نقل مستوى زيت المحول الرئيسي عن بُعد وظيفة مقياس مستوى زيت المحول المتطلبات الفنية

أولاً: المكونات الأساسية

1. مستشعر مستوى الزيت (وحدة الاستحواذ الميداني)
   يتم تثبيته على خزان المحولات أو خزانة تخزين الزيت، وهو جوهر الحصول على الإشارة، والأنواع السائدة هي كما يلي:
   • أجهزة الاستشعار العائمةيتم استخدام العوامة لرفع وخفض مستوى الزيت لتشغيل الهيكل الميكانيكي (مثل المغناطيس)، مما يؤدي إلى تشغيل مفتاح القصب أو عنصر هول لإخراج كمية التبديل (إنذار مستوى الزيت المرتفع والمنخفض) أو الكمية التناظرية (مستوى الزيت المستمر 4-20mA).
   • المستشعرات السعويةمن خلال اختلاف ثابت العزل الكهربائي لوسط الزيت/الغاز، يتم تحويل التغير في مستوى الزيت إلى تغير في قيمة السعة، والتي يتم تحويلها إلى إشارة كهربائية قياسية بواسطة الدائرة، والتكيف مع درجات الحرارة العالية والبيئة الكهرومغناطيسية القوية بدقة عالية.
   • أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية:: قياس بدون تلامس، يحسب مستوى الزيت عن طريق إرسال موجات فوق صوتية واستقبال الموجات المنعكسة من مستوى السائل، وهو مناسب للسيناريوهات التي لا يُنصح فيها بتركيب مستشعر تلامس.
2. وحدة إرسال الإشارات
   • وسيط الإرسال: مستخدم في الغالبالكابلات المحمية(مضادة للتداخل الكهرومغناطيسي)، أو تحويلها إلى إشارات رقمية (RS485، إيثرنت) لنقلها عبر أجهزة القياس والتحكم (مثل المحطات الطرفية الذكية) في جسم المحول.
   • نوع الإشارة:
     • التناظرية: 4-20 مللي أمبير (التيار الرئيسي، القدرة المضادة للتداخل، المقابلة لمستوى الزيت 0-100%);
     • تبديل الكمية: 2-3 مجموعات (تتوافق مع مستوى الزيت المنخفض، ومستوى الزيت العادي، ومستوى الزيت المرتفع/إنذار التدفق الزائد);
     • رقمي: الإرسال عبر بروتوكولات Modbus وIEC 61850 وغيرها من البروتوكولات، ودعم التهيئة والمعايرة عن بُعد.
3. وحدة المراقبة عن بُعد
   استقبال الإشارة المرسلة وإدراكها:
   • العرض في الوقت الحقيقي: عرض مستوى الزيت كقيمة رقمية أو رسم بياني شريطي أو قرص تناظري في واجهة المراقبة;
   • ربط الإنذارات: عندما يتجاوز مستوى الزيت الحد المسموح به (نقص الزيت في مستوى الزيت المنخفض، ارتفاع مستوى الزيت في مستوى الزيت الزائد)، فإنه يطلق إنذارات صوتية ومرئية، وتسجيل، وحتى ربط منطق حماية المحولات (على سبيل المثال، انخفاض مستوى الزيت الذي يمنع تنظيم الجهد);
   • إمكانية التتبع التاريخي: يخزن بيانات مستوى الزيت ويدعم تحليل الاتجاهات (على سبيل المثال لتحديد تسرب الزيت البطيء).

ثانيا - المتطلبات التقنية الرئيسية

1. التكيف البيئي
   تحتاج المستشعرات إلى تحمل درجة الحرارة العالية لتشغيل المحولات (عادةً - 30 ℃ ~ 100 ℃)، والتداخل الكهرومغناطيسي القوي (تسرب المحولات)، ومع مقاومة للانفجار، ومقاومة التآكل الزيتي (الفولاذ المقاوم للصدأ، ومطاط الفلور ومواد أخرى).
2. دقة القياس
   عادةً ما يلزم أن يكون الخطأ ≤ ± 1% (مقياس كامل) لتجنب الإنذارات الكاذبة أو الإنذارات الفائتة (على سبيل المثال لا يمكن التعرف على التسرب البسيط) بسبب نقص الدقة.
3. التكرار والموثوقية
   • يمكن تصميم المحولات الحرجة بتكرار "المستشعر المزدوج" لتجنب نقطة فشل واحدة;
   • يجب وضع كابلات الإشارة بشكل مستقل، بعيدًا عن كابلات الجهد العالي لتقليل تشويه الإشارة الناجم عن التداخل الكهرومغناطيسي.
4. تعويض درجة الحرارة
   يمكن أن تؤدي تغيرات حجم زيت المحولات مع درجة الحرارة إلى "مستوى زيت كاذب" (مثل ارتفاع درجة حرارة الزيت يبدو أن مستوى الزيت يرتفع)، وهو جزء من وظيفة تعويض درجة الحرارة المدمجة في المستشعر، من خلال إشارة درجة حرارة الزيت لتصحيح قيمة قياس مستوى الزيت، لضمان صحة البيانات.

ثالثا - المشاكل الشائعة والعلاج

رابعا - الآثار المترتبة على التطبيق

• حماية السلامةالمراقبة في الوقت الحقيقي لنقص الزيت (مما يؤدي إلى أعطال العزل/تبديد الحرارة)، وانسكاب الزيت (مما يؤدي إلى مخاطر الحريق) وإطلاق الإنذارات في الوقت المناسب;
• تحسين العمليات التشغيلية:: تقليل تواتر عمليات الفحص اليدوي وتوقع الاتجاهات غير الطبيعية لمستوى الزيت (مثل التسرب المزمن) من خلال البيانات التاريخية;
• التكيف غير المراقب:: توفير دعم بيانات الحالة الرئيسية لوضع المحطات الفرعية غير المراقبة، بما يتماشى مع احتياجات تطوير الشبكة الذكية.

كيف تختار حل القياس عن بُعد المناسب لمستوى الزيت لمحولك الرئيسي؟

أولاً، وضح أولاً المعلمات الأساسية الخاصة بالمحول (الفرضية الأساسية)

1. سعة المحول ومستوى الجهد
   • محولات المحطات ذات السعة الكبيرة (≥ 110 كيلو فولت) أو المحولات المهمة (مثل المحولات الرئيسية في المحطات الفرعية المحورية): الموثوقية العالية مطلوبة وموصى بها.تصميم التكرار المزدوج للمستشعر المزدوج(على سبيل المثال، أجهزة الاستشعار السعوية الأساسية والاحتياطية) لتجنب نقطة فشل واحدة يمكن أن تؤدي إلى فشل المراقبة;
   • السعات الصغيرة والمتوسطة (35 كيلو فولت وأقل) أو محولات التوزيع: يمكن تبسيط الحل باختيار جهاز استشعار واحد (مثل النوع العائم) لتقليل التكاليف.
2. نوع حافظ الزيت
   يحدد هيكل حافظة الزيت كيفية تركيب الحساسات ويجب أن تكون متطابقة بدقة:

   نوع حافظ الزيت	الخصائص الهيكلية	أنواع المستشعرات الموصى بها	تنبيه
   حافظ الزيت المكشوف	الاتصال المباشر مع الغلاف الجوي يجعلها عرضة للملوثات/دخول البخار.	النوع العائم (مع هيكل مانع للتسرب)، نوع المكثف	يجب فحص أجهزة الاستشعار بانتظام للتأكد من مقاومتها للتلوث
   خزانات تخزين الزيت الكبسولة/الحجاب الحاجز	الزيت معزول عن الغلاف الجوي وله كبسولة داخلية مرنة	سعوية (عدم التلامس)، من النوع فوق الصوتي	تجنب الاحتكاك المباشر بين المستشعر والكبسولة لمنع الكسر
   حافظ الزيت المموج المموج	منفاخ معدني يتراجع لتنظيم مستوى الزيت	سعة (تركيب جانبي)، تضيق مغناطيسي	يجب أن يتكيف المستشعر مع شوط تمدد وانكماش المنفاخ.

ثانيا - مطابقة الظروف البيئية للموقع (القيود الرئيسية)

1. نطاق درجة الحرارة
   • المناطق الباردة (مثل الشمال الشرقي، الشمال الغربي): اختر حساسات مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة (درجة حرارة التشغيل ≥ -40 ℃)، لتجنب الحساسات من النوع العائم بسبب درجة الحرارة المنخفضة العالقة في الجليد;
   • بيئة ذات درجة حرارة عالية (على سبيل المثال في الهواء الطلق في الجنوب، مصنع مغلق): اختر النوع السعوي أو فوق الصوتي مع مقاومة درجات الحرارة ≥120 ℃ لتجنب تقادم الأجزاء البلاستيكية في درجات الحرارة العالية.
2. شدة التداخل الكهرومغناطيسي (EMI)
   يمكن أن يؤثر التسرب المغناطيسي من جسم المحول والإشعاع الكهرومغناطيسي من كابلات الجهد العالي على نقل الإشارة ويجب أن يكون كذلك:
   • المستشعرات: مفضلةالسعوية(مقاومة عالية للتداخل الكهرومغناطيسي)، تجنب اختيار نوع العوامة بعناصر Hall (عرضة لتداخل المجال المغناطيسي);
   • كابل الإرسال: يجب أن يكونالزوج الملتوي المحمي الملتوي(مثل نوع RVVP)، والوضع المستقل (بعيدًا عن الكابلات ذات الجهد العالي 10 كيلو فولت وما فوق)، وكلا الطرفين من التأريض الجيد (مقاومة التأريض ≤ 4Ω).
3. متطلبات الحماية من التلوث والانفجار
   • المناطق المتسخة في الهواء الطلق (مثل المناطق الصناعية والسواحل): يجب تحديد مبيت المستشعر.IP65 وما فوقها(مقاوم للغبار والمطر)، أولوية المواد الفولاذ المقاوم للصدأ (مقاوم للتآكل);
   • البيئات المقاومة للانفجار (مثل المحطات الكيميائية الفرعية): يجب استخدامدرجة Ex d IIB T4 وما فوقها مقاومة للانفجارمن المستشعر لتجنب الخطر الناجم عن الشرر الكهربائي.

ثالثاً - تحديد المتطلبات الوظيفية ومتطلبات التشغيل والصيانة (الأهداف الأساسية)

1. متطلبات دقة القياس
   • المراقبة الدقيقة (على سبيل المثال صيانة حالة المحولات الرئيسية): اختيارالسعوية أو التقبض المغناطيسي(الخطأ ≤ ± 0.5% FS)، يدعم المراقبة المستمرة لمستوى الزيت لتحليل الاتجاهات;
   • إنذار القاعدة (مستوى الزيت المرتفع والمنخفض فقط): قابل للتحديدتعويم(الخطأ ≤ ± 2% FS)، منخفضة التكلفة، لتلبية الطلب على تبديل الإنذارات يمكن أن يكون.
2. إرسال الإشارات وتوافقها
   الحاجة إلى المطابقة مع نظام المراقبة عن بُعد (مثل SCADA، المكتب الخلفي) لتجنب مشكلة "عدم توافق الإشارات":
   • المحطات الفرعية التقليدية (القائمة على التناظرية): اختيارخرج تناظري 4-20 مللي أمبيريتم توصيل المستشعرات مباشرةً بوحدة التحكم المنطقي القابل للبرمجة (PLC) أو وحدة إعادة الإرسال;
   • محطات فرعية ذكية (قائمة على الرقمنة): تحديد الدعمبروتوكولات IEC 61850/MODBUSيتم توصيل المستشعرات الرقمية بالمحطة الطرفية الذكية عبر Ethernet أو RS485 لتحقيق قابلية التشغيل البيني للبيانات.
3. متطلبات الإنذار والربط
   • المتطلبات الأساسية: دعم مجموعتين على الأقل من مخرجات التبديل لـ "إنذار انخفاض مستوى الزيت" (نقص الزيت) و"إنذار ارتفاع مستوى الزيت" (فائض الزيت);
   • المتطلبات المتقدمة: أن تكون مدعومةإنذار للتغير المفاجئ في مستوى الزيت(على سبيل المثال، يتم الحكم على الانخفاض السريع لمستوى الزيت في فترة زمنية قصيرة على أنه تسرب للزيت) ومنطق حماية الوصلة (على سبيل المثال، انخفاض مستوى الزيت الذي يمنع تنظيم الجهد عند التحميل).
4. وظيفة تعويض درجة الحرارة
   سوف ينتج عن زيت المحولات بسبب تغيرات درجة الحرارة "مستوى زيت كاذب" (زيادة درجة حرارة الزيت ← تمدد حجم الزيت ← ارتفاع كاذب في مستوى الزيت)، تحتاج إلى التأكد مما إذا كان المستشعر معتعويض درجة الحرارة المدمج::
   • السيناريوهات الخارجية أو السيناريوهات ذات الاختلافات الكبيرة في درجات الحرارة (فرق درجة الحرارة ليلاً ونهارًا ≥ 20 درجة مئوية): يجب اختيار أجهزة الاستشعار المزودة بتعويض درجة الحرارة (مثل: السعوية + PT100 للحصول على درجة الحرارة) لضمان الحصول على بيانات حقيقية لمستوى الزيت;
   • بيئة درجة حرارة ثابتة في الأماكن المغلقة: يمكن تبسيطها بدون تعويض قسري لدرجة الحرارة.

رابعاً - الموازنة بين الموثوقية والتكلفة (الملاءمة الاقتصادية)

1. الاستثمار الأولي مقابل تكاليف التشغيل والصيانة

   نوع البرنامج	التكلفة الأولية	صعوبة التشغيل والصيانة	السيناريوهات القابلة للتطبيق
   النوع العائم (التبديل)	أسفل (رأس المرء)	متوسطة (تتطلب فحصًا منتظمًا للمكونات الميكانيكية)	سعة صغيرة إلى متوسطة، متطلبات التنبيه الأساسية
   سعوي (تناظري)	الوسط	منخفض (لا يوجد تآكل ميكانيكي)	سعة كبيرة، ومراقبة دقيقة، وبيئة كهرومغناطيسية قوية
   الموجات فوق الصوتية (رقمية)	الخاص بك (الشرفية)	منخفض (قياس عدم التلامس)	حافظة زيت ذات هيكل خاص (مثل المموج)، بيئة مقاومة للانفجار

2. مقايضات تصميم التكرار
   • المحطات الفرعية غير الحرجة (مثل محطات التوزيع): مستشعر واحد + كابل احتياطي، لا حاجة إلى التكرار;
   • المحطات الفرعية الحرجة (مثل المحطات المحورية والمحولات الرئيسية لمحطات الطاقة): يجب أن تكون مزدوجة الاستشعار (إمداد طاقة مستقل، نقل مستقل)، ومقسمة إلى أجهزة قياس وتحكم مختلفة لضمان "نسخة احتياطية واحدة، استخدام واحد".

خامساً - التحقق من الامتثال والتوافق (الضمان النهائي)

1. الامتثال للمعايير:: اختر المنتجات التي تلبي معايير الصناعة، مثل "DL/T 1502-2016 الشروط الفنية لأجهزة مراقبة مستوى زيت المحولات"، لتجنب المنتجات غير القياسية التي لا يمكن توصيلها بنظام مراقبة الطاقة;
2. توافق الواجهةتأكد من أن مزود طاقة المستشعر (عادةً DC24V) وواجهة الإشارة (على سبيل المثال، طرف 4-20mA، واجهة RS485) متوافقة مع جهاز القياس والتحكم في الموقع لتجنب إعادة العمل بسبب "عدم تطابق الواجهة";
3. خدمات المصنعينتُعطى الأولوية للمصنعين الذين لديهم سجل حافل في صناعة الطاقة، ويوفرون التشغيل في الموقع (مثل معايرة مستوى الزيت) وحماية ما بعد البيع (مثل ضمان لمدة عام واحد)، وذلك للحد من مخاطر التشغيل والصيانة في مرحلة لاحقة.

ملخص: عملية اتخاذ القرار بالاختيار

1. تأكيد معلمات المحولات (السعة، نوع حافظ الزيت) ← 2. تقييم بيئة الموقع (درجة الحرارة، الكهرومغناطيسية، مقاومة للانفجار) ← 3. تحديد المتطلبات الوظيفية (الدقة، الإرسال، الإنذارات) ← 4. موازنة التكلفة والموثوقية ← 5. التحقق من التوافق والتوافق.