تُعد محولات التيار (CTs) مكونات أساسية في قياس الطاقة الكهربائية، ومراقبة الطاقة، وأنظمة الحماية. تؤثر دقتها بشكل مباشر على دقة قياس الطاقة، وفواتير الطاقة، وحماية النظام. يُحدد أداء محول التيار معلمتان أساسيتان: فرق النسبة (خطأ المقدار الحالي) و خطأ الطور . إن فهم تأثيرها أمر حيوي لاختيار التصوير المقطعي المحوسب المناسب لمختلف التطبيقات.

أهمية فرق النسبة وخطأ الطور

فرق النسبة: جوهر الدقة في القياس الحالي

ال فرق النسبة يُمثل خطأ مقدار التيار (المعروف أيضًا باسم خطأ مقدار التيار) التباين بين التيار الأولي الفعلي والتيار الثانوي المُقاس عند الرجوع إلى الجانب الأولي. وهو نوع من الأخطاء الأساسية في محوِّلات التيار، ويؤثر بشكل مباشر على دقة قياس التيار.

• التأثير على القياس: يؤدي اختلاف النسبة الأعلى إلى قراءات تيار غير صحيحة، مما يؤثر على فواتير الطاقة ومراقبة النظام.
• الامتثال التنظيمي: تحدد المعايير مثل IEC 61869-2 وIEEE C57.13 الاختلافات المسموح بها في النسبة لضمان تلبية محولات التيار لمتطلبات الصناعة.
• الاعتبار الأساسي: في معظم تطبيقات القياس الكهربائي، يكون فرق النسبة أكثر أهمية من خطأ الطور، لأنه يؤثر بشكل مباشر على دقة القياس.

خطأ الطور: لماذا هو مهم في قياس القدرة والطاقة

خطأ الطور يشير إلى الفرق الزاوي بين التيارين الابتدائي والثانوي. على عكس فرق النسبة، لا يؤثر هذا الفرق على مقدار التيار، ولكنه يؤثر بشكل كبير على حساب القدرة. قياس الطاقة .

• قياس الطاقة: في دوائر التيار المتردد، يتم تحديد الطاقة بالمعادلة:
  $ص=الخامس\times أنا\times \mathrm{كوس}\varphi$ ، أين $\varphi$ هي زاوية الطور بين الجهد والتيار. محول التيار ذو خطأ الطور يشوه هذه العلاقة، مما يؤدي إلى حسابات طاقة غير صحيحة.
• فواتير الطاقة: نظرًا لأن الطاقة (كيلوواط ساعة) هي تكامل الطاقة على مدار الوقت، فإن حسابات الطاقة غير الدقيقة بسبب خطأ الطور تؤدي إلى اختلافات في فواتير الطاقة.
• التتابع الوقائي: تعتمد العديد من أنظمة الحماية على محاذاة الطور بين التيارات من عدة محولات تيار. قد يؤدي خطأ كبير في الطور إلى فصل خاطئ أو فشل في اكتشاف الأعطال.

ما هو الخطأ الأكثر أهمية؟

• ل قياس التيار النقي ، الفرق في النسبة هو الشغل الشاغل.
• ل قياس الطاقة والقوة ، خطأ الطور له أهمية كبيرة لأنه يؤثر على حسابات القدرة الحقيقية والتفاعلية.

كيف يؤثر خطأ الطور على أنظمة الطاقة

التأثير على قياس الطاقة

في دوائر التيار المتردد، تعتمد القدرة الفعالة (P) والقدرة التفاعلية (Q) على العلاقة الطورية بين الجهد والتيار:

• القوة النشطة: $ص=الخامس\times أنا\times \mathrm{كوس}\varphi$
• القدرة التفاعلية: $س=الخامس\times أنا\times \mathrm{الخطيئة}\varphi$

إذا قدم CT خطأ في الطور، فسيتم حسابه $\mathrm{كوس}\varphi$ تصبح القيمة غير صحيحة، مما يؤدي إلى أخطاء كبيرة في قياس القدرة النشطة والتفاعلية.

أخطاء قياس الكهرباء والفوترة

تعتمد عدادات الكهرباء على علاقات طورية دقيقة بين التيار والجهد لتحديد استهلاك الطاقة. قد يؤدي خطأ الطور في عدادات التيار إلى:

• زيادة أو نقصان الفواتير للعملاء، مما يؤدي إلى نزاعات مع مزودي الطاقة.
• حسابات معامل القدرة غير الصحيحة، تؤثر على العقوبات والحوافز في الفواتير الصناعية.
• تحديد ملف تعريف الحمل غير الدقيق، مما يؤدي إلى اتخاذ قرارات سيئة بشأن إدارة الطلب.

أعطال مرحل الحماية

تعتمد العديد من أنظمة الحماية، مثل الحماية التفاضلية والمرحلات الاتجاهية، على علاقات طور دقيقة. إذا كان لدى محول التيار خطأ طور مفرط:

• قد تفسر مرحلات التفاضلية الظروف العادية بشكل خاطئ على أنها أخطاء، مما يتسبب في انقطاعات غير ضرورية.
• قد تؤدي مرحلات الاتجاه إلى سوء تقدير تدفق الطاقة، مما يؤدي إلى عمليات قاطع غير صحيحة.
• قد تواجه مرحلات التيار الزائد تأخيرًا في التعثر، مما يزيد من خطر تلف المعدات.

لماذا يوجد للتيار الحالي مرحلة؟

مفهوم الطور في دوائر التيار المتردد

في نظام التيار المتردد، يتبع كلٌّ من الجهد والتيار أشكالًا موجية جيبية. ومع ذلك، نظرًا لوجود عناصر حثية وسعوية، لا تتوافق هذه الأشكال الموجية دائمًا. يُحدد فرق الطور بينهما سلوك قدرة الدائرة.

ما الذي يسبب اختلاف الطور؟

• المحاثات (الملفات): العناصر الحثية تُسبب تأخر التيار عن الجهد. وهذا شائع في المحركات والمحولات والمُخمِّدات.
• المكثفات: تتسبب العناصر السعوية في حدوث تيار كهربائي يؤدي إلى حدوث جهد، وهو أمر شائع في تطبيقات تصحيح معامل القدرة.
• الأحمال المقاومة: في الأحمال المقاومة النقية (على سبيل المثال، السخانات)، يكون التيار والجهد في نفس الطور تمامًا ( $\varphi =$