الأساسيات الضرورية للصيانة وأسباب الأعطال الشائعة في محولات محطات التحويل الثقيلة

تعطل المحول الثقيل محول محطة فرعية يترتب عليه أيضًا تكلفة تتجاوز ساعات الإصلاح. وتُقاس هذه التكلفة بانقطاع مراكز البيانات، وتوقف خطوط الإنتاج، وضياع فترات التسليم المحددة. وتُصنّع شركة ريان إلكتريك، وهي مشروع مشترك مع شركة إيتن (الولايات المتحدة الأمريكية)، محولات جافة، ومحولات معالجة بالفراغ (VPI)، ومحولات غامرة بالزيت، ومحولات مركبة على القواعد، ومحولات الطاقة، ومحولات التوزيع، وبسعة تصل إلى ١٠ ميغا فولت أمبير و١٣٢ كيلوفولت. ونحن ندرك أن معظم الأعطال الكارثية تبدأ كإشارات صغيرة تُهمَل. ويشرح هذا المقال أشيع أسباب أعطال المحولات حسب نوع العطل، بما في ذلك العلامات التحذيرية المبكرة، والإجراءات الميدانية الواجب اتخاذها، ومتى يجب التوقف الفوري وإيقاف التشغيل.

تقدم عزل اللفائف: التدهور الصامت

وعلى مر السنين، يتحلل عزل السيلولوز والراتنج الإيبوكسي تدريجيًّا بسبب الإجهادات الحرارية والكهربائية والميكانيكية. كما أن النشاط الناتج عن التفريغ الجزئي يُعد مؤشرًا مبكرًا للتلف في المحولات المصنوعة من الراتنج المصبوب والمحولات المعالجة بالفراغ (VPI).

إشارة مبكرة تَغيُّرٌ طفيفٌ في لون قنوات التهوية، أو رائحةٌ غير معتادةٍ أو ازديادٌ في قراءة التفريغ الجزئي. وفي تحليل الزيت/تحليل الغاز الذائب (DGA)، يشير تحليل الفوران للزيت إلى ازديادٍ في تركيز ألدهيد الفورفورال-٢ في الوحدات المغمورة بالزيت.

إجراء ميداني قياس التفريغ الجزئي خارج الشبكة، وتنظيف قنوات التبريد، والتحقق من ملف الحمل مقارنةً باللوحة التعريفية. ويجب تقليل الحمل إلى أدنى حدٍ ممكنٍ عند تجاوز درجات حرارة النقاط الساخنة للحدود المسموح بها.

متى يتوقف التشغيل إذا تكرر ارتفاع التفريغ الجزئي (أكثر من ٥٠٠ بيكومتر)، أو إذا كشف تحليل الغاز الذائب (DGA) عن وجود الأسيتيلين (C₂H₂) بتركيزٍ يفوق ٥ أجزاء في المليون، فيجب سحب الوحدة فورًا من الخدمة. وقد تحدث دوائر قصيرة بين اللفات إذا استمر تشغيل التيار الكهربائي.

أعطال منظِّم الجهد: التآكل الميكانيكي وتآكل التلامس

لا تحتوي العديد من محولات المحطات الفرعية على أجزاء متحركة سوى منظِّمات الجهد أثناء التحميل (OLTC). وأهم أسباب أعطال المحولات هي تآكل التلامس، وتراكم الكربون، وخلل في محاذاة محرك الدفع.

إشارة مبكرة ظهور ضوضاء غير معتادة أثناء تغيير المنظم، أو عدم انتظام تنظيم الجهد، أو ازدياد فرق درجة الحرارة بين منظِّم الجهد أثناء التحميل والخزان الرئيسي.

إجراء ميداني في الموقع، تحقَّق من وجود جسيمات الكربون في الزيت، والتيار الكهربائي للمحرك وتوقيته، وافحص ملامسات مفتاح التبديل أثناء الصيانة المجدولة.

متى يتوقف التشغيل إذا فشل مُغيِّر التوصيلات تحت الحمل (OLTC) في إكمال تغيير التوصيلة، أو انطلقت ريلاي بوكهولز أثناء تشغيل التوصيلة، فعِّل قفل مُغيِّر التوصيلات وحوِّل الحمل. وتجنَّب أي نشاط كهربائي إضافي.

تسرب الرطوبة عبر القوابض: الطريق الخفي المؤدي إلى القفز الكهربائي

يمكن أن تتسلل الرطوبة إلى داخل القوابض الخزفية أو المركبة عبر الحشوات التالفة أو الشقوق. وتؤدي الظروف الرطبة إلى انخفاض جهد القفز الكهربائي وازدياد التآكل الداخلي.

إشارة مبكرة ظهور جهد تداخل لاسلكي غير عادي (RIV)، أو تكثُّف مرئي للزيت في زجاج مراقبة الزيت، أو ارتفاع سعة القابض وقيم ظل الزاوية دلتا (tan delta).

إجراء ميداني أنجز تصويرًا حراريًّا بالأشعة تحت الحمراء، ونظِّف القوابض، واستبدل الحشوات، وأجرِ اختبارًا للزيت وتحليل الغاز الذائب (DGA) على زيت القابض إن أمكن.

متى يتوقف التشغيل إذا تجاوز معامل التان جِنْتَا ١٪ عند درجة حرارة ٢٠°م أو تجاوز محتوى الهيدروجين ١٠٠ جزء في المليون في تحليل الغازات الذائبة، فعليك سحب العازل من الخدمة. وقد يؤدي التفريغ القوسي تحت الحمل إلى تدمير خزان المحول.

تدهور الزيت وتحليل الغازات الذائبة

يمكن أن يتعرض زيت المعادن لعمليات الأكسدة والقوس الكهربائي والتسخين الزائد. ويُعَدُّ تحليل الغازات الذائبة (DGA) أقوى أداة تشخيصية للمحولات الزيتية ذات الطاقة والتوزيع.

إشارة مبكرة تتغيَّر نسب الغازات الرئيسية؛ ويشير الارتفاع في الميثان (CH₄) إلى عطل حراري، بينما يشير الارتفاع في الإيثيلين (C₂H₄) إلى ارتفاع درجة حرارة المعدن، أما الارتفاع في الأسيتيلين (C₂H₂) فيدل على حدوث قوس كهربائي.

إجراء ميداني إذا تجاوز أي غاز الحدود المحددة من قِبل معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE)، فيجب إجراء تحليل الغازات الذائبة شهريًّا. وعليك اختبار ضغط غشاء النيتروجين والتحقق منه، وتنقية الزيت إذا تجاوز محتوى الرطوبة ٢٠ جزء في المليون.

متى يتوقف التشغيل أوقف التيار الكهربائي عن المنشأة إذا انطلق جهاز بوكهولز أو أشار تحليل الغازات الذائبة إلى أن تركيز الأسيتيلين (C₂H₂) تجاوز ١٠ أجزاء في المليون وتركيز الهيدروجين تجاوز ٥٠٠ جزء في المليون. وهذا يدل على حالة ما قبل الفشل في المحولات الزيتية.

الشيخوخة الحرارية التراكمية الناتجة عن الحمل الزائد: القاتل الصامت

تنخفض مدة حياة العزل إلى النصف مع كل ارتفاع بمقدار ٦ درجات مئوية في درجة الحرارة فوق درجة حرارة النقطة الساخنة المُحددة. وفي معظم هذه التطبيقات، تتعرَّض المحولات لحمل زائد دوري، كما في مراكز البيانات ووحدات تخزين الطاقة المتجددة والمحركات الصناعية.

إشارة مبكرة : ارتفاع درجة حرارة الزيت العلوي عند حمل ثابت، أو زيادة استخدام مراوح التبريد، أو تشير تحليلات الغاز الذائب (DGA) إلى ازدياد مستمر في مستوى الإيثان (C₂H₆).

إجراء ميداني : استخدم حدود التحميل الديناميكية، وقس أداء نظام التبريد، وسجِّل ساعات التشغيل تحت الحمل الزائد. واستند في تحديد الفترات الزمنية إلى السجل الحراري الفعلي وليس إلى الوقت التقويمي. فترة إجراء الصيانة الشاملة للمحول .

أوقف التحميل : قلِّل التحميل عندما تصل درجة حرارة الزيت العلوي إلى ١٠٥°م (في المحولات المغمورة بالزيت) أو إلى ١٥٥°م (في المحولات ذات الراتنج المصبوب). وإذا أظهر تحليل الغاز الذائب (DGA) علامات إنتاج غاز سريع (مثل تضاعف إجمالي الغازات الذائبة خلال ٢٤ ساعة)، فاستبعد المحول من الخدمة وأجرِ فحصًا داخليًّا له.

ريان إلكترك: شريكك في منع الأعطال

تُنتج شركة رايان إلكترك محولات جافة، ومحولات معالجة بالغمر بالورنيش (VPI)، ومحولات غامرة في الزيت، ومحولات مركبة على القواعد، ومحولات قدرة، ومحولات توزيع، ومحولات مدمجة تصل سعتها إلى ١٠ ميغا فولت أمبير و١٣٢ كيلوفولت. ويتم اختبار كل محول اختبارات روتينية ونوعية ومتخصصة في مختبرَي الاختبار المعتمدين من مجلس اعتماد الصين للإ accreditation (CNAS) واللذين يدعمان جهديْ اختبار ٣٥ كيلوفولت و١١٠ كيلوفولت، كما تحمل منتجاتنا شهادات من جهات مثل معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) والمؤسسة الدولية للمعايرة (UL) والعلامة الأوروبية (CE) ووكالة التصديق البريطانية (ASTA) ودار الفحص الألمانية (DEKRA)، مع توفر ثلاث مناطق اختبار مخصصة للمحولات المصبوبة بالراتنج، والمحولات الغامرة بالسوائل، ووحدات المحطات الفرعية. سواءً كنت تعمل في مراكز بيانات مايكروسوفت أو في مشروع لشبكة الدولة الصينية (State Grid)، فإننا نقدّم لك الموثوقية التي يمكنك الاعتماد عليها في أكثر من ٥٠ دولة.

تجنب التأخير في الاستجابة إلى انقطاع مرحل بوكهولز. تحدث اليوم مع خبرائنا الفنيين للحصول على خطة صيانة مخصصة، أو دعم تفسيري لتحليل الغاز الذائب (DGA)، أو حل محولات يتناسب مع حملك وظروف البيئة المحيطة. احصل اليوم على عرض أسعار مخصص لك، وابقَ متصلًا ببنية تحتيتك الحرجة.