محول توزيع مملوء بزيت معدني

لماذا الزيت المعدني؟
كما قد تعلم بالفعل، فإن محولات التوزيع المملوءة بالزيت المعدني هي النوع الأكثر شيوعًا من محولات التوزيع. وهي من أهم المكونات ويمكن العثور عليها في أنظمة التزويد الكهربائية حول العالم.

على الرغم من أن زيت العزل هو سائل قابل للاشتعال، إلا أن موثوقية المحولات المغمورة بالزيت تم إثباتها بشكل جيد على مر السنوات العديدة في أنظمة التزويد الكهربائي حيث يُعتبر تأمين التزويد الكهربائي آمناً أمراً بالغ الأهمية.

ومع ذلك، فإن الزيت المعدني قابل للاشتعال. بينما تؤدي معظم حالات العطل داخل ملفات المحول عادة إلى مجرد تصريف للزيت، إلا أنه يمكن حدوث الاشتعال خاصة عندما يتكون قوس كهربائي تحت سطح الزيت.

في مثل هذه الحالات، يتم اختيار محول جاف أو محول مملوء بسائل ذات نقطة اشتعال عالية لتثبيته. تعتمد سلامة نظام العزل في المحولات المغمورة بالزيت جزئياً على حالة الزيت. في معظم الشبكات القائمة لتزويد الطاقة حول العالم، كان من الممارسات الشائعة السماح للمحولات بالتنفس بشكل طبيعي مع توسع وانقباض السائل العازل مع الحمل.

ومع ذلك، فقد تم الاعتراف بأن تنفيذ نوع ما من أنظمة الحماية لمنع تلوث السائل العازل بالتلوث الجوي يقدم ميزة زيادة عمر العزل، خاصة عندما تكون عوامل الحمل عالية.

بالنسبة لمعظم محولات التوزيع أقل من 500 كيلوفولت أمبير المثبتة في المناطق المعتدلة من العالم، فإن أبسط نظام حماية للزيت ولكنه كافٍ تماماً هو نظام التنفس المجفف بواسطة هلام السيليكا.

خلال ظروف الحمل المنخفضة، يمر الهواء الداخل إلى خزان المحول أولاً عبر حمام زيت لتصفية الملوثات الصلبة. ثم يمر عبر بلورات هلام السيليكا المجففة والتي تعمل على إزالة الرطوبة بكفاءة.

إن أكثر أنواع أنظمة حماية الزيت شيوعًا ربما يكون نظام الخزان الاحتياطي أو خزان التوسع. يتميز هذا النظام بمجرفة تلتقط معظم الملوثات الجوية (كما هو موضح في الشكل 1 أعلاه).

الطريقة الأكثر بساطة لمنع تلوث الزيت هي ختم الخزان عن الهواء الخارجي وتصميمه ليتحمل الضغوط الناتجة عن توسعة السائل المبرد (الشكل 2). نظرًا لقابلية الغاز للذوبان في الزيت، فإن هذه الضغوط تبقى نسبية منخفضة ونادراً ما تتجاوز 0.43 كجم/سم² تحت ظروف الحمل المستقرة.

ظهور الآلات المتخصصة التي تقوم بطي ولحام صفائح الفولاذ تلقائيًا إلى تجاعيد عميقة لتشكيل جوانب خزان المحول جعل الخزانات المجعدة أكثر كفاءة من حيث التكلفة. تتراوح سمك صفائح الفولاذ بين 1.2 إلى 1.5 مم مما يؤدي إلى خزان خفيف الوزن ومدمج. يعتمد قوته الميكانيكية على التجاعيد العميقة والمتقاربة.

تسمح صفائح الفولاذ بعرض يصل إلى 2000 مم وأعمق 400 مم بتبريد محولات تبلغ قدرتها حتى 5000 كيلوفولت أمبير باستخدام هذه الطريقة. ومع ذلك، فإن التطبيق النموذجي لها يكون في محولات التوزيع بقدرة تصل إلى 1600 كيلوفولت أمبير.

قادت مرونة الألواح المجعدة إلى تطوير تصميم خزان مجعد تمامًا محكم الإغلاق. في هذا التصميم، يتم ملء الخزان تمامًا ويتم استيعاب توسع السائل بواسطة انحناء جدران الخزان. لا يوجد اتصال للسائل داخل الخزان مع الغلاف الجوي مما يساعد على الحفاظ على نظام عزل المحول وتقليل متطلبات الصيانة.

لقد تم استخدام تصميم خزانات المحولات المجعدة لأكثر من 30 عامًا وهي الآن معترف بها كطريقة بناء خزان موثوقة.