حماية درجة حرارة زيت المحول
̄ ̄ ̄ ̄30 يوليو 2025 30 يوليو 2025 18:49:42
إن حماية درجة حرارة زيت المحولات هو "حارس التحكم في درجة الحرارة" لمنع تلف المحولات بسبب ارتفاع درجة الحرارة بشكل غير طبيعي، ويتمثل دوره الأساسي في التدخل في حالة ارتفاع درجة الحرارة في الوقت المناسب من خلال مراقبة درجة حرارة الزيت العلوي للمحول لتجنب تسارع شيخوخة العزل أو احتراق اللفات. إنه ليس فقط "الحارس" لضمان عمر المعدات، ولكنه أيضًا خط الدفاع الرئيسي للحفاظ على التشغيل المستقر لشبكة الطاقة. التحليل المفصل التالي من حيث المبدأ والتكوين ومنطق العمل والجوانب الأخرى:
لماذا تُعد درجة حرارة الزيت "مقياسًا صحيًا" للمحولات؟
عندما يكون المحول قيد التشغيل، يتم تحويل خسائر اللفات (خسائر النحاس) وفقدان القلب (خسائر الحديد) إلى حرارة، مما يزيد من درجة حرارة الزيت العازل. في ظل الظروف العادية، تتم موازنة درجة حرارة الزيت عن طريق المصارف الحرارية وتبديد الحرارة البيئية، ولكن إذا زاد الفقد بشكل غير طبيعي (على سبيل المثال، حدوث ماس كهربائي للملفات) أو تم حظر تبديد الحرارة (على سبيل المثال، تعطل المروحة)، ستستمر درجة حرارة الزيت في الارتفاع:
- عندما تتجاوز درجة حرارة الزيت80°C عندما يتأكسد الزيت العازل، سيقل عمر الزيت العازل أضعافًا مضاعفة مع ارتفاع درجة الحرارة (سيتضاعف معدل الأكسدة لكل 10 درجات مئوية ارتفاع);
- تفوق105°C عندما تبدأ القوة الميكانيكية للورق العازل (المادة الأساسية لعزل اللف) في الانخفاض بشكل كبير، قد يؤدي التشغيل على المدى الطويل إلى انهيار العزل، مما يؤدي إلى حدوث أعطال في الدائرة القصيرة.
لذلك، فإن جوهر حماية درجة حرارة الزيت هو "حماية" نظام العزل عن طريق التحكم في الحد الأعلى لدرجة الحرارة.
المكونات الأساسية لحماية درجة حرارة الزيت ومراقبة العناصر
يتكون نظام حماية درجة حرارة الزيت منعناصر مراقبة درجة الحرارةووحدة معالجة الإشاراتالاستجابة في الغناءالوكالة المنفذةتعمل الأجزاء الثلاثة من النظام معًا لإكمال عملية "قياس درجة الحرارة - الحكم - العمل".
1 - عناصر الرصد الرئيسية: أجهزة استشعار درجة الحرارة
المستشعر هو "عين" حماية درجة حرارة الزيت ويجب أن يكون على تماس مباشر مع سطح الزيت العلوي (الأكثر انعكاسًا لدرجة حرارة الزيت الكلية)، والأنواع الشائعة والخصائص هي كما يلي
| نوع المستشعر | مبدأ العمل | الطليعة | السيناريوهات القابلة للتطبيق |
| موازين حرارة الضغط | يتم ملء الثرمويل بسائل متطاير (مثل الكلوروميثان)، والذي يتمدد/ينكمش عندما تتغير درجة الحرارة، مما يؤدي إلى نقل الضغط عبر الأنبوب الشعري وتشغيل المؤشر والتلامس الكهربائي. | هيكل بسيط، مقاوم للاهتزازات (بدون إلكترونيات)، قابل للعرض محليًا. | المحولات الصغيرة والمتوسطة الحجم (حتى 10 ميجا فولت أمبير)، محولات التوزيع الخارجية. |
| مستشعرات المقاومة البلاتينية(Pt100) | باستخدام خصائص تغيرات مقاومة البلاتين مع درجة الحرارة (100 درجة مئوية عند 0 درجة مئوية، تزداد المقاومة بمقدار 0.385 درجة مئوية لكل ارتفاع في درجة الحرارة)، يتم إرسال إشارة المقاومة إلى منظم الحرارة عبر الكابل. | دقة قياس عالية (± 0.5 درجة مئوية)، إمكانية نقل البيانات عن بُعد. | المحولات ذات السعة الكبيرة (35 كيلو فولت وما فوق)، والمحطات الفرعية التي تتطلب مراقبة مركزية. |
| مستشعرات الألياف البصرية | يختلف طور/شدة الإشارة الضوئية باختلاف درجة الحرارة أثناء انتقالها عبر الألياف الضوئية ويتم تحويلها إلى قيمة درجة الحرارة بواسطة جهاز إزالة التشكيل. | مضاد للتداخل الكهرومغناطيسي (مناسب لبيئات الجهد العالي)، مقاوم للتآكل. | محولات الجهد العالي جداً (1000 كيلو فولت)، محولات خاصة ذات هياكل فجوة زيتية متعددة. |
2 - معالجة الإشارات والتحكم: منظمات الحرارة
الثرموستات هو "العقل" لحماية درجة حرارة الزيت، والذي يستقبل إشارة المستشعر، ويقارنها بالعتبة المحددة مسبقًا، ويخرج تعليمات التحكم. وتشمل وظائفه الأساسية ما يلي:
- عرض درجة حرارة الزيت في الوقت الحقيقي (نظام LED محلي أو نظام مراقبة عن بُعد);
- ضبط عتبات درجات الحرارة متعددة المستويات (على سبيل المثال، بدء التبريد، والتنبيه، والرحلة);
- تسجيل ملفات درجات الحرارة وسجل الحركة (لسهولة تتبع الأعطال).
منطق العمل ثلاثي المراحل للحماية من درجة حرارة الزيت: من التحذير إلى الإغلاق
تتبنى الحماية من درجة حرارة الزيت استراتيجية "الاستجابة المتدرجة"، وتصعيد الإجراء خطوة بخطوة وفقًا لدرجة ارتفاع درجة الحرارة، وتحقيق التوازن بين حماية المعدات واستمرارية إمداد الطاقة، مع العتبات المحددة التالية (للمحولات المغمورة بالزيت، على سبيل المثال):
| نطاق درجة الحرارة | حالة الزناد | إجراء وقائي | الغرض والأهمية |
| تبريد بدء التشغيل (عادةً من 60 إلى 70 درجة مئوية) | تصل درجة حرارة الزيت إلى القيمة المحددة (يمكن ضبطها وفقًا لدرجة الحرارة المحيطة، على سبيل المثال 60 درجة مئوية في الصيف و70 درجة مئوية في الشتاء). | التفعيل التلقائي لنظام التبريد: - المحولات الصغيرة: قم بتشغيل مروحة التبريد; - المحولات الكبيرة: ابدأ تشغيل مجموعة واحدة من مضخات الزيت + المروحة، إذا استمرت درجة الحرارة في الارتفاع، ثم ضع المبرد الاحتياطي. |
إن خفض درجة حرارة الزيت عن طريق التبديد النشط للحرارة لتجنب المزيد من الزيادة في درجة الحرارة هو "تدخل وقائي". |
| إنذار ارتفاع درجة الحرارة (عادةً 85 ~ 95 درجة مئوية) | بعد أن تتجاوز درجة حرارة الزيت قيمة بدء التبريد، تستمر في الارتفاع إلى عتبة الإنذار بعد 30-60 دقيقة. | يتم إصدار إنذارات صوتية وضوئية (مثل إنذارات غرفة التحكم، والنوافذ المنبثقة لنظام المراقبة)، بينما يتم تسجيل وقت الإنذار وقيمة درجة حرارة الزيت. | يحث المشغل على التحقق من سبب الخلل (مثل تعطل نظام التبريد، والحمل الزائد)، مما يتطلب تدخلاً يدويًا. |
| رحلة الطوارئ (عادةً 95 ~ 105 درجة مئوية) | تتجاوز درجة حرارة الزيت قيمة الإنذار وترتفع بشكل حاد لفترة زمنية قصيرة (على سبيل المثال 10 درجات مئوية خلال 5 دقائق) أو تصل إلى القيمة القصوى المسموح بها. | افصل على الفور قواطع الدارة الكهربائية على جانبي المحول، وقم بفصل مصدر الطاقة، وفي نفس الوقت ترسل الوصلة إشارة "رحلة درجة حرارة الزيت مرتفعة للغاية". | ينتمي تجنب درجات حرارة الزيت المرتفعة التي تؤدي إلى تبخير الزيت العازل وانهيار الورق العازل إلى "خط الدفاع الأخير". |
مصنف للمبالغ المالية:: تختلف إعدادات العتبة قليلاً من مصنع لآخر، على سبيل المثال بالنسبة للمحولات ذات التبريد بالدوران القسري للزيت، قد يتم تخفيف درجة حرارة التعثر إلى 110 درجة مئوية (بسبب تبديد الحرارة بكفاءة أكبر)، راجع لوحة اسم المعدات.
العلاقة التآزرية بين حماية درجة حرارة الزيت والحماية من درجات الحرارة الأخرى
نظام حماية درجة حرارة المحولات، وحماية درجة حرارة الزيت وحماية درجة حرارة اللفهناك تقسيم للعمل وتعاون، ويجب توضيح الفرق بين الاثنين ومنطق الربط بينهما:
| بُعد المقارنة | حماية درجة حرارة الزيت | حماية درجة حرارة اللف | المنطق التعاوني |
| كائنات المراقبة | متوسط درجة حرارة الزيت العازل العلوي | درجة حرارة النقطة الساخنة داخل اللف (10 ~ 20 درجة مئوية أعلى من درجة حرارة الزيت) | أثناء التشغيل العادي، تكون حماية درجة حرارة الزيت هي السائدة (تعكس الحالة العامة); في حالة حدوث عطل في دائرة كهربائية قصيرة، ترتفع درجة حرارة اللف بشكل حاد، مما يؤدي إلى تعثر حماية اللف في الأولوية. |
| طريقة القياس | ملامسة مباشرة لمستوى الزيت (مستشعر أعلى الخزان) | الحساب غير المباشر (تيار الحمل المقاس بواسطة محول التيار، مدمجًا مع درجة حرارة الزيت لاشتقاق درجة حرارة النقطة الساخنة) | إذا لم تعمل الحماية من درجة حرارة الزيت ولكن درجة حرارة اللف تتجاوز الحد الأعلى، سيحدد النظام "السخونة الزائدة المحلية" ويفرض بدء التبريد أو التعثر. |
| أولوية الحماية | ثانوي (أبطأ في الانعكاس، ومناسب للسخونة الزائدة المزمنة) | أساسي (استجابة سريعة للسخونة الزائدة المفاجئة) | سيؤدي أي من الاثنين إلى إيقاف التشغيل إذا تم الوصول إلى حالة التعثر، مما يؤدي إلى "تأمين مزدوج". |
الأعطال الشائعة واستكشاف الأعطال الشائعة في حماية درجة حرارة الزيت وإصلاحها
إن تعطل أو فشل حماية درجة حرارة الزيت سيهدد بشكل مباشر سلامة المعدات، تحتاج إلى التركيز على المشكلات التالية:
-
إنذار كاذب/رحلة كاذبة
- الأسباب: أسلاك حساس مفكوكة (إشارة مقاومة غير طبيعية)، قيمة إعدادات ترموستات خاطئة، تبديد حرارة ضعيف بسبب تراكم الغبار في المبرد (درجة حرارة عالية بشكل خاطئ);
- استكشاف الأعطال وإصلاحها: إعادة معايرة المستشعرات، والتحقق من معلمات الثرموستات، وتنظيف زعانف المبرد.
-
معطل (تجاوز درجة الحرارة ولكن لا يستجيب)
- الأسباب: الحساسات التالفة (مثل المقاومات البلاتينية المكسورة)، وأعطال المشغل (مثل محرك المروحة المحترقة، والموصلات المحشورة)، وصمامات دائرة التحكم المحترقة;
- استكشاف الأعطال وإصلاحها: استخدم مقياس متعدد للتحقق من مقاومة المستشعر (يجب أن تكون Pt100 100Ω عند 0 ℃)، واختبار يدويًا ما إذا كان نظام التبريد قيد التشغيل، والتحقق من دائرة التحكم في التشغيل والإيقاف.
-
انحراف عرض درجة الحرارة
- الأسباب: تقادم المستشعر (فقدان الدقة)، تداخل درجة الحرارة المحيطة (مثل أشعة الشمس المباشرة على خزان الوقود مما يؤدي إلى قياس درجة حرارة عالية موضعية);
- التخلص: ترسل منظمة القياس بانتظام (كل سنة إلى سنتين) لمعايرة أجهزة الاستشعار، ويتم تزويد المحولات الخارجية بظلال شمسية.
اقتراحات الصيانة الروتينية والتحسين الروتيني
-
المعايرة الدورية
- قم بإجراء اختبارات محاكاة سنوية للثرموستات: قم بتسخين المستشعر باستخدام حمام ثرموستاتي للتحقق من دقة عتبات درجة الحرارة لبدء التبريد والإنذارات والرحلات;
- افحص عازل كابل المستشعر كل عامين (لمنع حدوث ماس كهربائي بسبب تآكل الزيت).
-
التحسين التشغيلي
- تعديل درجة حرارة بدء تشغيل التبريد وفقًا للموسم (على سبيل المثال زيادة درجة الحرارة إلى 70 درجة مئوية في الشتاء لتقليل التشغيل غير الضروري للمروحة وتوفير الطاقة);
- قم بتسجيل منحنى درجة حرارة الزيت - الحمل (إذا زادت درجة حرارة الزيت عامًا بعد عام تحت نفس الحمل، فقد يشير ذلك إلى أن صفيحة السيليكون الأساسية المصنوعة من الصلب السيليكوني تتقادم وتحتاج إلى الصيانة مسبقًا).
-
التكيف البيئي
- تحتاج المحولات الخارجية إلى التأكد من أن المشعاعات جيدة التهوية (لا توجد حشائش أو حطام يسد المنطقة المحيطة بها);
- يمكن تركيب المناطق ذات درجات الحرارة المرتفعة (مثل الصيف الجنوبي) مع جهاز تبريد بالرش، وربط حماية درجة حرارة الزيت (درجة حرارة الزيت التي تزيد عن 75 درجة مئوية رش تلقائي).
الملخصات
إن حماية درجة حرارة الزيت هي "خط الدفاع الأساسي" للتحكم في درجة حرارة المحولات، فمن خلال مراقبة اتجاه درجة حرارة الزيت العلوية، يحقق الحماية المتدرجة "تنظيم التبريد - التحذير غير الطبيعي - الإغلاق الطارئ". وتكمن قيمته الأساسية في تحقيق التوازن بين سلامة المعدات وموثوقية إمدادات الطاقة، ليس فقط لتجنب الحماية المفرطة التي تؤدي إلى الإغلاق المتكرر، ولكن أيضًا "اتخاذ إجراء حاسم" قبل الوصول إلى العتبة الخطرة. في الممارسة العملية، يجب الانتباه إلى التآزر مع حماية درجة حرارة اللف والصيانة الدورية لأجهزة الاستشعار والمشغلات لضمان الاستجابة الفعالة لكل من ارتفاع درجة الحرارة المزمن (على سبيل المثال، الحمل الزائد) والأعطال المفاجئة (على سبيل المثال، فشل التبريد)، وفي نهاية المطاف لإطالة عمر خدمة المحول.
