تعتبر منظمات الجهد الأتوماتيكية أو الـ (AVR (Regulator Voltage Automatic من أهم وسائل المحافظة على قيمة الجهد ثابتة ، و يتم تركيبها فى المناطق التي ينخفض بها الجهد نتيجة المسافات الطويلة للخطوط الهوائية وخصوصا فى أوقات ذروة الأحمال . وهو يشبه المحول العادي من حيث الشكل الخارجي ، أما تركيبه الداخلي فهو محول من النوع الـ auto Transformer .
1 فكرة عمل منظم الجهد.
تبنى فكرة عمل منظم الجهد الأوتوماتيكي على استخدام محول ذاتي auto Transformer مكون من ملف واحد مقسم إلى جزئين من الملفات على قلب حديدي واحد .
وهناك نوعين من منظم الجهد الأوتوماتيكي AVR الأول يستخدم فى شبكة الجهد المتوسط وهو من النوع الميكانيكي فى جزء التحكم كما سنرى ، والثاني يستخدم فى الجهد المنخفض وغالبا يكون التحكم فيه كهربيا وليس ميكانيكيا. وهناك أيضا فروق فى التركيب فضال عن الفروق فى الاستخدام. فالا AVR المستخدم فى الجهد المنخفض يكون الهدف منه حماية المستهلكين من الارتفاع أو الانخفاض المفاجئ فى الجهد. أما حديثنا فى هذا الجزء فسيتركز فقط على ال AVR المستخدم فى شبكات الجهد المتوسط بغرض عالج مشكلة الهبوط فى الجهد .
وفكرة الـ AVR أنه محول مكون كما ذكرنا من ملفين ابتدائي وثانوي مثل أي محول لكن الجديد هنا أن الملفين متصلين ببعض على التوالي بطريقة يمكن أن تؤدى إما إلى جمع جهدي الملفين معا Boost ، أو طرحهما Buck ، على سبيل المثال لو لدينا محول 100/1000 فإن الجهد الناشئ من توصيل الملفين معا بطريقة جمعية يساوى 1100 فولت بينما ستكون القيمة إذا وصال معا بطريقة الطرح تساوى 900 فولت ، وهذا يعنى أن هذا المحول يمكنه تغيير الجهد الخارج منه بنسبة 10 %زيادة أو نقصان كما فى الشكل أسفله
ويمكن إضافة Taps على ملفات الجهد الأعلى ليتم الفصل والتوصيل على درجات وليس فقط بين الأطراف النهائية كما فى الشكل ، مما يعطى مجالا أوسع لتغيير قيمة الجهد فى الجهة الأخرى.
وتتم عملية التحكم فى الفصل والتوصيل لهذه الملفات بطريقة كهربية/ميكانيكية ، فهذه الأجهزة تكون مزودة بمعالج دقيق Microprocessor لتقدير حجم الهبوط فى الجهد ومن ثم تقدير المقدار المطلوب رفعه بواسطة ال AVR . وبناء على الحسابات السابقة ترسل إشارة إلى محرك كهربي Motor كما فى الشكل أسفله ليقوم بنقل نقاط التوصيل ميكانيكيا حسب المطلوب سواء بالدوران يمينا أو يسارا وبالتالي يزيد الجهد أو ينخفض.
والأنواع الحديثة تكون أيضا مزودة بنظم اتصالات لتتم عملية التغيير عن بعد وبالتالي التحكم فى الجهد وضبط قيمه أوتوماتيكيا.
وغالبا لا تزيد نسبة التغيير المسموح بها فى شركات التوزيع عن %10 ±من قيمة جهد الدخول ، ويتم التقسيم على 32 خطوة )16 خطوة منهم بالزيادة و16 خطوة بالنقصان( فإذا قسمت %10 على 16 خطوة ستجد أن نصيب الخطوة الواحدة يساوى %8/5 من قيمة الجهد. ويوجد من هذه الأجهزة نوعان : Three and Single . phase Voltage regulators
والعيب الأساسي لهذه الأجهزة هو البطء فهي تحتاج على الأقل إلى 15 ثانية لتنتقل من توصيلة لأخرى وهذا زمن طويل فى حالة حدوث عارض مفاجئ لكنه مقبول فى الظروف الطبيعية.
ملحوظة : هناك أنواع حديثة يصل سرعة التغيير إلى حوالى ربع ثانية .
مثال تطبيقى لتقدير حجم الـــ A
يقدر حجم الــ AVR بوحدات الـــ KVA فكيف يتم حساب ذلك؟ يحتاج الأمر إلى معرفة نسبة التغيير فى الجهد المطلوبة ولتكن مثال %10 ، ±ثم نحتاج أيضا لمعرفة الجهد المقنن System voltage phase ، ومعرفة قيمة أقصى تيار حمل current Load Max . ثم بضرب الثالث قيم السابقة معا نحصل على القدرة المقننة للـــ Phase per AV
Example:
Compute for the step-voltage regulator size needed by a 3-phase, 4-wire multigrounded
feeder with a system voltage of 13800Y/7970 V. The required voltage
regulation is 10% and the peak connected load is 6.0 MVA.
Solution:
Voltage regulation = 10%
Phase voltage is the line-to-neutral voltage = 7.97 kV (since it is a 4-wire
multi-grounded wye feeder)
Load current = 6.0 MVA / (1.732 x 13.8 kV) = 251 A
Voltage Regulator kVA Size = 10% x 7.97 kV x 251 A = 200 kVA
Use three 32-step voltage regulators, each with a standard rating of 250
kVA, 7970 V, ±10% regulation
والشكل أسفله يمثل مخطط حقيقي لأحد أنواع AVR ويمكن رؤية قيم نسبة التغيير المتاحة حسب نقطة التوصيل فى الجدول الظاهر بنفس الشكل.
وتثبت أجهزة ال AVR فى الشبكات الهوائية على أعمدة خشبية أو معدنية كما فى الصورة وهى تشبه فى الشكل الخارجي المحولات العادية.
أما فى الشبكات الأرضية فيوضع فى صناديق تشبه صناديق التوزيع كما فى الصورة.
وهذه صورة مفصلة لـ AVR
