تحليل أربعة حالات رئيسية لاحتراق محولات الطاقة
حالة واحدة
في الأول من أغسطس عام 2016، اندلعت مفاجأة زيت محول توزيع بقدرة 50 كيلوفولت أمبير في محطة كهرباء، تبع ذلك حرق وتدمير قاطع الدائرة العالي. أظهر اختبار العزل أن الميغاهوم من الجانب المنخفض إلى الأرض كان صفرًا. أظهر الفحص الداخلي أن التلف في عازل اللفائف المنخفضة كان سببًا في حدوث قصر دارة. تم تحديد عدة أسباب رئيسية لفشل هذا المحول:
الحمولة الزائدة: كانت إدارة الحمولة نقطة ضعف تاريخية في محطات الكهرباء المحلية. قبل إصلاحات نظام الكهرباء الريفية، كانت التطوير غير مخطط لها بشكل كبير. كان حرق المحولات أمرًا شائعًا خلال موسم الربيع، فصول الزراعة، والجفاف عندما تكون الحاجة للري. رغم تنفيذ أنظمة الإدارة، فإن قدرات الكهربائيين الريفيين تحتاج إلى تحسين. تنمو الأحمال الكهربائية الريفية بسرعة وتحتوي على أنماط موسمية قوية وتفتقر إلى الإدارة المخططة. تسبب الحمل الزائد طويل الأمد في حرق المحولات. بالإضافة إلى ذلك، مع زيادة دخل المزارعين بشكل كبير، نمت الأحمال الكهربائية للأجهزة المنزلية بسرعة، وتطورت الصناعات الفردية القائمة على الأسر بشكل سريع مما أدى إلى نمو كبير في الأحمال الكهربائية. بينما استثمار المعدات التوزيعية كبير، فإن التمويل المحدود يعني أن استبدال المحولات لا يمكن أن يواكب نمو الأحمال، مما يؤدي إلى حرق المحولات بسبب الحمل الزائد.
بالإضافة إلى ذلك، الأحمال الكهربائية الريفية صعبة الإدارة، ووعي الاستخدام المخطط له ضعيف. خلال فترات الحمل القصوى مثل الري، فصول الزراعة، والساعات المسائية، يصبح التنافس على استخدام الكهرباء مشكلة، مما يساهم في حرق المحولات.
عدم توازن الأحمال الثلاثية: عند عدم توازن الأحمال الثلاثية، يحدث تيار ثلاثي غير متماثل، مما يخلق تيارًا صفرًا في الخط المحايد. ينتج عن هذا التيار مغناطيسية صفرية تولد جهدًا صفرًا في لفائف المحول، مما يزاحم جهد النقطة المحايدة. المرحلة ذات التيار الأعلى تصبح محمّلة بشكل زائد، مما يتسبب في تلف عازل اللفائف، بينما المرحلة ذات التيار الأقل لا تصل إلى طاقتها المحددة، مما يقلل من كفاءة الإخراج للمحول. يمكن أن تسبب الاتصالات السيئة في المحطات المنخفضة والمحور المحايد للفائف المحملة بشكل زائد تسخينًا وتآكلًا وتشوهًا للختم المطاطي وأختام الزيت، مما يؤدي إلى تسرب الزيت وهلاك المحطات.
الأعطال القصيرة: سواء كانت أعطال أرضية فردية أو قصيرة بين الأطوار، فإن المقاومة الصغيرة للفائف المنخفضة للمحولات التوزيعية تنتج تيارات قصيرة عالية جدًا. خاصة مع الأعطال القصيرة القريبة، يمكن أن تصل تيارات الأعطال إلى أكثر من 20 مرة التيار المحدد للمحول. هذه التيارات القصيرة القوية تنتج قوى تأثير كهرومغناطيسية كبيرة وحرارة تضر المحولات التوزيعية، مما يجعل الأعطال القصيرة أكثر أشكال الفشل تدميرًا للمحولات.
الأسباب الرئيسية الحالية للأعطال القصيرة تشمل:
مساحة محدودة لخطوط التوزيع المنخفضة، حيث يمكن أن تتسبب الأشجار الساقطة أو السيارات التي تصطدم بالأعمدة في حدوث قصر دارة
التثبيت غير الصحيح، أو التشغيل، أو الصيانة لقواطع الدائرة المنخفضة، مما يسبب قصر دارة في محطات القطع
التثبيت غير الصحيح أو الصيانة غير الكافية لصناديق القياس المنخفضة المثبتة على المحولات، مما يسبب الأعطال القصيرة القريبة
الإجراءات:
تكوين قواطع الدائرة المنخفضة بشكل صحيح لتذوب عندما يتجاوز التيار المنخفض قدرة المحول المحددة، مما يحمي المحول. يجب أن تكون قواطع الدائرة المنخفضة بحجم 1.5 مرة قدرة المحول.
قياس الأحمال على المحولات خلال فترات الطلب المرتفع واستبدال المحولات المحمّلة بشكل زائد بسرعة.
تعزيز التشغيل والصيانة من خلال استبدال العوازل المتصدعة، وتنظيف ممرات الخطوط، ومنع الأعطال القصيرة بين الأطوار لحماية المحولات.
حالة ثانية
في عام 2015، تعرضت مكتب كهرباء لـ 32 حالة حرق للمحولات. معظمها من إنتاج شركة تصنيع واحدة. بعد فحص شامل للنواة وأخذ عينات من الزيت، تم اكتشاف أن 80% من عينات زيت المحولات تحتوي على ماء. أظهر التحليل المستفيض أن أنابيب ملء الزيت في خزانات المحولات كانت ذات ختم سيئ. أثناء هطول الأمطار، كان الماء يتراكم في الأنابيب لفترات طويلة ويتسرب تدريجيًا إلى المحولات. مع مرور الوقت، ازداد محتوى الماء في زيت المحولات باستمرار، مما أدى إلى تقليل خصائص العزل والتسبب في فشل المحولات.
الإجراءات:
تركيب أكواب معدنية فوق أنابيب ملء الزيت لعزلها عن الاتصال المباشر بالماء. بعد تركيب هذه الأكواب على جميع المحولات من هذا النوع، انخفض عدد حالات الحرق بشكل كبير.
إجراء اختبارات سنوية لعينات الزيت على المحولات التوزيعية واستبدال زيت المحولات بسرعة عند عدم رضا نتائج الاختبار.
حالة ثالثة
في عام 2018، تعرض محول كهرباء في محطة تزويد لحالة حرق في يوم صافٍ ومشرق عندما لم يكن الحمل ثقيلًا. أظهر الفحص الداخلي نقاط قصر دارة واضحة على لفائف الضغط العالي، والتي نتجت عن عزل سيئ مما أدى إلى قصر دارة.
تحليل: هذا النوع من فشل المحول يفتقر إلى عوامل خارجية واضحة، مما يجعل تحديد السبب صعبًا دون فحص اللب. معظم هذه الأعطال تحدث بسبب تدهور أداء العزل للمحول على مدى فترة تشغيل طويلة، وعدم اتخاذ إجراءات في الوقت المناسب. في النهاية، لا يمكن للعزل أن يلبي متطلبات التشغيل، مما يؤدي إلى حرق المحول.
الإجراءات:
إجراء اختبار مقاومة العزل السنوي على المحولات التوزيعية، والحفاظ على السجلات، وتحليل الاتجاهات. استبدال المحولات بشكل فوري عندما تنخفض قيم العزل عن المتطلبات لمنع الحرق.
مراقبة العزل بانتظام للمحولات الموجودة بشكل متكرر في المناطق المعرضة للبرق لمنع الأعطال بسبب تدهور العزل.
الحالة الرابعة
في السادس من يوليو عام 2017، أثناء عاصفة رعدية، تعرض محول موجود على قمة جبل في محطة تزويد الكهرباء لحرق مصباح القاطع العالي ولإطلاق زيت. أظهر اختبار العزل صفر ميغا أوم من الجهد العالي للأرض، مما يشير إلى تلف المحول.
تحليل: كان سبب فشل هذا المحول هو زيادة الجهد الناجمة عن الصواعق، والتي أدت إلى انهيار عزل المحول، مما أدى إلى حدوث قصر دارة.
الإجراءات:
تحسين مقاومة الأرض لمصدات الصواعق للمحولات للتأكد من بقاء القيم ضمن حدود معقولة.
إجراء اختبار العزل السنوي لمصدات الصواعق ذات الجهد العالي والمنخفض على المحولات التوزيعية، واستبدال أي منها لا تلتزم بالمعايير فوراً.
تعزيز إدارة الموظفين لمنع الحوادث
حالة التشغيل للمحولات التوزيعية مرتبطة بشكل لا يتجزأ بجودة الإدارة. مع الإدارة الدقيقة، يمكن منع حوادث حرق المحولات بشكل فعال.
فهم حالات الحمل لكل منطقة محول: يجب على موظفي إدارة الطاقة تقييم حمل المستخدمين بشكل منتظم، مراقبة زيادة الأجهزة المنزلية للمستخدمين السكنيين والتوسع في المصانع والمناجم والأجهزة الإضافية ومعدات التدفئة والتبريد. يمكن جمع هذه المعلومات من خلال قراءة العدادات والزيارات الميدانية المنتظمة للحفاظ على الوعي الدقيق.
تلخيص الخبرات السابقة والعبر: فهم الأنماط التي تؤثر فيها التغيرات المناخية الموسمية على المعدات. تعزيز وتقوية النقاط الضعيفة والمخاطر المحتملة التي تم كشفها أثناء الكوارث، وتنفيذ تدابير وقائية مستهدفة مثل ضبط حماية التحميل الزائد للمحول بناءً على الظروف الفعلية لتحسين قدرة المعدات على التحمل ضد الكوارث الطبيعية.
إجراء تحليل وتوقع الحمل بنشاط: باستخدام البيانات الأولية المجمعة من النقطتين السابقتين، قم بإجراء توقعات الحمل بطريقة علمية وتنفيذ التحديثات المناسبة بما في ذلك تعديل الخطوط وإعادة توزيع الحمل وزيادة سعة المحولات. تعزيز عمليات التفتيش على المعدات خلال الكوارث الناجمة عن الرياح والثلوج والجليد والفترة الباردة الشديدة لمنع الأعطال وتحسين موثوقية المعدات مع تقليل حرق المحولات.
إعطاء أهمية للمسؤولية الوظيفية: أولاً، إنشاء وعي قوي بالخدمة يركز على خدمة المستخدم وضمان الجودة والاستقرار في الجهد. يجب أن يكون الموظفون مهرة في تحديد المخاطر المحتملة والاستماع إلى ردود فعل المستخدمين، وحل المشكلات بشكل فوري دون تأخير. يجب ألا يتم تشغيل المعدات مع وجود أعطال معروفة أو تجاهل المشكلات. يجب أن تنتقل الإدارة من الاستجابة السلبية إلى التنفيذ النشط ومن التنفيذ الروتيني إلى التنفيذ الإبداعي. ثانياً، يجب فرض المسؤولية. بدون آليات المسؤولية، تصبح مسؤوليات الوظائف واللوائح بلا معنى. يجب فرض المسؤولية الصارمة على الموظفين الذين يقصرون في واجباتهم أو يستغلون السلطة لمصلحتهم الشخصية أو يقومون بأعمال روتينية أو فشلوا في تنفيذ الإجراءات بشكل فعال - مما يؤدي إلى عدم حل مشكلات المستخدمين أو عدم معالجة المخاطر أو تلف المعدات. فقط من خلال دمج تنفيذ المسؤوليات مع آليات المسؤولية الصارمة يمكن تقوية مسؤولية العمل وتحسين كفاءة التشغيل وفعالية التنفيذ وخدمة احتياجات المستخدمين بشكل أفضل ومنع الحوادث البشرية الناجمة عن الطاقة وصيانة سلامة تشغيل المعدات.
الخاتمة
باختصار، يمكن أن تفشل المحولات الكهربائية لأسباب عديدة أثناء التشغيل، ولكن مع تحسين الإدارة والصيانة، يمكن تقليل الأعطال البشرية للمحولات بشكل كبير. هذا يحسن موثوقية تزويد الكهرباء ويقلل من تكاليف الصيانة للشركات الكهربائية، مما يفيد كل من المؤسسات والمستخدمين. هذا يظهر الأهمية العملية الكبيرة لتحليل فشل المحولات وتنفيذ الإجراءات المناسبة.
