أسباب وحلول معدل الفشل العالي لمحولات التوزيع

1. أسباب الفشل في محولات التوزيع الزراعية

(1) تلف العزل

تستخدم معظم أنظمة التغذية الكهربائية الريفية عادةً أنظمة التغذية المختلطة بـ 380/220 فولت. بسبب النسبة العالية للأحمال الأحادية الطور، غالبًا ما تعمل محولات التوزيع تحت تأثير عدم التوازن الكبير للأحمال الثلاثية الطور. في العديد من الحالات، يتجاوز هذا عدم التوازن النطاق المسموح به وفقًا للمعايير، مما يؤدي إلى الشيخوخة المبكرة والتدهور والفشل في عزل ملفات المحول، مما يؤدي في النهاية إلى الاحتراق.

عندما تتعرض محولات التوزيع لظروف تحميل زائد طويلة الأمد أو أعطال في الجانب المنخفض الجهد أو زيادة حادة في الحمل بشكل مفاجئ، يمكن أن يحدث تلف بسبب عدم وجود حماية كافية. غياب أجهزة الحماية على الجانب المنخفض الجهد، مع فشل قواطع الدائرة على الجانب العالي الجهد في العمل في الوقت المناسب (أو عدم العمل على الإطلاق)، يسمح للمحولات بتوصيل تيارات تتجاوز قيمتها المعتمدة بكثير (أحيانًا عدة مرات قيمة التيار المعتمدة). هذا يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة بشكل كبير، مما يسرع من الشيخوخة العازلة ويؤدي إلى احتراق ملفات المحول.

بعد فترة طويلة من التشغيل، يتدهور وتتصدع وتفشل مكونات الختم مثل الخرز المطاطي والخواتم. إذا لم يتم اكتشافها واستبدالها في الوقت المناسب، يؤدي ذلك إلى تسرب الزيت وتراجع مستوى الزيت. ثم يدخل الرطوبة من الهواء إلى الزيت العازل بكميات كبيرة، مما يقلل بشكل كبير من قوة العزل الكهربائي. قد يؤدي نقص الزيت الشديد إلى تعرض جهاز التحويل للهواء، مما يؤدي إلى امتصاص الرطوبة والتفريغ والعطل القصير والحريق في المحول.

تساهم العيوب التصنيعية أيضًا في حالات الفشل. عمليات الإنتاج غير الكافية، وعدم تغليف طبقات الملفات بالورنيش بشكل كامل (أو استخدام ورنيش عازل رديء الجودة)، وجفاف غير كاف، وحام غير موثوق به لصلات الملفات يمكن أن يخلق نقاط ضعف في العزل. بالإضافة إلى ذلك، إضافة زيت عازل رديء الجودة أثناء الصيانة أو السماح برطوبة وإضافات دخيلة أثناء الإصلاحات يقلل من جودة الزيت وقوة العزل، مما يؤدي في النهاية إلى انهيار العزل وإخفاق المحول.

(2) الجهد الزائد

غالبًا ما تفشل حماية الصواعق بسبب مقاومة التأريض التي لا تتوافق مع المتطلبات. حتى عندما تكون متوافقة في البداية، يمكن أن يتدهور نظام التأريض مع مرور الوقت بسبب تآكل الحديد والأكسدة والكسر أو اللحام السيء، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في مقاومة التأريض ويجعل المحولات عرضة للتلف بسبب الصواعق.

من الشائع أن يكون التكوين غير صحيح لحماية الصواعق. العديد من محولات التوزيع الزراعية لديها أجهزة حماية الصواعق مثبتة فقط على الجانب العالي الجهد. بما أن التغذية الكهربائية الريفية تعتمد بشكل أساسي على المحولات المرتبطة بـ Yyn0، يمكن أن تولد الصواعق جهود تحويل موجبة ومعكوسة. بدون حماية صواعق على الجانب المنخفض الجهد، تصبح المحولات أكثر عرضة للتلف بسبب هذه الجهود الزائدة.

تتعرض أنظمة الكهرباء الريفية ذات 10 كيلوفولت بشكل متكرر للرنين المغناطيسي. خلال حوادث الجهد الزائد الناتجة عن الرنين، يمكن أن يزداد التيار الأساسي لمحولات التوزيع بشكل كبير، مما يؤدي إلى احتراق الملفات أو حدوث تفريغ في الأقماع وحتى الانفجار.

(3) ظروف التشغيل السيئة

خلال فترات درجات الحرارة العالية في الصيف أو عند تشغيل المحولات باستمرار تحت تحميل زائد، يرتفع حرارة الزيت بشكل كبير. هذا يؤثر بشدة على التبريد ويسرع من الشيخوخة والتدهور والفشل في العزل، مما يقصر بشكل كبير عمر خدمة المحول.

(4) تشغيل جهاز التحويل غير الصحيح أو جودته السيئة

تتميز استهلاك الكهرباء الريفية بأحمال متفرقة، وأنماط موسمية قوية، وأوجه اختلاف كبيرة بين الذروة والوادي، وخطوط منخفضة الجهد طويلة، وهبوط جهد كبير، مما يؤدي إلى تقلبات جهد كبيرة. هذا يؤدي إلى تعديل فنيين الكهرباء الريفية بشكل متكرر لأجهزة التحويل. معظم هذه التعديلات لا تتبع الإجراءات الصحيحة، ولا يتم قياس ومقارنة قيم المقاومة المباشرة بعد التشغيل قبل العودة إلى الخدمة. نتيجة لذلك، تفشل العديد من المحولات بسبب وضع جهاز التحويل غير الصحيح، والاتصال السيء، وزيادة مقاومة الاتصال، وأجهزة التحويل المحترقة.

أجهزة التحويل ذات الجودة السيئة مع اتصال ثابت وديناميكي غير كاف، أو مؤشرات وضع غير متطابقة (حيث لا تتوافق العلامات الخارجية مع المواقع الداخلية الفعلية)، يمكن أن تسبب حوادث التفريغ والعطل القصير بعد التشغيل، مما يؤدي إلى تلف أجهزة التحويل أو الملفات بأكملها.

(5) مشاكل تأريض لب المحول

يمكن أن تسبب مشاكل الجودة في محولات التوزيع الشيخوخة المبكرة لورنيش العزل بين صفائح السيليكون الصلب أثناء التشغيل لفترات طويلة، مما يؤدي إلى تأريض متعدد النقاط ولب المحول وإخفاق المحول.

(6) التشغيل تحت تحميل زائد طويل الأمد

مع تطور الاقتصاد الريفي، زاد الطلب على الكهرباء بشكل كبير. ومع ذلك، فإن عدم إضافة محولات جديدة كافية أو استبدالها بوحدات ذات سعة أكبر أجبر المحولات الموجودة على العمل باستمرار تحت تحميل زائد. بالإضافة إلى ذلك، النسبة العالية للأحمال الأحادية الطور في المناطق الريفية يجعل تحقيق التوازن ثلاثي الطور صعبًا، مما يؤدي إلى تعرض بعض الأطوار لتحميل زائد طويل الأمد بينما تتجاوز تيارات الخط المحايد القيم المسموح بها. هذه الظروف تؤدي في النهاية إلى احتراق المحول.

2. الإجراءات الوقائية

وفقًا للمعايير ذات الصلة، يجب أن يكون لكل محول توزيع ثلاثة حمايات أساسية: حماية الصواعق، وحماية القصر، وحماية التحميل الزائد.

بالنسبة لحماية الصواعق، يجب تركيب أجهزة حماية الصواعق على الجانبين العالي والمنخفض الجهد للمحول، مع تفضيل استخدام أجهزة حماية الصواعق من أكسيد الزنك.

يجب النظر في حماية التحميل الزائد وال đoản mạch một cách riêng biệt. يجب أن توفر مفاتيح الانقطاع ذات الجهد العالي بشكل أساسي حماية ضد الأعطال الداخلية لل đoản mạch trong المحول، بينما يجب التعامل مع حالات التحميل الزائد و đoản mạch đường الكهرباء ذات الجهد المنخفض بواسطة المطفئات أو المقاومات المثبتة على الجانب ذو الجهد المنخفض.

خلال التشغيل، يجب مراقبة تيارات الحمل الفازية بانتظام باستخدام مقاييس التيار المغناطيسي لتأكيد أن عدم توازن الحمل الثلاثي الفاز يبقى ضمن الحدود المسموح بها. عند اكتشاف عدم توازن زائد، يكون من الضروري إعادة توزيع الحمل فوراً لجعل عدم التوازن ضمن الحدود المعيارية.

من الضروري إجراء فحص واختبار دوري للمحولات التوزيعية وفقاً للجدول الزمني المحدد. يجب على المفتشين التحقق من لون ومستوى ودرجة حرارة الزيت للتأكد من أنه طبيعي، ومراجعة أي تسريبات للزيت. يجب فحص سطوح الأنبوبات للتحقق من وجود علامات للانفجار أو الإطلاق. يجب معالجة أي شذوذ فوراً. كما ينصح بتنظيف الخارجي للمحول بشكل دوري لإزالة الأوساخ والملوثات من الأنبوبات والأسطح الأخرى.

قبل كل موسم رياح الرعد سنوياً، يجب إجراء فحص شامل لمثبطات الرعد ذات الجهدين العالي والمنخفض وأسلاك التأريض. يجب استبدال المثبطات غير المطابقة. يجب أن تكون أسلاك التأريض خالية من الأشرطة المكسورة واللحامات السيئة أو الانقطاعات. لا ينبغي استخدام الموصلات الألومنيوم لأسلاك التأريض، بل ينصح باستخدام قضبان فولاذية قطرها 10-12 مم أو شرائح فولاذية مسطحة 30×3 مم.

يجب قياس مقاومة التأريض سنوياً خلال فصل الشتاء تحت ظروف جوية مواتية (على الأقل أسبوع واحد من الطقس الصافي المستمر). يجب تصحيح أنظمة التأريض غير المطابقة.

يجب استخدام مكونات انتقال النحاس والألومنيوم أو ملقط النحاس والألومنيوم للتوصيل بين محطات المحول وأسلاك خطوط الكهرباء الجوية على الجانبين ذو الجهد العالي والمنخفض. قبل التوصيل، يجب صقل سطوح هذه المكونات باستخدام ورق الصنفرة الناعم وطلائها بكمية مناسبة من الشحوم الموصلة.

عند تشغيل مفاتيح تغيير الخطوات للمحول، يجب اتباع الإجراءات بدقة. بعد التعديل، لا يجب إعادة المحول إلى الخدمة فوراً. بدلاً من ذلك، يجب قياس قيم المقاومة المباشرة لكل فاز باستخدام جسر قبل وبعد التشغيل ومقارنتها. إذا لم يتم ملاحظة تغيرات كبيرة، يجب مقارنة قيم المقاومة المباشرة بين الفازات والخطوط بعد التشغيل، مع عدم تجاوز الاختلاف بين الفازات 4٪ والاختلاف بين الخطوط أقل من 2٪. إذا لم تتوافق هذه المعايير، يجب تحديد السبب وإصلاحه. فقط بعد تحقيق هذه المتطلبات يمكن إعادة المحول إلى الخدمة.