كيفية تحليل ومعالجة الأعطال النموذجية لمحولات الصندوق في محطات الطاقة الشمسية

لتحليل حالات العطل في محول التوزيع المثبت على القاعدة بشكل فعال، تم اختيار محول توزيع ثنائي اللفائف الثانوية (ZGS11 - Z.T - 1000/38.5) يمكن ربطه بمحولين مركزيين. يتم عرض هيكل وحدة توليد الكهرباء في الشكل 1. يعتمد هذا المحول على تصميم بنية ثلاثية الأطراف مع لفائف ثانوية مزدوجة على الجانب المنخفض الجهد. تتكون الهيكلية العامة من ثلاثة أجزاء رئيسية: الغرفة عالية الجهد، الغرفة منخفضة الجهد، والخزان النفطي. في التشغيل الفعلي، تشمل الأعطال الشائعة لهذا المحول أعطال الأرضية لللفائف المنخفضة الجهد، أعطال القطع على الجانب العالي الجهد، وأعطال القصر على الجانبين العالي والمنخفض الجهد. سيتم إجراء تحليل مفصل أدناه.

1 الأعطال النموذجية لمحولات التوزيع المثبتة على القاعدة في محطات الطاقة الشمسية
1.1 أعطال الأرضية لللفائف المنخفضة الجهد

بعض محولات التوزيع المثبتة على القاعدة في محطات الطاقة الشمسية لا تحتوي على نقطة محايدة. يؤدي عطل أرضي أحادي الطور على الجانب المنخفض الجهد إلى تلف العزل، وتختلف أعراض العطل حسب حالة المحول المركزي.

في ظروف الإضاءة المنخفضة، تتوقف وحدة توليد الكهرباء، ويتم قطع المحول عن الشبكة، ويتم سحب الطاقة عبر المحول. يؤدي عطل الأرضية هنا إلى تشغيل المحول (مع جهد طبيعي)، ولكن ارتفاع جهد الطور يسبب تلف العزل على الجانب المنخفض الجهد على المدى الطويل، مما قد يؤدي إلى أرضية متعددة النقاط.

في ظروف الإضاءة الكافية، يتحول المحول إلى وضع الاتصال بالشبكة. عدم وجود نقطة محايدة أرضية يجعل من الصعب كشف أعطال الأرضية الأحادية الطور — لا يوجد تيار أرضي، ولا يتغير جهد الخط. يغفل نظام التحكم، الذي يراقب جهد الخط، عن الاختلال. يعمل المحول ولكن بكفاءة أقل، مما يؤثر على فوائد الطاقة الشمسية.

1.2 أعطال القطع على الجانب العالي الجهد

تنقسم أعطال القطع إلى قطع الأسلاك عالية الجهد وقطع اللفائف. يؤدي قطع أسلاك عالية الجهد إلى قطع المحول وإيقاف مجموعة التوليد. تظهر الاختبارات أصوات غير طبيعية وروائح وممانعة لا نهائية في لفائف الطور المعيبة (طبيعية للأخرى)، مما يشير إلى العطل.

بالنسبة لقطع اللفائف عالية الجهد، تكون الممانعة المباشرة ضعف القيمة الطبيعية بين الطورين (ليست لا نهائية). على الجانب العالي الجهد، ينخفض جهد الخط بين الطور المعيب والأطراف المجاورة إلى 50٪ من الجهد المقنن. على الجانب المنخفض الجهد، ينخفض جهد الخط للمحور المقابل (وليس إلى الصفر بسبب الجهد المُثير).

1.3 أعطال القصر على الجانبين العالي والمنخفض الجهد

تحدث أعطال القصر بين الأطوار غالبًا، مما يؤدي إلى قطع الدائرة الكهربائية المناسبة وإحداث أصوات ورشاشات زيتية وروائح.

لتعامل مع الأعطال: أولاً، فهم الحالة من خلال أفعال الحماية، ثم نقل المحول إلى الصيانة، واتخاذ تدابير السلامة، وفك الوحدة للتفتيش. قد تكون الأعطال الأولية بين الأطوار. إذا تفاقمت، تأتي الأضرار في اللفائف واستبدال اللب.

بدأ العطل الفعلي كقصيرة بين الأطوار المنخفضة الجهد، مما أدى إلى انهيار اللفائف العالية والمنخفضة تحت التفريغ النبضي. تسبب هذا في تفريغ شديد وتلف اللب ومشاكل في الخزان النفطي. كانت السبب الجذري هو ضعف العزل الطبيعي.

2 الوقاية من الأعطال في محولات التوزيع المثبتة على القاعدة في محطات الطاقة الشمسية
2.1 أجهزة مراقبة العزل

يستخدم المحول المرصود اتصال نجمة ثلاثي الأطوار. أعطال الأرضية الأحادية الطور (بدون نقطة محايدة) لا تغير جهد الخط بشكل كبير، مما يجعل الكشف صعبًا ويزيد من خطر تفاقم العطل. أضف جهاز مراقبة العزل لإصدار إنذارات وتمكين فك الوحدة المعيبة في الوقت المناسب. استخدم محولًا موصولًا بنقطة محايدة (يفضل نوع yyn11) لتحسين التعامل مع أعطال الأرضية.

2.2 الرصد الروتيني للعزل

الفحوصات الدورية الصارمة (تركز على العزل) تكشف عن العيوب مبكرًا، مما يقلل من الأعطال الداخلية للمعدات. زيادة تردد مراقبة عزل محولات التوزيع المثبتة على القاعدة أثناء التشغيل والصيانة.

2.3 اختبار عينات الزيت

الأعطال الداخلية الناجمة عن عيوب العزل. اختبار عينات الزيت بانتظام يلتقط التغييرات في المكونات المتعلقة بالحرارة والتفريغ أثناء التدهور. تعزيز مراقبة درجة حرارة الزيت واختباره لتجنب الأعطال الناجمة عن الحرارة الزائدة.

2.4 الاختيار التقني أثناء البناء

ضمان الأمان طويل الأمد من خلال اختيار الموقع الجيد والتصميم الكهربائي واختيار المعدات المناسبة في مرحلة البناء — ضمان جودة المنتج وتوافقه مع تصميم المحطة.

3 الخاتمة

يحلل هذا البحث الأعطال الشائعة للأرضية والقطع والقصر في محول توزيع نموذجي مثبت على القاعدة في محطات الطاقة الشمسية. لتجنب الأعطال، يجب تقوية الرصد الروتيني للعزل، التركيز على اختبار الخزان النفطي، وإضافة أجهزة العزل عند الإمكان — لضمان التشغيل الآمن.