المحولات محكمة الإغلاق مقابل ذات خزان التمدد – أيهما تختار

يتمدد الزيت عند تسخينه وينكمش عند تبرده. ويجب على كل محول مغمور بالزيت استيعاب هذا التغير في الحجم دون السماح بدخول الهواء، لأن الأكسجين والرطوبة هما ما يُقادِم العزل. وتحل بنيتان هذه المشكلة بطريقتين مختلفتين، ويؤثر الاختيار بينهما على الصيانة والعمر التشغيلي والملحقات التي يمكن أن يحملها المحول.

كيف تعمل كل بنية

الفرق في البنية

المقارنة

جهاز التنفس

جهاز التنفس هو المكوّن الذي يحدد ما إذا كان المحول ذو خزان التمدد سيتقادم بشكل جيد أو سيئ. فمع انكماش الزيت عند التبريد، يُسحب الهواء إلى خزان التمدد. ويزيل جهاز التنفس الرطوبة من ذلك الهواء باستخدام جل السيليكا أو مادة مجففة مماثلة.

عندما تتشبع المادة المجففة، تتوقف عن الامتصاص، وتنتقل الرطوبة إلى الزيت. ويقلل الماء في الزيت من قوة العزل الكهربائي ويسرّع تدهور عزل الورق، وهو ما ينهي في النهاية عمر المحول.

• يتغير لون جل السيليكا مع تشبعه — عادة برتقالي أو أزرق عندما يكون جافًا، وعديم اللون أو وردي عند نفاده
• تعتمد فترة الاستبدال أو التجديد على المناخ والحمل؛ وتستهلك البيئات الرطبة المادة المجففة بشكل أسرع
• تتوفر أجهزة تنفس مجففة لا تتطلب صيانة مع تجديد تلقائي حيثما يصعب القيام بزيارات الموقع

اختلافات الحماية

يقع مرحل بوخهولتز في الأنبوب بين الخزان وخزان التمدد، ويكشف تراكم الغاز أو اندفاع الزيت — وكلاهما مؤشر على عطل داخلي. وهو أحد أكثر أجهزة الحماية فعالية المتاحة للمحول المغمور بالزيت، ولا يمكن تركيبه إلا في وحدة ذات خزان تمدد.

تستخدم المحولات محكمة الإغلاق حماية مختلفة:

• جهاز تخفيف الضغط — يُخفف الضغط في حال حدوث عطل داخلي خطير
• مرحل الضغط المفاجئ — يكشف ارتفاعًا سريعًا في الضغط، ومشابه وظيفيًا لغرض مرحل بوخهولتز
• مؤشر درجة حرارة الزيت مع تلامسات إنذار وفصل
• مؤشر درجة حرارة الملف في الوحدات الأكبر

هذه الحماية كافية لكنها أقل إفادة من حيث المعلومات. فمرحل بوخهولتز يجمع الغاز بمرور الوقت ويسمح بتحديد عطل يتطور ببطء من خلال تجميع الغاز وتحليله. أما الوحدة المحكمة الإغلاق فلا تعطي إنذارًا مبكرًا معادلًا دون أخذ عينة كاملة لتحليل الغازات الذائبة — راجع تحليل الغازات الذائبة (DGA).

بنية الجدار المموج والمشعات الحرارية

تستوعب المحولات محكمة الإغلاق تمدد الزيت من خلال التشوه المرن للخزان. ويُستخدم ترتيبان:

متى تحدد محكم الإغلاق

• المنشآت النائية أو غير المأهولة حيث تكون زيارات الصيانة الروتينية غير عملية
• الوحدات المركّبة على الأعمدة أو القواعد في شبكات التوزيع
• البيئات الرطبة أو الساحلية أو المتربة حيث تكون صيانة جهاز التنفس شاقة
• المنشآت ذات المساحة المحدودة حيث يمثل الارتفاع الإضافي لخزان التمدد مشكلة
• القدرات حتى نحو 2500 kVA حيث لا يلزم مغير وصلات تحت الحمل
• حيثما يكون تقليل تكلفة الصيانة مدى الحياة أولوية

متى تحدد ذا خزان التمدد

• القدرات فوق 2500 kVA، حيث تصبح البنية المحكمة الإغلاق غير عملية
• حيثما يلزم مغير وصلات تحت الحمل
• حيثما تحدد شركة الكهرباء أو معيار المشروع حماية بوخهولتز
• المنشآت الحرجة حيث يكون أخذ عينات الزيت وترشيحه أثناء الخدمة جزءًا من نظام الصيانة
• حيثما يوجد فريق صيانة قائم بالفعل في الموقع
• حيثما سيخضع المحول لمراقبة حالة موسعة طوال عمر تشغيلي طويل

ملاحظات عملية

• يُحدَّد نوع الخزان عند التصنيع. ولا يمكن تحويل محول محكم الإغلاق إلى بنية ذات خزان تمدد، أو العكس، دون إعادة عمل كبيرة.
• تُملأ الوحدات المحكمة الإغلاق وتُغلق تحت التفريغ في المصنع. وأي عمل في الموقع يكسر الإغلاق المحكم يتطلب معالجة تفريغ مناسبة لاستعادة حالة العزل.
• حيثما يُحدَّد محول محكم الإغلاق لموقع ذي درجة حرارة محيطة مرتفعة، تأكد من حساب سعة التمدد لنطاق درجة الحرارة الفعلي. ويجب أن يستوعب الخزان التغير الكامل في حجم الزيت دون ضغط مفرط.
• تحتاج الوحدات ذات خزان التمدد للتركيب الخارجي في المناخات الباردة إلى عناية باختيار جهاز التنفس — إذ يكون أداء بعض أنواع المواد المجففة ضعيفًا تحت درجة التجمد.
• بالنسبة لكلا النوعين، يعتمد الأداء الحراري وعمر العزل على درجة الحرارة التي تصل إليها الملفات فعليًا. راجع الفئات الحرارية لعزل المحولات وحدود درجة الحرارة.