تحليل وحل التأريض المتعدد النقاط الشاذ في قلب محول الطاقة
وجود التوصيل المتعدد النقط في نواة المحول يسبب مشكلتين رئيسيتين: أولاً، يمكن أن يؤدي إلى تجاوز حراري قصير المدى محلي في النواة، وفي الحالات الشديدة، قد يتسبب في أضرار حرق محلية للنواة. ثانياً، يمكن للتيار الدائري الذي يتم إنتاجه في سلك التوصيل الأرضي الطبيعي للنواة أن يسبب تجاوز حراري محلي في المحول وقد يؤدي إلى أعطال من نوع التفريغ. لذا فإن أعطال التوصيل المتعدد النقط في نواة المحولات الكهربائية تهدد بشكل مباشر التشغيل اليومي للمحولات.
1. نظرة عامة على عطل التوصيل الأرضي
المحول الرئيسي رقم 1 في محطة كهرباء بجهد 220 كيلوفولت هو من طراز SFPSZB-150000/220، تم تصنيعه بتاريخ 11 نوفمبر 1986 وتم تشغيله بتاريخ 8 أغسطس 1988. كان يستخدم أصلاً دورة زيت مforced oil circulation air cooling ولكن تم تحويله إلى دورة هواء طبيعية عام 2012. في الخامس من مارس، أظهر اختبار التيار الأرضي المباشر لنواة المحول الرئيسي رقم 1 قيمة 40 ميلي أمبير، وهي انحراف كبير عن نتائج الاختبارات السابقة. فحص جهاز المراقبة عبر الإنترنت والتقييد الحالي أظهر تيار توصيل أرضي لنواة بقيمة 41 ميلي أمبير.
أشارت السجلات التاريخية إلى أن الجهاز قد شغل مقاومة تقييد تبلغ 115 أوم تلقائيًا في السابع والعشرين من فبراير. بعد تحديد احتمالية وجود مشكلة توصيل متعدد النقاط في نواة المحول الرئيسي رقم 1، قام الموظفون بمراجعة بيانات المراقبة الكروماتوغرافية عبر الإنترنت ولكن لم يجدوا أي استثناءات. جمع موظفو اختبار الزيت عينات من المحول الرئيسي رقم 1 في فترة ما بعد الظهر من الخامس من مارس لإجراء تحليل كروماتوغرافي للغازات الذائبة، ولكن البيانات التجريبية لم تظهر أي تغييرات كبيرة، كما هو موضح في الجدول 1 لنتائج اختبار الكروماتوغرافيا للغازات الذائبة. وفقًا لإعدادات جهاز المراقبة عبر الإنترنت، عندما يتجاوز التيار الأرضي 100 ميلي أمبير، سيقوم الجهاز بتوصيل مقاومة لتقييد التيار الأرضي. بناءً على ذلك، تم تحديد أن المحول الرئيسي رقم 1 لديه عطل توصيل متعدد النقاط في النواة.
| غاز | H₂ | CH₄ | C₂H₆ | C₂H₄ | C₂H₂ | CO | CO₂ | الهيدروكربونات الكلية |
| المحتوى/(μL/L) | 2.92 | 28.51 | 22.63 | 14.10 | 0.00 | 1299.23 | 8715.55 | 65.64 |
2 تحليل أعطال المعدات
يظهر بيانات اختبار التيار الأرضي للقلب الرئيسي على مدى الثلاث سنوات الماضية في الجدول 2. يكشف مقارنة البيانات التجريبية التاريخية أن قياسات التيار الأرضي للقلب الرئيسي رقم 1 ظلت باستمرار ضمن النطاقات الطبيعية، دون اكتشاف أي اتجاهات غير طبيعية في الغازات المنحلة في الزيت. ومع ذلك، أظهر التيار الأرضي نموًا كبيرًا، وتم تشغيل الجهاز المقيِّد للتيار بشكل تلقائي.
بناءً على تحليل شامل لهذه الظروف، يمكن تحديد أن القلب الرئيسي رقم 1 يعاني من عطل تعدد نقاط التأريض. ومع ذلك، عندما حدث التأريض المتعدد النقاط، شغل نظام المراقبة عبر الإنترنت للتقويم الأرضي والجهاز المقيِّد للتيار المقاوم عند زيادة التيار فوراً، مما حدد كمية التيار بشكل فعال. نتيجة لذلك، لم تظهر أي شذوذ في تحليل الكروماتوغرافيا للغازات المنحلة في زيت المحول.
| وقت الاختبار | القيمة المقاسة/مليأمبير |
القيمة القياسية/مليأمبير | النتيجة |
| مارس 2021 | 2.0 | ≤100 | مؤهل |
| مارس 2022 | 2.2 | ≤100 | مؤهل |
| مارس 2023 | 1.9 | ≤100 | مؤهل |
في الثامن والعشرين من مارس، أثناء اختبار انقطاع التيار الكهربائي الروتيني للمحول رقم 1، أظهرت قياسات مقاومة العزل الأساسية تأكيد حالة التوصيل المتعدد. قام فنيو الاختبار بقياس مقاومة عزل القلب باستخدام جهد 1000 فولت، والتي أظهرت مقاومة عزل "0". باستخدام المقاوم متعدد الاستخدامات لقياس مقاومة توصيل القلب أظهرت حالة التوصيل "موصلة" مع قيمة مقاومة "0". هذه القياسات أثبتت أن القلب الرئيسي للمحول رقم 1 كان متعدد التوصيل، وبالتحديد التوصيل المعدني.
3 إجراءات حل
(1) باعتبار أن عطل التوصيل قد يكون ناجمًا عن اتصال معدني ناعم، تم محاولة استخدام طريقة الصدمة الكاباسيتورية لإزالة العطل: تم شحن كاباسيتور (بقدرة 26.94 μF) إلى 2500 فولت وتفريغه ثلاث مرات في المحول الرئيسي رقم 1. بعد الصدمات، تم قياس مقاومة عزل القلب لمعرفة ما إذا كانت قد تعافت. إذا لم تتعاف، تم زيادة جهد الاختبار إلى 5000 فولت لثلاث صدمات أخرى. إذا استمر العطل، سيتم التوقف عن المحاولات الإضافية.
(2) إذا فشلت طريقة الصدمة الكاباسيتورية في إزالة عطل التوصيل، سيتم إجراء فحص برفع الغطاء للمحول عند توفر الظروف، للعثور مباشرة على نقطة التوصيل وإزالة عطل التوصيل المتعدد للقلب بشكل أساسي.
(3) إذا لم يمكن إيقاف المحول الرئيسي على الفور لفحص الغطاء والصيانة، يمكن تنفيذ إجراء مؤقت بتوصيل مقاومة محددة للتيار في سلسلة مع موصل التوصيل الأرضي. تم تجهيز المحول الرئيسي رقم 1 بجهاز IEE-Business JY-BTJZ لمراقبة التوصيل الأرضي للقلب عبر الإنترنت ومحدد التيار يحتوي على أربع إعدادات للمقاومة (115، 275، 600، و 1500 Ω)، والذي قام تلقائيًا بتوصيل المقاومة 115 Ω بناءً على حجم التيار الأرضي. بعد تشغيل المعدات، تم تكثيف المراقبة بتقليل دورة الاختبارات لقياس تيار التوصيل الأرضي للقلب وتحليل الكروماتوجرام للزيت المحول لمتابعة الأغراض.
كان العملية المحددة للتنفيذ في الموقع كالتالي: أولاً، تم قطع الاتصال الخارجي لتوصيل القلب الأرضي، واستخدم مولد الجهد العالي المستقيم لشحن الكاباسيتور. بعد حوالي 3 دقائق من الشحن، وصل الجهد إلى 2.5 كيلوفولت. ثم، باستخدام قضيب معزل، تم توصيل سلك الموصل بموصل التوصيل الأرضي لتفريغ الكاباسيتور في قلب المحول. بعد تفريغ الكاباسيتور مرة واحدة في قلب المحول الرئيسي رقم 1، تعافت مقاومة عزل القلب لمدة 60 ثانية إلى 9.58 GΩ، بنسبة امتصاص 1.54، متسقة مع نتائج الاختبار السابقة. تم إزالة نقطة التوصيل بنجاح.
بعد إعادة المحول الرئيسي رقم 1 إلى الخدمة، قمنا بقياس تيار التوصيل الأرضي للقلب باستخدام جهاز اختبار تيار التوصيل الأرضي للقلب، والذي أظهر 2 ميلي أمبير. في الوقت نفسه، أظهر جهاز مراقبة تيار التوصيل الأرضي للقلب في الوقت الحقيقي أيضًا 2 ميلي أمبير، مما يؤكد أن العطل قد تم إزالته.
