ما هو المحول الزيتي بخزان تمدد؟
Share
ما هو المحول الزيتي بخزان تمدد؟
في محولات التوزيع ومحولات القدرة المغمورة بالزيت، يؤدي الزيت المعدني العازل دورًا مزدوجًا. فهو يوفر عزلًا كهربائيًا حيويًا بين ملفات الجهد العالي، وفي الوقت نفسه يعمل كوسط تبريد لتبديد الحرارة الداخلية. ومع ذلك، أثناء تشغيل المحول تحت أحمال كهربائية ودرجات حرارة محيطة متغيرة، يتغير حجم هذا الزيت باستمرار.
ما هو المحول الزيتي بخزان تمدد؟
لإدارة هذه التغيرات الحجمية بأمان دون التسبب في تمزق الخزان الفولاذي الرئيسي، يستخدم المهندسون المحول الزيتي بخزان تمدد، والذي يُعرف في قطاع الطاقة أيضًا باسم محول من نوع Conservator أو محول مزود بخزان حفظ الزيت.
فيما يلي شرح للتصميم، ومبدأ العمل التقني، والمزايا الرئيسية لهذا النوع التقليدي من محولات توزيع الطاقة.
التصميم الأساسي: دور خزان التمدد
الميزة الأساسية التي تميز المحول الزيتي بخزان تمدد هي وجود خزان أسطواني مثبت أفقيًا فوق خزان المحول الرئيسي، ويُعرف باسم خزان التمدد أو وعاء التمدد.
الخزان الرئيسي: يكون هذا الخزان ممتلئًا بالكامل بزيت العزل، ويحتوي على القلب الفولاذي المصفح وملفات النحاس أو الألمنيوم.
خزان التمدد: يكون هذا الخزان ممتلئًا جزئيًا فقط بالزيت، وعادةً بحوالي نصف حجمه. أما المساحة المتبقية داخل خزان التمدد فتحتوي على الهواء. ويقوم أنبوب قوي بربط الخزان الرئيسي مباشرة بأسفل خزان التمدد.
مبدأ العمل التقني: كيف “يتنفس” النظام؟
يعتمد تشغيل المحول الزيتي بخزان تمدد على عملية ميكانيكية تُعرف باسم “التنفس”.
-
مرحلة التمدد، الحمل العالي أو درجات الحرارة المرتفعة
عندما يتعرض المحول لحمل كهربائي مرتفع أو عندما ترتفع درجة حرارة الجو المحيط، تولد الملفات طاقة حرارية كبيرة. تنتقل هذه الحرارة إلى زيت العزل، مما يؤدي إلى تمدد الزيت وزيادة حجمه. وبما أن الخزان الرئيسي مغلق وممتلئ بالكامل، فإن الزيت المتمدد يتدفق إلى الأعلى عبر أنبوب التوصيل ويصعد إلى خزان التمدد العلوي. ومع ارتفاع مستوى الزيت في خزان التمدد، يتم دفع الهواء الداخلي إلى الخارج باتجاه الجو.
-
مرحلة الانكماش، الحمل الخفيف أو درجات الحرارة المنخفضة
عندما ينخفض الطلب الكهربائي أو يبرد المحول أثناء الليل، ينكمش حجم الزيت. ينخفض مستوى الزيت داخل خزان التمدد العلوي، فيعود الزيت إلى الخزان الرئيسي لضمان بقاء القلب والملفات مغمورة بالكامل دائمًا. ولملء الفراغ الناتج داخل خزان التمدد، يتم سحب الهواء الخارجي إلى داخل النظام.
إدارة الرطوبة: جهاز التنفس المجفف
لأن المحول يسحب الهواء الخارجي باستمرار أثناء مرحلة الانكماش، يوجد خطر كبير من دخول الرطوبة الجوية إلى النظام. تؤدي قطرات الماء إلى تقليل قوة العزل الكهربائي لزيت المحول بشكل كبير، مما قد يسبب قصرًا داخليًا وفشلًا في العزل.
لمنع ذلك، يتم تجهيز المحولات الزيتية بخزان تمدد بجهاز تنفس مجفف يتم تركيبه على أنبوب دخول الهواء الخاص بخزان التمدد.
يحتوي هذا الجهاز على بلورات Silica Gel. وعندما يتم سحب الهواء الخارجي إلى خزان التمدد، يمر عبر هذه البلورات التي تمتص الرطوبة كيميائيًا، مما يضمن دخول هواء جاف بنسبة 100% فقط إلى خزان التمدد.
ملاحظة: يكون Silica Gel النشط عادةً باللون الأزرق أو البرتقالي، ويتحول إلى اللون الوردي أو الأخضر عندما يتشبع بالرطوبة ويحتاج إلى الاستبدال.
المزايا الرئيسية للمحولات الزيتية بخزان تمدد
-
مراقبة بصرية مستمرة
بما أن خزان التمدد مزود بمؤشر مستوى زيت خارجي مغناطيسي أو زجاجي، يمكن للفنيين مراقبة مستوى الزيت داخل النظام بصريًا من مسافة آمنة أثناء جولات الصيانة الدورية.
-
تقليل أكسدة الزيت في الخزان الرئيسي
من خلال حصر منطقة تلامس الهواء مع الزيت في خزان التمدد العلوي الأصغر حجمًا، فإن كمية الزيت الكبيرة الموجودة داخل الخزان الرئيسي لا تتلامس مباشرة مع الأكسجين الجوي. يساعد هذا التصميم الموضعي على إبطاء معدل أكسدة الزيت وتكون الرواسب بشكل كبير.
-
سهولة دمج ملحقات الحماية الداخلية
يوفر هيكل الأنابيب بين الخزان الرئيسي وخزان التمدد موقعًا مثاليًا لتركيب أجهزة الحماية الميكانيكية المهمة، مثل مرحل Buchholz. يعمل هذا المرحل المعتمد على الغاز على اكتشاف القوس الكهربائي الداخلي، أو تراكم الغاز، أو الاندفاع المفاجئ للزيت، ويقوم تلقائيًا بفصل القواطع لعزل المحول قبل حدوث أعطال كارثية أو انفجارات.
مقارنة تقنية: المحول الزيتي بخزان تمدد مقابل المحول المحكم الإغلاق
خاصية التحكم في تمدد الزيت:
المحول الزيتي بخزان تمدد: يتم التحكم من خلال خزان تمدد علوي.
المحول المحكم الإغلاق: يتم التحكم من خلال الجدران المموجة المرنة للخزان.
خاصية التلامس مع الجو:
المحول الزيتي بخزان تمدد: يوجد تلامس مع الجو من خلال تنفس مضبوط عبر جهاز التنفس.
المحول المحكم الإغلاق: لا يوجد أي تلامس مع الجو، لأنه مغلق بالكامل.
خاصية الصيانة:
المحول الزيتي بخزان تمدد: صيانة منخفضة إلى متوسطة، ويتطلب فحص Silica Gel.
المحول المحكم الإغلاق: لا يحتاج إلى صيانة تقريبًا.
خاصية دمج الحماية:
المحول الزيتي بخزان تمدد: يقبل بسهولة تركيب مرحل Buchholz لاكتشاف الغازات.
المحول المحكم الإغلاق: يستخدم صمامات تخفيف الضغط وأجهزة الحماية الخاصة بالمحولات المحكمة.
أفضل تطبيق:
المحول الزيتي بخزان تمدد: مناسب لشبكات القدرة المتوسطة إلى العالية kVA والمحطات الكبيرة.
المحول المحكم الإغلاق: مناسب للأكشاك الخارجية المدمجة ذات القدرات المنخفضة إلى المتوسطة kVA.
قائمة فحص مختصرة للحجم والصيانة
إذا كنت تعرض أو تشتري محولًا زيتيًا بخزان تمدد، فضع قواعد التشغيل القياسية التالية في الاعتبار:
فحص لون جهاز التنفس: يجب على فرق الصيانة فحص لون Silica Gel بانتظام. إذا تغير عن لونه النشط الأساسي، فيجب استبداله فورًا لحماية الزيت.
الحفاظ على الحد الأدنى للمستوى: يجب ألا ينخفض الزيت داخل خزان التمدد أبدًا عن خط الحد الأدنى الموجود على مؤشر المستوى، حتى في درجات حرارة الشتاء تحت الصفر، وذلك لتجنب سحب الهواء إلى خزان الملفات الرئيسي.
حماية نقاط الإحكام: يجب التأكد من فحص منطقة الحشية بين أنبوب الخزان الرئيسي وخزان التمدد للتأكد من عدم وجود تسربات أثناء فحوصات التصوير الحراري القياسية.
للحصول على المعلمات التقنية التفصيلية، أو نسب جهد متعددة قابلة للتخصيص، أو لطلب عرض سعر لمحولات زيتية بخزان تمدد قوية ومصممة لتحمل الشبكات الكهربائية على المدى الطويل، تواصل مع فريق التطبيقات الفنية لدينا اليوم.