ما هي المعلمات التي يتم اختبارها في اختبار محولات نوع الزيت؟

المحولات الزيتيةهي الأصول الهامة في أنظمة الطاقة الكهربائية. ولضمان تشغيلها بأمان وكفاءة وموثوقية، يجب إجراء سلسلة من الاختبارات الصارمة - سواء في المصنع أو أثناء التشغيل، وكذلك طوال فترة خدمتها. تتحقق هذه الاختبارات من القوة الكهربائية والسلامة الميكانيكية والأداء الحراري وحالة الزيت العازل.

أدناه، يتم شرح المعلمات الرئيسية حسب فئة الاختبار.

الجزء 1: الاختبارات الروتينية (التي يتم إجراؤها على كل محول)

يتم إجراء هذه الاختبارات على كل وحدة قبل خروجها من المصنع للتأكد من جودة التصنيع الأساسية.

1. قياس مقاومة اللف

تقيس هذه المعلمة مقاومة التيار المستمر. من خلال قياس مقاومة كل مرحلة من الملفات (الابتدائية والثانوية على حد سواء)، يمكن للمهندسين اكتشاف الوصلات السائبة، أو الخيوط المكسورة، أو المواضع غير الصحيحة لمغير الصنبور، أو الاختلالات الكبيرة في الطور. يجب أن تكون القيم المقبولة متوازنة عبر المراحل (عادةً في حدود 2%) وأن تتطابق مع حسابات التصميم.

2. نسبة الجهد وإزاحة الطور

تتحقق هذه المعلمة من نسبة المنعطفات. يتم تطبيق جهد على الملف الأولي، ويتم قياس الجهد المستحث على الجانب الثانوي. يتم أيضًا فحص زاوية الطور بين اللفات. وهذا يضمن أن المحول ينتج العلاقة الصحيحة بين جهد الخرج والطور (على سبيل المثال، Dyn11). عادةً ما يكون الخطأ ضمن ±0.5%.

3. فقدان عدم التحميل وتيار الإثارة

يحدث فقدان عدم التحميل (الخسارة الأساسية) بسبب التباطؤ والتيارات الدوامة في القلب. تيار الإثارة هو التيار المطلوب لمغنطة القلب. يساعد قياس هذه المعلمات على اكتشاف العيوب الأساسية مثل التصفيحات القصيرة أو التجميع السيئ. إن الخسارة المفرطة في حالة عدم التحميل تعني أن المحول سوف يهدر طاقة كبيرة بشكل مستمر.

4. فقدان الحمل وجهد المعاوقة

فقدان الحمل (فقد النحاس) هو الحرارة الناتجة عن تدفق التيار عبر اللفات. يحدد جهد المعاوقة تنظيم جهد المحول وحجم تيارات العطل. لقياس هذه، يتم قصر الدائرة الثانوية، ويتم رفع الجهد على المرحلة الأولية حتى يتدفق التيار المقدر.

5. مقاومة العزل (اختبار الميجر)

تقيس هذه المعلمة مقاومة التيار المستمر بين اللفات وبين اللفات إلى الأرض (القلب والخزان). تشير مقاومة العزل العالية (عادةً > 1000 ميجا أوم للمحولات الجديدة) إلى أن نظام العزل جاف ونظيف وسليم. عادة ما تشير المقاومة المنخفضة إلى دخول الرطوبة أو التلوث.

6. قوة العزل الكهربائي (اختبار تحمل الجهد)

تتحقق هذه المعلمة من مقدار الجهد الزائد الذي يمكن أن يتحمله العزل دون أن ينهار. هناك شكلان شائعان:

مقاومة التيار المتردد بمصدر منفصل: يختبر العزل الرئيسي (اللفات إلى الأرض وبين اللفات).

مقاومة التيار المتردد المستحث: اختبارات العزل بين الطبقات والطبقات.

لا يلزم وجود وميض أو عطل أثناء الاختبار للنجاح.

الجزء الثاني: اختبارات النوع (التحقق من التصميم)

يتم إجراء هذه الاختبارات على نموذج أولي لكل تصميم لإثبات أن التصميم يلبي جميع المتطلبات القياسية.

1. حدود ارتفاع درجة الحرارة

تقيس هذه المعلمة درجة حرارة الحالة المستقرة للملفات (المحسوبة بواسطة طريقة تغيير المقاومة) والزيت العلوي تحت الحمل المقدر. تعد درجة الحرارة العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على عمر المحول - فكل ارتفاع بمقدار 6 درجات مئوية فوق التصنيف يؤدي إلى خفض عمر العزل إلى النصف. تتطلب المعايير عادةً أن لا يتجاوز ارتفاع درجة حرارة الملف 65 كلفن (للعزل من الفئة أ).

2. نبضة البرق تتحمل الجهد الكهربي

تحاكي هذه المعلمة ضربة صاعقة على الخطوط المتصلة باستخدام شكل موجة جهد 1.2/50 ميكروثانية. يتم تطبيق جهد نبضي عالي لاختبار ما إذا كان العزل يمكنه تحمل الجهد الزائد في الغلاف الجوي. يعد هذا اختبارًا حاسمًا لمنع فشل المحول المفاجئ بسبب البرق.

3. قدرة تحمل الدائرة القصيرة

تتحقق هذه المعلمة مما إذا كانت اللفات قادرة على مقاومة القوى الكهرومغناطيسية الهائلة المتولدة أثناء ماس كهربائى خارجي دون تشوه أو تحول. بعد الاختبار، يتم فحص التغيرات في مقاومة الملف والمفاعلة، ويتم استخدام تحليل استجابة التردد للتأكد من عدم حدوث أي ضرر ميكانيكي.

الجزء 3: الاختبارات الخاصة (العميل أو التطبيق الخاص)

يتم إجراء هذه الاختبارات عند الحاجة إلى ثقة إضافية، مثل المحولات الكبيرة أو الحرجة.

1. مستوى التفريغ الجزئي (PD)

تقيس هذه المعلمة التصريفات الكهربائية الصغيرة داخل فراغات العزل أو عند الواجهات، معبرًا عنها بوحدة البيكو كولوم (pC). يعد التفريغ الجزئي علامة إنذار مبكر لتدهور العزل. بالنسبة للمحولات الجديدة، عادةً ما يكون مستوى PD أقل من 10 pC عند 1.5 مرة من الجهد المقنن. يعني مستوى PD المنخفض أن العزل خالٍ من الفقاعات أو الملوثات.

2. عامل تبديد العزل الكهربائي (Tan δ) والسعة

تعكس Tan δ (زاوية الفقد) مقدار الطاقة المفقودة في المادة العازلة. تعكس السعة البنية الهندسية لنظام العزل. كلتا المعلمتين حساسة للغاية للرطوبة والشيخوخة. تشير قيمة tan المرتفعة إلى أن العزل ربما أصبح رطبًا أو متفحمًا.

3. تحليل استجابة التردد (FRA)

تسجل هذه المعلمة "بصمة" مقاومة المحول عبر نطاق من الترددات (عادةً 20 هرتز إلى 2 ميجا هرتز). FRA حساس للغاية للحركة الميكانيكية للملفات الناتجة عن تأثيرات الشحن أو قوى الدائرة القصيرة. من خلال مقارنة آثار المصنع والحقل، إذا ظلت الآثار مرتبطة بشكل كبير (أعلى من 98٪)، فسيتم إثبات أن بنية الملف لم تتغير.

4. مقاومة التسلسل الصفري

تقيس هذه المعلمة مقاومة المحول لتيارات التسلسل الصفري (تيارات الصدع الأرضي). إنه يحدد حجم تيار العطل الأرضي أحادي الطور في نظام محايد ذو أرضية صلبة وهو مدخل أساسي لإعدادات ترحيل الحماية.

الجزء 4: معلمات اختبار الزيت العازل (حاسمة للمحولات من النوع الزيتي)

يعمل الزيت كعازل ومبرد، لذا فإن خصائصه الفيزيائية والكيميائية والكهربائية مهمة للغاية.

1. انهيار الجهد (BDV)

هذا هو مؤشر القوة الكهربائية الأكثر مباشرة للنفط. يتم وضع عينة الزيت بين قطبين كهربائيين عند فجوة محددة (عادة 2.5 مم)، ويتم رفع الجهد حتى يحدث الانهيار. عادةً ما يُطلب من الزيت الجديد أن يكون لديه BDV لا يقل عن 60 كيلو فولت. يشير انخفاض BDV إلى أن الزيت يحتوي على رطوبة أو جزيئات موصلة.

2. محتوى الماء

الرطوبة هي العدو الرئيسي للزيت العازل. إنه يقلل بشكل حاد من جهد الانهيار ويسرع من شيخوخة عزل السليلوز. يتطلب النفط الجديد محتوى مائيًا منخفضًا للغاية، عادةً أقل من 10 أجزاء في المليون (ppm).

3. الرقم الحمضي (قيمة التعادل)

تقيس هذه المعلمة تركيز المركبات الحمضية في الزيت. مع تقدم عمر الزيت، يرتفع الرقم الحمضي. يمكن أن يؤدي ارتفاع الرقم الحمضي إلى تآكل المكونات المعدنية وتسريع تدهور العزل.

4. تحليل الغاز المذاب (DGA)

هذه هي واحدة من أقوى أدوات التشخيص. من خلال قياس تركيزات ونسب الغازات الذائبة الرئيسية - الهيدروجين (H₂)، والميثان (CH₄)، والإيثان (C₂H₆)، والإيثيلين (C₂H₄)، والأسيتيلين (C₂H₂)، وأول أكسيد الكربون (CO)، وثاني أكسيد الكربون (CO₂) - يمكن للمهندسين تحديد العيوب الداخلية المخفية. على سبيل المثال:

تم اكتشاف الأسيتيلين ← تفريغ الانحناء.

الإيثيلين السائد → نقطة ساخنة ذات درجة حرارة عالية.

ارتفاع الهيدروجين المفاجئ → التفريغ الجزئي.

5. التوتر السطحي (IFT)

تعكس هذه المعلمة وجود ملوثات قطبية أو منتجات ثانوية قديمة في الزيت. يحتوي الزيت الجديد على توتر بيني مرتفع نسبيًا. ومع تقدم عمر النفط أو تلوثه، تنخفض قيمة IFT.

6. نقطة الوميض ونقطة الصب

نقطة الوميض تقيس خطر الحريق. عادة ما يكون للزيوت المعدنية نقطة وميض أعلى من 140 درجة مئوية.

نقطة الصب تقيس سيولة درجة الحرارة المنخفضة. في المناخات الباردة، يجب استخدام زيت ذو نقطة صب منخفضة.