7 خطوات رئيسية لضمان تثبيت آمن وموثوق لأجهزة التحويل الكهربائية الكبيرة

1. الحفاظ على حالة العزل وإعادتها إلى حالتها الأصلية في المصنع

عندما تخضع محولات الكهرباء لاختبارات القبول في المصنع، تكون حالة العزل فيها في أفضل حالاتها. بعد ذلك، تميل حالة العزل إلى التدهور، وقد يكون مرحلة التركيب فترة حرجة للتردي المفاجئ. في الحالات الشديدة، قد تنخفض قوة العزل الكهربائي إلى حد الفشل، مما يؤدي إلى احتراق ملفات المحول فور تشغيله. تحت الظروف الطبيعية، تترك جودة التركيب غير الجيدة عيوباً خفية بدرجات متفاوتة. لذلك، يجب أن يكون الهدف الرئيسي لعملية التركيب هو الحفاظ على حالة العزل وإعادتها إلى حالتها الأصلية في المصنع. الفرق بين حالة العزل بعد التركيب والحالة في المصنع يشكل معيارًا رئيسيًا لتقييم جودة العمل في التركيب.

للحافظ على سلامة العزل وإعادة تأهيله، من الضروري منع التلوث والحفاظ على النظافة. يمكن تصنيف الملوثات إلى ثلاثة أنواع: الشوائب الصلبة، الشوائب السائلة، والشوائب الغازية.

• الشوائب الصلبة: يجب تنظيف جميع المكونات المراد تركيبها بشكل كامل. ويجب استمرار التنظيف حتى يتم مسحها بقماش أبيض خالي من الغبار ولا يظهر أي تغير في اللون أو جزيئات مرئية.

• الشوائب السائلة والغازية (بشكل أساسي الرطوبة): الطريقة الأكثر فعالية هي المعالجة بالفراغ، والتي تتكون من إجراءين رئيسيين:

(1) التجفيف والتخلص من الغازات بواسطة الفراغ:

• بعد تركيب جميع الملحقات، قم بتثبيت لوحة فارغة على الفلنج على الجانب الخاص بالموصل الغازي في الخزان. فتح جميع الصمامات التي تربط الملحقات بالجسم الرئيسي بحيث يتم تفريغ جميع المكونات (بما في ذلك المبردات)، باستثناء الخزان الاحتياطي والموصل الغازي، مع الخزان الرئيسي.

• قم بتثبيت صمام فراغ أو صمام وقف قياسي عند مدخل النفط في الجزء العلوي من الخزان.

• قبل بدء عملية تفريغ الخزان، قم بإجراء اختبار فراغ على الأنابيب بمفردها للتحقق من مستوى الفراغ الفعلي الذي يمكن تحقيقه بواسطة نظام الفراغ. إذا كان الفراغ يتجاوز 10 باسكال، فتحقق من تسربات في الأنابيب أو قم بصيانة مضخة الفراغ.

• راقب الخزان باستمرار للتأكد من عدم وجود تسربات أثناء عملية التفريغ.

• بمجرد أن تصل مضخة الفراغ إلى أعلى مستوى فراغ ممكن (لا يتجاوز 133.3 باسكال)، استمر في تشغيل المضخة للحفاظ على هذا المستوى. يجب أن تعمل مضخة الفراغ بشكل مستمر لمدة لا تقل عن 24 ساعة.

(2) ملء النفط تحت الفراغ:

• استمر في تشغيل مضخة الفراغ أثناء ملء النفط. ابق جميع الصمامات مفتوحة كما هو الحال أثناء عملية الفراغ بحيث يتم ملء جميع المكونات والملحقات مع الخزان الرئيسي في الوقت نفسه.

• استخدم مصفى نفط يعمل تحت الفراغ. يجب حقن النفط عبر صمام مدخل النفط السفلي للخزان، مما يسمح بالنفاذ من الخارج نحو الداخل، مما يقلل من الضغوط على الحواجز.

• عندما يكون مستوى النفط حوالي 200-300 ملم تحت غطاء الخزان، أغلق صمام الفراغ وأوقف عملية التفريغ، ولكن استمر في ملء النفط باستخدام مصفى النفط تحت الفراغ.

• بالنسبة للمحولات التي لا تحتوي على جهاز تغيير الشد تحت الحمل (OLTC)، يمكن الاستمرار في ملء النفط حتى يصل مستوى النفط إلى قرب لوحة الفراغ الخاصة بالموصل الغازي قبل إيقاف مصفى النفط.

• بالنسبة للمحولات المجهزة بأجهزة تغيير الشد تحت الحمل (OLTC)، أوقف مصفى النفط فور ملء الأسطوانة العازلة للجهاز المحدد، مما يسمح بفصل الجهاز عن الخزان.

• في جميع الحالات، يجب ملء الخزان قدر الإمكان لتقليل حجم الهواء المتبقى. عند كسر الفراغ وإضافة المزيد من النفط، يدخل كمية صغيرة فقط من الهواء إلى المساحة العليا. سيتم طرد هذا الهواء إلى الخزان الاحتياطي ولن يؤثر سلبًا على عزل النواة.

يجب التأكيد على أن المفتاح الرئيسي يكمن في ملء النفط تحت الفراغ بشكل صحيح؛ فلا ينبغي الاعتماد بشكل كبير على الدورة الحرارية للنفط بعد ذلك. خلال الدورة الحرارية للنفط، يمكن إزالة الرطوبة التي تنتقل من العازل الورقي إلى النفط بواسطة مصفى النفط تحت الفراغ. ومع ذلك، فإن الرطوبة التي تم امتصاصها بالفعل في الورق صعبة الإزالة وإعادة إطلاقها إلى النفط، وتكون التوازن بين الرطوبة في النفط والورق بطيئة جدًا.

2. مشكلات تسرب النفط

تسرب النفط هو مشكلة شائعة وبارزة في المحولات. الأسباب كثيرة، مع كون العيوب في التصميم والتصنيع عوامل مهمة (مثل التصميم الخاطئ للعزل، أو التشطيب السيء، أو جودة اللحام غير الكافية). الأخطاء في التركيب على الموقع وعدم الدقة في العمل تساهم أيضًا بشكل كبير (مثل التنظيف غير الكافي لسطح الفلنج، وجود النفط أو الصدأ أو الرذاذ الناتج عن اللحام، استخدام مطاط عازل قديم فقد مرونته، عدم تصحيح سطح الفلنج غير المستو).

معالجة تسرب النفط تتطلب عملًا دقيقًا:

• قبل التركيب، قم بإجراء اختبارات الختم تحت الضغط على المبردات، الخزانات الاحتياطية، المواسير المرتفعة، ومصفاة النفط، وإصلاح أي أجزاء تسرب منها.

• تفقد بعناية وتعد جميع سطوح الختم للفلنج. يجب تصحيح أي عدم توازي يحدث أثناء الرفع قبل التركيب؛ وفي الحالات الشديدة، يجب التعامل مع الشركة المصنعة.

• بعد التركيب، قم بإجراء اختبار الختم العام: ضع ضغطًا لا يزيد عن 0.03 ميجا باسكال على غطاء الخزان لمدة 24 ساعة، دون السماح بحدوث تسرب للنفط.

3. اختبار التفريغ الجزئي

اختبار التفريغ الجزئي (PD) يشير إلى اختبار تحمل الجهد المحفز مع قدرة قياس التفريغ الجزئي. وفقًا لـ GB 50150-91:

• يُنصح بإجراء اختبارات التفريغ الجزئي لمحولات 500 كيلوفولت.

• بالنسبة لمحولات 220 كيلوفولت و330 كيلوفولت، يُنصح بإجراء اختبارات التفريغ الجزئي إذا كانت معدات الاختبار متاحة.

على الرغم من أن جهد الاختبار لاختبارات التفريغ الجزئي أقل من جهد الاختبارات المحفزة القياسية، إلا أن مدة الاختبار تزيد بأكثر من 60 مرة. بالإضافة إلى ذلك، مع استخدام أجهزة حساسة لمراقبة تطور التفريغ الداخلي، يمكن التحكم في إمكانية التدمير. وبالتالي، يجمع اختبار التفريغ الجزئي بين خصائص الاختبارات غير المدمرة والاختبارات المدمرة، مما يجعله فعالًا في الكشف عن عيوب العزل. نتيجة لذلك، اكتسب هذا النوع من الاختبارات شعبية سريعة. معظم أصحاب المشاريع الآن يقومون بإجراء اختبارات التفريغ الجزئي على المحولات الجديدة أو المحدثة، مما يحقق فوائد كبيرة - الكشف المبكر عن عيوب التركيب، تحديد أداء التفريغ الجزئي غير المستقر في المصنع، وضمان تشغيل أولي ناجح.

4. اختبار الإغلاق المفاجئ عند الجهد المقنن

اختبار الإغلاق المفاجئ عند الجهد المقنن يستهدف بشكل أساسي التحقق مما إذا كان التيار المغناطيسي الناتج أثناء التشغيل سيؤدي إلى تشغيل حماية الفرق في المحول. وهو ليس مصمم لاختبار قوة العزل للمحول.

في الواقع، خلال اختبار الإغلاق المفاجئ، باستثناء مراقبة الحماية، لا توجد أجهزة للكشف عن الجهود الزائدة المحتملة، ولا يتم تسجيل بيانات قابلة للقياس. وبالتالي، من منظور تقييم العزل، فإن الاختبار ليس له قيمة حاسمة ويعتبر عمليًا بلا معنى.

ومع ذلك، فقد حدثت حالات فشل العزل في المحولات خلال اختبارات الإغلاق المفاجئ - عادة بسبب عيوب خطيرة موجودة مسبقًا أصبحت واضحة فور التشغيل. وعلى العكس من ذلك، هناك العديد من الحالات التي مرت فيها المحولات بنجاح خمس اختبارات لإغلاق مفاجئ، ثم فشلت (احتراق) خلال دقائق إلى أيام بعد التشغيل الأولي.

5. تقييم حالة العزل

تقييم حالة العزل يتضمن قياس مقاومة العزل، نسبة الامتصاص، مؤشر القطبية، التيار التسرب المباشر، ومعامل فقدان العازل (tan δ).

بعد التركيب، قد تكون حالة العزل في المحول قد تدهورت إلى درجات مختلفة مقارنة بحالته في المصنع، وقد تختلف طرق القياس بين الموقع والمصنع. لذلك، عند مقارنة نتائج الاختبارات الأولية مع البيانات المصنعية، يتطلب الأمر تحليل شامل لإجراء تقديرات دقيقة. هذه النتائج يجب أن تكون أيضًا أساسًا للاختبارات الوقائية المستقبلية.

من المهم بشكل خاص ملاحظة: عندما تكون مقاومة العزل عالية جدًا، قد تنخفض نسبة الامتصاص. في مثل هذه الحالات، لا يجب اعتبار نسبة امتصاص أقل من 1.3 مؤشراً تلقائيًا على وجود رطوبة في العزل.

6. فهم وظيفة المتنفس

إذا كان المثانة في الخزان الاحتياطي تشبه الرئة، فإن المتنفس يشبه الأنف. عندما يزداد الحمل أو درجة الحرارة المحيطة، مما يؤدي إلى توسع النفط في الخزان، "تنفس" المثانة عبر المتنفس لمنع زيادة الضغط. وبالعكس، "تنفس" لمنع تكوين فراغ في الخزان. إذا انسدت المتنفس، فإن العواقب البسيطة قد تشمل إشارات خاطئة لمستوى النفط؛ أما الحالات الشديدة فقد تؤدي إلى تشغيل الموصل الغازي أو جهاز الإغاثة من الضغط، مما يؤدي إلى حوادث.

يمكن أن يحدث انسداد المتنفس ليس فقط إذا تم نسيان إزالة ختم الشحن، ولكن أيضًا أثناء التشغيل بسبب:

• امتصاص الرطوبة وتدهور المادة المجففة (جيل السيليكا الذي يتغير لونه)

• تراكم الغبار في الكأس النفطي

لذلك، هناك مهمتان صيانة أساسيتان:

• تأكد من أن مادة الجيل السيليكا في المتنفس لديها قدرة كافية على امتصاص الرطوبة ومنع التشبع. استبدل أو أعيد تنشيط مادة الجيل السيليكا عندما يتغير لون خمسها.

• نظف الكأس النفطي بانتظام، وأعد تعبئته بالنفط النظيف، وحافظ على مستوى النفط فوق الحاجز الهوائي لضمان مرور الهواء القادم عبر حمام نفطي، مما يرشح الجزيئات الغبارية.