تحليل أسباب ارتفاع درجة حرارة المحولات

تحليل أسباب ارتفاع درجة حرارة المحولات

أنا، سبب عطل المحول نفسه

أثناء تشغيل المحول، عندما يصل توليد الحرارة وتبديدها إلى حالة توازن، تميل درجة حرارة كل جزء إلى الاستقرار. إذا كانت درجة حرارة الزيت أعلى من المعتاد بأكثر من 10 درجات مئوية في ظل نفس الظروف، أو إذا ظل الحمل ثابتًا ولكن استمرت درجة الحرارة في الارتفاع، فيمكن اعتبار ذلك مؤشرًا على حدوث عطل داخل المحول.

1. ضعف توصيل مُبدِّل الصنبور

نتيجةً لعدم كفاية ضغط نقطة التلامس في مُبدِّل الجهد أثناء التشغيل، أو لتلوثها، تزداد مقاومة التلامس. وتؤدي هذه الزيادة إلى ارتفاع درجة حرارة التلامس وتوليد الحرارة. خاصةً بعد تغيير الجهد وعند زيادة الحمل على المحول، يصبح من السهل أن يُصبح تلامس مُبدِّل الجهد ضعيفًا، مما يُؤدي إلى توليد الحرارة.

يمكن الاستدلال على ضعف توصيل مُبدِّل الصنبور من خلال تكرار تشغيل الغاز الخفيف، ومن خلال أخذ عينات من الزيت للاختبار، يتضح أن ضعف توصيل مُبدِّل الصنبور يؤدي إلى انخفاض سريع في درجة اشتعال الزيت؛ بالإضافة إلى ذلك، يمكن تحديد حالة توصيل المفتاح عن طريق قياس قيمة مقاومة التيار المستمر للملف.

2. قصر الدائرة بين لفات ملف اللف

نتيجة لتلف العزل بين عدة لفات متجاورة من الملف، سيظهر تيار دائرة قصر مغلق. في الوقت نفسه، يقل عدد لفات ملف هذه المرحلة، وستؤدي الحرارة العالية المتولدة عن تيار دائرة القصر إلى ارتفاع درجة حرارة المحول بشكل كبير، وفي الحالات الخطيرة، قد يحترق المحول.

توجد أسباب عديدة لحدوث قصر الدائرة بين لفات الملف. على سبيل المثال، قد تتسبب عملية التصنيع غير الدقيقة للملف في تلف العازل ميكانيكيًا؛ كما أن ارتفاع درجة الحرارة يؤدي إلى تلف العازل مع مرور الوقت؛ ومن الأسباب الرئيسية زيادة الجهد والتيار. يؤدي قصر الدائرة الشديد بين اللفات إلى ارتفاع درجة حرارة الزيت، ويبدو الزيت عند اللفة المقصرة وكأنه يغلي، ويمكن سماع صوت "غرغرة". عند أخذ عينة من الزيت للاختبار، تدهورت جودته وتحولت من حالة غازية خفيفة إلى حالة غازية كثيفة. في هذه الحالة، يمكن أيضًا اكتشاف قصر الدائرة بين اللفات عن طريق قياس مقاومة التيار المستمر.

3. ماس كهربائي بين صفائح الفولاذ السيليكوني ذات القلب الحديدي

نتيجةً لتلف ناتج عن قوة خارجية أو تقادم العزل أو لأسباب أخرى، يتضرر العزل بين صفائح الفولاذ السيليكوني، مما يزيد من التيارات الدوامية ويؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة الموضعية. إضافةً إلى ذلك، يُعد تلف عزل لولب القلب سببًا آخر للتيارات الدوامية. يتسبب التلف الطفيف في ارتفاع درجة الحرارة الموضعية، وعادةً لا يُلاحظ ارتفاع في درجة حرارة زيت المحول؛ أما التلف الشديد فيحدث في الحالات القصوى.

4. نقص الزيت أو انسداد في أنبوب التبريد

يُعد زيت المحولات العازل الرئيسي داخل المحول، حيث يؤدي وظائف العزل والتبريد وإخماد القوس الكهربائي. في حال نقص الزيت أو انسداد أنبوب تبديد الحرارة، تنخفض سرعة تبريد الزيت، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المحول أثناء التشغيل.

ثانيًا: الأسباب الخارجية لارتفاع درجة حرارة المحول

1. حمولة زائدة شديدة

أثناء تشغيل المحول، تتحول خسائر التخلف المغناطيسي في القلب الحديدي، وخسائر التيارات الدوامية، وخسائر النحاس في الملف إلى حرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة. تُعد خسائر الحديد ثابتة تقريبًا، وترتبط ببنية المحول، لذا لا يمكن تقليلها أو إزالتها أثناء التشغيل، بينما تتغير خسائر النحاس بتغير الحمل. عند زيادة الحمل، تؤدي زيادة خسائر النحاس إلى ارتفاع درجة حرارة المحول.

2. انسداد مدخل ومخرج الهواء في غرفة المحولات أو تراكم الغبار بكثافة

تُعدّ فتحات دخول وخروج الهواء في غرفة المحول قنواتٍ لتيار الهواء أثناء تشغيل المحول. عند انسدادها أو تراكم الغبار عليها بكثافة، تبقى ظروف تسخين المحول ثابتة، لكن ظروف تبديد الحرارة تتدهور، فلا يُمكن تبديد الحرارة إلى المحيط في الوقت المناسب، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المحول أثناء التشغيل. قِس درجة حرارة الهواء على بُعد 1.5 إلى 2 متر من خزان زيت المحول، وعلى ارتفاع يُعادل نصف ارتفاع الخزان. إذا كانت درجة الحرارة المُقاسة أعلى من درجة حرارة الهواء المحيط بمقدار 8-10 درجات مئوية، فيجب تحسين تهوية غرفة المحول.

3. عطل في نظام دورة تبريد المحول

إضافةً إلى استخدام أنابيب التبريد لتبديد الحرارة، تعتمد محولات الطاقة أيضاً على طرق تبريد أخرى مثل التبريد بالهواء القسري، وتدوير الزيت القسري، وتدوير الماء. وعندما يتعطل نظام التبريد أو تكون ظروف التبريد غير مناسبة، ترتفع درجة حرارة المحول أثناء التشغيل.