لماذا يتم الترحيب بقلب المحول باعتباره القلب الرئيسي لمحولات الطاقة؟

باعتباره الجهاز الأساسي والمعدات المركزية في صناعة الطاقة، يشكل القلب الحديدي لمحولات الطاقة مكونًا وظيفيًا وهيكليًا حيويًا لضمان تدفق الدائرة المغناطيسية دون عوائق، وتحويل الطاقة، والسلامة الكهربائية. من وجهة نظر معدات الطاقة والسلامة الكهربائية، لا يمكن التغاضي عن الأخطاء في قلب حديد المحولات.

بدءًا من وصف الحالة التشغيلية لقلوب حديد المحولات، توضح هذه الورقة مبدأ التأريض بنقطة واحدة لقلوب حديد المحولات، وتحلل أسباب أخطاء التأريض في قلوب حديد المحولات، وتوفر طرقًا لمعالجة الأخطاء واكتشافها.

1 وصف ظروف التشغيل الأساسية لمحولات الطاقة

يشكل القلب القلب الهيكلي لمحول الطاقة، مما يوفر الدعم الأساسي للتدفق المغناطيسي وتحويل الطاقة. أثناء التشغيل العادي، يولد القلب مجالًا مغناطيسيًا متناوبًا قويًا للغاية بسبب الجهد العالي والتيارات الكبيرة، مما يؤدي إلى اختلاف كبير في الجهد مع الأرض. هذا الاختلاف المحتمل يمكن أن يسبب ظاهرة التفريغ بين القلب وخزان الزيت. قد تؤدي عمليات التفريغ الشديدة إلى إتلاف قلب المحول ولفائفه وغلافه بشكل مباشر، مما قد يؤدي إلى حوادث المحولات ومخاطر التشغيل.

2 مبدأ التأريض بنقطة واحدة لقلوب محولات الطاقة

يتضمن التأريض أحادي النقطة لقلوب محولات الطاقة تأمين الصفائح لتشكيل مستوى محتمل موحد. يتم تحقيق ذلك عن طريق توصيل جزء من القلب بلوحة تثبيت أساسية مثبتة على جدار الخزان الداخلي عبر أسلاك التثبيت أو البراغي. وهذا يضمن التوحيد المحتمل داخل القلب وبين القلب والخزان. إذا أظهر القلب عدم استواء أو تزييف أو ثني، فإنه يسهل التأريض الكهربائي بسهولة من خلال الصفائح. داخل المجال الكهرومغناطيسي المتناوب، يؤدي هذا إلى توليد تيارات متناوبة داخل القلب، مما قد يشكل دوائر محلية. ونتيجة لذلك، يحدث إطلاق حرارة موضعي وعابر داخل القلب، مما يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة الداخلية، وإطلاق كميات كبيرة من الغازات الضارة، وتفعيل أنظمة حماية الغاز، وإيقاف المحولات. تؤدي هذه المشكلات إلى إضعاف وظيفة المحول داخل أنظمة الطاقة والشبكات.

3 الأسباب الرئيسية لأخطاء التأريض الأساسية لمحولات الطاقة

(1) وجود أجسام غريبة داخل محول الطاقة

 من الناحية التاريخية، يظهر وجود الأجسام الغريبة في عدة مراحل:

أولاً، أثناء التصنيع، قد تؤدي الدقة غير الكافية في التصنيع الأساسي والتنظيف غير الكافي للمناطق الداخلية والمكونات الأساسية إلى ترك حطام متبقي، مما يضر بفعالية التأريض الأساسي.

ثانيًا، أثناء التثبيت، قد تتسبب القوى الخارجية الميكانيكية في تشوه القلب وتشويه الغلاف، مما يؤدي إلى إزاحة المواد وإنشاء نقاط تأريض متعددة. وهذا يؤدي إلى دوائر قصيرة، وحلقات مغلقة، وارتفاع درجة الحرارة.

ثالثًا، أثناء تعبئة الزيت، قد تؤدي جودة الزيت المتدنية إلى ظهور ملوثات معدنية تلتصق بالقرب من القلب، مما يؤدي إلى تعطيل التحكم في نقطة التأريض وتشكيل نقاط تأريض متعددة.

رابعاً، أثناء الصيانة والتشغيل، يؤدي التآكل والتآكل والاهتزاز داخل المحول إلى توليد حطام معدني حبيبي وملوثات مسحوقية. تتسلل هذه الجسيمات إلى القلب، مما يؤدي إلى تعطيل عمله الطبيعي وتسبب أخطاء تشغيلية ومخاطر كامنة.

(2) الخلوص غير الكافي في قلب محول الطاقة

قد يؤدي القرب المفرط بين المشابك الأساسية والمسامير المركزية إلى عدم كفاية خلوص التأريض أو التثبيت الضعيف أثناء التأريض الأساسي. يمكن أن يؤدي الإزاحة التشغيلية بعد ذلك إلى حدوث ظاهرة التفريغ. قد يؤدي ارتخاء الفواصل الأساسية إلى حدوث تلامس بين القلب والحاوية، مما يؤدي إلى حدوث دوائر قصيرة.

(3) دخول الماء داخل محول الطاقة

أثناء التركيب أو الصيانة في الطقس الرطب، قد يؤدي عدم تنفيذ إجراءات العزل المائي أو العزل إلى إتلاف العزل الأساسي. عندما تتعرض الصفائح الورقية المشبعة بالرطوبة للجهد العالي، فإنها تتسبب بسهولة في حدوث دوائر قصيرة من القلب إلى الأرض وأخطاء في التفريغ.

4 الأسباب الأساسية لارتفاع درجة حرارة محولات الطاقة الأساسية

(1) معايير التصنيع دون المستوى المطلوب. كلما كان محول الطاقة أكثر حداثة وآلية، كلما زاد الطلب على تقنيات التصنيع المتقدمة. تفتقر بعض وحدات إنتاج المحولات إلى المؤهلات اللازمة للهياكل والمواد والمواصفات الجديدة، مما يؤدي إلى مشكلات عملية مثل عدم الدقة الكافية والتنظيف غير المكتمل والتقنيات غير المتوافقة. وهذا يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة النواة، مما يعرض الاستقرار العام للخطر.

(2) تقنيات التثبيت دون المستوى المطلوب. أثناء التثبيت، يؤدي عدم الالتزام بمبدأ التأريض أحادي النقطة للقلب إلى عدم إحكام ربط المسمار بشكل كافٍ، أو عدم كفاية طول سلك التأريض، أو موقع التأريض غير الصحيح. يؤدي هذا إلى اتصال القلب بالغلاف، مما يؤدي في النهاية إلى حدوث خطأ أرضي أساسي وإثارة ارتفاع درجة الحرارة أثناء التشغيل.

5. طرق معالجة الأعطال الأرضية الأساسية لمحولات الطاقة

تشمل الطرق الأساسية لمعالجة أخطاء التأريض الأساسية في محولات الطاقة ما يلي: التعامل مع أخطاء التأريض المتقطعة متعددة النقاط، وإدارة أخطاء التأريض متعددة النقاط بقيم مقاومة العزل القابلة للقياس، وحل أخطاء التأريض متعددة النقاط دون قيم مقاومة العزل (يُطلق عليها أيضًا التأريض الميت). يوضح هذا القسم بشكل أساسي طريقة التعامل مع أخطاء التأريض المتقطعة متعددة النقاط.

6 الكشف عن الأخطاء الأرضية الأساسية لمحولات الطاقة

(1) توحيد إجراءات التفتيش. أثناء التثبيت، تأكد من عكس أو إزالة دبابيس تحديد المواقع. تحقق بدقة من أن جميع المكونات ذات حجم صحيح، ومطولة بشكل مناسب، وتحتوي على لوحة توصيل واحدة فقط عند الحاجة. بالإضافة إلى ذلك، تأكد من تثبيت جميع البراغي والصواميل بشكل آمن وافحص ما إذا كانت عملية تصنيع شرائح السيليكون الصلب تلبي المعايير المثلى. القضاء بشكل أساسي على إمكانية وجود نقاط تأريض متعددة.

(2) إجراءات التنظيف الشاملة. بعد التصنيع أو التركيب أو إجراء تعديلات كبيرة على محولات الطاقة، قم بإجراء تنظيف شامل للمكونات الداخلية. تأكد من عدم بقاء أي أسلاك معدنية فائضة أو حتى جزيئات معدنية دقيقة داخل المحول، مما قد يهيئ شرائح السيليكون الفولاذية إلى نقاط تأريض متعددة.

(3) المحافظة على نظافة الخزان . قم بإجراء عمليات فحص روتينية للمبردات ومضخات الزيت أثناء تشغيل المحولات لمنع ارتفاع درجة حرارة القلب الموضعي والفشل المبكر. وهذا يمنع الجزيئات المعدنية الناتجة عن الاحتكاك من دخول الخزان عبر الزيت. يؤدي تراكم الجزيئات الزائدة بمرور الوقت حتمًا إلى نقاط تأريض متعددة.

(4) تعزيز المراقبة التشغيلية. يتيح ذلك اتخاذ إجراءات علاجية سريعة عند اكتشاف أخطاء التأريض الأساسية في محولات الطاقة، أو بدء التحقيقات عند ظهور عوامل مشبوهة. تضمن هذه اليقظة منع حدوث أخطاء التأريض الأساسية قبل حدوثها.