ما هي أسباب فشل المحولات الكهربائية ذات المغناطيسية في محطات الطاقة الجديدة
من قبل فيليكس، 15 عامًا في مجال الكهرباء
مرحباً جميعاً، أنا فيليكس، وأعمل في مجال الكهرباء منذ 15 عاماً.
منذ مشاركتي المبكرة في تدشين وصيانة المحطات التقليدية وحتى إدارة عمليات الأنظمة الكهربائية لمشاريع الطاقة الشمسية والرياح المتعددة، فإن أحد الأجهزة التي أتعامل معها بشكل متكرر هو محول الجهد الكهرومغناطيسي (PT).
في الأيام الماضية، سألني عامل دورية في محطة طاقة جديدة:
“لدينا محول جهد كهرومغناطيسي يسخن باستمرار ويصدر أصوات غريبة وأحيانًا يتسبب في أعطال في الحماية. ماذا يحدث؟”
هذه مشكلة شائعة جداً، خاصة في محطات الطاقة الجديدة. كمكون رئيسي للقياس والحماية، يمكن أن يؤدي فشل PT إلى أي شيء من القياس غير الدقيق إلى قطع التيار الكهربائي الكامل أو حتى تلف المعدات.
اليوم، أريد التحدث عن:
ما هي الأعطال الشائعة لمحولات الجهد الكهرومغناطيسية؟ لماذا تحدث؟ وكيف نحل هذه المشكلات؟
بدون مصطلحات معقدة — فقط الحالات الواقعية التي واجهتها على مر السنين. لنلق نظرة على ما يخطئ غالباً في هذا "الصديق القديم."
1. ما هو محول الجهد الكهرومغناطيسي؟
لنبدأ بنظرة سريعة على وظيفته الأساسية.
محول الجهد الكهرومغناطيسي، المعروف أيضًا باسم VT أو PT، هو أساساً محول خفض يحول الجهد العالي إلى جهد قياسي منخفض (عادة 100V أو 110V)، والذي يستخدمه أجهزة القياس وأنظمة الحماية بالترابيع.
بناؤه نسبياً بسيط: ملف السلك الأولي له العديد من اللفات وسلك رفيع، وهو متصل بالجانب ذو الجهد العالي؛ ملف السلك الثانوي له عدد أقل من اللفات وسلك سميك، وهو متصل بدائرة التحكم.
ومع ذلك، بسبب هذه الخصائص الهيكلية، فإنه يتأثر بسهولة بشروط التشغيل وتغيرات الحمل والظاهرة الرنينية.
2. الأعطال الشائعة وتحليل الأسباب الجذرية
بناءً على خبرتي الميدانية البالغة 15 عامًا، فإن أكثر أنواع الأعطال شيوعًا تشمل:
عطل 1: تسخين غير طبيعي أو حتى دخان/احتراق
هذا واحد من أكثر المشاكل خطورة — يمكن أن يؤدي إلى تدهور العزل أو حتى حريق.
الأسباب المحتملة:
دائرة قصر ثانوية أو تحميل زائد (مثل ربط عدة أجهزة حماية بالتوازي دون التحقق من القدرة)؛
تشبع اللب (خاصة أثناء الرنين الفيرومغناطيسي)؛
تقادم العزل أو دخول الرطوبة؛
فك اتصالات المحطات مما يسبب مقاومة عالية للاتصال وتجمد حراري محلي.
حالة واقعية:
مرة واحدة، وجدت أن PT يسخن بشدة في محطة رفع ضغط الطاقة الشمسية — أظهرت الحرارية بالأشعة تحت الحمراء درجات حرارة تتجاوز 120°C. عند فك التجميع، وجدنا أن عزل ملف السلك الثانوي قد احترق. السبب كان حالة دائرة قصر بسبب قاطع ثانوي منفصل بينما لا يزال متصل بمقياس عالي المقاومة.
نصائح:
لا تسمح أبداً بأن يكون الدائرة الثانوية لـ PT مفتوحة — رغم أنها ليست خطيرة مثل CTs، إلا أنها يمكن أن تتسبب في تشوه الجهد وأخطاء القياس؛
استخدم الحرارية بالأشعة تحت الحمراء بشكل منتظم للتحقق من درجات حرارة المحطات والغلاف؛
إذا تم اكتشاف تسخين غير طبيعي، أغلق على الفور للتفتيش.
عطل 2: الرنين الفيرومغناطيسي يتسبب في تذبذبات الجهد
هذا هو أحد المشاكل الأكثر إهمالاً ولكنه خطير في محطات الطاقة الجديدة.
أعراض:
جهد ثلاثي الأطوار غير متوازن؛
التذبذب في الجهد صعوداً وهبوطاً مع صوت زئير؛
أخطاء في تشغيل الحماية أو القطع الخاطئ؛
أحياناً حتى ظهور إشارات أرضية خاطئة.
السبب الجذري:
في الأنظمة غير الموصولة بالأرض أو الموصولة بالأرض بواسطة مكثف القمع، عندما تندمج السعة الخط-الأرض مع استثارة PT تحت ظروف معينة، يمكن أن يحدث الرنين الفيرومغناطيسي؛
غالبًا ما يتم تشغيله أثناء التحويل بين المقاطع، أو فقدان الجهد المفاجئ، أو توصيل طور واحد بالأرض.
حالة واقعية:
في مزرعة رياح، كل مرة يتم فيها تغذية المحول الرئيسي، يصدر PT صوت زئير، ويتأرجح جهد الحافلة بشكل كبير، حتى أنه يثير التحويل التلقائي الاحتياطي بشكل خاطئ. بعد التحقيق، تبين أن السبب هو الرنين الفيرومغناطيسي. تم حل المشكلة بتثبيت مقاوم تثبيط في الدلتا المفتوحة.
اقتراحات الوقاية:
قم بتثبيت أجهزة مضادة للرنين (مثل مقاومات الدلتا المفتوحة أو مثبطات المعالج الدقيق)؛
استخدم محولات الجهد الكهرومغناطيسية المضادة للرنين (مثل سلسلة JDZXW)؛
تحسين وضعية التشغيل لتجنب التشغيل طويل الأمد بدون مراحل كاملة؛
أثناء الصيانة، قم بإجراء اختبارات منحنى الاستثارة لتقييم ميل اللب للتشبع.
عطل 3: جهد ثانوي منخفض أو عدم وجود جهد ثانوي
هذه المشاكل غالباً ما تؤثر على القياس والمنطق الحامي، وأحياناً يتم الخلط بينها وبين أعطال أجهزة أخرى.
الأسباب المحتملة:
انفجار مصباح أولي (غالباً بعد الضربات البرقية أو الأحداث ذات الجهد الزائد)؛
انفجار مصباح ثانوي أو انقطاع مفتاح الهواء؛
تحديد قطب أو نسبة خاطئ؛
قصور بين اللفات الداخلية؛
اتصالات المحطات مؤكسدة أو فضفاضة.
حالة واقعية:
في محطة طاقة شمسية، أظهرت SCADA جهد حافلة منخفض بشكل غير طبيعي. أظهر التفتيش الميداني أن المصباح الأولي لـ PT قد انفجر. استعادت العمل الطبيعي بعد استبداله. تبين أن السبب هو زيادة الجهد الناتجة عن البرق القريب.
خطوات التشخيص:
تفقّد المصابيح والمفاتيح أولاً؛
قم بقياس الجهد الأولي والثانوي للتأكد من التوافق؛
تحقق من التوصيل والقطبية؛
قم بإجراء اختبار النسبة ومكافأة العزل إذا لزم الأمر.
عطل 4: التفريغ الداخلي أو انهيار العزل
عادة ما يحدث هذا في البيئات الرطبة أو الملوثة بشدة، خاصة في المناطق الساحلية أو ذات الارتفاعات العالية.
الأعراض:
رائحة الاحتراق أو علامات التفريغ المرئية على الغلاف؛
أصوات تشقق أثناء التشغيل؛
انخفاض مقاومة العزل؛
في الحالات الشديدة، يحدث الانفجار أو القطع.
الأسباب المحتملة:
دخول الرطوبة مما يؤدي إلى تدهور العزل؛
تراكم الأوساخ أو الغبار على السطح مما يقلل المسافة الزحفية؛
التحميل الزائد طويل الأمد أو تأثيرات التوافقيات؛
عيوب التصنيع أو الأضرار الناتجة عن النقل.
حالة واقعية:
كان PT مثبتًا بالقرب من الساحل يقطع بشكل متكرر خلال موسم الأمطار. أظهر التفتيش علامات واضحة للتفريغ الداخلي — السبب الجذري كان ختمًا سيئًا يسمح بدخول الرطوبة.
تدابير مواجهة:
زيادة تصنيف الحماية (IP54 أو أعلى)؛
تثبيت مزيلات الرطوبة أو سخانات الفراغ؛
تنظيف وتجفيف دوري؛
إجراء اختبارات العزل والتفرقع الجزئي قبل التشغيل.
عطل 5: الأخطاء البشرية أو الأخطاء في التوصيل
تظل الأخطاء البشرية سببًا رئيسيًا لكثير من الحوادث.
الأخطاء الشائعة تشمل:
تحويل العازلات تحت تحميل ثانوي؛
عكس القطب مما يؤدي إلى قياس غير صحيح أو حكم حماية خاطئ؛
إزالة أسلاك الأرض بشكل غير مقصود مما يؤدي إلى إمكانات عائمة؛
أداء الأعمال الحية دون تدابير السلامة المناسبة.
حالة واقعية:
قام تقني جديد بتبديل مصباح ثانوي لـ PT دون قطع التيار، مما أدى إلى دائرة قصر &mdash؛ احترق حامل المصباح وأدت إلى إصابة تقريبية.
النقاط الرئيسية:
تعزيز التدريب وتوحيد الإجراءات؛
وضع علامات واضحة على التوصيلات لمنع الأخطاء؛
تنفيذ إجراءات القفل والتسمية لتجنب الأعمال الحية؛
ضمان التأريض بنقطة واحدة لكل دوائر PT الثانوية.
3. اقتراحاتي وخاتمة تجربتي الميدانية
كوني خبيرًا في مجال الكهرباء لمدة 15 عامًا، دائمًا ما أقول:
“رغم صغره، فإن محول الجهد الكهرومغناطيسي يلعب دورًا رئيسيًا في القياس والقياس والحماية.”
قد لا يكون لافتًا للنظر مثل قاطع الدائرة أو كبيرًا مثل المحول، ولكن بمجرد حدوث فشل فيه، يمكن أن يثير تفاعلًا سلسلة.
إليك اقتراحاتي:
للتشغيل اليومي والصيانة:
الفحص الدوري — استمع للأصوات غير الطبيعية، شم الروائح المحترقة، وقم بقياس درجة الحرارة؛
تفقّد المصابيح والمفاتيح وسلامة التأريض؛
سجل بيانات التشغيل وقارنها بالتوجهات التاريخية؛
زيادة تواتر الفحص قبل وبعد مواسم العواصف الرعدية.
لتشخيص الأعطال:
إعطاء الأولوية للفحص في الدوائر الثانوية والمصابيح؛
استخدم متر متعدد الوظائف للتحقق من مستويات الجهد؛
قم بإجراء اختبارات مقاومة العزل والنسبة والخصائص الاستثارية عند الحاجة؛
اتخذ إجراءً فوريًا لقمع الرنين إذا كان مشتبهاً به.
لاختيار المعدات:
اعتبار العوامل البيئية (الرطوبة، الارتفاع، الضباب المالح)؛
تفضيل محولات الجهد الكهرومغناطيسية المضادة للرنين؛
اختيار القدرة المقننة المناسبة لتجنب التحميل الزائد طويل الأمد؛
ترك مساحة للزائدة لدعم التوسع المستقبلي.
4. أفكار النهاية
رغم بساطة هيكله، فإن محول الجهد الكهرومغناطيسي يلعب دورًا حيويًا في محطات الطاقة الجديدة.
يعمل كـ "عيون" نظام الطاقة، موضحًا لنا مدى "ارتفاع" الجهد.
بعد 15 عامًا في المجال، أؤمن بشكل قاطع:
“التفاصيل تحدد النجاح أو الفشل. يأتي الأمان فوق كل شيء.”
إذا كنت تتعامل مع مشاكل PT صعبة على الأرض، فلا تتردد في التواصل — أنا سعيد بمشاركة المزيد من الخبرات العملية وطرق التشخيص.
أتمنى أن يعمل كل PT بشكل مستقر، محتفظًا بشبكتنا آمنة وذكية!
— فيليكس
مُنصح به
