 | 0,02 | 0,02 |
| 7,5 | 0,54 | 0,27 | 0,18 | 0,14 | 0,09 | 0,07 | 0,05 | 0,04 | 0,03 |
| 10 | 0,72 | 0,36 | 0,24 | 0,18 | 0,12 | 0,09 | 0,07 | 0,05 | 0,04 |
| 12,5 | 0,90 | 0,45 | 0,30 | 0,23 | 0,15 | 0,11 | 0,09 | 0,06 | 0,05 |
| 15 | 1,08 | 0,54 | 0,36 | 0,27 | 0,18 | 0,14 | 0,11 | 0,07 | 0,05 |
| 20 | 1,44 | 0,72 | 0,48 | 0,36 | 0,24 | 0,18 | 0,14 | 0,10 | 0,07 |
| 25 | 1,80 | 0,90 | 0,60 | 0,45 | 0,30 | 0,23 | 0,18 | 0,12 | 0,09 |
| 30 | 2,17 | 1,08 | 0,72 | 0,54 | 0,36 | 0,27 | 0,22 | 0,14 | 0,11 |
| 50 | 3,61 | 1,80 | 1,20 | 0,90 | 0,60 | 0,45 | 0,36 | 0,24 | 0,18 |
إذا كانت القيمة أقل من 0.10 فذلك يدل على أن محول التيار مختار أكبر من اللازم، وإذا تجاوزت 1.00 فذلك يدل على أن أصغر مرحلة أكبر من اللازم. وفي الحالتين يجب مراجعة تصميم التعويض.
ضبط C/k خطوة بخطوة
- حدد أصغر مرحلة. دوّن قدرة أصغر مرحلة مكثفات في اللوحة بوحدة kVAr.
- اقرأ نسبة محول التيار. أوجد قيمة k بقسمة التيار الابتدائي المدون على لوحة البيانات على التيار الثانوي.
- طبق الصيغة. احسب قيمة C/k أو اقرأها من الجدول أعلاه.
- تحقق من التوصيل. تأكد من أن محول التيار يرى كامل حمل المنشأة، وأن اتجاه P1-P2 وتوصيلات S1-S2 صحيحة.
- أدخل القيمة في المرحّل. أدخل القيمة المحسوبة في بارامتر C/k للمرحّل؛ وإذا كانت لديه خاصية التعلم التلقائي فقارن نتيجتها بالحساب.
- راقب السلوك. تأكد من دخول المراحل وخروجها دون تأرجح، ومن بقاء معامل القدرة عند القيمة المستهدفة.
لا معنى لقيمة C/k الصحيحة دون تركيب صحيح.
يُركَّب محول التيار على الموصل الرئيسي بحيث يكون اتجاه P1–P2 نحو الحمل، وتُنقل الأطراف الثانوية عبر مرابط S1 وS2 إلى دائرة قياس المرحّل.
إذا بقيت الدائرة الثانوية مفتوحة تحت الحمل نشأ جهد خطير في محول التيار؛ لذلك تُقصَّر الأطراف الثانوية قبل أي تدخل في دائرة القياس.
تُقرأ نسبة المحول من لوحة البيانات وتُسجَّل، ويُحسب C/k وفقاً لهذه النسبة ولقدرة مرحلة التعويض.
تُمدّ الكابلات الثانوية قصيرة ومباشرة؛ وإذا اضطرت دائرة القياس إلى المرور في المجرى نفسه مع كابلات القدرة تُترك مسافة بينهما، وإلا تأثر القياس بالتشويش.
الأخطاء الشائعة
- تركيب محول التيار في نقطة لا يرى فيها تيار لوحة التعويض.
- عكس اتجاه P1-P2، فيرى المرحّل الحمل وكأنه مولد.
- ترك ثانوي محول التيار مفتوحاً تحت الحمل، فينشأ جهد عالٍ خطير.
- عدم تحديث قيمة C/k رغم تغيير قدرات المراحل.
- حساب k في المحولات ذات الثانوي 1 أمبير على أساس 5 أمبير.
- استخدام مكثفات دون ملفات خانقة في منشآت ذات توافقيات عالية، مما يفسد القياس.
هل تعمل لوحة التعويض لديك بشكل صحيح؟
الضبط الخاطئ لـ C/k يقصّر عمر الملامسات والمكثفات ويزيد خطر غرامات الطاقة غير الفعالة. وتتحقق Devpan من اختيار محول التيار وخطة المراحل وبارامترات المرحّل في لوحات التعويض لديك، إلى جانب القياسات الميدانية.
- الصيغة: C/k = (Q × 1000) / (√3 × U × k)
- Q: قدرة أصغر مرحلة مكثفات (kVAr)
- U: الجهد بين الأطوار (عادة 400 فولت)
- k: نسبة محول التيار (مثلاً 400/5 ← k = 80)
- النطاق النموذجي: القيم بين 0.10 و1.00 هي مجال التشغيل السليم
- مثال: مرحلة 12.5 kVAr، و400 فولت، ومحول تيار 400/5 → C/k ≈ 0.23
الأسئلة الشائعة حول ضبط C/k لمحول التيار
ما هو ضبط C/k؟
ضبط C/k هو القيمة الحدّية التي تحدد حساسية إدخال المراحل وإخراجها في مرحّل التحكم بالقدرة غير الفعالة. ويعبّر عن التيار الذي تعكسه أصغر مرحلة تعويض على ثانوي محول التيار، ويمنع المرحّل من الفتح والإغلاق غير الضروريين.
كيف يتم حساب قيمة C/k؟
تُستخدم الصيغة C/k = (Q × 1000) / (√3 × U × k)، حيث Q قدرة أصغر مرحلة (kVAr)، وU الجهد بين الأطوار (V)، وk نسبة تحويل محول التيار. فمثلاً لمرحلة 12.5 kVAr عند 400 فولت ومحول تيار 400/5 تكون C/k ≈ 0.23.
كيف أجد نسبة محول التيار k؟
يُقسم التيار الابتدائي لمحول التيار على تياره الثانوي؛ ففي محول تيار 400/5 تكون k = 400 / 5 = 80. وفي المحولات ذات الثانوي 1 أمبير يكون القاسم 1.
ماذا يحدث إذا ضُبط C/k منخفضاً جداً؟
يلتقط المرحّل حتى أصغر التغيرات في القدرة غير الفعالة ويُدخل المراحل ويُخرجها باستمرار. ويقصّر هذا التأرجح عمر الملامسات والمكثفات ويؤدي إلى التسخين والأعطال.
ماذا يحدث إذا ضُبط C/k مرتفعاً جداً؟
لا يُدخل المرحّل المرحلة رغم الحاجة إليها، فتبقى المنشأة ناقصة التعويض، وينخفض معامل القدرة، وينشأ خطر غرامة الطاقة غير الفعالة.
أين يجب تركيب محول التيار؟
يجب تركيب محول التيار على المدخل الرئيسي بحيث يرى كامل حمل المنشأة بما فيها لوحة التعويض؛ فالموضع الذي لا يرى تيار مجموعة المكثفات يجعل قياس المرحّل خاطئاً.
لماذا يهمّ اتجاه P1-P2 وتوصيل S1-S2؟
التوصيل الصحيح لاتجاه ابتدائي محول التيار (P1-P2) وأطرافه الثانوية (S1-S2) شرط كي يلتقط المرحّل اتجاه التيار وعلاقة الطور بشكل صحيح، فالتوصيل المعكوس يجعل المرحّل يرى الحمل وكأنه توليد.
لماذا يجب ألا يُترك ثانوي محول التيار مفتوحاً أبداً؟
ينشأ جهد مرتفع جداً في محول التيار عند ترك ثانويه مفتوحاً بينما يمر التيار في الابتدائي، وهذا خطر على العاملين ويُلحق ضرراً دائماً بعزل المحول. وإذا أُريد إخراجه من الخدمة فيجب تقصير أطرافه الثانوية.
هل يمكن للمرحّلات الحديثة ضبط C/k تلقائياً؟
نعم. تستطيع مرحّلات التحكم بالقدرة غير الفعالة الحديثة تعلّم قيمة C/k واتجاه محول التيار تلقائياً بتجربة المراحل تباعاً، ومع ذلك يُوصى بالتحقق من القيمة بالحساب عند التشغيل الأول.
المعلومات التقنية ذات الصلة
- قدرة تحمل التيار لقضبان النحاس – جداول قضبان النحاس ومعاملات التصحيح
- قدرة الكابلات على حمل التيار – جداول تيار الكابلات NYY (YVV) وفق TS 212
- أشكال الفصل الداخلي – أشكال الفصل الداخلي وفق IEC 61439
- درجة الحماية (IP) – تصنيفات حماية الغلاف
- DevComp – لوحات تصحيح معامل القدرة
- الأتمتة وSCADA – حلول مراقبة وقياس الطاقة