كيف يعمل نظام التبريد في المحول المغمور بالزيت فعليًا؟

يعد تبديد الحرارة الفعال أمرًا بالغ الأهمية للتشغيل الآمن والمستقر للمعدات الكهربائية. من بين حلول توزيع الطاقة المختلفة، محول مغمور بالزيت يظل واحدًا من أكثر التصميمات استخدامًا على نطاق واسع نظرًا لأداء التبريد الممتاز وموثوقية العزل وعمر الخدمة الطويل.

ما هو المحول المغمور بالزيت؟

ان محول مغمور بالزيت هو نوع من المحولات يتم فيه غمر القلب واللفات بالكامل في الزيت العازل. يخدم هذا الزيت غرضين أساسيين:

• العزل الكهربائي بين المكونات الداخلية
• نقل الحرارة من اللفات والأساسية إلى البيئة الخارجية

بالمقارنة مع المحولات من النوع الجاف، فإن التصميمات المغمورة بالزيت مناسبة بشكل أفضل للتطبيقات ذات السعة العالية والجهد العالي والتطبيقات الخارجية.

لماذا يعتبر التبريد أمرا بالغ الأهمية في المحولات

أثناء التشغيل العادي، تولد المحولات الحرارة بسبب:

• الخسائر الأساسية الناجمة عن التدفق المغناطيسي
• خسائر النحاس من التدفق الحالي من خلال اللفات

إذا لم تتم إزالة هذه الحرارة بشكل فعال، فيمكن أن يؤدي ذلك إلى تسريع تقادم العزل، وتقليل الكفاءة، وحتى يؤدي إلى فشل المعدات. وهذا يجعل نظام التبريد مكونًا أساسيًا في تصميم المحولات.

كيف يعمل نظام التبريد في المحولات المغمورة بالزيت

1. توليد الحرارة داخل المحول

عندما يمر التيار الكهربائي عبر اللفات، فإن فقدان المقاومة يولد الحرارة. وفي الوقت نفسه، تسبب المجالات المغناطيسية المتناوبة في القلب التباطؤ وفقدان التيار الدوامي. وتتركز مصادر الحرارة هذه في القلب واللفات.

2. امتصاص الحرارة بواسطة زيت المحولات

يمتص الزيت العازل المحيط بالقلب واللفات الحرارة مباشرة من هذه المكونات. يتمتع زيت المحولات بموصلية حرارية ممتازة وقدرة حرارية عالية النوعية، مما يجعله مثاليًا لامتصاص الحرارة.

ومع تسخين الزيت، تقل كثافته، مما يؤدي إلى ارتفاعه بشكل طبيعي داخل الخزان.

3. تداول الزيت الطبيعي (الحمل الحراري)

معظم القياسية محول مغمور بالزيت تعتمد التصاميم على الحمل الحراري الطبيعي للتبريد:

• يرتفع الزيت الساخن إلى أعلى خزان المحولات
• وينزل الزيت البارد ليحل محله
• يعمل هذا الدوران المستمر على نقل الحرارة بعيدًا عن المكونات المهمة

لا تتطلب هذه العملية أي طاقة خارجية وتوفر موثوقية عالية.

4. تبديد الحرارة من خلال المشعات أو زعانف التبريد

بمجرد وصول الزيت الساخن إلى الجزء العلوي من الخزان، يتم نقل الحرارة إلى:

• لوحات المبرد
• زعانف التبريد
• جدران الخزان المموج

تعمل هذه الهياكل على زيادة مساحة السطح، مما يسمح للحرارة بالتبدد في الهواء المحيط من خلال الحمل الحراري والإشعاع الطبيعي.

5. طرق تبريد محسنة للحصول على تقييمات أعلى

بالنسبة للمحولات الأكبر أو ذات السعة الأعلى، يمكن استخدام طرق تبريد إضافية:

• أونان (زيت طبيعي هواء طبيعي)
• ONAF (زيت الهواء الطبيعي، باستخدام المراوح)
• أوفاف (الدفع الجوي بالزيت، باستخدام مضخات الزيت والمراوح)

تعمل هذه التكوينات على تحسين كفاءة التبريد وتسمح للمحول بالتعامل مع الأحمال الأعلى.

مقارنة نظام التبريد: المحولات المغمورة بالزيت مقابل المحولات من النوع الجاف

مزايا أنظمة التبريد المعتمدة على الزيت

• أداء حراري متفوق للتطبيقات ذات التحميل العالي
• تمديد عمر العزل بسبب درجات حرارة التشغيل المستقرة
• موثوقية عالية مع الدورة الدموية الطبيعية البسيطة
• فعالة من حيث التكلفة لتوزيع الطاقة على نطاق واسع

التطبيقات المشتركة

بفضل أنظمة التبريد الفعالة، محول مغمور بالزيتs تستخدم على نطاق واسع في:

• محطات توليد الطاقة
• محطات فرعية كهربائية
• المنشآت الصناعية
• أنظمة الطاقة المتجددة
• شبكات التوزيع الخارجية

الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)

لماذا يعتبر الزيت أفضل من الهواء لتبريد المحولات؟

يتمتع الزيت بقدرة أعلى على نقل الحرارة مقارنة بالهواء ويمكنه الاتصال مباشرة بالمكونات الساخنة، مما يسمح بإزالة الحرارة بشكل أسرع وأكثر تجانسًا.

هل زيت المحولات يبرد فقط أم يخدم أغراض أخرى؟

يوفر زيت المحولات التبريد والعزل الكهربائي، مما يساعد على منع حدوث دوائر قصيرة داخلية وتفريغ جزئي.

هل التبريد الطبيعي كاف لجميع المحولات المغمورة بالزيت؟

يعمل التبريد الطبيعي بشكل جيد مع التصنيفات الصغيرة والمتوسطة. غالبًا ما تتطلب الوحدات ذات السعة العالية تدوير الهواء القسري أو الزيت القسري.

كيف يؤثر التبريد على عمر المحولات؟

يقلل التبريد الفعال من الضغط الحراري على المواد العازلة، مما يزيد بشكل كبير من العمر التشغيلي للمحول.

هل التبريد المغمور بالزيت آمن للاستخدام الخارجي؟

نعم. إن الخزانات المغلقة بشكل صحيح والزيت عالي الجودة وأنظمة تخفيف الضغط تجعل المحولات المغمورة بالزيت موثوقة وآمنة للتركيبات الخارجية.

الاتجاهات المستقبلية في تبريد المحولات

تركز التطورات الحديثة على:

• زيوت عازلة صديقة للبيئة وقابلة للتحلل
• أنظمة ذكية لمراقبة درجة الحرارة
• تحسين تصميمات الرادياتير لتحقيق كفاءة أعلى

تستمر هذه الابتكارات في تعزيز أداء واستدامة محول مغمور بالزيت نظام التبريد مع تلبية متطلبات الطاقة المتطورة.