كانوين هي شركة متخصصة في تصنيع محولات الطاقة ومصنع المحولات الكهربائية
لغة
كانوين هي شركة متخصصة في تصنيع محولات الطاقة ومصنع المحولات الكهربائية
كيف يعمل المحول المملوء بالزيت؟
تعد المحولات جزءًا أساسيًا من البنية التحتية للطاقة، حيث تساعد على رفع الجهد أو خفضه لتسهيل النقل والتوزيع الفعال للكهرباء. أحد الأنواع الشائعة من المحولات هو المحول المملوء بالزيت، والذي يستخدم الزيت كوسيلة تبريد وعزل. ولكن كيف يعمل المحول المملوء بالزيت بالضبط، وما الذي يميزه عن الأنواع الأخرى من المحولات؟ في هذه المقالة، سنستكشف الأعمال الداخلية للمحولات المملوءة بالزيت، بدءًا من مكوناتها الأساسية وحتى تشغيلها وصيانتها والمزيد.
المحولات المملوءة بالزيت، والمعروفة أيضًا باسم المحولات المملوءة بالسائل، هي نوع من المحولات الكهربائية التي تستخدم الزيت كوسيلة عازلة وتبريد. يوفر التصميم المملوء بالزيت العديد من المزايا، بما في ذلك التوصيل الحراري العالي، وقوة العزل الكهربائية الممتازة، وخصائص الشفاء الذاتي. تُستخدم المحولات المملوءة بالزيت بشكل شائع في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك توزيع الطاقة، والمرافق الصناعية، ومحطات الخدمات الفرعية.
تشمل المكونات الأساسية للمحول المملوء بالزيت القلب والملفات والزيت العازل نفسه. عادة ما يكون القلب مصنوعًا من الفولاذ عالي الجودة ويوفر مسارًا للتدفق المغناطيسي. يتم لف اللفات، التي تتكون من موصلات معزولة، حول القلب لإنشاء مجال مغناطيسي ونقل الطاقة من ملف إلى آخر. لا يوفر الزيت العازل العزل الكهربائي فحسب، بل يساعد أيضًا في تبديد الحرارة المتولدة أثناء التشغيل.
يبدأ تشغيل المحول المملوء بالزيت بتطبيق تيار متردد (AC) على الملف الأولي. عندما يتدفق التيار المتناوب عبر الملف الأولي، فإنه يخلق مجالًا مغناطيسيًا متغيرًا في القلب. يؤدي هذا المجال المغناطيسي المتغير إلى إحداث جهد كهربائي في الملف الثانوي، والذي يمكن زيادته أو خفضه بناءً على عدد اللفات في كل ملف.
أثناء تشغيل المحول، يتعرض القلب واللفات لتراكم الحرارة بسبب فقدان الكهرباء. يلعب الزيت العازل دورًا حاسمًا في تبديد هذه الحرارة، وبالتالي الحفاظ على المحول ضمن حدود درجة حرارته. بالإضافة إلى تبديد الحرارة، يوفر الزيت العازل أيضًا قوة عازلة، مما يمنع الانهيار الكهربائي بين الموصلات والأسطح.
الزيت العازل المستخدم في المحولات المملوءة بالزيت هو عادة زيت معدني، والذي يوفر خصائص عازلة ممتازة وموصلية حرارية عالية. تمنع القوة العازلة العالية للزيت الانهيار الكهربائي في المحول، بينما تساعد موصليته الحرارية على نقل الحرارة بعيدًا عن القلب واللفات.
إحدى الخصائص المهمة للزيت العازل هي قدرته على الشفاء الذاتي. عند حدوث تفريغ كهربائي داخل المحول، تتبخر كميات صغيرة من الزيت وتشكل غازات مثل الهيدروجين والميثان. وبمرور الوقت، تتحد هذه الغازات من جديد لتجديد الزيت العازل، مما يؤدي بشكل فعال إلى إصلاح أي ضرر ناتج عن التفريغ الكهربائي.
للحفاظ على الأداء المناسب لمحول مملوء بالزيت، من الضروري اختبار الزيت العازل بانتظام لمعلمات مثل قوة العزل الكهربائي، ومحتوى الرطوبة، والحموضة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يساعد أخذ عينات الزيت وتحليله بشكل دوري في تحديد المشكلات المحتملة قبل أن تؤدي إلى فشل المحولات.
ولضمان التشغيل الفعال وطول العمر، تم تجهيز المحولات المملوءة بالزيت بأنظمة تبريد تساعد في إدارة درجة حرارة الزيت العازل والمحول ككل. هناك عدة طرق شائعة للتبريد تستخدم في المحولات المملوءة بالزيت، بما في ذلك الحمل الحراري الطبيعي والهواء القسري وتدوير الزيت القسري.
يعتمد التبريد بالحمل الحراري الطبيعي على الدورة الطبيعية للزيت العازل داخل خزان المحولات. عندما يمتص الزيت الحرارة من القلب واللفات، يصبح أقل كثافة ويرتفع إلى أعلى الخزان، حيث يطلق الحرارة إلى الهواء المحيط. ثم يعود الزيت المبرد إلى قاع الخزان لإكمال الدورة. في حين أن التبريد بالحمل الحراري الطبيعي بسيط وموثوق، إلا أنه قد لا يكون مناسبًا للمحولات عالية الطاقة التي تتطلب تبريدًا أكثر كفاءة.
ومن ناحية أخرى، يستخدم تبريد الهواء القسري مراوح أو منافيخ لتوجيه الهواء الخارجي على السطح الخارجي لخزان المحولات، مما يسهل نقل الحرارة من الزيت إلى الهواء. تُستخدم هذه الطريقة غالبًا في المحولات الأصغر حجمًا وتوفر حلاً فعالاً من حيث التكلفة لإدارة تبديد الحرارة.
وأخيرًا، يتضمن التبريد القسري لدورة الزيت استخدام مضخات لتدوير الزيت العازل من خلال مبادلات حرارية خارجية، حيث يمكن تبريده بالهواء أو الماء. يتم بعد ذلك إرجاع الزيت المبرد إلى خزان المحولات لتكرار دورة التبريد. تُستخدم هذه الطريقة بشكل شائع في المحولات الأكبر حجمًا وتوفر تحكمًا دقيقًا في درجة حرارة الزيت العازل.
تعتبر اعتبارات الصيانة والسلامة المناسبة أمرًا بالغ الأهمية للتشغيل الموثوق والآمن للمحولات المملوءة بالزيت. يمكن أن يساعد الفحص المنتظم للمحول، بما في ذلك الفحص البصري والحراري، في تحديد أي علامات لارتفاع درجة الحرارة أو تسرب الزيت أو غيرها من المشكلات المحتملة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاختبار الدوري للزيت العازل، كما ذكرنا سابقًا، ضروري لتقييم حالته وضمان قوة العزل الكهربائية المناسبة.
تشمل اعتبارات السلامة للمحولات المملوءة بالزيت تدابير لمنع تسرب الزيت والحرائق والتلوث البيئي. وينبغي اتخاذ تدابير مناسبة للاحتواء ومنع الانسكاب للتخفيف من تأثير الانسكاب النفطي. علاوة على ذلك، يمكن لأنظمة الحماية من الحرائق، مثل حواجز الحريق وأنظمة الإخماد التلقائي، أن تساعد في تقليل مخاطر الحرائق المرتبطة بالمحولات.
في الختام، تعد المحولات المملوءة بالزيت جزءًا لا يتجزأ من توزيع الطاقة والتطبيقات الصناعية، مما يوفر تحويلًا فعالاً وموثوقًا للجهد. إن استخدامهم للزيت العازل كوسيلة تبريد وعازلة للكهرباء يمكّنهم من العمل بكفاءة عالية وتحمل قسوة توزيع الطاقة الكهربائية. ومن خلال فهم المبادئ الأساسية للتشغيل ومتطلبات الصيانة واعتبارات السلامة، من الممكن ضمان الأداء طويل الأمد والسلامة للمحولات المملوءة بالزيت في مختلف التطبيقات.
.
