ما الفرق بين المحولات من النوع الجاف والمحولات المغمورة بالزيت؟ كيف تختار؟

المحولات هي معدات شائعة وحاسمة في أنظمة الطاقة، وتستخدم لتغيير حجم الجهد المتردد لنقل وتوزيع الطاقة الكهربائية في نقل الطاقة، والتوزيع، وغيرها من التطبيقات. المحولات من النوع الجاف والمحولات المغمورة بالزيت نوعان شائعان، ويظهران اختلافات كبيرة في وسائط العزل، وطرق تبديد الحرارة، والقدرة على التكيف البيئي. تستكشف هذه المقالة الفروق بين المحولات من النوع الجاف والمغمورة بالزيت وتقدم توصيات لاختيار نوع المحول المناسب.

الفرق الأكثر أهمية بين المحولات المغمورة بالزيت والمحولات الجافة يكمن في وجود أو عدم وجود "الزيت". وبما أن الزيت سائل ذو سيولة، فإن المحولات المغمورة بالزيت تتميز بالضرورة بغطاء. يوجد داخل هذه العلبة زيت المحولات، الذي يغمر ملفات المحولات، مما يجعلها غير مرئية من الخارج. المحولات من النوع الجاف، التي تفتقر إلى الزيت، لا تحتاج إلى غلاف، مما يسمح بالرؤية المباشرة لملفات المحولات. ومن الخصائص الأخرى خزان الزيت الموجود على المحولات المغمورة بالزيت، والذي يقوم بتخزين زيت المحولات. ومع ذلك، قد لا تتضمن المحولات الأحدث المغمورة بالزيت خزانًا للزيت.

كلاهما عبارة عن محولات طاقة، تتميز بقلب حديدي للدائرة المغناطيسية ولفائف للدائرة الكهربائية. يكمن الاختلاف الأساسي في التصميم "المغمور بالزيت" مقابل التصميم "النوع الجاف". على وجه التحديد، تختلف وسائط التبريد الخاصة بها: يستخدم الأول زيت المحولات (أو زيوت أخرى مثل زيت بيتا) لكل من التبريد والعزل، في حين يستخدم الأخير الهواء أو الغازات مثل SF6 كوسيط تبريد. تقوم المحولات المغمورة بالزيت بغمر مجموعة اللب والملف داخل خزان زيت مملوء بزيت المحولات. عادةً ما تقوم المحولات من النوع الجاف بتغليف القلب واللفات براتنج الإيبوكسي؛ يستخدم الآن النوع غير المغلف الأكثر استخدامًا ورقًا عازلًا خاصًا مشربًا بورنيش مخصص لمنع دخول الرطوبة إلى اللفات أو القلب.

تتميز المحولات المغمورة بالزيت بمشعات خارجية مصممة لتسهيل تبديد الحرارة - على وجه التحديد، دوران الزيت العازل الداخلي - وتعمل مثل المشتتات الحرارية. تفتقر المحولات من النوع الجاف إلى مثل هذه المشعاعات، وتعتمد بدلاً من ذلك على المراوح الموجودة أسفل ملفات المحولات للتبريد.

عادة ما يتم تركيب المحولات المغمورة بالزيت، بسبب متطلبات السلامة من الحرائق، في غرف محولات مخصصة أو في الهواء الطلق. ومع ذلك، يتم دائمًا تركيب المحولات من النوع الجاف في الداخل، وعادةً داخل غرف التوزيع.

من حيث حجم الإنتاج والاستخدام، تصل المحولات من النوع الجاف حاليًا فقط إلى معدل جهد يبلغ 35 كيلو فولت ولديها قدرة أصغر نسبيًا مقارنة بالأنواع المغمورة بالزيت، والتي تصل عادةً إلى حوالي 2500 كيلو فولت أمبير. بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية تصنيع المحولات من النوع الجاف أكثر تعقيدًا من تلك الخاصة بالمحولات المغمورة بالزيت التي لها نفس تصنيف الجهد والقدرة، مما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف. ولذلك، تظل المحولات المملوءة بالزيت أكثر انتشارًا في التطبيقات الحالية. ومع ذلك، يتم استخدام المحولات من النوع الجاف بشكل متكرر في مواقع توزيع وتوزيع الطاقة الداخلية ذات الطلب العالي - مثل الفنادق ومباني المكاتب والهياكل الشاهقة - نظرًا لفوائدها البيئية وخصائصها المقاومة للهب ومقاومة الصدمات.

من الواضح أن المحولات من النوع الجاف والمملوءة بالزيت لها مزايا وعيوب مميزة. توفر المحولات المملوءة بالزيت تكاليف أقل وسهولة في الصيانة ولكنها قابلة للاشتعال والانفجار. يمكن تركيب المحولات من النوع الجاف، التي تتميز بمقاومتها الممتازة للحريق، في مراكز التحميل لتقليل انخفاض الجهد وفقدان الطاقة. ومع ذلك، فهي أكثر تكلفة، وأكبر حجمًا، وأقل مقاومة للرطوبة والغبار، وتنتج مستويات ضوضاء أعلى.

بعد ذلك، دعونا نلخص الاختلافات المذكورة أعلاه في النقاط السبع التالية:

1. المظهر

أشكال التغليف المختلفة: المحولات من النوع الجاف تكشف القلب والملفات، بينما المحولات المغمورة بالزيت تكشف فقط الغلاف الخارجي.

2. تكوين الرصاص

تستخدم المحولات من النوع الجاف في الغالب البطانات المطاطية السيليكونية، في حين تستخدم المحولات المغمورة بالزيت البطانات الخزفية في الغالب؛

3. السعة والجهد

تعتبر المحولات من النوع الجاف مناسبة عمومًا لتطبيقات التوزيع، عادةً بسعات أقل من 2000 كيلو فولت أمبير وفولتية عند أو أقل من 10 كيلو فولت، على الرغم من أن بعضها يمكن أن يصل إلى مستويات جهد 35 كيلو فولت. ومع ذلك، يمكن للمحولات المغمورة بالزيت تحقيق أي قدرة مطلوبة وتغطية جميع مستويات الجهد؛ تستخدم خطوط نقل الجهد العالي للغاية 1000 كيلو فولت قيد الإنشاء حاليًا في الصين محولات مغمورة بالزيت حصريًا.

4. اختلافات العزل وتبديد الحرارة

تستخدم المحولات من النوع الجاف عادة عزل الراتنج وتعتمد على تبريد الهواء الطبيعي، مع قدرات أكبر مكملة بتبريد الهواء القسري. ومع ذلك، تستخدم المحولات المغمورة بالزيت زيتًا عازلًا للعزل الكهربائي. يتم نقل الحرارة الناتجة عن اللفات من خلال الزيت العازل المنتشر داخل المحول إلى زعانف المبرد للتبديد.

5. بيئات التطبيق

تُستخدم المحولات من النوع الجاف في الغالب في المواقع التي تتطلب "مقاومة للحريق والانفجارات"، مما يجعلها مناسبة للمباني واسعة النطاق والهياكل الشاهقة. ومع ذلك، قد تتعرض المحولات المغمورة بالزيت لرذاذ الزيت أو تسربه في حالة فشلها، مما قد يؤدي إلى نشوب حرائق. وبالتالي، يتم نشرها بشكل أساسي في الهواء الطلق حيث تكون المواقع مجهزة بـ "حفر نفط الحوادث" المحفورة.

6. قدرات حمل مختلفة

يجب أن تعمل المحولات من النوع الجاف عمومًا بالقدرة المقدرة، بينما تظهر المحولات المغمورة بالزيت قدرة فائقة على التحميل الزائد.

7. هياكل التكلفة المتنوعة

بالنسبة للمحولات ذات القدرة المكافئة، تتطلب الوحدات من النوع الجاف أسعار شراء أعلى بكثير من نظيراتها المغمورة بالنفط.

كيفية الاختيار

1. اعتبارات السلامة: إذا كانت هناك حاجة إلى قدر أكبر من السلامة ومقاومة الحريق، فاختر المحولات من النوع الجاف لأنها لا تحتوي على زيت عازل قابل للاشتعال.

2. متطلبات الطاقة: بالنسبة للمحولات عالية الطاقة، عادة ما تكون المحولات المغمورة بالزيت أكثر ملاءمة بسبب قدراتها الفائقة في تبديد الحرارة.

3. القيود البيئية: ضع في اعتبارك خصائص بيئة تشغيل المحول وحدد نوع المحول المناسب لهذا الإعداد.

4. تكاليف الصيانة: تتطلب المحولات المملوءة بالزيت عمومًا عمليات فحص دورية وصيانة لجودة الزيت العازل، في حين أن المحولات من النوع الجاف لها تكاليف صيانة أقل نسبيًا.

تظهر المحولات من النوع الجاف والمملوءة بالزيت اختلافات واضحة في وسائط العزل وطرق تبديد الحرارة والقدرة على التكيف البيئي. يعتمد اختيار نوع المحول المناسب على متطلبات التطبيق المحددة والظروف البيئية. عند صياغة استراتيجيات اختيار المحولات، يجب مراعاة عوامل مثل السلامة ومتطلبات الطاقة والقيود البيئية وتكاليف الصيانة بشكل شامل. بالنسبة للمرافق الحيوية والمواقع ذات متطلبات السلامة العالية، مثل المستشفيات والمدارس، يُفضل عادةً المحولات من النوع الجاف لتحقيق أقصى قدر من السلامة. على العكس من ذلك، في المجمعات الصناعية الكبيرة وأنظمة الطاقة التي تتطلب محولات عالية الطاقة، غالبًا ما تكون المحولات المغمورة بالزيت أكثر ملاءمة نظرًا لقدراتها الفائقة في تبديد الحرارة وقدرتها على تحمل الظروف البيئية القاسية.