كيف يتم الحفاظ على العزل في قلب المحول المغمور بالزيت؟

مقدمة إلى نوى المحولات المغمورة بالزيت

نوى المحولات المغمورة بالزيت تستخدم على نطاق واسع في أنظمة الطاقة بسبب خصائصها الممتازة في تبديد الحرارة والعزل. لا يعمل زيت المحولات كمبرد فحسب، بل يوفر أيضًا عزلًا كهربائيًا للقلب واللفات. يعد الحفاظ على العزل المناسب أمرًا بالغ الأهمية لضمان التشغيل الآمن وتقليل الأعطال وإطالة عمر المحول. يعد فهم المكونات والآليات وإجراءات الصيانة للمحولات المغمورة بالزيت أمرًا ضروريًا لمهندسي الطاقة وموظفي الصيانة.

المكونات المؤثرة على العزل

يعتمد عزل المحول المغمور بالزيت على عدة مكونات رئيسية: القلب، والملفات، والورق العازل، وزيت المحولات. يلعب كل مكون دورًا في منع الانهيار الكهربائي والتدهور الحراري. تعتبر المواد عالية الجودة والتصميم المناسب والتبريد المناسب ضرورية للحفاظ على أداء العزل الأمثل في ظل ظروف التشغيل العادية وغير العادية.

المحولات الأساسية واللفات

يُصنع القلب عادة من الفولاذ السليكوني المصفح لتقليل فقد التيار الدوامي، بينما تتكون اللفات من موصلات من النحاس أو الألومنيوم معزولة بالورنيش أو الورق المشرب. العزل المناسب بين اللفات وبين اللفات والقلب يمنع حدوث دوائر قصيرة وتفريغ جزئي. تساعد عمليات الفحص المنتظمة في اكتشاف تآكل العزل أو تشوهه الناتج عن الضغوط الحرارية والميكانيكية.

الورق العازل واللوح المضغوط

يتم استخدام عزل الورق واللوح المضغوط حول اللفات وبين المقاطع الأساسية. هذه المواد حساسة للغاية للرطوبة والشيخوخة الحرارية والتلوث الزيتي. يعد الحفاظ على الجفاف والتشريب المناسب بالزيت أمرًا بالغ الأهمية. مع مرور الوقت، يمكن أن يؤدي تدهور العزل إلى انخفاض قوة العزل الكهربائي واحتمال حدوث أعطال إذا لم تتم مراقبته ومعالجته.

دور زيت المحولات في العزل

يخدم زيت المحولات غرضين مزدوجين: فهو يبرد المحول ويوفر العزل الكهربائي. تمنع القوة العازلة للزيت حدوث أعطال بين الموصلات والقلب المؤرض. تؤثر جودة الزيت بشكل مباشر على قدرة العزل؛ يمكن أن تقلل الشوائب والرطوبة والشيخوخة من قوة العزل الكهربائي، مما يجعل اختبار الزيت وصيانته بشكل منتظم أمرًا ضروريًا.

أنواع زيوت المحولات

يعد الزيت المعدني أكثر وسائل العزل شيوعًا نظرًا لتوفره وثباته الحراري وفعاليته من حيث التكلفة. توفر الزيوت الاصطناعية، مثل السيليكون أو السوائل القائمة على الإستر، مقاومة محسنة للحريق وقابلية للتحلل البيولوجي. يؤثر اختيار الزيت على إجراءات الصيانة، حيث تتطلب الزيوت الاصطناعية عمومًا معالجة ومراقبة أكثر دقة.

مراقبة واختبار العزل

تتطلب المحافظة على العزل مراقبة واختبارًا روتينيًا لكل من زيت المحولات والعزل الصلب. الاكتشاف المبكر للرطوبة أو الملوثات أو التدهور يمنع الأعطال الكارثية ويضمن الموثوقية.

إجراءات اختبار الزيت

تشمل اختبارات الزيت المنتظمة قياس قوة العزل الكهربائي، ومحتوى الماء، والحموضة (رقم التعادل)، وتحليل الغاز المذاب (DGA). يضمن اختبار قوة العزل الكهربائي قدرة الزيت على تحمل الفولتية التشغيلية دون حدوث أي عطل. يشير قياس الرطوبة إلى تدهور محتمل في العزل، بينما يكتشف DGA العلامات المبكرة لأعطال كهربائية أو حرارية داخل المحول.

• قياس جهد انهيار العزل الكهربائي
• تحديد محتوى الماء باستخدام معايرة كارل فيشر
• اختبارات الحموضة والتحييد لمراقبة تقادم الزيت
• تحليل الغاز المذاب للكشف عن ارتفاع درجة الحرارة أو الانحناء

مراقبة العزل الصلب

يتطلب عزل الورق واللوح المضغوط مراقبة دقيقة. يكشف اختبار التفريغ الجزئي وقياسات مقاومة العزل وعمليات الفحص البصري عن العلامات المبكرة لانهيار العزل. في المحولات الكبيرة، يمكن لأجهزة الاستشعار المتصلة بالإنترنت مراقبة مستويات الرطوبة وتدرجات درجة الحرارة بشكل مستمر لتنبيه فرق الصيانة بالمشكلات المحتملة.

ممارسات الصيانة الوقائية

تضمن الصيانة الوقائية طول عمر العزل وموثوقية المحولات. وتشمل التقنيات ترشيح الزيت، وإزالة الرطوبة، والفحوصات الدورية. تتم إزالة الملوثات والرطوبة ومنتجات الأكسدة من الزيت لاستعادة خصائص العزل الكهربائي وتحسين كفاءة التبريد.

ترشيح وتنقية الزيت

يتضمن ترشيح الزيت تمرير زيت المحولات عبر مجففات التفريغ ووحدات تفريغ الغاز ومرشحات الفحم المنشط لإزالة الماء والغازات والجسيمات. يعمل الترشيح المنتظم على استعادة جودة الزيت وإطالة عمر العزل. تعد عملية التنقية ذات أهمية خاصة بعد تركيب المحولات أو اتباع إجراءات الصيانة التي تدخل الهواء أو الرطوبة إلى النظام.

إدارة درجة الحرارة والتبريد

تعمل درجات الحرارة المرتفعة على تسريع شيخوخة العزل. يعد الحفاظ على التبريد المناسب من خلال دوران الزيت وكفاءة الرادياتير ومراقبة درجة الحرارة المحيطة أمرًا بالغ الأهمية. يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى تدهور عزل الزيت والورق، مما يقلل من قوة العزل الكهربائي ويزيد من خطر الفشل.

التحكم في الرطوبة وإزالة الرطوبة

الرطوبة في الزيت والعزل الصلب تقلل بشكل كبير من أداء العزل الكهربائي. تعمل أنظمة التنفس وأجهزة تنفس هلام السيليكا وتقنيات التجفيف بالتفريغ على إزالة الماء من الزيت ولوحة الضغط. تضمن إجراءات التجفيف بقاء مستويات الرطوبة أقل من الحدود الحرجة، مما يحافظ على سلامة العزل.

جداول حفظ السجلات والتفتيش

يتطلب الحفاظ على العزل بشكل فعال سجلات مفصلة لاختبارات الزيت وبيانات درجة الحرارة وقراءات الرطوبة وأنشطة الصيانة. يجب اتباع جداول الفحص بناءً على فئة المحولات وملف تعريف الحمل والظروف البيئية. يمكن لاستراتيجيات الصيانة التنبؤية أن تمنع حدوث أعطال غير متوقعة من خلال تحديد الاتجاهات في حالة الزيت والعزل.

الاستنتاج

يعد الحفاظ على العزل في قلب المحول المغمور بالزيت أمرًا بالغ الأهمية للسلامة والموثوقية وطول العمر التشغيلي. من خلال فهم أدوار الزيت والعزل الصلب وأنظمة المراقبة، ومن خلال تنفيذ ممارسات الصيانة الوقائية، يمكن للمشغلين تقليل حالات الفشل وإطالة عمر خدمة المحولات. يشكل اختبار الزيت الروتيني، والترشيح، والتحكم في الرطوبة، وإدارة درجة الحرارة، وعمليات التفتيش المجدولة العمود الفقري لاستراتيجيات صيانة العزل الفعالة.