باعتباري موردًا لمحولات الطاقة المغمورة بالزيت ثلاثية الطور، كثيرًا ما يتم سؤالي عن الأعمال المعقدة لأجهزة الحماية من درجة الحرارة في هذه الأجزاء المهمة من البنية التحتية الكهربائية. في منشور المدونة هذا، سأتعمق في العلم الكامن وراء كيفية عمل هذه الأجهزة لحماية المحول وضمان تشغيله بكفاءة وأمان.
أهمية الحماية من درجة الحرارة في محولات الطاقة المغمورة بالزيت ثلاثية الطور
توجد محولات الطاقة المغمورة بالزيت ثلاثية الطور في قلب العديد من أنظمة التوزيع الكهربائية. فهي تزيد أو تخفض مستويات الجهد لتلبية الاحتياجات المحددة لمختلف التطبيقات، من المجمعات الصناعية إلى الأحياء السكنية. يؤدي الزيت الموجود في هذه المحولات وظيفتين مهمتين: فهو يعمل كعازل، ويمنع الانحناء الكهربائي، وكمبرد، ويبدد الحرارة المتولدة أثناء تشغيل المحول.
ومع ذلك، الحرارة الزائدة يمكن أن تضر بأداء المحول وطول عمره. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تحلل العزل، مما يؤدي إلى حدوث أعطال كهربائية وحوادث محتملة كارثية. وهنا يأتي دور أجهزة حماية درجة الحرارة. تقوم هذه الأجهزة بمراقبة درجة حرارة المحول واتخاذ الإجراء المناسب لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
أنواع أجهزة حماية درجة الحرارة
هناك عدة أنواع من أجهزة حماية درجة الحرارة شائعة الاستخدام في محولات الطاقة المغمورة بالزيت ثلاثية الطور. ولكل نوع ميزاته ومزاياه الفريدة، وغالبًا ما تعمل جنبًا إلى جنب لتوفير الحماية الشاملة.
1. منظمات الحرارة ثنائية المعدن
تعتبر منظمات الحرارة ثنائية المعدن واحدة من أبسط أجهزة حماية درجة الحرارة وأكثرها استخدامًا. وهي تتكون من معدنين مختلفين مرتبطين ببعضهما البعض. عندما تتغير درجة الحرارة، يتمدد المعدنان أو ينكمشان بمعدلات مختلفة، مما يتسبب في انحناء الشريط ثنائي المعدن. يمكن استخدام إجراء الانحناء هذا لفتح أو إغلاق نقطة اتصال كهربائية، والتي يمكن أن تؤدي بعد ذلك إلى إطلاق إنذار أو آلية إيقاف التشغيل.
منظمات الحرارة ثنائية المعدن غير مكلفة نسبيًا وموثوقة، مما يجعلها خيارًا شائعًا للعديد من التطبيقات. ومع ذلك، فهي تتمتع بدقة وزمن استجابة محدودين مقارنة بأجهزة استشعار درجة الحرارة الأكثر تقدمًا.
2. كاشفات درجة الحرارة المقاومة (RTDs)
تعتمد أجهزة كشف درجة الحرارة المقاومة (RTDs) على مبدأ أن المقاومة الكهربائية للمعدن تتغير مع درجة الحرارة. تستخدم RTDs عادةً سلكًا بلاتينيًا كعنصر استشعار، حيث أن البلاتين لديه علاقة مستقرة جدًا ويمكن التنبؤ بها بين المقاومة ودرجة الحرارة.
يتم قياس مقاومة RTD باستخدام دائرة جسر ويتستون، ويتم حساب درجة الحرارة بناءً على منحنى المقاومة ودرجة الحرارة المعروف لسلك البلاتين. توفر RTDs دقة وثباتًا عاليين، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب قياسًا دقيقًا لدرجة الحرارة.
3. المزدوجات الحرارية
المزدوجات الحرارية هي نوع آخر من أجهزة استشعار درجة الحرارة شائعة الاستخدام في محولات الطاقة. وهي تتكون من معدنين مختلفين مرتبطين ببعضهما البعض في نهاية واحدة، تسمى الوصلة الساخنة. عندما يكون هناك اختلاف في درجة الحرارة بين الوصلة الساخنة والطرف الآخر، الذي يسمى الوصلة الباردة، يتولد جهد كهربائي.
يتناسب الجهد الناتج عن المزدوجات الحرارية مع فرق درجة الحرارة بين الوصلات الساخنة والباردة. ومن خلال قياس هذا الجهد ومعرفة خصائص المواد المزدوجة الحرارية يمكن تحديد درجة الحرارة. المزدوجات الحرارية قوية ويمكن أن تعمل في نطاق واسع من درجات الحرارة، مما يجعلها مناسبة للبيئات القاسية.
4. أجهزة استشعار درجة حرارة الألياف الضوئية
تعد مستشعرات درجة حرارة الألياف الضوئية تقنية جديدة نسبيًا توفر العديد من المزايا مقارنة بأجهزة استشعار درجة الحرارة التقليدية. يستخدمون مبدأ التغيير في الخصائص البصرية لكابل الألياف الضوئية مع درجة الحرارة.
عندما ينتقل الضوء عبر كابل الألياف الضوئية، تؤثر درجة الحرارة على سرعة الضوء وكثافته. ومن خلال قياس هذه التغيرات يمكن تحديد درجة الحرارة بدقة. أجهزة استشعار درجة حرارة الألياف الضوئية محصنة ضد التداخل الكهرومغناطيسي، ولها دقة مكانية عالية، ويمكن استخدامها في البيئات الخطرة.
كيف تعمل أجهزة حماية درجة الحرارة معًا
في محولات الطاقة المغمورة بالزيت ثلاثية الطور، يتم عادةً تركيب أجهزة حماية درجة الحرارة في مواقع مختلفة لمراقبة درجة حرارة الزيت، واللفات، والمكونات الهامة الأخرى. ترتبط هذه المستشعرات بوحدة تحكم تقوم بتحليل بيانات درجة الحرارة وتتخذ الإجراء المناسب.
1. مراقبة درجة حرارة الزيت
تعد درجة حرارة الزيت مؤشرًا رئيسيًا للحالة الحرارية العامة للمحول. يتم تركيب أجهزة استشعار لدرجة الحرارة في خزان الزيت لقياس درجة الحرارة عند مستويات مختلفة. إذا تجاوزت درجة حرارة الزيت عتبة محددة مسبقًا، يمكن لوحدة التحكم إطلاق إنذار لتنبيه المشغل.
في بعض الحالات، قد تقوم وحدة التحكم أيضًا بتنشيط نظام التبريد، مثل المراوح أو المضخات، لزيادة تبديد الحرارة وخفض درجة حرارة الزيت. إذا استمرت درجة الحرارة في الارتفاع على الرغم من جهود التبريد، فقد تبدأ وحدة التحكم في إيقاف تشغيل المحول لمنع حدوث تلف.
2. مراقبة درجة حرارة اللف
تعتبر درجة حرارة اللف معلمة مهمة أخرى يجب مراقبتها. يتم تضمين أجهزة استشعار درجة الحرارة في اللفات لقياس درجة الحرارة مباشرة. بما أن اللفات هي مصدر معظم الحرارة المتولدة في المحول، فإن مراقبة درجة حرارتها أمر ضروري لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
كما هو الحال مع مراقبة درجة حرارة الزيت، إذا تجاوزت درجة حرارة الملف حدًا معينًا، يمكن لوحدة التحكم اتخاذ إجراء لتقليل درجة الحرارة أو إيقاف تشغيل المحول إذا لزم الأمر.
3. التنسيق مع أنظمة الحماية الأخرى
أجهزة حماية درجة الحرارة لا تعمل بمعزل عن غيرها. وهي متكاملة مع أنظمة الحماية الأخرى، مثل حماية التيار الزائد والحماية التفاضلية، لتوفير حماية شاملة للمحول.
على سبيل المثال، في حالة حدوث حالة تيار زائد، يمكن أن يتسبب ذلك في ارتفاع درجة حرارة المحول بسرعة. يمكن أن يعمل جهاز حماية درجة الحرارة جنبًا إلى جنب مع نظام حماية التيار الزائد للكشف عن الحالة غير الطبيعية واتخاذ الإجراء المناسب لمنع تلف المحول.
تطبيقات وأمثلة في العالم الحقيقي
دعونا نلقي نظرة على بعض التطبيقات الواقعية لأجهزة حماية درجة الحرارة في محولات الطاقة المغمورة بالزيت ثلاثية الطور.
1. محطات الطاقة الصناعية
في محطات الطاقة الصناعية، يتم استخدام محولات الطاقة المغمورة بالزيت ثلاثية الطور لخفض الجهد العالي من شبكة الطاقة إلى مستوى مناسب للاستخدام في المحطة. غالبًا ما تتعرض هذه المحولات لأحمال ثقيلة وظروف تشغيل قاسية، مما يجعل حماية درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية.
يتم تركيب أجهزة استشعار لدرجة الحرارة في المحولات لمراقبة درجات حرارة الزيت والملفات. إذا تجاوزت درجة الحرارة الحد الآمن، يمكن لوحدة التحكم تنشيط نظام التبريد أو إيقاف تشغيل المحول لمنع حدوث تلف. وهذا يضمن التشغيل الموثوق لمحطة الطاقة ويقلل من مخاطر التوقف عن العمل.
2. المحطات الفرعية السكنية
المحطات الفرعية السكنية مسؤولة عن توزيع الكهرباء على المنازل والشركات في المنطقة المحلية. يتم استخدام محولات الطاقة المغمورة بالزيت ثلاثية الطور بشكل شائع في هذه المحطات الفرعية لخفض الجهد.
يتم تركيب أجهزة حماية درجة الحرارة في المحولات لضمان سلامة وموثوقية الإمداد الكهربائي. إذا ارتفعت درجة حرارة المحول بسبب زيادة الطلب أو عوامل أخرى، يمكن لنظام حماية درجة الحرارة اتخاذ الإجراء المناسب لمنع ارتفاع درجة الحرارة وحماية المحول من التلف.
خاتمة
تلعب أجهزة حماية درجة الحرارة دورًا حيويًا في التشغيل الآمن والفعال لمحولات الطاقة المغمورة بالزيت ثلاثية الطور. من خلال مراقبة درجة حرارة الزيت، واللفات، والمكونات الهامة الأخرى، يمكن لهذه الأجهزة اكتشاف المشاكل المحتملة مبكرًا واتخاذ الإجراء المناسب لمنع الضرر.
كمورد لمحولات الطاقة المغمورة بالزيت ثلاثية الطورنحن ندرك أهمية الحماية من درجة الحرارة ونقدم مجموعة من المحولات المجهزة بأنظمة حماية درجة الحرارة المتقدمة. ملكنامحولات 22 كيلو فولت 200 كيلو فولت أمبير,محول مملوء بالزيت مغلق بإحكام، ومحول مملوء بالزيت 1000 كيلو فولت أمبيرتم تصميمها لتلبية أعلى معايير الجودة والموثوقية.
إذا كنت في السوق لشراء محول طاقة مغمور بالزيت ثلاثي الطور أو كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات حول أجهزة حماية درجة الحرارة، فيرجى الاتصال بنا للحصول على استشارة. فريق الخبراء لدينا على استعداد لمساعدتك في العثور على الحل المناسب لاحتياجاتك الخاصة.
مراجع
- هندسة محطات الطاقة الكهربائية الفرعية، الطبعة الثالثة من تأليف توران جونين
- حماية نظام الطاقة والمفاتيح الكهربائية بواسطة JR Lucas
- هندسة المحولات: التصميم والتكنولوجيا والتشخيص بقلم جي كيه دوبي