المحولات الخارجية المغمورة بالزيت 10kv 20kv 35kv

تعتمد المحولات المغمورة بزيت المحولات الخارجية 10kv 20kv 35kv على الزيت لكل من العزل والتبريد، مع طرق تبريد مختلفة مثل التبريد الذاتي، وتبريد الهواء، وتبريد الماء، وتدوير الزيت القسري. تشمل المكونات الرئيسية قلبًا حديديًا، ولفًا، وخزان الزيت، وخزان الزيت، وجهاز التنفس الصناعي، وأنبوب مقاوم للانفجار، والرادياتير، والغطاء العازل، ومبدل الصنبور، ومرحل الغاز، ومقياس الحرارة، ومنقي الزيت، والمزيد.

تحتوي صفائح السيليكون الفولاذية في المحولات المغمورة بالزيت على طبقة داخلية فريدة من نوعها، والتي تسمح لزيت المحولات بالاختراق ولعب دور التخزين المؤقت، مما يؤدي إلى انخفاض مستويات الضوضاء. ومع ذلك، فإن مفتاح تنظيم الضغط، الموجود داخل خزان الوقود، يمكن أن يكون مشكلة إذا لم يكن الاتصال جيدًا، مما يؤدي إلى دائرة مفتوحة أو حتى احتراق المفتاح تحت الأحمال العالية.

درجة حرارة التشغيل للمحول المغمور بزيت المحولات الخارجية 10 كيلو فولت، 20 كيلو فولت، 35 كيلو فولت

تم تصميم المحولات المملوءة بالزيت لتعمل ضمن ظروف تبريد محددة، كما هو موضح على لوحة الاسم. من المهم التأكد من أن درجة حرارة الزيت العليا لا تتجاوز 90 درجة مئوية للحفاظ على الأداء الأمثل ومنع تدهور العزل. للتشغيل المنتظم، يوصى بالحفاظ على درجة حرارة الزيت العليا أقل من 85 درجة مئوية، مع ضبط المنبه على 80 درجة مئوية للتنبيه بأي مشاكل محتملة.

الزائد

تم تصميم المحولات للتعامل مع حالات الحمل الزائد العادي والحمل الزائد العرضي، ويوصى بوضع إشارات التحميل الزائد في مكانها. في الحالات التي لا يمكن فيها تركيب إشارات الحمل الزائد، يجب استخدام جهاز قياس شامل بدلاً من ذلك. بالنسبة للمحولات المغمورة بالزيت، يجب ضبط قيمة إشارة الحمل الزائد بين 1.1 إلى 1.2 مرة من التيار المقنن للمحول. من ناحية أخرى، بالنسبة للمحولات من النوع الجاف، يجب أن تكون قيمة إشارة التحميل الزائد بين 1.2 إلى 1.3 مرة من التيار المقنن، مع مراعاة تيار المروحة أثناء التشغيل. من المهم مراقبة تغيرات الحمل ودرجة الحرارة للمحول بمجرد تشغيل إشارة الحمل الزائد. وينبغي إجراء عمليات تفتيش منتظمة لتحديد سبب التحميل الزائد إذا سمحت الظروف بذلك. إذا كان الحمل الزائد كبيرًا (يزيد عن 1.3 مرة من التيار المقنن) أو إذا تجاوزت درجة الحرارة الحد الأعلى، فيجب تقليل الحمل. تعد تنزيلات البيانات الشهرية وتحليل الأحمال ضرورية عند تركيب محول شامل. بالنسبة للمحولات التي تظهر أنماط الحمل الزائد، يجب زيادة تردد جمع البيانات، ويجب أخذ قياسات الحمل ودرجة الحرارة أثناء حسابات الحمل الزائد. يجب إجراء عمليات التفتيش والتحقيق الفوري لتحديد سبب التحميل الزائد كلما أمكن ذلك. إذا تجاوز حمل المحول الحد الحرج (1.3 مرة أو أكثر من التيار المقنن) أو إذا تجاوزت درجة الحرارة الحد الأعلى، فيجب تقليل الحمل.

طريقة التبريد

هناك ثلاث طرق تبريد أساسية تستخدم في المحولات المغمورة بالزيت:

1. التبريد الذاتي المغمور بالزيت والذي يعتمد على الحمل الطبيعي للزيت لتبديد الحرارة.

2. تبريد الهواء المغمور بالزيت، والذي يعتمد على طريقة التبريد الذاتي ويتضمن مروحة لنفخ الهواء على خزان الزيت والأنابيب، وبالتالي تعزيز تبديد الحرارة.

3. يتضمن تدوير الزيت القسري استخدام مضخة زيت لاستخراج الزيت الساخن من المحول، وتبريده خارجيًا، ومن ثم إعادته إلى المحول.

الوظيفة الهيكلية

المحول الأساسي في المحطة الفرعية الأولية لنظام إمداد الطاقة بالسكك الحديدية في المناطق الحضرية هو عادةً محول ثلاثي الطور مغمور بالزيت. يشتمل هذا النوع من المحولات على العديد من المكونات الرئيسية، بما في ذلك القلب الحديدي، والملف، وخزان الزيت، وجهاز تنظيم الجهد، والمبرد، وحافظة الزيت، ومرحل الغاز، والغطاء العازل، والأنبوب المضاد للانفجار، وأجزاء أخرى.

1. الحديد الأساسية

يتكون قلب الحديد من صفائح فولاذية من السيليكون ذات موصلية مغناطيسية ممتازة مكدسة معًا، مما يشكل دائرة مغلقة للتدفق المغناطيسي. يتم لف اللفات الأولية والثانية للمحول على القلب الحديدي. يتم فصل نوى المحولات إلى نوعين من الهياكل: النوع الأساسي ونوع التغطية. حاليا، المحولات المستخدمة على نطاق واسع كلها الأطر الأساسية. يتكون القلب الحديدي من نوع القلب من عمود حديدي جنوبي ونير حديدي. يحتوي القلب الحديدي للمحول المغمور بالزيت على تدفق زيت لتبريد القلب الحديدي، مما يساعد في تدفق الزيت في المحول ويحسن أيضًا نتيجة تبديد الحرارة للأدوات.

2. اللف

اللف، الذي يشار إليه أيضًا بالملف، هو الدائرة الموصلة للمحول، والتي يتم لفها بسلك من النحاس أو الألومنيوم لتشكيل شكل دائري متعدد الطبقات. يتم تغليف الملفين الأساسي والثانوي بشكل مركزي على العمود الأساسي الحديدي. بالنسبة لوظائف العزل، عادة ما يتم وضع ملف الجهد المنخفض في الداخل، ويتم وضع ملف الجهد العالي في الخارج. يتم لف المادة العازلة حول الحافة الخارجية للسلك لإجراء عزل معين بين الكابلات وبين الكابلات والأرض.

3. خزان الزيت

خزان الزيت هو الغطاء الخارجي للمحول المغمور بالزيت، والذي يستخدم ليس فقط لخزان الزيت ولكن أيضًا لإعداد عناصر أخرى مختلفة.

4. جهاز تنظيم الجهد

تم تجهيز جهاز تنظيم الجهد لضمان استقرار الجهد الثاني للمحول. عندما يتم تعديل جهد مصدر الطاقة، استخدم جهاز تنظيم الجهد لإعادة ضبط مغير صنبور المحول للحصول على جهد ناتج ثابت معين على الجانب الإضافي. ينقسم جهاز تنظيم الجهد إلى نوعين: أداة قانون الجهد المحمل وأداة تنظيم الجهد غير المحمل.

5. المبرد

يتم تركيب الرادياتير على جدار حاوية الزيت، ويتم توصيل المكونات العلوية والسفلية بخزان تخزين الزيت من خلال الأنابيب. عندما يكون هناك اختلاف في درجة الحرارة بين درجات حرارة الزيت العلوية والسفلية للمحول، يتم تشكيل الحمل الحراري للزيت عبر المبرد. بعد التبريد بواسطة المبرد، يتدفق مرة أخرى إلى خزان الزيت، ويلعب دورًا في خفض درجة حرارة زيت المحولات. لتعزيز تأثير التبريد، يمكن تبني إجراءات مثل تكييف الهواء الذاتي، وتبريد الهواء المطلوب، وتبريد الماء المطلوب.

6. حافظ الزيت

حافظ النفط، المعروف أيضًا باسم حافظ الزيت. سيواجه زيت المحولات ارتفاعًا حراريًا وتضييقًا بسبب تغيرات درجة الحرارة، ومن المؤكد أن درجة الزيت سترتفع أو تنخفض أيضًا مع تغيرات درجة الحرارة. تتمثل ميزة خزان الزيت في توفير غرفة حاجزة للتطوير الحراري وانكماش الزيت والحفاظ على خزان الزيت مملوءًا بالزيت باستمرار. وفي الوقت نفسه، نتيجة لوجود حافظة الزيت، يتم تقليل الاتصال بالموقع بين الزيت والهواء، مما قد يقلل من أكسدة الزيت.

7. تتابع الغاز

يعتبر مرحل الغاز، والمعروف أيضًا باسم مرحل الغاز، جهاز الحماية الرئيسي للأخطاء الداخلية في المحولات. يتم تركيبه في منتصف أنبوب الزيت المتصل بين خزان الزيت والحافظة. عندما يحدث خطأ كبير داخل المحول، يتصل مرحل الغاز بالقاطع ويسافر في نفس الدائرة. عندما يحدث خطأ بسيط داخل المحول، يرتبط مرحل الغاز بدائرة إشارة الخطأ.

8. الأكمام العازلة العالية والمنخفضة

تقع الأكمام العازلة المنخفضة والعالية على الغطاء العلوي لخزان زيت المحولات، وتستخدم الأكمام العازلة الخزفية بشكل عام للمحولات المغمورة بالزيت. ميزة الغلاف العازل هي الحفاظ على عزل جيد بين أسلاك التوصيل ذات الجهد المنخفض والعالي وخزان الزيت وإصلاح الأسلاك.

9. أنبوب مقاوم للانفجار

يتم تركيب الأنبوب المقاوم للانفجار، والذي يُطلق عليه أيضًا اسم الجهاز التنفسي للسلامة والأمن، على خزان الزيت الخاص بالمحول، ويتم إغلاق منفذه الكهربائي بطبقة زجاجية مقاومة للانفجار. عند حدوث عطل كبير داخل المحول، وقصر ريليه الغاز، يظهر الغاز الموجود داخل خزان الزيت في الفيلم الزجاجي المقاوم للانفجار ويرش خارج ممر الهواء الآمن لمنع المحول من الإقلاع. هيكل العزل

تأثير عزل المحولات

(1) حماية الجسم الموصل من الأجزاء الأخرى المختلفة.

(2) يمكن فصل المكونات المشحونة المختلفة.

(3) يمكن لإعداد العزل العملي أن يحسن انتظام دوران المنطقة الكهربائية.

(4) تمكين الأجزاء الكهربائية من الوصول إلى قدر معين من السعة.

(5) يلعب دوراً في المساعدة الميكانيكية والتثبيت وتدفق الزيت لتبديد الحرارة.

تصنيف العزل ومتطلبات المحولات المغمورة بزيت المحولات الخارجية 10kv 20kv 35kv

1. تصنيف العزل للمحولات

يمكن تصنيف نظام عزل المحولات إلى قسمين: العزل الداخلي والخارجي. يشمل العزل الداخلي المكونات المختلفة داخل خزان الزيت، بينما يشير العزل الخارجي إلى العزل بين الجلبة والأرض، وكذلك بين بعضها البعض. يمكن تقسيم العزل الداخلي إلى فئتين فرعيتين: العزل الرئيسي والعزل الطولي. العزل الرئيسي هو المسؤول عن عزل الأجزاء المتعرجة والأرضية، وكذلك الفراغات بين اللفات. في المحولات المغمورة بالزيت، يعتبر الهيكل العازل لحاجز ورق الزيت هو العزل الرئيسي الأكثر استخدامًا.

يمكن تصنيف العزل الرئيسي إلى عزل متدرج وكامل. يشير العزل المتدرج إلى أن مستوى العزل الرئيسي بالقرب من النقطة المحايدة أقل من مستوى العزل عند نهايات الملف. على العكس من ذلك، يحدث العزل الكامل عندما يكون مستوى العزل عند الطرفين الأول والأخير للمحول هو نفسه. بالإضافة إلى ذلك، يشير العزل الرأسي إلى العزل بين أجزاء مختلفة من نفس اللف، مثل العزل بين لفات الأسلاك، واللفات، والمنعطفات.

2. متطلبات العزل للمحولات

إن الحاجة إلى عزل المحولات هي عدم التأثير على الإجراء الطبيعي للمحول نتيجة تلف العزل طوال مدة التشغيل. احتياجاتها الرئيسية هي كما يتوافق مع.

(1) كفاءة في تحمل الجهد الزائد وجهد التشغيل المنتظم طوال العملية.

(2) قادر على تحمل دائرة القصر الحالية، والتيار الزائد، وتيار التشغيل النموذجي أثناء التشغيل.

(3) لا يؤثر مستوى الرطوبة والشيخوخة على الإجراء النموذجي للمحول.

3. المواد العازلة للمحولات

تتكون المواد العازلة الرئيسية داخل المحولات من زيت المحولات، والكرتون العازل، وورق الأسلاك، وورق الهاتف، والورق القديم والمتجعد.

(1) زيت المحولات.

(2) كرتون محمي. يتم تصنيع الورق المقوى العازل في المقام الأول عن طريق دفع ألياف الكبريتات غير المبيضة، والتي تحتوي على الكثير من المسام بين الألياف، وبالتالي تتمتع بقدرة تهوية قوية، وامتصاص الزيت، وامتصاص الماء، وما إلى ذلك. لنفترض أنه تم استخدام ورق ألياف البوليامين عالي المقاومة للحرارة. في هذه الحالة، من المؤكد أن عمره الافتراضي سيتم تعزيزه بشكل كبير، على سبيل المثال، كأنبوب ورقي عازل، وقضيب دعم، وكتلة وسادة، وفاصل، وحلقة زاوية، وما إلى ذلك.

(3) ورق الكابل. هذا الورق العازل مصنوع من عجينة الكبريتات ويستخدم في المحولات مع إصدارات ورق تلفزيون الكابل DL2-08 وDL2-12، بكثافة 0.08 مم و0.12 مم. يتم استخدامه بشكل أساسي للعزل على السطح الخارجي للأسلاك، وعزل الطبقات البينية للملفات، وعزل غلاف الرصاص. إنها مجرد واحدة من منتجات العزل الرئيسية للمحولات المغمورة بالزيت.

(4) ورق الهاتف. مصنوعة من لب الكبريتات. استخدم ورق الهاتف بتصميم DH-50 في المحول. كثافتها (0.5 ± 5%) ملم، وتلف على شكل لفافة ورق بعرض (500 ± 10) ملم. يستخدم بشكل عام لعزل كابلات الملفات وعزل الملفات بشكل نهائي.

(5) ورق التجاعيد. وهو أيضًا ورق عازل، مصنوع من ورق الحبل المصنوع من لب الكبريتات ومعالجته. إنه يتمتع بكفاءة كهربائية ممتازة في الزيت، ويتميز بجهد فشل عادي مرتفع وقيمة ظلية قليلة لزاوية فقدان العزل الكهربائي. يستخدم ورق التجاعيد بشكل أساسي لتغليف الخطوط الخارجية للمحولات والمناطق الأخرى.

يتراوح معامل العزل الكهربائي للورق والكرتون العازل، المشار إليه بـ ε، بين 4-5، متجاوزًا معامل العزل الكهربائي لزيت المحولات، والممثل بـ ε=2.2، بأكثر من الضعف. في العزل المركب، ترتبط شدة المجال عكسيًا بمعامل العزل الكهربائي للمادة عند تعرضها لمجال كهربائي.

قوة المجال داخل فجوة الزيت أقوى بكثير من قوة المجال في الورق المقوى، مما يجعلها نقطة ضعف في عزل ورق الزيت. ونتيجة لذلك، يقوم الباحثون باستكشاف أنواع جديدة من الورق المقوى ذات معاملات عازلة أقل لتقليل حجم هيكل العزل في المحولات.

مقدمة لهيكل العزل

هيكل العزل الرئيسي للمحولات المغمورة بزيت المحولات الخارجية 10kv 20kv 35kv

1. بين اللف والقلب الحديدي

يتكون القلب الحديدي من عمود أساسي ونير حديدي يتم تأريضهما أثناء التشغيل. يتم توفير العزل بين اللف والعمود الأساسي بشكل أساسي عن طريق اللف بالقرب من العمود الأساسي. كما هو موضح في الشكل 2-15، يتم استخدام أسطوانة ورقية معزولة ونواة حديدية أسطوانية لهذا الغرض. لإنشاء سُمك محدد لعزل فجوة الزيت، يتم وضع شريط دعم بين القطر الخارجي لأنبوب الورق والقطر الداخلي للملف، كما هو موضح في الشكل 2-18. في سيناريوهات الجهد العالي، يمكن إعادة تدوير شريط دعم أنبوب الورق لتوليد طبقة إضافية من العزل، كما هو موضح في الشكلين 14 و16 في الشكل 2.

يتكون القلب الحديدي من عمود أساسي ونير حديدي يتم تأريضه أثناء التشغيل. يوفر اللف بالقرب من العمود الأساسي في المقام الأول العزل بين اللف والعمود الأساسي. كما هو موضح في الشكل 2-15، يتم استخدام أسطوانة ورقية معزولة ونواة حديدية أسطوانية لهذا الغرض. لإنشاء سُمك محدد لعزل فجوة الزيت، يتم وضع شريط دعم بين القطر الخارجي لأنبوب الورق والقطر الداخلي للملف، كما هو موضح في الشكل 2-18. في سيناريوهات الجهد العالي، يمكن إعادة تدوير شريط دعم أنبوب الورق لتوليد طبقة إضافية من العزل، كما هو موضح في الشكلين 14 و16 في الشكل 2.

2. بين اللفات

يتم استخدام عزل فجوة الزيت في أنبوب الورق بشكل شائع كطريقة عزل أولية لمستويات اللفات داخل نفس المرحلة أو عبر مراحل مختلفة. يُرى هذا النوع من العزل بشكل متكرر في محولات الجهد العالي للغاية ذات السعة العالية، حيث تُستخدم عادةً أنابيب ورقية رفيعة ذات فجوات زيتية قليلة.

3. بين اللف والغلاف

يوفر الملف الخارجي وخزان الزيت العزل الأولي بين الملف والغلاف. عند مستويات الجهد 110 كيلو فولت أو أقل، يوفر الزيت العازل سمكًا كافيًا للعزل الرئيسي. في المقابل، عند الفولتية الأعلى التي تبلغ 220 كيلو فولت وما فوق، يتم دمج حاجز إضافي من الورق المقوى لتعزيز العزل الرئيسي بين الأرض والملف.

4. عزل الخطوط الصادرة

يتغير سمك الورق المجعد الذي يغطي الحافة الملفوفة اعتمادًا على مستويات الجهد. ينتج عن المزيد من الجهد طبقة أكثر سمكًا من الورق المجعد. قم بلف الورق المجعد بالسمك الصحيح بالقرب من حافة الملف، ولكن ليس عليه مباشرة، باستخدام كابل مكشوف أو قضيب معدني. ثم قم بلحام سلك نحاسي ناعم متعدد الطبقات يرتبط مباشرة بغطاء البورسلين.

5. عزل مغير الصنبور

يعمل قضيب تشغيل مبدل الصنبور بمثابة عازل حاسم بين اللفات ذات الجهد العالي والمتوسط ​​والأرض. وذلك لأن أحد طرفي القضيب يتصل بالأجزاء ذات الجهد العالي والمتوسط ​​بينما يتصل الطرف الآخر بالغلاف المؤرض. عادة، يتم تصنيع قضيب التشغيل من أنابيب الورق العازلة الفينولية أو الخشب المجفف المطلي بطلاء واقي. يتم تركيبه على دعامة عازلة، حيث يوفر الجزء الموصل العزل بين الحامل والأرض. يتكون العزل الأساسي من الخشب الجنوبي أو الورق المقوى الفينولي.

6. العزل الرئيسي الخارجي للمحولات

تم تصميم الغلاف العازل للمحول لتوجيه أسلاك الجهد العالي والمنخفض من داخل المحول إلى الجزء الخارجي من خزان الزيت. إنه يوفر كلا من العزل للوصلات إلى الأرض والدعم الهيكلي كسلك ثابت. وبالتالي، فإن تلبية متطلبات القوة الكهربائية والميكانيكية المحددة في معايير التصنيع أمر بالغ الأهمية. يعد الموصل الموجود داخل البطانة الخزفية للمحول مكونًا مهمًا يحمل التيار أثناء التشغيل العادي والدوائر القصيرة. ونتيجة لذلك، يجب أن تتمتع جلبة السيراميك بثبات حراري قوي. يتم تحديد التصميم والمواد المستخدمة في غلاف العزل بناءً على متطلبات مستوى الجهد.

العزل العمودي

يتضمن العزل الرأسي توفير العزل بين المنعطفات والطبقات والشبكات الفردية داخل ملف اللف نفسه؛ هناك العديد من المنعطفات المتعرجة، مما يستلزم العزل بينهما. يتكون العزل المتداخل عادةً من ورق كابل يغلف السلك، مع عزل أكثر سمكًا مطلوبًا لمستويات الجهد الأعلى. العزل البيني يتعلق بالعزل بين طبقات الأسلاك المتجاورة بما يعادل عرض ممر الزيت.