موقع عطل المحول

• الهدف الأساسي:: يهدف موقع العطل في المحولات إلى التحديد الدقيق لطبيعة العطل (مثل قصر الدائرة، أو الدائرة المفتوحة، أو التفريغ)، والمكون المحدد (مثل اللف، أو القلب، أو مغير الصنبور، أو الجلبة) الذي يحدث فيه العطل، وموقعه المادي، عن طريق المراقبة والاختبار والتحليل المنهجي.

• منطق تحديد المواقع:: اتباع مبدأ "من السطح إلى الداخل، من الكلي إلى الجزئي". وتتمثل الخطوة الأولى في تحليل بيانات المراقبة على الخط ومعلومات إجراءات الحماية المرحلية للتحقيق الأولي؛ والخطوة الثانية هي إجراء سلسلة من الاختبارات التشخيصية الكهربائية غير المدمرة بعد انقطاع التيار الكهربائي؛ والخطوة الأخيرة هي دمج تقنيات صوتية/اهتزازية متقدمة أو إجراء عمليات فحص داخلي، إذا لزم الأمر.

• الطرق الرئيسية عبر الإنترنت:

  • تحليل الغازات الذائبة (DGA) في النفط:: تحديد كثافة الطاقة ونوع العطل (مثل السخونة الزائدة، والانحراف، والتفريغ الجزئي) من خلال تحليل نوع ومحتوى الغاز المميز للعطل.

  • تحليل إجراءات حماية المرحل:: تحديد المنطقة (الداخلية/الخارجية) وشدة العطل بسرعة بناءً على نوع الحماية التي تعمل (مثل التفاضلية، الغازية، التيار الزائد).

• الاختبار الأساسي دون اتصال بالإنترنت:

  • الاختبارات الكهربائية الروتينية:: يشمل مقاومة التيار المستمر للملف، والنسبة، ومقاومة العزل، وعامل الفقد العازل، وما إلى ذلك. ويستخدم للحكم على توصيل اللف والدوائر القصيرة من دورة إلى أخرى وسلامة نظام العزل.

  • تشخيص الحالة الميكانيكية:: تحليل الاستجابة الترددية (SFRA) هو الوسيلة الأكثر فعالية لتشخيص الأضرار الميكانيكية مثل تشوه وإزاحة اللفات.

• الهدف النهائي:: تحديد موقع العطل بدقة هو الأساس لصياغة برنامج إصلاح (الإصلاح في الموقع، أو الإعادة إلى المصنع للإصلاح أو التخريد)، وتقييم الأضرار الناجمة عن الحادث، وتحليل سبب العطل من أجل منع تكرار حوادث مماثلة.

أولاً - التشخيص الأولي للأعطال: الرصد والتحليل الإلكتروني للمعلومات المتعلقة بالحوادث

بعد تعطل المحولات، لا تكون الخطوة الأولى في تحديد موقع العطل هي الاختبار الميداني الفوري، بل التحليل التفصيلي لبيانات ما قبل الرحلة عبر الإنترنت ومعلومات إجراءات الحماية.

1 - تحليل معلومات إجراءات حماية المرحل

• مرحل الغازإجراء الحماية (الغاز):: هذا هو الدليل الأكثر مباشرة الذي يشير بوضوح إلى أن العطل داخل خزان الوقود.

  • إنذار الغاز الخفيف:: يتوافق عادةً مع الأعطال الكامنة الأولية، مثل السخونة الزائدة الموضعية والتفريغات الطفيفة، مما يشير إلى انخفاض طاقة العطل.

  • تعثر الغاز الثقيل:: يشير إلى حدوث عطل شديد في الدائرة الكهربائية الداخلية مما ينتج عنه صدمة عنيفة في تدفق الزيت.

• إجراء الحماية التفاضلية:: يشير إلى حدوث عطل شديد في الطور إلى الطور أو دائرة قصر أرضية شديدة داخل منطقة الحماية التي يشكلها التصوير المقطعي المحوسب التفاضلي (أي جسم المحول والبطانات).

• إجراء حماية التيار الزائد/حماية التيار الزائد/حماية المعاوقة:: إذا كانت الحماية الاحتياطية فقط هي التي تعمل، فقد يكون العطل خارجيًا أو داخليًا في المحول ويتطلب مزيدًا من التقدير بالاقتران مع معلومات أخرى.

2 - تحليل الغاز المذاب في النفط DGA - تحليل الغازات الذائبة في النفط
DGA هي الوسيلة الأكثر فعالية لتشخيص الأعطال الكامنة داخل المحول وتحليل طبيعة الأعطال التي حدثت. تتسبب الأنواع المختلفة من الأعطال في تحلل الزيت والورق العازل عند درجات حرارة مختلفة، مما ينتج عنه مجموعات محددة من الغازات.

• انخفاض درجة الحرارة الزائدة (أقل من 300 درجة مئوية):: تنتج الميثان (CH₄) والإيثان (C₂H₆) بشكل رئيسي.

• حرارة فائقة متوسطة إلى عالية (300 درجة مئوية - 700 درجة مئوية):: ينتج بشكل رئيسي الإيثيلين (C₂H₄H).

• التفريغ الجزئي (PD):: ينتج بشكل رئيسي الهيدروجين (H₂) وكمية صغيرة من الميثان.

• تفريغ القوس الكهربائي (>700 درجة مئوية):: ينتج كميات كبيرة من الهيدروجين (H₂) والأسيتيلين (C₂H₂H₂). الأسيتيلين هو الغاز المميز الوحيد الفعال لأعطال القوس الكهربائي.

من خلال تحليل التغيُّرات في بيانات DGA قبل الفشل وبعده واستخداممثلث دوفال يمكن استخدام طرق بيانية مكافئة لتحديد ما إذا كان العطل ناتجًا عن ارتفاع درجة الحرارة أو التفريغ الجزئي أو القوس الكهربائي.

ثانيًا: اختبار التشخيص الكهربائي وتحديد المواقع بعد انقطاع التيار الكهربائي

بعد الانتهاء من التشخيص الأولي والتأكد من وجود تدابير السلامة، يتم استخدام سلسلة من الاختبارات الكهربائية غير المتصلة بالإنترنت لتحديد موقع العطل بشكل أكبر.

ثالثاً - تقنية تحديد موقع الخطأ المتقدمة

بالنسبة لبعض الأعطال المعقدة، والتي قد يكون من الصعب تحديدها بالاختبارات الكهربائية التقليدية، يلزم استخدام تقنيات أكثر تقدماً.

1. SFRA - تحليل استجابة الترددات الكاسحة - SFRA - تحليل استجابة الترددات الكاسحة

• النظرية:: يُعرف SFRA باسم اختبار "بصمة الإصبع" للمحولات. وهو يقيس استجابة اللف عن طريق حقن إشارة ممسوحة (من هرتز إلى ميجا هرتز) في اللف ورسم منحنى استجابة تردد فريد. ويشكل الحث (اللفات) والسعة (من دوران إلى دوران، ومن طبقة إلى طبقة، ومن طبقة إلى طبقة، ومن طبقة أرضية) داخل المحول شبكة RLC معقدة، وأي تغييرات ميكانيكية (مثل تشوه اللفات وإزاحة القلب وإزاحة المشابك) ستغير هذه الشبكة، مما يؤدي إلى تغيير في منحنى "البصمة".

• الأجهزة:: من خلال مقارنة منحنى اختبار التيار مع منحنى المصنع أو المنحنى التاريخي، من الممكن تحديد ما إذا كان المحول قد تعرض لتلف ميكانيكي بحساسية شديدة، وكذلك شدة التلف ومساحته التقريبية.

2- موقع التفريغ الجزئي الصوتي

• النظرية:: عندما تحدث تفريغات جزئية داخل محول، يتم توليد إشارات فوق صوتية. تنتقل هذه الموجات الصوتية عبر الزيت العازل إلى جدار الخزان.

• تحديد الموقع:: ترتيب أجهزة استشعار متعددة تعمل بالموجات فوق الصوتية خارج جدار الخزان، عن طريق قياس الفارق الزمني (التأخير الزمني) بين وصول إشارة التفريغ إلى أجهزة الاستشعار المختلفة، واستخدامخوارزمية التثليثيسمح ذلك بحساب الإحداثيات المكانية ثلاثية الأبعاد لمصدر التفريغ داخل الخزان، مما يتيح تحديد الموقع المادي الدقيق لنقطة التفريغ.

الأسئلة الشائعة (FAQ)

1 - ما هي الخطوة الأولى التي ينبغي أن تكون الخطوة الأولى في تحديد موقع العطل بعد تعطل المحول؟
الخطوة الأولى بالتأكيد ليست الاختبار الفوري. الخطوة الأولى هيضمان السلامة(العزل، واختبار الطاقة، والتأريض)، يلي ذلكجمع المعلومات:: سجل وحلل بالتفصيل الحماية التي تم تشغيلها، ووقت التشغيل، والحمل وظروف الطقس قبل التعثر، وقم بأخذ عينة من المحول لتحليل الغازات الذائبة في الزيت في المقام الأول. يوفر الجمع بين هذه المعلومات حكمًا أساسيًا على طبيعة العطل ومداه ويوجه برنامج الاختبار اللاحق.

2- ما هو الفرق بين DGA و SFRA في استكشاف الأخطاء وإصلاحها؟
إنهما متكاملان، حيث تشخّص DGAالفشل الكهروكيميائيوالذي يخبرك ما إذا كان هناك حدث مثل ارتفاع درجة الحرارة أو التفريغ أو ما إلى ذلك داخل المحول. وتقوم SFRA بتشخيصالعطل الميكانيكي الهيكليفهو يخبرك ما إذا كان "الهيكل العظمي" للمحول (اللفات والقلب وما إلى ذلك) قد تعرض للتشوه أو الإزاحة بسبب عدم قدرته على تحمل القوى الكهربائية أو التأثيرات الخارجية. يمكن أن ينتج عن العطل الخطير في الدائرة القصيرة قوس كهربائي (يمكن أن يكتشف DGA الأسيتيلين) وتشوه اللفات (يمكن أن يكتشف SFRA تغير المنحنى).

3- إلى أي مدى يمكن تحديد موقع العطل دون رفع جرس المحول (فتح العلبة)؟
وبفضل المجموعة الكاملة من تقنيات التشخيص غير الجراحية الموصوفة أعلاه (DGA، والاختبارات الكهربائية، وفحص الترددات الراديوية غير الجراحية، والتخطيط الصوتي، والتوطين الصوتي، وما إلى ذلك)، يمكن تحديد الغالبية العظمى من الأعطال (أكثر من 90%) إلى مكون معين (على سبيل المثال، لفات المرحلة A ذات الجهد العالي) ونوع معين من الأعطال (على سبيل المثال، دائرة قصيرة بين اللفات) دون فتح الصندوق. يعد هذا الموقع الدقيق ضروريًا لتقييم جدوى الإصلاح ووضع خطة إصلاح فعالة، وتجنب عمليات الفحص العمياء والمكلفة خارج الصندوق.