دليل خصائص تركيب التشغيل والتشغيل الأولي لمحولات سلسلة SC الجافة

تشير المحولات الجافة إلى محولات الطاقة التي لا يتم غمر لبها ولفائفها في الزيت. بدلاً من ذلك، يتم صب الملفات واللب معًا (عادةً براتنج الإيبوكسي) وتبريدها إما بواسطة تدفق الهواء الطبيعي أو التبريد القسري بالهواء. كنوع نسبيًا جديدًا من معدات توزيع الكهرباء، تم استخدام المحولات الجافة على نطاق واسع في أنظمة نقل وتوزيع الطاقة في ورش المصانع والمباني العالية والمراكز التجارية والمطارات والموانئ والسفن تحت الأرض ومنصات النفط البحرية. يمكن أيضًا دمجها مع خزانات التجهيز الكهربائي لتشكيل محطات تحويل مدمجة ومتكاملة مسبقة الصنع.

حاليًا، معظم المحولات الكهربائية الجافة المنتجة في الصين هي ثلاثية الأطوار، ذات تشكيل صلب من سلسلة SC، مثل: محولات SCB9 ثلاثية الأطوار ذات ملفات ملفوفة، محولات SCB10 ثلاثية الأطوار ذات ملفات مصنعة من شريط، ومحولات SCB9 ثلاثية الأطوار ذات ملفات مصنعة من شريط. تتراوح فولتاجاتها عادة بين 6 كيلوفولت و35 كيلوفولت، مع قدرات أقصى تصل إلى 25 ميغا فولت أمبير. سيركز هذا الوثيقة على محولات SC الثلاثية الأطوار الجافة لتوفير شرح مفصل لخصائصها وإجراءات التركيب والتشغيل.

1. خصائص المحولات الجافة

مقارنة بالمحولات المنغمسة في الزيت، لا تحتوي المحولات الجافة على زيت، مما يحد من مخاطر الحريق والانفجار والتلوث. لذلك، لا تتطلب اللوائح الكهربائية تثبيت المحولات الجافة في غرفة منفصلة. خاصة في السلسلة الجديدة، تم تقليل الخسائر وأصوات الضوضاء إلى مستويات جديدة، مما يجعل من الممكن تركيب المحول في نفس غرفة التوزيع كاللوحات التجهيز الكهربائي ذات الفولتاج المنخفض.

1.1 نظام التحكم في درجة الحرارة للمحولات الجافة
يعتمد التشغيل الآمن وعمر الخدمة للمحول الجاف بشكل كبير على سلامة وموثوقية عزل الملفات. فشل العزل بسبب زيادة درجة حرارة الملفات عن حد تحمل الحرارة للعزل هو أحد الأسباب الرئيسية لعملية المحول غير الطبيعية. لذا، فإن مراقبة درجة حرارة تشغيل المحول وتنفيذ وظائف الإنذار والتحكم مهمة جدًا.

1.2 طرق حماية المحولات الجافة
اعتمادًا على ظروف البيئة ومتطلبات الحماية، يمكن تجهيز المحولات الجافة بواجهات مختلفة. غالبًا ما يتم اختيار واجهات تصنيف IP23، والتي تمنع الأجسام الأجنبية الصلبة الأكبر من 12 مم والحيوانات الصغيرة مثل الفئران والثعابين والقطط والطيور من الدخول وتسبب أعطالًا خطيرة مثل التفاف الدائرة والانقطاع الكهربائي، مما يوفر حاجزًا أمانًا للأجزاء المشحونة. إذا كان يجب تثبيت المحول في الهواء الطلق، يمكن استخدام واجهة تصنيف IP23؛ بالإضافة إلى الحماية التي توفرها تصنيف IP20، فإنه يمنع أيضًا قطرات الماء الساقطة بزوايا تصل إلى 60 درجة من العمودي. ومع ذلك، فإن واجهة تصنيف IP23 تقلل من قدرة تبريد المحول، لذا يجب الانتباه لتقليل قدرة تشغيله وفقًا لذلك.

1.3 طرق تبريد المحولات الجافة
تستخدم المحولات الجافة طريقتين لتبريد: التبريد الطبيعي بالهواء (AN) والتبريد القسري بالهواء (AF). تحت التبريد الطبيعي بالهواء، يمكن للمحول العمل بشكل مستمر عند قدرته المحددة. تحت التبريد القسري بالهواء، يمكن زيادة قدرة إخراج المحول بنسبة 50%. هذا النمط مناسب للعمل الزائد المتقطع أو حالات الطوارئ. ومع ذلك، أثناء العمل الزائد، تزداد خسائر الحمل والجهد العائق بشكل كبير، مما يؤدي إلى تشغيل غير اقتصادي؛ لذا يجب تجنب التشغيل المستمر الزائد لفترات طويلة.

1.4 قدرة المحولات الجافة على التعامل مع الحمل الزائد
تعتمد قدرة المحول الجاف على التعامل مع الحمل الزائد على درجة حرارة البيئة، حالة الحمل قبل التعامل مع الحمل الزائد (الحمل الأولي)، أداء تشتت الحرارة للعزل، والثابت الحراري الزمني. إذا لزم الأمر، يمكن للمصنع توفير منحنى للحمل الزائد للمحول الجاف. حاليًا، بلغت قدرة الإنتاج السنوية للصين من المحولات الجافة المعزولة بالراتنج 10,000 ميغا فولت أمبير، مما يجعلها من أكبر الدول المنتجة والاستهلاكية للمحولات الجافة في العالم. 

مع انتشار المحولات SC(B)9 ذات الضوضاء المنخفضة (للمحولات التوزيع ≤2500 كيلو فولت أمبير، يتم السيطرة على الضوضاء بأقل من 50 ديسيبل) والمحولات الموفرة للطاقة (التي تقلل من خسائر عدم الحمل بنسبة تصل إلى 25%)، قد وصلت المواصفات والأداء والتكنولوجيا الصناعية للمحولات الجافة في الصين إلى مستويات متقدمة عالمية.

2. تركيب وتشغيل المحولات الجافة

2.1 الفحص قبل التركيب (عند فتح الصندوق)
تحقق من سلامة التعبئة. بعد فتح صندوق المحول، تأكد من تطابق بيانات اللوحة مع المتطلبات التصميمية، وأن جميع الوثائق المصنعية كاملة، وأن المحول نفسه غير متأثر ولا يوجد أي أضرار خارجية، وأن المكونات لم تتحرك أو تتأثر، وأن الأجزاء الداعمة الكهربائية أو الأسلاك المتصلة ليست متأثرة، وأخيرًا تأكد من أن القطع الغيار ليست متأثرة أو مفقودة.

2.2 تثبيت المحول
أولاً، تحقق من أساس المحول وتحقق مما إذا كانت الصفائح المعدنية المثبتة فيه مستوية. يجب ألا يكون هناك فراغات تحت الصفائح المعدنية لضمان مقاومة الزلازل وأداء امتصاص الصوت الجيد للأرض؛ وإلا فإن مستوى الضوضاء للمحول المثبت سيزداد. ثم، استخدم الأسطوانات المتحركة لتحريك المحول إلى موقع التثبيت، وأزل الأسطوانات المتحركة، وضبط المحول بدقة في الموضع المصمم له، مع ضمان أن الخطأ في التسوية يتوافق مع متطلبات التصميم. أخيرًا، قم بحام أربعة أقسام قصيرة من القناة الفولاذية بالقرب من زوايا قاعدة المحول على الصفائح المعدنية المثبتة لمنع الازاحة أثناء التشغيل.

2.3 توصيل المحول
خلال التوصيل، حافظ على المسافة الدنيا المطلوبة بين الأجزاء الحية وبين الأجزاء الحية والأرض، خاصة المسافة بين الكابلات واللفائف ذات الجهد العالي. يجب دعم القضبان الحاملة للتيار المنخفض عالي الشدة بشكل مستقل ولا يجب ربطها مباشرة بأطراف المحول، حيث سيؤدي ذلك إلى إنشاء توتر ميكانيكي وزخم كبيرين. عند تجاوز التيار 1000 أمبير (مثل قضيب التغذية ذو الجهد المنخفض 2000 أمبير المستخدم في هذا المشروع)، يجب تثبيت اتصال مرن بين القضيب والطرف المحول لتوفير تعويض عن التمدد الحراري والتقلص في الموصل والعزل بين الاهتزازات بين القضيب والمحول. يجب أن تحافظ جميع الاتصالات الكهربائية على ضغط اتصال كافٍ ويجب استخدام العناصر المرنة (مثل الربيع القرصي أو الغسالات المعدنية). عند شد براغي الاتصال، يجب استخدام مفتاح عزم الدوران، وذلك وفقًا للقيم الموصى بها من قبل الشركة المصنعة كما هو موضح في الجدول 1:

2.4 تأريض المحول
يقع نقطة التأريض للمحول في قاعدة الجانب المنخفض الجهد، مع وجود برغي تأريض مخصص ومشخص برمز التأريض. يجب ربط المحول بشكل موثوق به بنظام التأريض الوقائي من خلال هذه النقطة. إذا كان المحول مزودًا بعلبة، فيجب ربط العلبة بشكل موثوق به بنظام التأريض. في حالة نظام ثلاثي الأطوار بأربعة أسلاك على الجانب المنخفض الجهد، يجب أيضًا ربط الموصل المحايد بشكل موثوق به بنظام التأريض.

2.5 فحص ما قبل التشغيل
تحقق من أن جميع المثبتات آمنة ولا توجد فيها أي ترخٍ، وأن جميع الاتصالات الكهربائية صحيحة ومعتمدة، وأن المسافات العازلة بين الأجزاء المشحونة وبين الأجزاء المشحونة والأرض تتوافق مع المواصفات. لا يجب أن يكون هناك أجسام غريبة بالقرب من المحول، ويجب أن تكون سطوح الملفات نظيفة.

2.6 الاختبارات قبل التشغيل

• تحقق من نسبة الجهد والتصميم المجموعة للاتصال للمحول. قم بقياس المقاومة المباشرة للفائف عالية الجهد ومنخفض الجهد وقارن النتائج ببيانات اختبار المصنع للمصنّع.

• تحقق من مقاومة العزل بين الفائف وبين الفائف والأرض. إذا كانت المقاومة المقاسة أقل بكثير من القيم المصنعية، فإن ذلك يشير إلى امتصاص المحول للرطوبة. إذا انخفضت مقاومة العزل إلى أقل من 1000 أوم/فولت (من الجهد التشغيلي)، يجب أن يخضع المحول لعملية التجفيف.

• يجب أن يتماشى جهد الاختبار للتحمل العازل مع المواصفات ذات الصلة. عند إجراء اختبار تحمل منخفض الجهد، يجب إزالة مستشعر الحرارة TP100 وإعادة تركيبه فورًا بعد الاختبار.

• إذا كان المحول مزودًا بمراوح تبريد، قم بتوصيلها بالطاقة للتحقق من تشغيلها الطبيعي.

2.7 التشغيل التجريبي
بعد فحص شامل قبل التغذية بالطاقة، يمكن تغذية المحول بالطاقة للتشغيل التجريبي. خلال هذه الفترة، يجب الانتباه بشكل خاص لما يلي:

• أي أصوات غير طبيعية أو ضوضاء أو اهتزازات؛

• أي روائح غير عادية مثل رائحة الاحتراق؛

• أي تغير في اللون بسبب تسخين محلي؛

• كفاية التهوية والتدفق الهوائي.

بالإضافة إلى ذلك، يجب مراعاة النقاط التالية:

أولاً، رغم أن المحولات الجافة تتمتع بمقاومة جيدة للرطوبة، إلا أن هيكلها المفتوح بشكل عام يجعلها عرضة لدخول الرطوبة—خاصة المحولات الجافة المصنعة في الصين، والتي غالبًا ما تستخدم مستويات عازلة أقل. لذا، من أجل الحصول على موثوقية أعلى، يجب تشغيل المحولات الجافة في بيئات ذات رطوبة نسبية أقل من 70٪. يجب تجنب تخزينها لفترات طويلة دون استخدام لمنع امتصاص الرطوبة الشديد. إذا انخفضت مقاومة العزل إلى أقل من 1000 أوم/فولت (من الجهد التشغيلي)، فإن ذلك يشير إلى دخول رطوبة شديدة، ويجب إيقاف التشغيل التجريبي.

ثانيًا، المحولات الجافة المستخدمة في التطبيقات المرتفعة الجهد في محطات الطاقة تختلف عن المحولات المغمورة بالزيت: يجب عدم تشغيلها بفتح دائرة الجانب المنخفض الجهد. يمكن أن يؤدي فتح دائرة ملف الجهد المنخفض إلى السماح بنقل الجفاف الزائد—الذي يحدث بسبب الارتفاعات الناتجة عن التحويل أو الصدمات الكهربائية على جانب الشبكة—لتدمير عزل المحول. لحماية المحول من هذه الجفاف الزائد، يجب تركيب مجموعة من مانعات الجفاف (مثل مانعات الجفاف Y5CS الأكسيد الزنك) على جانب حافلة المحول.

3. الخاتمة
كجزء أساسي من أنظمة نقل وتوزيع الطاقة، تلقى المحولات الجافة تفضيلاً متزايدًا من المستخدمين بسبب قوة عزلها العالية وقدرتها القوية على تحمل القصر، بالإضافة إلى مميزاتها مثل كونها صديقة للبيئة ومقاومة للحريق والانفجار وخالية من الصيانة. لذا، يجب على الفنيين المكلفين بالتثبيت استخدام الأساليب المهنية والعلمية لإنجاز جميع الأعمال التحضيرية بشكل كامل ومعالجة وتلخيص أي مشاكل تواجه أثناء التثبيت بسرعة لضمان تشغيل آمن للمعدات.