مقدمة موجزة عن مُحافظ الطاقة في المحول

خزان التمدد هو جهاز لتخزين الزيت يُستخدم في المحول. وظيفته هي تمديد الزيت في خزان الزيت عندما ترتفع درجة حرارته نتيجة زيادة حمل المحول. في هذه الحالة، يتدفق فائض من الزيت إلى خزان التمدد. على النقيض من ذلك، عندما تنخفض درجة الحرارة، يعود الزيت من خزان التمدد إلى خزان الزيت لضبط مستوى الزيت تلقائيًا، أي أن خزان التمدد يقوم بدور تخزين الزيت وتجديده، مما يضمن امتلاء خزان الزيت. في الوقت نفسه، وبفضل وجود خزان التمدد، تقل مساحة التلامس بين المحول والهواء، وتترسب الرطوبة والغبار وأوساخ الزيت المؤكسدة الممتصة من الهواء في المرسب الموجود في قاع خزان التمدد، مما يبطئ بشكل كبير من سرعة تدهور زيت المحول.

هيكل خزان الزيت: يتكون خزان الزيت الرئيسي من حاوية أسطوانية ملحومة بألواح فولاذية، ويبلغ حجمه حوالي 10% من حجم خزان الزيت. يُركّب الخزان أفقيًا أعلى خزان الزيت. ويتصل الزيت الموجود بداخله بخزان زيت المحوّل عبر أنبوب توصيل مرحل الغاز، مما يسمح لمستوى الزيت بالارتفاع والانخفاض بحرية مع تغير درجة الحرارة. في الظروف العادية، يجب أن يكون أدنى مستوى للزيت في خزان الزيت أعلى من مستوى المقعد المرتفع لغلاف الضغط العالي. أما في حالة الغلاف ذي الهيكل المتصل، فيجب أن يكون أدنى مستوى للزيت في خزان الزيت أعلى من مستوى أعلى الغلاف. يُركّب مقياس زجاجي لمستوى الزيت على جانب خزان الزيت لمراقبة تغير مستوى الزيت فيه باستمرار.

شكل مُحافظ المحول
توجد ثلاثة أنواع من خزانات الطاقة في المحولات: النوع المموج، والنوع الكبسولي، والنوع الغشائي.
1. يقوم خزان الزيت من نوع الكبسولة بفصل زيت المحول عن الغلاف الجوي الخارجي بواسطة كبسولات مطاطية في الداخل، ويوفر لزيت المحول مساحة للتمدد الحراري والانكماش البارد.

2. يستخدم خزان التمدد من نوع الحجاب الحاجز لفصل زيت المحول عن الغلاف الجوي الخارجي بواسطة حجاب مطاطي وتوفير مساحة للتمدد الحراري والانكماش البارد لزيت المحول.

3. خزان زيت المحولات المموج هو عبارة عن موسع معدني يتكون من صفائح معدنية مموجة لعزل زيت المحولات عن الهواء الخارجي وتوفير مساحة للتمدد الحراري والانكماش الناتج عن البرودة. ينقسم خزان زيت المحولات المموج إلى نوعين: خزان داخلي وخزان خارجي. يتميز الخزان الداخلي بأداء أفضل ولكنه ذو حجم أكبر.

إحكام إغلاق خزان التمدد للمحول
النوع الأول هو خزان زيت مفتوح (غير محكم الإغلاق)، حيث يتصل زيت المحول مباشرةً بالهواء الخارجي. أما النوع الثاني فهو خزان زيت كبسولي، وقد انخفض استخدامه تدريجيًا نظرًا لسهولة تلف الكبسولة وتشققها وضعف أدائها في منع التسرب. النوع الثالث هو خزان زيت غشائي، مصنوع من طبقتين من قماش النايلون بسماكة تتراوح بين 0.26 و0.35 ملم، مع طبقة من النيوبرين في المنتصف ومطلية بطبقة خارجية من سيانوجين بوتادين. ومع ذلك، يتطلب هذا النوع جودة تركيب وصيانة أعلى، كما أن كفاءته ليست مثالية، ويرجع ذلك أساسًا إلى تسرب الزيت وتآكل الأجزاء المطاطية، مما يؤثر على سلامة وموثوقية وكفاءة إمداد الطاقة. لذلك، انخفض استخدامه تدريجيًا أيضًا. النوع الرابع هو خزان زيت يستخدم عناصر معدنية مرنة كمعوضات، ويمكن تقسيمه إلى فئتين: خزان زيت خارجي وخزان زيت داخلي. يستخدم خزان الزيت الداخلي العمودي أنابيب مموجة كحاوية للزيت. بحسب كمية الزيت المُعوَّض، تُستخدم أنابيب مموجة واحدة أو أكثر لوضع أنابيب الزيت على هيكل بشكل متوازٍ وعمودي. يُضاف غطاء واقٍ من الغبار من الخارج. يُعوَّض حجم زيت العزل بتحريك الأنابيب المموجة لأعلى ولأسفل. يكون الشكل في الغالب مستطيلاً. يُوضع خزان زيت خارجي أفقي بشكل أفقي داخل أسطوانة خزان الزيت، حيث يعمل المنفاخ ككيس هوائي. يُحصر زيت العزل بين الجانب الخارجي للمنفاخ والأسطوانة، ويتصل الهواء الموجود في المنفاخ بالخارج. يتغير الحجم الداخلي لخزان الزيت بتمدد وانكماش المنفاخ لتحقيق تعويض حجم زيت العزل. الشكل الخارجي عبارة عن أسطوانة أفقية.

1. يُعد خزان زيت الحفظ المفتوح، أو خزان زيت المحولات ذو السعة الصغيرة والجهد المنخفض المصنوع من الحديد، من أكثر أنواع خزانات زيت الحفظ شيوعًا، حيث يُستخدم خزان الزيت المتصل بالهواء الخارجي كخزان لحفظ الزيت. ونظرًا لعدم إحكام إغلاقه، يتأكسد زيت الحفظ بسهولة ويتأثر بالرطوبة. بعد التشغيل لفترات طويلة، تتأكسد جودة زيت المحول، ويتجاوز محتوى الماء والهواء فيه المعايير بشكل كبير، مما يُشكل خطرًا كبيرًا على التشغيل الآمن والاقتصادي والموثوق للمحول، ويُقلل بشكل كبير من سلامة المحول وعمر زيت الحفظ. في الوقت الحاضر، تم الاستغناء عن هذا النوع من خزانات حفظ الزيت، وهو نادر الوجود في السوق، أو يُستخدم فقط في المحولات ذات مستويات الجهد المنخفضة.

٢. خزان زيت المحول من نوع الكبسولة: خزان زيت المحول من نوع الكبسولة عبارة عن كيس كبسولة من النايلون المقاوم للزيت، يُركّب داخل خزان الزيت التقليدي. يعزل هذا الخزان زيت المحول عن الهواء، حيث يتنفس عند ارتفاع وانخفاض درجة حرارة الزيت داخل المحول. وعندما يتغير حجم الزيت، يكون هناك مساحة كافية. يعتمد مبدأ عمله على تبادل الغازات داخل كيس الكبسولة مع الهواء الجوي عبر أنبوب تهوية وممتص للرطوبة. يكون قاع كيس الكبسولة قريبًا من مستوى الزيت في خزان الزيت. وعندما يتغير مستوى الزيت، يتمدد كيس الكبسولة أو ينضغط. ونظرًا لاحتمالية تشقق الكيس المطاطي بسبب مشاكل في المواد، يتسرب الهواء والماء إلى الزيت ويدخلان إلى خزان زيت المحول، مما يؤدي إلى زيادة محتوى الماء في الزيت، وانخفاض أداء العزل، وزيادة الفقد العازل للزيت، مما يُسرّع عملية تقادم زيت العزل. لذلك، يجب استبدال جزيئات مطاط السيليكون في المحول. في حال كانت حالة التنظيف صعبة، يجب إجبار المحول على ترشيح الزيت أو فصل التيار الكهربائي عنه للصيانة.

3. يعمل مُحافظ الزيت ذو الغشاء المعزول على حل بعض مشاكل النوع الكبسولي، لكن مشكلة جودة مادة المطاط يصعب حلها، مما قد يؤدي إلى حدوث مشاكل في الجودة أثناء التشغيل، وهو ما يشكل تهديدًا للتشغيل الآمن. محولات الطاقة٤- إن التقنية المستخدمة في خزانات الزيت المعدنية المموجة (ذات الزيت الداخلي) المغلقة ناضجة. كما أن تقنية تمديد وتوسيع العنصر المرن - تقنية موسع الصفائح المعدنية للمحولات، والتي تُستخدم على نطاق واسع في أنظمة الطاقة لأكثر من ٢٠ عامًا، تعتمد أيضًا على ملء عنصر مرن بزيت المحولات والسماح لقلبه بالتمدد والانكماش لأعلى ولأسفل لتعويض كمية الزيت. يتكون خزان الزيت الداخلي من قلبين مموجين (١ CR18NIGTI) مزودين بأنبوب تفريغ، وأنبوب حقن الزيت، ومؤشر مستوى الزيت، وأنبوب توصيل مرن، وقاعدة للخزانة. وهو مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للتآكل الجوي ودرجات الحرارة العالية، مما يضمن عمرًا افتراضيًا يزيد عن ٢٠٠٠٠ دورة تشغيل. يتحرك القلب لأعلى ولأسفل مع تغير درجة حرارة زيت المحولات، ويعوض تلقائيًا تغير حجم زيت المحولات.

(1) تم تركيب جهاز تخميد لحماية الضغط داخل تجويف قلب المحوّل، مما يؤخر تأثير الارتفاع المفاجئ في ضغط الزيت على خزان الزيت. عند بلوغ حد الضغط الأقصى للقلب، ينكسر القلب، ويتم حماية جسم المحوّل بواسطة صمام تخفيف الضغط، مما يزيد من موثوقية تشغيل المحوّل. هذه الخاصية غير متوفرة في خزانات التمدد الأخرى.

(2) يتكون القلب من قلب واحد أو أكثر، مع غطاء واقٍ خارجي. يتصل السطح الخارجي للقلب بالهواء الجوي، مما يوفر تبديدًا جيدًا للحرارة وتهوية فعالة، ويسرع دوران زيت المحول، ويقلل درجة حرارته داخل المحول، ويحسن موثوقية تشغيله.

(3) مؤشر مستوى الزيت مماثل لمؤشر موسع الصفائح المعدنية للمحول. فمع تمدد وانكماش القلب الحديدي، يرتفع أو ينخفض ​​مؤشر مستوى الزيت تبعًا لذلك. يتميز المؤشر بحساسية عالية، ويمكن ملاحظة تغير مستوى الزيت من خلال نافذة المراقبة المثبتة على الغطاء الواقي الخارجي، مما يجعله سهل الاستخدام وموثوقًا. كما تم تركيب جهاز إنذار ومفتاح نطاق لمراقبة مستوى الزيت على الغطاء الواقي الخارجي، مما يلبي متطلبات التشغيل بدون مراقبة.

(4) لا توجد ظاهرة مستوى الزيت الخاطئ: فأنواع مختلفة من خزانات الزيت العاملة لا تستطيع تصريف الهواء بالكامل، مما قد يتسبب في ظهور مستوى زيت خاطئ. ثانيًا، تتميز هذه التقنية بحساسية عالية نظرًا لحركة قلب المفاعل التلسكوبية لأعلى ولأسفل. إضافةً إلى ذلك، توجد صفيحة فولاذية متوازنة داخل قلب المفاعل، تولد ضغطًا إيجابيًا دقيقًا، مما يسمح بتصريف الهواء الموجود في قلب المفاعل بسلاسة حتى يتم تصريفه بالكامل ويصل إلى مستوى الزيت المطلوب، وبالتالي القضاء على ظاهرة مستوى الزيت الخاطئ.

(5) لا ينبغي استخدام مُبدِّل الجهد المعدني المموج كعنصر أساسي في مُحوِّل خزان زيت مُبدِّل الجهد أثناء التشغيل. أثناء تشغيله، يحتاج إلى ضبط الجهد بانتظام وفقًا لحالة الحمل. ثانيًا، نظرًا لتكوّن قوس كهربائي حتمًا أثناء عملية الضبط، وتكوّن غازات معينة، فإن حجم مُبدِّل الجهد المعدني المموج المُحكم الإغلاق يُعيق إطلاق الغازات الناتجة عن تحلل الزيت، مما يستدعي إرسال فرق صيانة إلى الموقع لتفريغ الهواء بشكل متكرر. لا يُوصي المُصنِّع ولا المُستخدم باستخدام مُبدِّل الجهد المعدني المموج المُحكم الإغلاق في خزانات الزيت الصغيرة المزودة بمُبدِّل جهد أثناء التشغيل.