لا تفوتوا مشاهدته! شرح شامل لتكوين وبنية ونظام الزيت وعمليات التشغيل والصيانة في حالات الأعطال

بناء محولات مغمورة بالزيت

يتكون الجزء الأساسي من المحول ثلاثي الأطوار المغمور بالزيت من قلب حديدي مغلق ومجموعة ملفات مثبتة على عمود القلب الحديدي. بالإضافة إلى ذلك، توجد خزانات وقود، وخزانات زيت احتياطية، وأغلفة، وأجهزة تنفس، وأنابيب مقاومة للانفجار، ومشعات، ومغيرات جهد، ومرحلات غاز، ومقاييس حرارة، وأجهزة تنقية زيت، وغيرها.

1) قلب حديدي

القلب الحديدي هو الجزء المغناطيسي من المحول. ولتقليل التخلف المغناطيسي وفقدان التيارات الدوامية فيه، يُصنع القلب الحديدي من صفائح فولاذية سيليكونية بسماكة تتراوح بين 0.35 و0.5 ملم. وبحسب ترتيب اللفات داخل القلب الحديدي، يوجد نوعان: القلب الحديدي والغطاء الحديدي. يُسمى الجزء الرأسي من القلب الحديدي للمحول ثلاثي الأطوار عمود القلب الحديدي، وتُغطى عليه لفات الجهد المنخفض والجهد العالي للمحول. أما الجزء الأفقي فيُسمى نير الحديد، ويُستخدم لتشكيل دائرة مغناطيسية مغلقة.

في المحولات ذات السعة الكبيرة، من أجل جعل الحرارة المتولدة عن فقدان القلب الحديدي تُزال بالكامل بواسطة زيت العزل أثناء الدوران، وذلك لتحقيق تأثير تبريد جيد، يتم توفير ممرات زيت التبريد في القلب الحديدي.

(2) اللف

الملف، أو ما يُسمى أيضًا بالملف اللولبي، هو الجزء الدائري من المحول، وينقسم إلى ملفين: الملف الابتدائي والملف الثانوي. يُسمى الملف المتصل بمصدر الطاقة بالملف الابتدائي، بينما يُسمى الملف المتصل بالحمل بالملف الثانوي. يُلف كلا الملفين الابتدائي والثانوي بأسلاك نحاسية أو ألومنيوم مغلفة بعازل عالي المتانة.

تُصنع الملفات الأولية والثانوية لكل طور من أطوار المحول ثلاثي الأطوار على شكل أسطواني وتُلف حول نفس عمود القلب الحديدي. يُلف ملف الجهد المنخفض، ذو عدد اللفات القليل، داخل القلب الحديدي وبالقرب منه، بينما يُلف ملف الجهد العالي، ذو عدد اللفات الكبير، خارج ملف الجهد المنخفض. يُسهّل هذا الترتيب عزل ملف الجهد المنخفض للقلب الحديدي. يُستخدم غلاف مصنوع من مادة عازلة لعزل ملف الجهد المنخفض عن القلب الحديدي، وكذلك بين ملفي الجهد العالي والمنخفض لعزلهما بشكل موثوق. ولتسهيل تبديد الحرارة، تُترك فجوة معينة بين ملفي الجهد العالي والمنخفض كممر للزيت، مما يسمح بتدفق زيت المحول.

تتمثل الأعطال الرئيسية في ملفات المحولات في حدوث قصر كهربائي بين اللفات وقصر كهربائي مع الغلاف. ويعود قصر الدائرة بين اللفات بشكل أساسي إلى تقادم العزل، أو إلى زيادة الحمل على المحول والتلف الميكانيكي للعزل أثناء حدوث قصر كهربائي عابر. كما أن انخفاض مستوى الزيت في المحول، عند تعرض الملفات للزيت، قد يؤدي إلى حدوث قصر كهربائي بين اللفات؛ بالإضافة إلى ذلك، عند حدوث قصر كهربائي عابر، تتشوه الملفات نتيجة لتأثير التيار الزائد، ويتلف العزل ميكانيكيًا، مما يؤدي أيضًا إلى حدوث قصر كهربائي بين اللفات.

عند حدوث قصر بين اللفات، قد يتجاوز التيار في الملف المقصر القيمة المقننة، ولكن لا يجوز أن يتجاوز التيار الكلي للملف القيمة المقننة. في هذه الحالة، يعمل نظام الحماية بالغاز، كما يعمل جهاز الحماية التفاضلية في الحالات الخطيرة.

قد يكون سبب حدوث قصر في الغلاف هو تلف العازل أو وجود رطوبة في الزيت، أو انخفاض مستوى الزيت، أو الصواعق، أو زيادة الجهد أثناء التشغيل. بالإضافة إلى ذلك، عند حدوث تقاطع في الدائرة، يتشوه الملف نتيجة التيار الزائد، مما يؤدي إلى حدوث قصر في الغلاف. وعادةً ما يكون سبب قصر الغلاف هو عمل جهاز الحماية من الغاز وجهاز الحماية من التأريض.

(3) خزان الوقود

خزان الزيت هو الغلاف الخارجي للمحول، ويحتوي على القلب الحديدي والملفات، ويُملأ بزيت المحولات. في المحولات ذات السعة الكبيرة نسبيًا، تُركّب مشتتات حرارية أو أنابيب حرارية خارج الخزان. وتُعدّ تسريبات الزيت مشكلة شائعة في خزانات الوقود.

زيت المحولات هو زيت معدني ذو خصائص عزل جيدة، وله وظيفتان:

أولها العزل. يتميز زيت المحولات بأداء عزل أفضل من الهواء. يمكن أن يؤدي غمر الملفات في الزيت إلى تحسين أداء العزل في أماكن مختلفة، وتجنب ملامستها للهواء لمنعها من أن تصبح رطبة؛

أما التأثير الثاني فهو تأثير تبديد الحرارة، الذي يستخدم تيارات الحمل الحراري للزيت لتبديد الحرارة المتولدة من القلب الحديدي والملفات إلى الخارج عبر جدار الصندوق وأنبوب تبديد الحرارة. يُصنّف زيت المحولات إلى ثلاثة أنواع: رقم 10، ورقم 25، ورقم 45، وذلك وفقًا لدرجات تجمدها. تبلغ درجات تجمدها -10 درجة مئوية، و-25 درجة مئوية، و-45 درجة مئوية على التوالي، ويتم اختيارها عادةً بناءً على الظروف المناخية المحلية.

(4) حافظة الزيت (وسادة الزيت)

خزان الزيت، المعروف أيضًا باسم وسادة الزيت، هو حاوية أسطوانية توضع أفقيًا فوق خزان الزيت الرئيسي للمحول، وتتصل به عبر أنبوب. يبلغ حجم خزان الزيت عادةً حوالي 10% من حجم خزان الزيت الرئيسي. وهو من النوع الكبسولي، حيث تعزل الكبسولة الزيت الموجود بداخله عن الهواء الخارجي. عند تمدد زيت المحول حراريًا، يتدفق الزيت من الخزان الرئيسي إلى خزان الزيت، وعند انكماشه، يتدفق الزيت من خزان الزيت الرئيسي إلى الخزان الرئيسي. لخزان الزيت وظيفتان: أولًا، عند تمدد أو انكماش حجم زيت المحول بتغير درجة حرارته، يعمل الخزان على تخزين الزيت وتجديده، مما يضمن امتلاء الخزان الرئيسي بالزيت وتشبع القلب الحديدي والملفات به؛ ثانيًا، يقلل الخزان من مساحة التلامس بين سطح الزيت والهواء لمنع تعرض زيت المحول للرطوبة والتلف.

يستخدم مؤشر مستوى الزيت في خزان الزيت مقياسًا مغناطيسيًا من نوع قضيب التوصيل لمراقبة مستوى الزيت. يُحفر على المقياس خط معياري لمستوى الزيت عند درجات حرارة -30 درجة مئوية، و+20 درجة مئوية، و+40 درجة مئوية، ويُستخدم هذا الخط كمعيار لتعبئة الزيت. يشير مستوى +40 درجة مئوية على المقياس إلى أقصى مستوى للزيت في المحول أثناء التشغيل بكامل الحمل عندما تكون أعلى درجة حرارة محيطة في موقع التركيب +40 درجة مئوية، ويجب ألا يتجاوز مستوى الزيت هذا الخط. يشير مستوى +20 درجة مئوية إلى مستوى الزيت عندما يكون متوسط ​​درجة الحرارة السنوية +20 درجة مئوية أثناء التشغيل بكامل الحمل. يشير مستوى -30 درجة مئوية إلى أدنى مستوى للزيت في المحول بدون حمل عندما تكون درجة الحرارة المحيطة -30 درجة مئوية، ويجب ألا يقل عن هذا الخط. في حال انخفاض مستوى الزيت، يجب إضافة المزيد منه. يحتوي خزان الزيت على فتحات تهوية تسمح بتواصل الجزء العلوي منه مع الهواء. عندما يتمدد زيت المحول وينكمش بفعل الحرارة، يدخل الهواء الموجود أعلى وسادة الزيت ويخرج من خلال فتحة التهوية، ويمكن أن يرتفع مستوى الزيت أو ينخفض ​​لمنع تشوه أو تلف خزان الزيت.

(5) كم

يُوصل سلك التوصيل الخاص بملف المحول بالدائرة الخارجية عبر قضيب التوجيه. يعمل الجلبة كعازل بين قضيب التوجيه وغطاء الصندوق، حيث يقوم بعزل وتثبيت قضيب التوجيه. يوجد نوعان من الغلاف: غلاف الضغط العالي وغلاف الضغط المنخفض.

غلاف عازل

يجب أن تمر أسلاك توصيل ملفات المحول عبر أكمام عازلة لعزل الأسلاك الموصلة للتيار عند إخراجها من الخزان. يتكون الكم العازل بشكل أساسي من قضيب موصل مركزي وكم مغناطيسي. يتصل أحد طرفي القضيب الموصل داخل خزان الوقود بالملف، بينما يتصل الطرف الآخر خارجه بالدائرة الخارجية. يُعد هذا الجزء من المحول عرضةً للأعطال.

يعتمد تصميم جلبة العزل بشكل أساسي على فئة الجهد. ففي حالة الجهد المنخفض، يُستخدم عادةً غلاف مغناطيسي صلب بسيط. أما في حالة الجهد العالي، ولتعزيز قدرة العزل، تُترك طبقة مملوءة بالزيت بين الغلاف الخزفي والقضيب الموصل. يُطلق على هذا النوع من الجلبات اسم جلبة مملوءة بالزيت. وعندما يتجاوز الجهد 110 كيلوفولت، تُستخدم جلبة الشحن السعوية، والتي يُشار إليها اختصارًا باسم الجلبة السعوية. بالإضافة إلى ملء التجويف الداخلي للغلاف الخزفي بالزيت، تحتوي الجلبة السعوية أيضًا على عازل سعوي بين القضيب الموصل المركزي (أنبوب نحاسي مجوف) والشفة التي تُغلف القضيب الموصل، حيث تُشكل هذه الشفة نقطة الوصل الرئيسية بين الشفة والقضيب الموصل.

يُعدّ تسرب الزيت من جلبة المحول العطل الأكثر شيوعًا. ويعود سبب هذا التسرب إلى تآكل حلقة منع التسرب المطاطية ذات الخرزات الموجودة في الجزء العلوي من الجلبة، بالإضافة إلى الحشية المطاطية المسطحة الموجودة في الجزء السفلي منها.

(6) جهاز التنفس

يتكون جهاز التنفس، المعروف أيضًا بالجهاز المسترطب، عادةً من أنبوب وحاوية زجاجية تحتوي على مادة مجففة (هلام السيليكا أو الألومينا المنشطة). عندما يتمدد الهواء في وسادة الزيت أو ينكمش تبعًا لحجم زيت المحول، يمر الهواء المستنشق أو المُستنشق عبر جهاز التنفس، حيث تمتص المادة المجففة الرطوبة من الهواء وتُرشّحه للحفاظ على نظافة الزيت. هلام السيليكا المشبع بكلوريد الكوبالت، تكون جزيئاته زرقاء كوبالتية اللون عند جفافها، ولكن عندما يمتص هلام السيليكا الماء ويقترب من التشبع، يتحول إلى مسحوق أبيض أو أحمر، وعندها يُمكن معرفة ما إذا كان قد تعطل. يُمكن تجديد هلام السيليكا الرطب بالتسخين والتجفيف. وعندما يصبح لون جزيئات هلام السيليكا أزرق كوبالتيًا، تكون عملية التجديد قد اكتملت.

(7) جهاز تخفيف الضغط

تلعب أجهزة تخفيف الضغط دورًا هامًا في حماية محولات الطاقة. ففي محول الطاقة المملوء بزيت المحولات، إذا حدث عطل داخلي أو قصر في الدائرة، فإن الشرارة الكهربائية ستؤدي إلى تبخر الزيت فورًا، مما ينتج عنه ارتفاع سريع للغاية في الضغط داخل الخزان. وإذا لم يتم تخفيف هذا الضغط بسرعة، فقد ينفجر خزان الوقود، متسببًا في تناثر الوقود القابل للاشتعال على مساحة واسعة، مما قد يؤدي إلى نشوب حريق وإلحاق المزيد من الأضرار، لذا يجب اتخاذ تدابير لمنع حدوث ذلك. يوجد نوعان من أجهزة تخفيف الضغط: الأنبوب المقاوم للانفجار وجهاز تخفيف الضغط. يُستخدم الأنبوب المقاوم للانفجار في المحولات الصغيرة، بينما يُستخدم جهاز تخفيف الضغط في المحولات الكبيرة والمتوسطة الحجم.

أنبوب مقاوم للانفجار (يُعرف أيضًا باسم أنبوب حقن الوقود)

يُركّب أنبوب مقاوم للانفجار على الغطاء العلوي للمحول، ويتصل الأنبوب ذو الشكل البوقي بالهواء، وتُغلق فوهته بغشاء بلاستيكي. عند حدوث عطل داخل المحول، ترتفع درجة حرارة الزيت، ويتحلل الزيت بشدة مُولّدًا كمية كبيرة من الغاز، ويزداد الضغط في خزان الزيت بشكل حاد. عندما يصل الضغط في خزان الزيت إلى 5×10⁴ باسكال، يتمزق الغشاء البلاستيكي للأنبوب المقاوم للانفجار، ويُقذف الزيت والغاز من الفوهة لمنع انفجار أو تشوه خزان زيت المحول.

مُخفف الضغط

بالمقارنة مع الأنابيب المقاومة للانفجار، تتميز أجهزة تخفيف الضغط بمزايا مثل خطأ ضغط الفتح الصغير، ووقت التأخير القصير (2 مللي ثانية فقط)، والتحكم في درجة الحرارة العالية، والعمل المتكرر، لذلك فهي تستخدم على نطاق واسع في المحولات الكبيرة والمتوسطة الحجم.

يُطلق على جهاز تخفيف الضغط أيضًا اسم مُخفِّض الضغط، وهو مُثبَّت على الغطاء العلوي لخزان المحوّل، على غرار صمام الأمان في الغلاية. عندما يتجاوز الضغط في خزان الوقود القيمة المُحدَّدة، يُفتح باب (صمام) مُخفِّض الضغط، فيُفرَّغ الغاز، وبعد انخفاض الضغط، يُغلق باب (صمام) مُخفِّض الضغط مرة أخرى بفعل ضغط الزنبرك. يُمكن إزالة مُخفِّض الضغط قبل تشغيله أو أثناء الصيانة لقياس ضغط التشغيل وتصحيحه.

يجب تنسيق ضبط ضغط التشغيل لجهاز تخفيف الضغط مع ضبط معدل تدفق التشغيل لمرحل الغاز.

يتم تركيب صمام تخفيف الضغط في الجزء العلوي من غطاء خزان الوقود، ويتم توصيله بشكل عام بأنبوب صاعد بحيث يكون ارتفاع الصمام مساوياً لارتفاع وسادة الزيت، وذلك للقضاء على فرق الضغط الساكن لضغط الزيت في الظروف العادية.

(8) المبرد

يتخذ المبرد أشكالاً متنوعة، منها المموج، والمروحي، والدائري، وأنبوب العادم، وغيرها. وكلما زادت مساحة تبديد الحرارة، كان تأثيرها أفضل. عند وجود فرق في درجة الحرارة بين زيت الطبقة العلوية للمحول وزيت الطبقة السفلية، تتشكل تيارات حمل حراري للزيت عبر المبرد، ثم يعود الزيت إلى خزان الزيت بعد تبريده، مما يُخفض درجة حرارة المحول. ولتحسين كفاءة تبريد المحول، يمكن استخدام وسائل تبريد مختلفة، مثل التبريد الهوائي، والتبريد القسري بالزيت والهواء، والتبريد القسري بالزيت والماء. أما العطل الرئيسي للمبرد فهو تسرب الزيت.

(9) مرحل غاز بوخهولز

قم بتركيب مرحل بوخهولز بين خزان الزيت وأنبوب توصيل غطاء خزان المحول باستخدام الشفة. أثناء التشغيل، يكون مرحل بوخهولز ممتلئًا بالزيت. عند حدوث عطل بسيط داخل المحول وتكوّن فقاعات، تتجمع هذه الفقاعات أولًا في الجزء العلوي من مرحل بوخهولز، مما يؤدي إلى انخفاض مستوى الزيت، وبالتالي فقدان غطاء الفتحة العلوي لقوة الطفو وزيادة وزنه، مما يؤدي إلى انحرافه في الاتجاه المعاكس، وبالتالي تقريب المغناطيس من مفتاح القصب. وينطبق المبدأ نفسه على النوع ذي الحاجز السفلي.

(10) جهاز قياس درجة الحرارة

يشير ارتفاع درجة حرارة سطح الزيت إلى القيمة التي يُسمح لدرجة حرارة سطح الزيت في خزان الزيت بتجاوزها درجة الحرارة المحيطة عندما يعمل المحول في ظل الحالة المقدرة.

يتم ضبط درجة حرارة الزيت في جسم المحول الرئيسي مؤقتًا على وضع الإنذار عند 80 درجة مئوية والفصل عند 100 درجة مئوية.

(11) سكين التأريض المحايد

تعتمد طريقة تأريض النقطة المحايدة في نظام الطاقة الكهربائية بجهد 110 كيلوفولت في بلدي بشكل أساسي على طريقة التأريض المباشر للنقطة المحايدة (بما في ذلك طريقة التأريض عبر مقاومة صغيرة)، أي نظام ذو تيار تأريض عالٍ. وذلك لأن النظام يعاني من تيار قصر أرضي عالٍ عند حدوث عطل أرضي أحادي الطور.

عند فصل التيار الكهربائي عن المحول، يجب تأريض نقطة التعادل. ولأن ملفات المحول شبه معزولة (وتُعرف أيضًا بالعزل المتدرج)، أي أن العزل الرئيسي للجزء القريب من نقطة التعادل في ملفات المحول يكون أقل من مستوى عزل طرف الملف. لذلك، ولتجنب تلف المحول بسبب زيادة الجهد، يجب تأريض نقطة التعادل عند فصل التيار الكهربائي عنه.

(12) مغير الصنبور (المعروف أيضًا باسم المحول)

عند استخدام خزان الزيت لمحول تنظيم الجهد تحت الحمل، يتم تركيب خزان زيت مفتاح بدون كبسولات في الجزء السفلي من خزان الزيت.

تنقسم طرق تنظيم جهد المحولات إلى نوعين: تنظيم الجهد تحت الحمل وتنظيم الجهد بدون حمل:

يعني تنظيم الجهد أثناء الحمل أن المحول يمكنه ضبط موضع المأخذ أثناء التشغيل، وبالتالي تغيير نسبة تحويل المحول لتحقيق غرض تنظيم الجهد.

يتم عادةً توصيل محولات الطاقة من جانب الجهد العالي، والذي يأخذ في الاعتبار بشكل أساسي ما يلي:

(1) يكون ملف الجهد العالي للمحول بشكل عام في الخارج، ويكون توصيل المأخذ سهلاً؛

(2) يكون التيار على جانب الجهد العالي أصغر، ويكون المقطع العرضي للموصل لسلك الرصاص والجزء الحامل للتيار من المفتاح المنفصل أصغر، ويمكن حل تأثير ضعف الاتصال بسهولة.

من حيث المبدأ، يمكن أن يكون مأخذ الجهد على أي من الجانبين، ويتطلب ذلك إجراء مقارنات اقتصادية وتقنية. على سبيل المثال، يُسحب مأخذ الجهد لمحول خافض للجهد كبير بقدرة 500 كيلوفولت من جانب 220 كيلوفولت، بينما يكون جانب 500 كيلوفولت ثابتًا.

عندما يكون الجهد منخفضًا جدًا أو مرتفعًا جدًا، ويكون من الضروري ضبط عدة نقاط توصيل لمغير الجهد تحت الحمل لتلبية المتطلبات، فمن الضروري الانتباه إلى الوضع:

يجب ضبطه على كل ترس على حدة، أي أنه في كل مرة يُضغط فيها على زر N+1 أو N-1، سيتوقف لمدة دقيقة واحدة، وعند ظهور رقم جديد على مؤشر التروس، يُضغط على الزر مرة أخرى. تُكرر العملية السابقة بالتتابع حتى الوصول إلى الهدف النهائي. عند ربط التشغيل الكهربائي (أي، عملية واحدة، سيتم ضبط أكثر من نقرة واحدة، والمعروفة باسم الانزلاق)، يجب أن يظهر موضع النقرة الثانية على مؤشر التروس في شاشة التحكم الرئيسية للمحول، ويجب الضغط فورًا على زر الطوارئ. ثم يُضغط على زر الإيقاف ويُحوّل إلى التشغيل اليدوي.

(13) جهاز تنقية الزيت (المعروف أيضًا باسم مرشح فرق درجة الحرارة)

جهاز تنقية الزيت عبارة عن وعاء مملوء بمادة ماصة (هلام السيليكا أو الألومينا المنشطة)، يُركّب على الجدار الجانبي لخزان المحول أو الجزء السفلي من مبرد الزيت القوي. عند تشغيل المحول، وبسبب اختلاف درجة الحرارة بين طبقتي الزيت العلوية والسفلية، يمر زيت المحول عبر جهاز التنقية من الأعلى إلى الأسفل مُشكّلاً تيارات الحمل الحراري. وعندما يلامس الزيت المادة الماصة، يتم امتصاص الرطوبة والأحماض والأكاسيد الموجودة فيه، مما يُنظّف الزيت ويُطيل عمره الافتراضي.

نظام الزيت للمحول المغمور بالزيت

تحتوي المحولات المغمورة بالزيت على عدة أنظمة زيت مستقلة معزولة عن بعضها البعض. عند تشغيل المحول، لا يكون الزيت في هذه الأنظمة المستقلة متصلاً ببعضه، كما تختلف جودة الزيت وظروف التشغيل.

(1) نظام الزيت الداخلي للجسم الرئيسي

جميع أنظمة الزيت التي تتصل بالزيت المحيط بالملفات هي أنظمة موجودة في الجسم الرئيسي، بما في ذلك الزيت الموجود في المبرد أو الرادياتير، والزيت الموجود في خزان الزيت، والزيت الموجود في الجلبة المملوءة بالزيت للجهد 35 كيلو فولت وما دونه.

عند تعبئة الزيت، يجب تحرير صمامات تنفيس الغاز المخزنة في نظام الزيت. عمومًا، يجب أن تحتوي المكونات المذكورة أعلاه على صمامات تنفيس خاصة بها. يؤدي الزيت الموجود في الهيكل الرئيسي دورًا أساسيًا في العزل والتبريد، كما أنه يزيد من قوة العزل الكهربائي للورق أو الكرتون العازل. أثناء تعبئة الزيت بالتفريغ، إذا لم تتحمل بعض الأجزاء نفس قوة التفريغ التي يتحملها خزان الزيت الرئيسي، فيجب استخدام صمام عزل مؤقت، مثل صمام البوابة بين خزان الزيت الاحتياطي وخزان الزيت الرئيسي. يجب أن يكون ضغط مضخة الزيت الغاطسة على المبرد كافيًا لتجنب دخول الهواء نتيجة الضغط السلبي. يجب أن يحتوي نظام الزيت هذا على نظام حماية لتخفيف الضغط لإزالة الضغط المتولد عند حدوث عطل في الهيكل.

(2) وجود زيت في حجرة مفتاح التحويل الخاص بمغير الصنبور أثناء التشغيل

يحتوي هذا الجزء من نظام الزيت على نظام حماية خاص به، يتألف من مرحل تدفق، وخزان زيت، وصمام تخفيف الضغط. يعمل الزيت في غرفة المفاتيح هذه كعازل، ويمنع مرور التيار. يتسرب الزيت إلى الزيت المتولد عند فصل تيار الحمل بواسطة مفتاح التحويل. يتطلب نظام الزيت هذا أداءً ممتازًا في منع التسرب، ويجب الحفاظ على هذا الأداء حتى في حال تولد ضغط القوس الكهربائي أثناء عملية التبديل.

على الرغم من أن الزيت الموجود في حجرة مفتاح التحويل لمغير الجهد تحت الحمل معزول عن الزيت الموجود في الجسم الرئيسي، إلا أنه لتجنب تلف مانع التسرب في حجرة مفتاح التحويل أثناء تعبئة الزيت بالتفريغ، يجب تزييتها بالتفريغ في نفس وقت تزييت الزيت الموجود في الجسم الرئيسي. يتمتع النظام بنفس مستوى التفريغ، وإذا لزم الأمر، يجب عزل خزان الزيت الخاص بهذا النظام أيضًا أثناء عملية التفريغ. ولتسهيل التصميم، تم تصميم خزان تخزين الزيت في الجسم الرئيسي وخزان تخزين الزيت في غرفة المفاتيح كوحدة واحدة معزولة عن بعضها البعض.

(3) محكم الإغلاق تمامًا لمستويات الجهد 60 كيلو فولت وما فوق

تتمثل الوظيفة الرئيسية لنظام الزيت هذا في عزل ورق العزل الموجود في جلبة مكثف الزيت، أو زيادة قوته الكهربائية. عند حقن الزيت في الجسم الرئيسي، يجب إحكام إغلاق الطرف الموجود في نهاية الغلاف لمنع دخول الهواء.

صورة

(4) وجود زيت في صندوق مخرج الضغط العالي، أو وجود زيت في صندوق مخرج الغاز

يتم عزل خط الجهد العالي الخارج من محول ثلاثي الأطوار بقدرة 500 كيلوفولت بواسطة نظام زيت العزل المموج. ويعمل هذا النظام الزيتي بشكل أساسي كعازل.

من أجل تبسيط الهيكل، يمكن أيضًا توصيل نظام الزيت هذا بنظام الزيت الموجود في الجسم الرئيسي من خلال أنبوب توصيل أو تصميمه كنظام زيت منفصل.

(5) يتم إجراء اختبارات عزل متنوعة على المحولات المغمورة بالزيت

أولها عملية التنفيس، التي تُطلق الغاز المُخزّن عبر صمام التنفيس. يُمكن التنبؤ بوجود أو عدم وجود أعطال مُحتملة من خلال تحليل كروماتوغرافيا الغاز في الزيت لكل نظام. يجب أن يُلبي كل نظام زيت متطلبات التشغيل، مثل امتصاص تغير حجم الزيت عند تمدده وانكماشه، وصمام تصريف الزيت، وصمام الهواء، وصمام عزل المُبرّد والمُشعّع وخزان الزيت الرئيسي، إلخ. يجب أن يتمتع كل نظام زيت بأداء إحكام جيد. يجب استبدال الزيت في غرفة مفتاح تحويل مُبدّل الصنبور أثناء التشغيل بشكل منفصل دون تفريغ الزيت في الجسم الرئيسي. يُمكن تفريغ الزيت في الجسم الرئيسي وملؤه بالنيتروجين الجاف أثناء النقل.

تحليل أعطال المحولات المغمورة بالزيت

تشمل الأعطال الشائعة للمحولات أثناء التشغيل أعطال الملفات، والبطانات، ومغيرات الجهد، والقلوب الحديدية، وخزانات الزيت، وغيرها من الملحقات.

(1) عطل في اللفائف

توجد بشكل رئيسي حالات قصر الدائرة بين اللفات، وتأريض الملفات، وقصر الدائرة بين الأطوار، وانقطاع الأسلاك، ولحام الوصلات.

(2) فشل الغلاف

تتعرض جلبة المحول للتلف، مما يتسبب في حدوث وميض تلوث في الضباب الكثيف أو المطر الخفيف، مما يؤدي إلى حدوث تأريض أحادي الطور أو قصر دائرة بين الأطوار على جانب الجهد العالي للمحول.

(3) تسرب خطير

إذا كان تسرب الزيت من المحول خطيرًا أو مستمرًا، بحيث لا يمكن قراءة مستوى الزيت من خلال مؤشر مستوى الزيت، فيجب إيقاف تشغيل المحول فورًا لإصلاح التسرب وإعادة تزويده بالوقود. يعود سبب تسرب الزيت إلى تشقق اللحام أو تلف أجزاء منع التسرب، بالإضافة إلى صدأ خزان الوقود وتلفه نتيجة الاهتزازات والقوى الخارجية أثناء التشغيل.

(4) عطل في مبدل الصنبور

تشمل الأعطال الشائعة ضعف الاتصال أو عدم دقة وضع مغير الصنبور، والذوبان والحروق على سطح التلامس، وتفريغ نقاط التلامس بين الأطوار أو تفريغ كل صنبور.

(5) عطل ناتج عن زيادة الجهد

عندما يتعرض محول كهربائي أثناء التشغيل لصاعقة، فإن الجهد العالي للصاعقة يتسبب في زيادة الجهد خارج المحول. وعندما تتغير بعض معايير نظام الطاقة، نتيجة للتذبذب الكهرومغناطيسي، يتسبب ذلك في زيادة الجهد داخل المحول. ويُعزى معظم تلف المحولات الناتج عن زيادة الجهد إلى انهيار العازل الرئيسي للملف، مما يؤدي إلى تعطل المحول.

(6) فشل القلب الحديدي

يرجع فشل القلب الحديدي في الغالب إلى تلف العزل في برغي القلب الحديدي أو برغي تثبيت القلب الحديدي.

(7) ظاهرة تسرب الزيت

إذا كان مستوى زيت المحول منخفضًا جدًا، فإن أسلاك التوصيل ومغير الصنبور يتعرضان للهواء، وسينخفض ​​مستوى العزل بشكل كبير، مما يسهل حدوث تفريغ كهربائي.

تشغيل وصيانة المحولات

لضمان التشغيل الآمن وإمداد الطاقة الموثوق للمحول، يجب اكتشاف أي خلل في المحول ومعالجته فورًا، والقضاء على العطل في مهده لمنع وقوع الحوادث وتفاقمها. لذا، يجب فحص المحول أثناء التشغيل بانتظام، وتوثيق جميع البيانات المتعلقة به.

(1) وضع التشغيل العادي للمحول

① وضع التشغيل المقدر

في ظل ظروف التبريد المحددة، يمكن للمحول أن يعمل وفقًا للمواصفات المذكورة على لوحة البيانات. يجب فحص درجة الحرارة المسموح بها للمحول المغمور بالزيت أثناء التشغيل بناءً على درجة حرارة الزيت العلوي. يجب أن تتوافق درجة حرارة الزيت العلوي مع لوائح الشركة المصنعة، ولكن يجب ألا تتجاوز 95 درجة مئوية كحد أقصى. ولمنع تلف زيت المحول بسرعة كبيرة، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الزيت العلوي 85 درجة مئوية بشكل متكرر.

يجب ألا يتجاوز الجهد المطبق على المحول عمومًا 105% من قيمته المقننة. عندئذٍ، يمكن للجانب الثانوي للمحول أن يحمل التيار المقنن. في حالات استثنائية، قد يصل الجهد المطبق إلى 110% من الجهد المقنن بعد إجراء الاختبارات أو بموافقة الشركة المصنعة.

٢- السماح بالتحميل الزائد

يمكن للمحولات أن تعمل في ظل ظروف التحميل الزائد العادية أو ظروف التحميل الزائد العرضية. يمكن استخدام التحميل الزائد العادي بشكل متكرر، وتُحدد قيمته المسموح بها وفقًا لمنحنى الحمل للمحول، وظروف التبريد، والحمل الذي كان يحمله المحول قبل التحميل الزائد. أما التحميل الزائد العرضي فلا يُسمح به إلا في حالات الحوادث (المحولات التي لا تزال قيد التشغيل).

يجب أن تتوافق القيمة المسموح بها للحمل الزائد العرضي مع لوائح الشركة المصنعة؛ إذا لم تكن هناك لوائح من الشركة المصنعة، فيمكن تشغيل المحول المغمور بالزيت ذاتي التبريد وفقًا للمتطلبات الواردة في الجدول أدناه.

(2) التشغيل غير الطبيعي والمعالجة الطارئة للمحولات

(أ) ظاهرة غير طبيعية أثناء التشغيل. في حال اكتشاف أي ظاهرة غير طبيعية أثناء تشغيل المحول (مثل تسرب الزيت، أو انخفاض مستوى الزيت في وسادة الزيت، أو ارتفاع درجة الحرارة بشكل غير طبيعي، أو صدور صوت غير طبيعي، إلخ)، يجب محاولة إزالتها. في حال حدوث أي من الحالات التالية، يجب إيقاف التشغيل فورًا لإجراء الإصلاحات.

① الصوت الداخلي عالٍ وغير منتظم، وهناك صوت فرقعة.

② في ظل ظروف التبريد العادية، تكون درجة الحرارة غير طبيعية وتستمر في الارتفاع.

③ حقن الوسادة الزيتية أو الأنبوب المقاوم للانفجار.

④ يؤدي تسرب الزيت إلى انخفاض مستوى الزيت عن الحد الموجود على مؤشر مستوى الزيت.

⑤ يتغير لون الزيت كثيراً، ويوجد الكربون في الزيت.

⑥ الغلاف به تلف خطير وتفريغ.

(ب) الأحمال الزائدة غير المسموح بها، وارتفاعات درجة الحرارة ومستويات الزيت غير الطبيعية. إذا تجاوز الحمل الزائد للمحول القيمة المسموح بها، فيجب تعديل حمل المحول في الوقت المناسب. وعندما تتجاوز درجة حرارة زيت المحول الحد المسموح به، يجب تحديد السبب واتخاذ التدابير اللازمة لخفضها. لذلك، يجب تنفيذ الأعمال التالية.

① تحقق من حمل المحول ودرجة حرارة وسيط التبريد، وقارنها بدرجة الحرارة التي يجب أن تكون عليها في ظل هذا الحمل ودرجة حرارة التبريد.

٢- افحص مقياس الحرارة.

③ تحقق من تهوية جهاز التبريد الميكانيكي للمحول أو غرفة المحول.

إذا تبين أن درجة حرارة الزيت أعلى من المعتاد بأكثر من 10 درجات مئوية تحت نفس الحمل ودرجة حرارة التبريد، أو إذا ظل الحمل دون تغيير، واستمرت درجة حرارة الزيت في الارتفاع، وكان جهاز التبريد وتهوية غرفة المحول ومقياس الحرارة جميعها طبيعية، فقد يكون ذلك عطلاً داخلياً في المحول (مثل حريق القلب الحديدي، أو قصر الدائرة بين طبقات الملف، وما إلى ذلك)، فيجب إيقافه فوراً لإجراء الإصلاح.

إذا تجمد زيت المحول، يُسمح بتشغيل المحول مع وجود حمل، ولكن من الضروري الانتباه إلى ما إذا كانت درجة حرارة الزيت العلوي ودوران الزيت طبيعيين.

عند ملاحظة انخفاض مستوى الزيت في المحول بشكل ملحوظ عن مستوى الزيت عند درجة حرارته، يجب إعادة تعبئته فورًا. وفي حال انخفاض مستوى الزيت بسرعة نتيجة تسرب كمية كبيرة منه، يُمنع منعًا باتًا تغيير آلية عمل مرحل الغاز بحيث لا تعمل إلا عند تلقي الإشارة، بل يجب اتخاذ إجراءات فورية لوقف التسرب وإعادة التعبئة.

(ج) معالجة حالة تشغيل مرحل بوخهولز. عند تفعيل إشارة مرحل الغاز، يجب فحص المحول لتحديد سبب الإشارة، سواء كان ذلك بسبب تسرب الهواء إلى المحول، أو انخفاض مستوى الزيت، أو عطل في الدائرة الثانوية. إذا تعذر اكتشاف العطل خارج المحول، فمن الضروري تحديد طبيعة الغاز المتراكم في المرحل. إذا كان الغاز عديم اللون والرائحة وغير قابل للاشتعال، فهو الهواء المنفصل عن الزيت، ويمكن للمحول مواصلة العمل. أما إذا كان الغاز قابلاً للاشتعال، فيجب إيقاف تشغيل المحول ودراسة سبب العطل بدقة.

عند التحقق مما إذا كان الغاز قابلاً للاشتعال، يجب توخي الحذر الشديد عند وضع النار بالقرب من الجزء العلوي من المرحل، ولكن على بعد 5-6 سم فوقه.

إذا لم يكن سبب عمل مرحل بوخهولز هو دخول الهواء إلى المحول، فيجب فحص درجة اشتعال الزيت. إذا كانت درجة الاشتعال أقل من القيمة المسجلة سابقًا بأكثر من 5 درجات مئوية، فهذا يعني وجود عطل في المحول.

إذا تعطل المحول بسبب عمل مرحل الغاز، وأثبت الفحص أنه غاز قابل للاشتعال، فلا يجوز إعادة تشغيل المحول مرة أخرى دون فحص واختبار خاصين.

وفقًا لطبيعة العطل، هناك نوعان من إجراءات مرحل الغاز بشكل عام: أحدهما هو إجراء الإشارة دون فصل التيار؛ والآخر هو الإجراء المتزامن للاثنين.

عادةً ما يكون سبب عدم حدوث عطل في الإشارة هو ما يلي.

① يدخل الهواء إلى المحول بسبب تسرب الزيت أو إعادة التزود بالوقود أو ضعف نظام التبريد.

② ينخفض ​​مستوى الزيت ببطء بسبب انخفاض درجة الحرارة أو تسرب الزيت.

③ يتم توليد كمية صغيرة من الغاز نتيجة لعطل في المحول.

④ ناتج عن عبور دائرة قصر.

قد تعمل الإشارة والمفتاح في الوقت نفسه، أو قد يعمل المفتاح فقط، وهذا قد يعود إلى عطل خطير داخل المحول، أو انخفاض مستوى الزيت بسرعة كبيرة، أو وجود خلل في الدائرة الثانوية لجهاز الحماية. في بعض الحالات، كما هو الحال بعد الإصلاح، ينفصل الهواء الموجود في الزيت بسرعة كبيرة، مما قد يؤدي أيضًا إلى فصل المفتاح.

(د) معالجة تسرب زيت المحولات

There are two types of oil leakage: weld oil leakage and seal oil leakage. The oil leakage treatment of the welding seam is repair welding. When welding, the body should be lifted out and the oil should be drained. The cause of the oil leakage of the seal should be identified, such as poor operation (the sealing gasket is not placed correctly, the pressure is uneven, the pressure is not enough, etc.), and it should be repaired as appropriate. If the gasket is aged or damaged (such as the oil-resistant rubber is sticky, loses elasticity, cracks, etc.), the sealing material should be replaced.

(3) Patrol inspection of oil-immersed transformers

The transformers in operation should be regularly inspected and monitored in order to detect abnormal phenomena or faults in time and avoid serious accidents.

Items that should be checked and monitored generally include:

(1) Whether the transformer has abnormal sound, such as uneven sound or discharge sound.

(2) Whether the oil level is normal and whether there is leakage or oil leakage.

(3) Whether the oil temperature is normal (the upper oil temperature should not exceed 85℃ in general).

(4) Whether the casing is clean, whether there are cracks, damage and discharge.

(5) Whether the joint is hot or not.

(6) Whether the explosion-proof membrane of the explosion-proof pipe is complete.

(7) Check whether the Buchholz relay leaks oil and whether the inside is full of oil.

(8) Whether the respirator is unblocked, whether the oil level of the oil-sealed respirator is normal, and whether the silica gel in the respirator is saturated with moisture.

(9) Whether the cooling system is operating normally.

(10) Whether the ground wire of the casing is in good condition.