يتكون المحول بشكل أساسي من القلب، واللفات، وخزان الزيت، وخزان الزيت، والبطانات العازلة، ومغير الصنبور، ومرحل الغاز، وما إلى ذلك. اليوم، دعونا نشارك المعرفة حول وظيفة القلب، والتي تُعرف باسم قلب المحول-خصوصًا بالنسبة لمحولات التوزيع بقدرة 500 كيلو فولت أمبير في الصين والمنتجات من مصنع محولات التوزيع الموفر للطاقة، فإن أداء القلب يحدد بشكل مباشر الكفاءة الإجمالية وعمر الخدمة للمعدات.
النواة هي الجزء المغناطيسي للمحول. لتقليل التباطؤ وفقدان التيار الدوامي للقلب تحت تأثير التدفق المغناطيسي المتناوب، يتم تصنيع القلب عن طريق تكديس صفائح فولاذ السيليكون عالية الجودة - بسمك 0.35 مم أو أقل. في الوقت الحالي، يستخدم المصنع بشكل عام الفولاذ المدلفن على البارد-والفولاذ ذي النفاذية المغناطيسية العالية ليحل محل صفائح الفولاذ السليكونية التقليدية، من أجل تقليل الحجم والوزن، وكذلك توفير الأسلاك وتقليل فقدان الحرارة الناتج عن مقاومة الأسلاك. يعطي مصنع محولات التوزيع الموفرة للطاقة الأولوية لمثل هذه المواد المغناطيسية عالية الجودة-لضمان أن منتجاته، بما في ذلك محولات التوزيع بقدرة 500 كيلو فولت أمبير في الصين، تلبي معايير توفير الطاقة- الصارمة. حتى الشركات المصنعة للمحولات الصندوقية الكهروضوئية تعتمد على هذه المواد الأساسية المتقدمة لتعزيز موثوقية وكفاءة محولاتها الكهروضوئية- المحددة، حيث تتطلب الأنظمة الكهروضوئية أداءً مستقرًا في ظل الظروف البيئية المتغيرة.
يتكون القلب من جزأين: العمود الأساسي والنير. يتم لف اللف على العمود الأساسي، ويقوم النير بتوصيل العمود الأساسي معًا لتشكيل دائرة مغناطيسية مغلقة. وفقًا لترتيب اللف في القلب، يمكن تقسيم المحولات إلى نوعين: النوع الأساسي - والنوع الصدفي - (أو ببساطة النوع الأساسي - والنوع الصدفي -). تم اعتماد كلا التصميمين على نطاق واسع من قبل مصنع محولات التوزيع الموفرة للطاقة ومصنعي محولات الصناديق الكهروضوئية، خاصة بالنسبة لمحولات التوزيع بقدرة 500 كيلو فولت أمبير في الصين والتي تتطلب هيكلًا مدمجًا وفقدانًا منخفضًا للطاقة لتطبيقات شبكة التوزيع.
واحد-المرحلة الثانية-العمود الأساسي
يحتوي هذا النوع من المحولات على عمودين من الحديد الأساسيين، متصلين بواسطة نير الحديد العلوي والسفلي لتشكيل دائرة مغناطيسية مغلقة. يتم لف كل من الملف ذو الجهد العالي- والملف ذو الجهد المنخفض- على عمودين من الحديد الأساسي. عادة، يتم وضع ملف الجهد المنخفض- على الجانب الداخلي، أي بالقرب من القلب الحديدي، بينما يتم وضع ملف الجهد العالي- على الجانب الخارجي، وهو ما يسهل تلبية متطلبات درجة العزل. يستخدم هذا النوع بشكل شائع في محولات التوزيع بقدرة 500 كيلو فولت أمبير في الصين التي يتم إنتاجها بواسطة مصنع محولات التوزيع الموفر للطاقة، حيث يتوافق ترتيب العزل الخاص به مع الاحتياجات العملية لشبكات التوزيع الحضرية والريفية. كما تختار الشركات المصنعة للمحولات الصندوقية الضوئية هذا التصميم للمشاريع الكهروضوئية الصغيرة والمتوسطة الحجم-نظرًا لبنيتها البسيطة وفعاليتها من حيث التكلفة-.
ثلاثة-محولات من النوع-طور أساسي
تأتي في تكوينين: ثلاثة أعمدة-المرحلة الثالثة-الأساسية-والأعمدة الثلاثة-المرحلة الخامسة-الأساسية-. نوع الأعمدة الثلاثة-المرحلة الخامسة-الأساسية-(المعروف أيضًا باسم نوع الأعمدة الثلاثة-المرحلة الخامسة-المرحلة الخامسة) يُطلق عليه أيضًا اسم نوع النير الثلاثة-المرحلة الثالثة-الأساسية-جانب الأعمدة-. يتم تشكيله عن طريق إضافة نواتين غير ملفوفتين إلى الجوانب الخارجية للبنية الثلاثة -المرحلة الثالثة-الأساسية- (أو ثلاثة-المرحلة الثالثة-الأعمدة). ومع ذلك، فإن مساحة المقطع العرضي- وارتفاع المقرينات العلوية والسفلية أصغر من تلك الموجودة في نوع الأعمدة الثلاثة القياسية-المرحلة الثالثة-. هذا يقلل من الارتفاع الكلي للمحول. غالبًا ما يوصي مصنع محولات التوزيع الموفرة للطاقة بأنواع الأعمدة الثلاثة-المرحلة الخامسة-الأساسية-للتطبيقات واسعة النطاق-، بما في ذلك تلك الخاصة بمصنعي المحولات الصندوقية الكهروضوئية الذين يحتاجون إلى محولات ذات ارتفاع منخفض للتركيبات الكهروضوئية المثبتة على السطح أو الأرض-. محولات التوزيع الصينية بقدرة 500 كيلو فولت أمبير مع هذا الهيكل الأساسي مطلوبة بشدة في المجمعات الصناعية ومشاريع تكامل الطاقة المتجددة.
ثلاثة-المرحلة الثالثة-أعمدة أساسية
يضع هذا التكوين اللفات الثلاث لنظام -الأطوار الثلاثة على ثلاثة أعمدة أساسية منفصلة. ترتبط هذه الأعمدة بواسطة صفائح علوية وسفلية لتشكل دائرة مغناطيسية مغلقة. ترتيب اللف مطابق لترتيب محول الطور الواحد-. مقارنةً بتكوين الأعمدة الثلاثة-المرحلة الثالثة-الأساسية-، تشتمل محولات الأعمدة الثلاثة-المرحلة الخامسة-الأساسية-المرحلة الثالثة على عمودين أساسيين فرعيين إضافيين على جانبي الأعمدة الأساسية الرئيسية، مما يشكل نوى جانبية. يتم لف اللفات لكل مستوى جهد على التوالي حول الأعمدة الأساسية الثلاثة المركزية، في حين تظل النوى الالتفافية غير ملفوفة. يشكل هذا الترتيب محول الأعمدة الثلاثة-المرحلة الخامسة-الأساسية-.
نظرًا لأن التدفق المغناطيسي لكل طور في قلب عمود ثلاثي-مرحلة خامسة-نواة-من خلال نير جانبي، يمكن اعتبار الدوائر المغناطيسية-ثلاث مراحل مستقلة عن بعضها البعض، على عكس محولات الأعمدة الثلاثة-المرحلة الثالثة- التقليدية حيث تكون الدوائر المغناطيسية لكل مرحلة مترابطة. وبالتالي، في ظل التحميل غير المتماثل، فإن التدفق المغناطيسي للتسلسل الصفري - الناتج عن تيار التسلسل الصفري - في كل مرحلة يمكن أن ينغلق عبر نير الالتفافية. ومن ثم، فإن مقاومة إثارة التسلسل- الصفرية تساوي مقاومة الإثارة (التسلسل الإيجابي) أثناء التشغيل المتماثل. تستخدم محولات الطور المتوسطة- والصغيرة-ذات السعة-ثلاثة-تكوين عمود-المرحلة الثالثة-منتجًا رئيسيًا آخر لمصنع محولات التوزيع الموفر للطاقة لتلبية احتياجات التوزيع العامة. تستخدم محولات الطور-الكبيرة ذات السعة-ثلاثة أطوار، والتي غالبًا ما تكون مقيدة بقيود ارتفاع النقل، في الغالب تكوينات أعمدة -المرحلة الخامسة-الثلاثية، والتي تعد أيضًا خيارًا مفضلاً لمصنعي المحولات الصندوقية الكهروضوئية الذين يتعاملون مع محطات الطاقة الكهروضوئية الكبيرة.
الحديد-محول الطور المفرد-المغلف
يتميز بعمود أساسي مركزي وعمودين أساسيين فرعيين (يُعرفان أيضًا باسم النير الجانبي)، ويساوي عرض العمود الأساسي المركزي العرض المدمج للعمودين الأساسيين الفرعيين. يتم وضع جميع اللفات على العمود الأساسي المركزي، حيث يحيط العمودان الأساسيان الفرعيان باللفات مثل "الغلاف"، ومن هنا جاء اسم المحول من نوع الصدفة-. ويشار إليه أحيانًا أيضًا باسم محول عمود -المرحلة الثالثة-المفرد. تنتج بعض مصانع محولات التوزيع الموفرة للطاقة هذا التصميم من النوع -الصدفي لتطبيقات التيار العالي المتخصصة-، بينما قد يقوم مصنعو المحولات الصندوقية الضوئية بتخصيصه ليناسب متطلبات محولات الصندوق الكهروضوئية المحددة في البيئات الخارجية القاسية.
حديد-محول ثلاثي الطور-محول
يمكن اعتبار قلبها الحديدي مكونًا من ثلاثة محولات مستقلة من النوع-غلاف الطور-مستقل موضوعة جنبًا إلى جنب.
تتميز المحولات من النوع- الأساسية ببنية بسيطة نسبيًا، مع وضع ملف الجهد العالي- بعيدًا عن القلب، مما يسهل إدارة العزل. تتمتع المحولات من النوع Shell- ببنية أكثر قوة وعملية تصنيع أكثر تعقيدًا. يتم وضع الملف ذو الجهد العالي- بالقرب من الأعمدة الأساسية، مما يمثل تحديات أكبر لمعالجة العزل. يسهل هيكل القشرة الدعم الميكانيكي المعزز للملفات، مما يمكنها من تحمل قوى كهرومغناطيسية أكبر. وهذا يجعلها مناسبة بشكل خاص للمحولات التي تحمل تيارات عالية. تُستخدم الهياكل الهيكلية أيضًا في-محولات الطاقة ذات السعة الكبيرة، بما في ذلك محولات التوزيع بقدرة 500 كيلو فولت أمبير في الصين والمصممة للاستخدام في الصناعة الثقيلة-من خلال مصانع محولات التوزيع الموفرة للطاقة.
في المحولات ذات السعة الكبيرة-، يتم عادةً دمج قنوات زيت التبريد داخل القلب لضمان تبديد الحرارة الناتجة عن فقدان القلب بشكل فعال عن طريق تدوير الزيت العازل، وبالتالي تحقيق تبريد فعال. يمكن تصميم اتجاه قنوات زيت التبريد هذه بحيث تعمل إما بشكل متوازي أو متعامد مع مستوى صفائح الفولاذ السيليكوني. يعد تصميم التبريد هذا ميزة قياسية في محولات التوزيع بقدرة 500 كيلو فولت أمبير والمحولات الصندوقية الكهروضوئية في الصين التي توفرها الشركات المصنعة للمحولات الصندوقية الكهروضوئية، حيث إنه يضمن التشغيل المستقر حتى في ظل ظروف التحميل -المرتفعة-المدى الطويل-وهو مطلب أساسي لكل من أنظمة التوزيع التقليدية والطاقة المتجددة المدعومة بمصنع محولات التوزيع الموفر للطاقة.