لماذا غمرت المحولات في النفط؟

في الشبكة الشاسعة والمعقدة للشبكة الكهربائية ، من مصانع توليد الطاقة إلى المحطات الفرعية للتوزيع المحلي ، سيجد المرء باستمرار قطعة حرجة: المحول المنغمس في الزيت . والسؤال الشائع من أولئك خارج مجال الهندسة الكهربائية هو السبب في أن هذه الأجهزة الأساسية مليئة بآلاف لتر من الزيت المعدني. تكمن الإجابة في مزيج من الفيزياء الأساسية والهندسة العملية ، والتي تركز بشكل أساسي على العزل والتبريد.

الوظيفة الأساسية: العزل الكهربائي
في جوهره ، يحتوي المحول على ملف تعريف أولي وثانوي حول نواة الصلب مغلفة. عندما تكون في العملية ، تحمل هذه اللفات الكهرباء في الفولتية العالية للغاية ، وتتجاوز في بعض الأحيان مئات الآلاف من فولت. الإمكانات الكهربائية بين هذه اللفات وخزان الأساس المحول هائل.

الهواء هو عازل ضعيف في هذه المستويات الجهد والمسافات. لمنع القوس الكهربائي الكارثي أو الدائرة القصيرة بين المكونات ، يلزم وجود وسيط عزل متفوق. يمتلك زيت المحولات ، وهو زيت معدني للغاية ، قوة عازلة ممتازة - أعلى بكثير من الهواء. من خلال غمر النواة واللفات ، يمنع الزيت بشكل فعال الانهيار الكهربائي ، مما يضمن عزل المكونات الداخلية بأمان عن بعضها البعض وعلى حاوية المحول.

الدور الثانوي الحرج: تبديد الحرارة
المحولات ليست فعالة 100 ٪. تُفقد الطاقة بشكل أساسي على أنها حرارة بسبب الخسائر المقاومة في اللفات (خسائر I2R) والخسائر المغناطيسية في النواة (التيارات الدوامة والتباطرية). يجب تبديد هذه الحرارة بشكل مستمر لمنع ارتفاع درجة الحرارة ، والتي يمكن أن تحط من ورقة العزل المحيطة باللفات وتؤدي في النهاية إلى فشل المحول.

المحولات المنغمس في الزيت تستفيد من القدرة الحرارية العالية للزيت وخصائص الحمل الحراري للتبريد. مع ارتفاع درجة حرارة الزيت على النار واللفات ، يصبح أقل كثافة وترتفع. بولة أكثر برودة ، مصارف الزيت الكثيفة لتأخذ مكانها. تنقل دورة الحمل الطبيعية هذه الحرارة إلى زعانف المبرد الخارجي للمحول ، حيث يتم تبديدها في الهواء المحيط. في المحولات الكبيرة ، غالبًا ما تتم مساعدة هذه العملية بالمضخات والمراوح لتعزيز قدرة الدورة الدموية وقدرة التبريد.

فوائد وقائية وتشخيصية إضافية
يخدم الزيت عدة وظائف مهمة أخرى:

الحفاظ على النواة واللفات: يخلق الزيت بيئة تحمي الورق الداخلي وعزل السليلوز من الرطوبة والأكسجين ، والتي يمكن أن تسبب التآكل وتقلل من خصائص العزل مع مرور الوقت.

قمع القوس: في حالة وجود قوس كهربائي داخلي ، يساعد الزيت على إخماد القوس ومنع انتشاره المستمر ، على الرغم من أن مثل هذا الحدث يولد عادةً غازات تشير إلى وجود خطأ خطير.

مراقبة الحالة: يعمل الزيت نفسه كسائل تشخيص. عن طريق أخذ عينات من النفط وتحليله بانتظام ، يمكن للفنيين تقييم صحة المحول. يمكنهم اختبار:

القوة العازلة: لتأكيد قدرتها العازلة لا تزال عالية.

محتوى الماء: كما الرطوبة يقلل من الخصائص العازلة.

تحليل الغاز المذاب (DGA): يعد وجود وتركيز غازات محددة يذوب في الزيت (مثل الهيدروجين والميثان والأسيتيلين) مؤشرات رئيسية على الأخطاء النامية ، مثل ارتفاع درجة الحرارة أو التصريف الجزئي أو الانحناء.

الاعتبارات والصيانة
في حين أن استخدام النفط فعال للغاية ، يقدم اعتبارات محددة. يجب أن يبقى الزيت خاليًا من الرطوبة والملوثات الجسيمية للحفاظ على خصائصه العازلة. علاوة على ذلك ، كمواد قابلة للاشتعال ، يجب أن تكون التدابير في مكانها لاحتواء الزيت وإدارة خطر الحريق ، مثل تثبيت جدران الانفجار ، أو أنظمة قمع الحرائق ، أو استخدام استرات اصطناعية أقل قابلية للاشتعال في المناطق عالية الخطورة.

وبالتالي ، فإن الصيانة المنتظمة ، بما في ذلك اختبار النفط ، والترشيح ، والتفتيش الدوري ، إلزامية لضمان الموثوقية والسلامة على المدى الطويل لمحول مغمورة بالزيت.

إن ممارسة المحولات الغارقة في النفط ليست قطعة أثرية تاريخية ولكنها حل مستمر ومستمر للتحديات المزدوجة للعزل والإدارة الحرارية. يظل المحول المنغمس في الزيت حجر الزاوية في البنية التحتية الكهربائية الحديثة بسبب موثوقيته المؤكدة والكفاءة والبيانات التشخيصية القيمة التي يوفرها زيتها ، مما يضمن نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية المستمرة والمستمرة. . .