كمكون رئيسي لضمان التشغيل الآمن والمستقر لمحولات الطاقة، يلعب متنفس المحولات (المعروف أيضًا باسم ممتص الرطوبة) دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في الحفاظ على أداء العزل لزيت المحولات وإطالة عمر خدمة المعدات. ستشرح هذه المقالة بالتفصيل مبدأ عمل جهاز استراحة المحولات، وتحلل أسباب تغير اللون السريع واسوداد هلام السيليكا، ودمج المعرفة المهنية بعمق مع سيناريوهات التطبيق العملي، خاصة لمحولات التوزيع بقدرة 500 كيلو فولت أمبير ومحول طاقة العزل، لتوفير مرجع قيم للمستخدمين في الخارج في تشغيل المعدات وصيانتها. JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD، باعتبارها شركة مصنعة محترفة لمعدات الطاقة، لديها خبرة غنية في الإنتاج والبحث والتطوير للمحولات والمكونات الداعمة. تنتج الشركة بشكل أساسي محولات الطاقة المغمورة بالزيت، ومحولات الطاقة من النوع - الجاف، ومحولات الطاقة الملتفة ثلاثية الأبعاد- المغمورة بالزيت، ومحولات الطاقة الملتفة الجافة من النوع -النوع ثلاثي الأبعاد-، ومحولات الطاقة الملتفة من النوع -الجافة المقاومة للانفجارات-، والمحطات الفرعية المتنقلة المقاومة للانفجارات التعدينية-، ومحولات الطاقة المصنوعة من السبائك غير المتبلورة، ومحولات الطاقة التي تنظم سعة الحمولة، والقاطرات المحولات من النوع الجاف-، بالإضافة إلى المحطات الفرعية الجاهزة، والمحطات الفرعية المعيارية، والمحطات الفرعية من نوع صندوق طاقة الرياح، والمفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي والمنخفض وغيرها من معدات النقل والتوزيع.
I. مبدأ العمل لجهاز استراحة المحولات
تتمثل الوظيفة الأساسية لجهاز استراحة المحولات في موازنة الضغط الداخلي والخارجي للمحول وتصفية الرطوبة والشوائب في الهواء الذي يدخل المحول، وذلك لمنع زيت المحول من الرطوبة والتدهور، وضمان التشغيل الطبيعي للمحول. سواء كان محول توزيع بقدرة 500 كيلو فولت أمبير يستخدم في توزيع الطاقة الصناعية والتجارية أو محول طاقة عزل يستخدم في سيناريوهات خاصة مثل مصدر طاقة المعدات الدقيقة، فإن مبدأ عمل جهاز التنفس الخاص به ثابت، والذي يعتمد بشكل أساسي على التمدد الحراري وانكماش زيت المحولات. عندما تتغير درجة حرارة زيت المحولات يتغير حجم الزيت تبعا لذلك، مما يؤدي إلى تغيرات في الضغط داخل خزان زيت المحولات، وسيكمل المتنفس عملية "التنفس" للحفاظ على توازن الضغط.
1. عندما ترتفع درجة حرارة زيت المحولات
1.1 التغيرات المقابلة عند ارتفاع درجة حرارة زيت المحولات: عندما يكون المحول قيد التشغيل، يتدفق تيار الحمل عبر الملف لتوليد الحرارة، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة زيت المحولات. ومع ارتفاع درجة الحرارة، يتوسع حجم زيت المحولات، وينضغط الهواء الموجود في حافظة زيت المحولات، مما يؤدي إلى زيادة الضغط الداخلي. من أجل الحفاظ على توازن الضغط داخل المحول وتجنب تلف خزان المحول بسبب الضغط الزائد، سيتم تفريغ جزء من الهواء الموجود في خزان الزيت إلى الغلاف الجوي من خلال متنفس المحول. في هذا الوقت، ستظهر الفقاعات في كوب تجميع الزيت الخاص بالاستراحة، وفي بعض الأحيان ستكون الفقاعات شديدة جدًا، وهي ظاهرة "زفير" طبيعية للاستراحة. هذه العملية واضحة بشكل خاص في محولات التوزيع بقدرة 500 كيلو فولت أمبير مع تغيرات كبيرة في الأحمال، لأن تقلب درجة حرارة الزيت لهذه المحولات يكون أكثر تكرارًا خلال فترات ذروة استهلاك الطاقة.
1.2 عملية تدفق الهواء: حافظ الزيت ← أنبوب توصيل جهاز التنفس ← غطاء زجاجي (جل السيليكا) ← أسطوانة زجاجية ← لوح ختم الزيت ← كوب تجميع الزيت ← فتحة الهواء ← الغلاف الجوي. أثناء عملية تفريغ الهواء، يقوم هلام السيليكا الموجود في جهاز التنفس بتصفية الهواء في البداية، وإزالة كمية صغيرة من الرطوبة والشوائب الموجودة في الهواء، مما يضمن أن الهواء المفرغ لا يحمل مواد ضارة تؤثر على البيئة.
2. عندما تنخفض درجة حرارة زيت المحولات
2.1 التغييرات المقابلة عندما تنخفض درجة حرارة زيت المحولات: عندما ينخفض حمل المحول أو تنخفض درجة الحرارة المحيطة، ستنخفض درجة حرارة زيت المحولات وفقًا لذلك. مع انخفاض درجة الحرارة، يتقلص حجم زيت المحولات، ويتوسع الهواء الموجود في حافظة زيت المحولات، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط الداخلي. من أجل تجنب الضغط السلبي داخل المحول (الذي قد يتسبب في تشوه الخزان بسبب الضغط الجوي الخارجي)، سوف يستنشق جهاز التنفس الهواء من الغلاف الجوي لموازنة الضغط داخل خزان الزيت. في هذا الوقت، ستظهر فقاعات في الأسطوانة الزجاجية لجهاز التنفس، وهي ظاهرة "استنشاق" طبيعية لجهاز التنفس. بالنسبة لمحولات طاقة العزل التي تتطلب استقرارًا عاليًا، يعد التشغيل المستقر لجهاز التنفس أمرًا بالغ الأهمية، لأن أي خلل في الضغط قد يؤثر على أداء العزل للمحول ويؤثر بشكل أكبر على جودة مصدر الطاقة للمعدات الدقيقة.
2.2 عملية تدفق الهواء: الغلاف الجوي ← فتحة الهواء ← كوب تجميع الزيت ← لوح ختم الزيت ← أسطوانة زجاجية ← غطاء زجاجي (جل السيليكا) ← أنبوب توصيل جهاز التنفس ← خزان الزيت. عند استنشاق الهواء، يمر الهواء أولاً عبر الزيت الموجود في كوب تجميع الزيت (ختم الزيت)، والذي يمكنه تصفية معظم الغبار والشوائب الموجودة في الهواء؛ ثم يمر عبر هلام السيليكا، الذي يمتص الرطوبة الموجودة في الهواء، مما يضمن أن الهواء الذي يدخل إلى خزان الزيت جاف ونظيف، وبالتالي يمنع زيت المحولات من الرطوبة والتدهور.
ثانيا. أسباب التغير السريع في لون جل السيليكا لجهاز تنفس المحولات
هلام السيليكا هو مكون الفلتر الأساسي لجهاز تنفس المحولات، والذي عادة ما يكون لونه أزرق في الحالة الجافة ويتحول إلى اللون الأحمر بعد امتصاص الرطوبة. في الظروف العادية، يكون تغير لون هلام السيليكا بطيئًا جدًا، ويمكن استخدامه لعدة أشهر أو حتى لفترة أطول. ومع ذلك، في التشغيل الفعلي، قد يتغير لون هلام السيليكا الخاص بجهاز التنفس بسرعة، مما لا يزيد من عبء عمل الصيانة فحسب، بل قد يشير أيضًا إلى أخطاء محتملة في المعدات. هذه المشكلة شائعة في كليهمامحولة توزيع 500 كيلو فولت أمبيروعزل محولات الطاقة، والأسباب الرئيسية هي كما يلي:
2.1-يؤدي الطقس الممطر على المدى الطويل إلى ارتفاع نسبة رطوبة الهواء. يمتص هلام السيليكا كمية كبيرة من الرطوبة الموجودة في الهواء، مما يؤدي إلى تغير اللون بسرعة. وهذا عامل بيئي موضوعي، خاصة في المناطق ذات الرطوبة العالية على مدار السنة. يجب استبدال هلام السيليكا الخاص بجهاز التنفس بشكل متكرر.
2.2 سعة جهاز التنفس صغيرة جدًا. بالنسبة للمحولات ذات التغيرات الكبيرة في الأحمال والتنفس المتكرر، مثل محولات التوزيع بقدرة 500 كيلو فولت أمبير المستخدمة في المجمعات الصناعية، إذا لم تكن سعة جهاز التنفس متطابقة، فإن قدرة امتصاص الرطوبة في هلام السيليكا لا يمكنها تلبية الطلب الفعلي، مما يؤدي إلى التشبع السريع وتغير اللون.
2.3 وجود شقوق أو أضرار في الغطاء الزجاجي أو الخزان المصنوع من هلام السيليكا. في حالة تشقق الغطاء الزجاجي أو خزان جهاز التنفس، يمكن للهواء الرطب الموجود في الجو أن يدخل مباشرة إلى خزان هلام السيليكا دون أن تتم تصفيته، مما يتسبب في امتصاص هلام السيليكا للرطوبة وتغير اللون بسرعة. لذلك، يعد الفحص المنتظم لمظهر جهاز التنفس جزءًا مهمًا من الصيانة اليومية.
2.4 لا يوجد زيت أو أن مستوى الزيت منخفض جدًا في غطاء ختم الزيت في الجزء السفلي من جهاز التنفس. يلعب الزيت الموجود في غطاء ختم الزيت دورًا في الترشيح والختم الأساسي. إذا لم يكن هناك زيت أو كان مستوى الزيت منخفضًا جدًا، فلن يتمكن ختم الزيت من لعب دور جيد، ويدخل الهواء الرطب مباشرة إلى خزان هلام السيليكا، مما يسرع من تغير لون هلام السيليكا. يوصى بفحص مستوى الزيت في جهاز التنفس بانتظام وتجديد الزيت في الوقت المناسب.
2.5 التثبيت غير الصحيح للاستراحة. على سبيل المثال، حشية هلام السيليكا متشققة وغير مؤهلة، والمسامير مفكوكة، والتركيب غير محكم الغلق، وما إلى ذلك. ستؤدي هذه المشاكل إلى دخول الهواء الرطب إلى خزان الزيت دون المرور عبر ترشيح هلام السيليكا، مما يؤدي إلى تغير لون هلام السيليكا بسرعة. خاصة بالنسبة لمحولات الطاقة المعزولة التي تتطلب أداء إغلاق عالي، فإن التثبيت غير الصحيح لجهاز التنفس لن يتسبب فقط في تغير لون هلام السيليكا بسرعة ولكن قد يؤثر أيضًا على أداء العزل للمحول.
ثالثا. أسباب اسوداد هلام السيليكا لجهاز تنفس المحولات
من الطبيعي أن يتحول هلام السيليكا الخاص بجهاز تنفس المحولات إلى اللون الأحمر بسبب امتصاص الرطوبة، ولكن في بعض الأحيان قد تتحول الأجزاء العلوية والسفلية من هلام السيليكا الموجودة في جهاز التنفس إلى اللون الأسود، وهي ظاهرة غير طبيعية ويجب الانتباه إليها. قد تحدث هذه الظاهرة في كل من محولات التوزيع جهد 500 كيلو فولت أمبير ومحولات العزل، والسبب الأساسي هو دخول زيت المحولات إلى المتنفس، وتحديداً كما يلي:
3.1 اسوداد الجزء السفلي من هلام السيليكا: يحدث بسبب الزيت الزائد في كوب تجميع الزيت في الجزء السفلي من جهاز التنفس الذي يتم استنشاقه أثناء عملية "الاستنشاق" لجهاز التنفس. عندما يكون مستوى الزيت في كوب تجميع الزيت مرتفعًا جدًا، سيتم امتصاص الزيت إلى خزان هلام السيليكا مع الهواء أثناء عملية الاستنشاق، مما يتسبب في تلوث هلام السيليكا السفلي بالزيت ويتحول إلى اللون الأسود.
3.2 اسوداد الجزء العلوي من هلام السيليكا: قد يكون بسبب مشكلة في المنفاخ الموجود في حافظة الزيت. في حالة تلف المنفاخ أو تسريبه، سيدخل بخار زيت المحول الموجود في حافظة الزيت إلى جهاز التنفس على طول أنبوب التوصيل، وسيتكثف بخار الزيت على هلام السيليكا العلوي، مما يتسبب في تحول هلام السيليكا العلوي إلى اللون الأسود. في الصيف، تكون درجة الحرارة مرتفعة، ويتم تكثيف "تنفس" المحول، وتكون كمية بخار الزيت المنبعثة أكثر، وبالتالي تكون ظاهرة اسوداد هلام السيليكا العلوي أكثر وضوحًا.
رابعا. خاتمة
يعد متنفس المحولات مكونًا رئيسيًا لضمان التشغيل الآمن للمحولات. يرتبط تشغيله المستقر ارتباطًا مباشرًا بعمر خدمة المحول وسلامة نظام إمداد الطاقة. سواء كان محول توزيع 500 كيلو فولت أمبير في سيناريوهات توزيع الطاقة أو محول طاقة عزل في سيناريوهات إمدادات الطاقة الخاصة، فمن الضروري الانتباه إلى حالة عمل جهاز التنفس، والفحص المنتظم لتغير لون هلام السيليكا، والتعامل في الوقت المناسب مع مشاكل تغير اللون السريع واسوداد هلام السيليكا.شركة جينشانمن للتكنولوجيا المحدودةتتمتع بخبرة غنية في إنتاج المحولات وأجهزة التنفس الداعمة، ويمكنها توفير{0}محولات عالية الجودة ودعم فني احترافي للمستخدمين العالميين، مما يساعد المستخدمين على تقليل تكاليف الصيانة وضمان التشغيل المستقر لمعدات الطاقة.