أربع أسباب رئيسية وحلول للاختلال في جهد المحول

تلعب المحولات دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في أنظمة الطاقة، وتعتمد تقريبًا كل الأجهزة الكهربائية على تزويدها بالطاقة المستقرة. في بعض الأحيان قد تجد أن فولتية المحول غير مستقرة، أو حتى غير متوازنة. هذا الظاهرة لا تؤثر فقط على كفاءة تشغيل المعدات ولكنها قد تجلب أيضًا سلسلة من المخاطر الأمنية الخطيرة. ما الذي يسبب عدم توازن فولتية المحول؟ وكيف يمكن حل هذه المشكلة بشكل فعال؟

1. عدم توازن الحمل ثلاثي الأطوار

يرتبط توازن فولتية المحول ارتباطًا وثيقًا بتوزيع الحمل. يعتبر عدم توازن الحمل الثلاثي الأطوار غالبًا العامل الرئيسي الذي يؤدي إلى عدم توازن الفولتية. ببساطة، عدم توازن الحمل الثلاثي الأطوار مثل سيارة ذات إطارات مرتدة بشدة على جانب واحد ولا مشكلة على الجانب الآخر، مما يجعل السيارة تنحرف. تحت عدم توازن الحمل، يكون التيار في بعض الأطوار كبيرًا جدًا، مما يؤدي إلى زيادة فولتية طور واحد من المحول، بينما تقل فولتية الأطوار الأخرى نسبيًا، مما يؤدي إلى عدم توازن الفولتية.

خاصة في استهلاك الطاقة الصناعي، فإن بدء وإيقاف المعدات والتغيرات غير المنتظمة في حالة التشغيل غالباً ما تؤدي إلى عدم توازن حمل شديد. لحل هذه المشكلة، من الضروري على الناحية الأولى توزيع أحمال المعدات بشكل معقول لتحقيق التوازن في الحمل قدر الإمكان، ومن الناحية الأخرى، يجب أن يتم تخصيص قدرة المحول بشكل مناسب لطلب الحمل لمنع عدم توازن الحمل بسبب القصور في القدرة. يمكن تركيب أجهزة توزيع الحمل الآلي لتعديل حمل كل طور في الوقت الحقيقي للحفاظ على استقرار الفولتية.

2. أعطال خطوط الطاقة

تعتبر أعطال خطوط الطاقة، خاصة القصر بين الأطوار أو القصر بالأرض، من الأسباب الشائعة لعدم توازن الفولتية أيضًا. إذا كان أحد أسلاك خط الطاقة يعاني من مشكلة، فسيؤثر مباشرة على حالة عمل المحول. انقطاع السلك أو الاتصال السيء في طور واحد يؤدي إلى تدفق تيار غير طبيعي، مما يؤدي إلى انخفاض الفولتية أو حتى فشل كامل لهذا الطور. في المقابل، قد ترتفع فولتية الأطوار الأخرى بسبب إعادة توزيع الحمل، مما يشكل عدم توازن الفولتية.

الحل لأعطال الخطوط عادة هو تحديد موقع العطل وإصلاحه بسرعة عند حدوثه. لتجنب هذا الوضع، تحتاج شركات الطاقة إلى فحص وصيانة الخطوط بشكل منتظم، واستخدام موصلات عالية الجودة ومتينة لضمان التشغيل المستقر طويل الأمد للخطوط. في بعض الحالات الخاصة، يمكن استخدام تقنية عزل العطل الآلي لمساعدة في اكتشاف الأعطال بسرعة وقطع الخطوط المشبوهة، وبالتالي منع توسع عدم توازن الفولتية.

3. مشاكل داخلية في المحول

حتى لو كانت الخطوط والأحمال طبيعية، فقد تسبب المشاكل المتعلقة بالمحول نفسه عدم توازن الفولتية. قد تكون هذه المشاكل ناتجة عن عيوب في تصميم المحول، أو جودة تصنيع غير مؤهلة، أو تقادم المعدات بسبب التشغيل لفترات طويلة. تلف ملفات المحول، والعيوب في اللب، وأنظمة التبريد السيئة جميعها ستؤثر على تشغيله الطبيعي. عندما يحدث مشكلة في طور واحد من المحول، سيتم تأثير توزيع الفولتية، وسيظهر مشكلة عدم توازن الفولتية. لتجنب هذا الوضع، يجب صيانة وفحص المحولات بشكل منتظم، خاصة اختبار ومراقبة مكوناتها الأساسية بشكل فعال. إذا تم العثور على أي استثناء في جزء من المحول، يجب إيقافه للتفتيش في الوقت المناسب لتجنب التشغيل لفترات طويلة في حالة غير متوازنة، مما قد يؤدي إلى أعطال أكثر خطورة.

4. التدخل الخارجي في نظام التغذية الكهربائية

عادة ما تكون أنظمة الطاقة شبكات كبيرة تتكون من عدة محطات تحويل، وأسلاك، ومعدات. في هذا النظام المعقد، قد يتسبب التدخل الخارجي أيضًا في عدم توازن الفولتية. التحويل المتكرر للشبكة، والتوزيع غير الصحيح للطاقة في المحطات المجاورة، وحتى الزيادات المفاجئة في استهلاك الطاقة من قبل المستخدمين البعيدين قد يؤثر على استقرار النظام الكهربائي بأكمله. التقلبات في فولتية الشبكة، والتلوث التوافقي، وحتى التداخل الكهرومغناطيسي من معدات الطاقة قد يتسبب في تقلبات وعدم توازن في فولتية المحول. لحل هذه المشكلة، تحتاج شركات الطاقة والجهات المعنية إلى تعزيز الإدارة التنسيقية لتشغيل الشبكة، تجنب التحويل الكبير المتكرر، وتقليل التداخل الكهرومغناطيسي. يمكن أيضًا تركيب مرشحات ومعدلات الفولتية وغيرها من المعدات لتقليل تأثير التدخل الخارجي على المحولات، وبالتالي ضمان التشغيل المستقر لفولتية المحول.

• توزيع الأحمال بشكل معقول: تأكد من توزيع الأحمال بشكل متوازن، خاصة في استهلاك الطاقة الصناعي والتجاري، وحاول تحقيق توزيع متوازن للأحمال الثلاثية الأطوار. يمكن لمراقبة الوقت الفعلي وتوزيع الأحمال تلقائيًا تجنب عدم توازن الفولتية الناتج عن الأحمال غير المتوازنة.

• تعزيز فحص الخطوط: فحص خطوط الطاقة بشكل منتظم للتأكد من أنها سليمة. إذا حدثت عطل، يجب اتخاذ التدابير المناسبة لإصلاحها بسرعة. يجب استبدال أو تعزيز الخطوط التي تقدم السن أو التي تواجه مخاطر عيوب محتملة مسبقًا.

• صيانة صحة المعدات: فحص وصيانة المحولات بشكل منتظم، واستبدال المكونات القديمة في الوقت المناسب، والتأكد من أن المعدات تعمل دائمًا في حالة جيدة. تتبع حالة تشغيل المحولات في الوقت الحقيقي عبر أنظمة المراقبة عبر الإنترنت لتوفير تحذير مبكر بشأن المشكلات المحتملة.

• تحسين مستوى إدارة الشبكة: تعزيز التحويل والإدارة للشبكة لتجنب التقلبات الزائدة في الأحمال أو عدم توازن التوزيع في نظام الطاقة. توفير تحذير مبكر والاستجابة الطارئة مسبقًا لزيادات أو انخفاضات كبيرة مفاجئة في استهلاك الطاقة.

مشكلة عدم توازن فولتية المحول ليست غير قابلة للحل. من خلال البدء من عدة جوانب مثل توزيع الأحمال، وخطوط الطاقة، وصحة المعدات، والتدخل الخارجي، وتحسينها وضبطها تدريجيًا، يمكن استعادة استقرار فولتية المحول تمامًا، مما يضمن التشغيل الطبيعي لنظام الطاقة بأكمله.