تحليل فشل محول H59/H61 وتوجيهات الحماية

1. أسباب الأضرار التي تصيب محولات التوزيع المغمورة بالزيت من نوع H59/H61 الزراعية

1.1 تلف العزل
غالباً ما يستخدم نظام التغذية الكهربائية في المناطق الريفية نظاماً مختلطاً بـ 380/220 فولت. بسبب النسبة العالية للأحمال الأحادية الطور، غالباً ما تعمل محولات التوزيع المغمورة بالزيت من نوع H59/H61 تحت تحميل ثلاثي الأطوار غير متوازن بشكل كبير. في العديد من الحالات، يتجاوز درجة عدم التوازن بين الأحمال الثلاثة الحدود المسموح بها وفقاً للوائح التشغيل، مما يؤدي إلى الشيخوخة المبكرة والتدهور والفشل النهائي لعزل اللفائف، مما يؤدي إلى الاحتراق.

عندما تتعرض محولات التوزيع المغمورة بالزيت من نوع H59/H61 للتحميل الزائد لفترات طويلة، أو لعيوب في الجانب ذو الجهد المنخفض، أو زيادة حادة في الحمل، وعدم وجود أجهزة حماية على الجانب ذو الجهد المنخفض—بينما لا تعمل المفكات القابلة للسقوط على الجانب ذو الجهد العالي بشكل سريع (أو على الإطلاق)—يتم إجبار المحولات على حمل تيار عطل يتجاوز بكثير التيار المقنن (في بعض الأحيان عدة مرات قيمة التيار المقنن) لفترات طويلة. هذا يؤدي إلى ارتفاع حاد في درجة الحرارة، مما يسرع من شيخوخة العزل ويؤدي في النهاية إلى احتراق اللفائف.

بعد فترة طويلة من التشغيل، تشيخ وتتصدع مكونات الختم مثل الخرز المطاطي والأغطية في محولات التوزيع المغمورة بالزيت من نوع H59/H61 وتفقد فعاليتها. إذا لم يتم اكتشافها واستبدالها في الوقت المناسب، يؤدي ذلك إلى تسرب الزيت وهبوط مستوى الزيت. ثم يدخل الرطوبة من الهواء إلى زيت العزل بكميات كبيرة، مما يقلل بشكل كبير من قوة العزل الكهربائي. في ظروف نقص الزيت الشديد، قد يتعرض جهاز التحويل للماء ويسبب التفريغ أو التماس، مما يؤدي إلى احتراق المحول.

عمليات التصنيع غير الكافية—مثل عدم استكمال غمر الفينيك بين طبقات اللفائف (أو استخدام فينيك عازل رديء الجودة)، أو التجفيف غير الكافي، أو لحام الوصلات اللفائفية غير الموثوق به—تترك عيوباً خفية في العزل في محولات التوزيع المغمورة بالزيت من نوع H59/H61. بالإضافة إلى ذلك، أثناء التشغيل الأولي أو الصيانة، قد يتم إضافة زيت عازل رديء الجودة، أو قد تدخل الرطوبة والشوائب إلى الزيت، مما يؤدي إلى تدهور جودة الزيت وتقليل قوة العزل. مع مرور الوقت، يمكن أن يؤدي ذلك إلى انهيار العزل وإحراق محولات التوزيع المغمورة بالزيت من نوع H59/H61.

1.2 الجهد الزائد
مقاومة التأريض للحماية من الصواعق لا تتوافق مع المعايير المطلوبة. حتى لو كانت متوافقة عند التشغيل الأولي، فإن التآكل والتآكل أو الانكسار أو اللحام السيئ لأجزاء النظام الأرضي المصنوعة من الفولاذ مع مرور الوقت يمكن أن يؤدي إلى زيادة حادة في مقاومة التأريض، مما يؤدي إلى تلف المحول أثناء الضربات البرقية.

التكوين غير الصحيح للحماية من الصواعق شائع: العديد من محولات التوزيع المغمورة بالزيت من نوع H59/H61 في المناطق الريفية مجهزة فقط بمجموعة واحدة من مثبطات الجهد العالية على الجانب ذو الجهد العالي. بما أن أنظمة الطاقة الريفية تستخدم تقريباً حصراً محولات موصولة بـ Yyn0، يمكن أن تسبب الضربات البرقية جهود تحويل أمامية وعكسية. بدون مثبطات جهد على الجانب ذو الجهد المنخفض، تزيد هذه الجهود الزائدة بشكل كبير من خطر تلف المحول.

لدى نظام الطاقة الريفية ذو الجهد 10 كيلوفولت احتمال نسبياً عالٍ للرنين الحديد. خلال أحداث الجهد الزائد الناتجة عن الرنين، يزداد تيار الجانب الأولي لمحولات التوزيع المغمورة بالزيت من نوع H59/H61 بشكل حاد، مما قد يؤدي إلى احتراق اللفائف أو حدوث تفريغ في الأكمام وحتى الانفجار.

1.3 ظروف التشغيل القاسية
خلال فترات الحرارة العالية في الصيف أو عندما تعمل محولات التوزيع المغمورة بالزيت من نوع H59/H61 بشكل مستمر تحت تحميل زائد، يرتفع حرارة الزيت بشكل كبير. هذا يؤثر بشدة على التبريد ويتسارع شيخوخة العزل والتدهور والفشل، مما يؤدي في النهاية إلى تقصير عمر خدمة المحول.

1.4 تشغيل جهاز التحويل بطريقة غير صحيحة أو جودة رديئة
الأحمال الكهربائية في المناطق الريفية متناثرة، ذات مواسم عالية، مع اختلافات كبيرة بين الذروة والوادي وأطوال خطوط الجهد المنخفض الطويلة، مما يؤدي إلى تقلبات كبيرة في الجهد. نتيجة لذلك، يقوم الكهربائيون الريفيون غالباً بتعديل يدوي لجهاز التحويل في محولات التوزيع المغمورة بالزيت من نوع H59/H61. معظم هذه التعديلات لا تتبع الإجراءات المحددة، وبعد التعديل، نادرًا ما يتم قياس مقاومة التيار المستمر لكل طور ومقارنتها قبل إعادة التنشيط. وبالتالي، تعاني العديد من المحولات من وضع جهاز التحويل غير الصحيح أو الاتصال السيئ، مما يؤدي إلى زيادة حادة في مقاومة الاتصال واحتراق جهاز التحويل.

أجهزة التحويل ذات الجودة الرديئة—مع اتصال غير كافٍ بين الأقطاب الثابتة والمتحركة، أو مؤشرات الموضع الخارجية غير متطابقة مع المواقع الداخلية الفعلية—يمكن أن تسبب التفريغ أو التماس بعد التنشيط، مما يؤدي إلى تدمير جهاز التحويل أو حتى اللفائف بأكملها.

1.5 مشاكل التأريض في مركز المحول
بسبب مشاكل الجودة الفطرية في محولات التوزيع المغمورة بالزيت من نوع H59/H61، يشيخ الفينيك العازل بين صفائح السيليكون الصلب مع مرور الوقت أو يتدهور مبكراً لأسباب أخرى، مما يؤدي إلى تأريض متعدد النقاط للمركز ويؤدي إلى التلف.

1.6 التشغيل تحت تحميل زائد لفترات طويلة
مع تطور الاقتصاد الريفي، ارتفعت طلب الكهرباء بشكل كبير. ومع ذلك، لم يتم تركيب محولات توزيع جديدة من نوع H59/H61 في الوقت المناسب، ولم يتم استبدال الوحدات الموجودة بنماذج ذات سعة أعلى. نتيجة لذلك، تعمل المحولات الحالية تحت تحميل زائد مزمن. مع نسبة عالية للأحمال الأحادية الطور في المناطق الريفية—التي تمنع تحميل ثلاثي الأطوار المتوازن—غالباً ما يكون هناك طور واحد يعاني من تحميل زائد طويل الأمد، ويتجاوز تيار الخط المحايد الحدود المسموح بها بشكل كبير. هذه الظروف تؤدي في النهاية إلى احتراق محولات التوزيع المغمورة بالزيت من نوع H59/H61.

2. التدابير الوقائية
وفقاً للوائح ذات الصلة، يجب تجهيز كل محول توزيع مغمور بالزيت من نوع H59/H61 بثلاث حمايات أساسية: ضد الرعود والانفجارات القصيرة والتحميل الزائد. تتطلب حماية الرعود تركيب أجهزة قطع الرعد على الجانبين العالي والمنخفض للجهد، مع تفضيل استخدام أجهزة القطع المصنوعة من أكسيد الزنك (ZnO). يجب النظر في حماية الانفجارات القصيرة والتحميل الزائد بشكل منفصل: يجب أن توفر الأجهزة المنقطعة ذات الجهد العالي الحماية الأساسية ضد الانفجارات الداخلية القصيرة، بينما يجب التعامل مع التحميل الزائد والانفجارات القصيرة على الجانب المنخفض للجهد باستخدام أجهزة الفصل أو الدوائر الكهربائية المنخفضة الجهد المثبتة على الجانب المنخفض للجهد.

خلال التشغيل، يجب استخدام عدادات الأمبير ذات الفكين بشكل منتظم لقياس تيار الحمل الثلاثي والفحص لمعرفة ما إذا كان عدم التوازن يظل ضمن الحدود التنظيمية. إذا تجاوز عدم التوازن القيم المسموح بها، يجب إعادة توزيع الحمل فوراً لإعادته إلى الامتثال.

يجب إجراء فحوصات روتينية لمحولات التوزيع المغمورة بالزيت من نوع H59/H61 وفقًا للوائح، وذلك لفحص لون الزيت ومستوى الزيت ودرجة حرارة الزيت للتأكد من أنها طبيعية ومراجعة وجود تسرب للزيت. يجب فحص سطح الأكمام بحثاً عن آثار الضربات الكهربائية أو العلامات الناجمة عن التفريغ. يجب التعامل مع أي شذوذات فوراً. يجب تنظيف الخارج المحول، وخاصة الأكمام، بشكل دوري لإزالة الأوساخ والملوثات.

قبل موسم الرعد السنوي، يجب إجراء فحص شامل لأجهزة قطع الرعد ذات الجهد العالي والمنخفض والأعمدة الأرضية. يجب استبدال أجهزة قطع الرعد غير المتوافقة. يجب أن لا تظهر الأعمدة الأرضية أي خيوط منكسرة أو لحام سيئ أو تشققات. لا يجب استخدام الأسلاك الألمنيوم؛ بدلاً من ذلك، يجب أن تكون الأعمدة الأرضية مصنوعة من الفولاذ المستدير بقطر 10-12 مم أو الفولاذ المسطح بحجم 30×3 مم.

يجب قياس مقاومة الأرض سنوياً خلال الطقس الجاف في الشتاء (بعد أسبوع واحد على الأقل من السماء الصافية المتواصلة). يجب تصحيح أنظمة الأرض غير المتوافقة. عند ربط قضبان المحول مع الموصلات الهوائية على الجانبين العالي والمنخفض للجهد، يجب استخدام موصلات انتقال النحاس-الألمنيوم أو مكابس الأجهزة النحاس-الألمنيوم. قبل الربط، يجب صقل سطوح هذه الموصلات باستخدام ورق الصنفرة رقم 0 وطلائها بكمية مناسبة من الشحوم الموصلة.

يجب أن تتبع عمليات تغيير التبديل على محولات التوزيع المغمورة بالزيت من نوع H59/H61 اللوائح بدقة. بعد التعديل، لا يجب إعادة تشغيل المحول على الفور. بدلاً من ذلك، يجب مقارنة مقاومة التيار المباشر لجميع الأطوار قبل وبعد العملية باستخدام جسر ويتسون. إذا لم يتم ملاحظة تغير كبير، يجب مقارنة مقاومة التيار المباشر بين الأطوار وبين الخطوط بعد العملية: يجب ألا تتجاوز الفروق بين الأطوار 4٪، وأن تكون الفروق بين الخطوط أقل من 2٪. إذا لم يتم الوفاء بهذه المعايير، يجب تحديد السبب وإصلاحه. فقط بعد تحقيق هذه المتطلبات يمكن إعادة تشغيل محول التوزيع المغمور بالزيت من نوع H59/H61.