1. خصائص التشغيل بدون تحميل
تعني حالة عدم تحميل المحول أن الملف الأولي مزود بجهد مقنن 11 كيلو فولت بينما يكون الملف الثانوي مفتوحًا بدون تحميل. المؤشران الرئيسيان لعملية عدم التحميل هما فقدان عدم التحميل وتيار عدم التحميل. عندما يتم تطبيق جهد 11 كيلو فولت على الملف عالي الجهد، يمر التدفق المغناطيسي المتناوب عبر قلب السيليكون الصلب، مما يولد فقدان التباطؤ وفقدان التيار الدوامي. يتم تعريف مجموع هاتين الخسارتين على أنه خسارة عدم التحميل. يستمر فقدان عدم التحميل بشكل مستمر بمجرد تنشيط المحول، بشكل مستقل عن الحمل النهائي، ويشكل مصدرًا دائمًا لاستهلاك الطاقة في شبكات التوزيع. سلسلة S13 وS22 الحديثة 11 كيلو فولتالمحولات المغمورة بالزيتاعتماد صفائح الفولاذ السيليكونية ذات النفاذية العالية والموجهة نحو الحبوب، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من فقدان عدم التحميل لتحقيق توفير الطاقة وخفض التكلفة. تيار عدم التحميل هو تيار الإثارة المطلوب لإنشاء تدفق مغناطيسي متناوب، ويمثل بشكل عام 1٪ إلى 3٪ فقط من التيار المقنن. يزيد تيار عدم التحميل الزائد من استهلاك الطاقة التفاعلية للشبكة ويقلل من عامل الطاقة. في ظل التشغيل بدون تحميل، يكون الجهد الثانوي مساويًا تقريبًا للجهد المنخفض المقدر مع انحراف بسيط في الجهد. ومع ذلك، إذا انحرف جهد الدخل 11 كيلو فولت عن القيمة المقدرة، فإن جهد الخرج الثانوي يتغير وفقًا لذلك. إن خاصية عدم التحميل هي عنصر اختبار إلزامي لاختبارات قبول المصنع، وتستخدم لتقييم جودة التصفيح الأساسي واكتشاف عيوب الدوران في اللفات.
2. تحميل خصائص التشغيل
تصف خصائص الحمل حالة عمل المحولات عند توصيلها بالأحمال الكهربائية. بمجرد توصيل الملف الثانوي بدائرة الحمل ويتدفق تيار الحمل عبر الملف الثانوي، يرتفع التيار الأولي بشكل مماثل لتحقيق توازن القوة الدافعة المغناطيسية والحفاظ على التدفق المغناطيسي المستقر في القلب. يعد فقدان الحمل معلمة رئيسية في ظل التشغيل المحمل، ويتكون بشكل أساسي من فقدان النحاس الناتج عن مرور التيار عبر موصلات الملف. يختلف فقدان الحمل مع مربع تيار الحمل: الحمل الأعلى يؤدي إلى نمو أسرع للخسارة. على عكس خسارة عدم التحميل، فإن خسارة الحمل تساوي صفرًا في حالة عدم التحميل وتصل إلى القيمة المقدرة عند التحميل الكامل. يؤثر عامل القدرة للحمل المتصل أيضًا على تشغيل المحول. تعمل الأحمال الحثية مثل المحركات ومضخات المياه على تقليل معامل القدرة وزيادة انخفاض الجهد، بينما تنتج الأحمال المقاومة اختلافًا طفيفًا في الجهد نسبيًا. في أنظمة التوزيع، يتقلب الحمل طوال الوقت، وتعمل المحولات ديناميكيًا بين الحمل الخفيف ونصف الحمل والحمل القريب من الكامل. يمكن لمحولات التوزيع المغمورة بالزيت 11 كيلو فولت عالية الجودة الحفاظ على التشغيل المستقر ضمن نطاق حمل واسع، والتكيف مع منحنيات حمل التوزيع النموذجية مع الحمل الصناعي الثقيل في النهار والحمل السكني الخفيف في الليل.
3. خصائص تنظيم الجهد
معدل تنظيم الجهد هو مؤشر تشغيل حاسم للتوزيعمحولات. يتم تعريفه على أنه النسبة المئوية لانخفاض الجهد الثانوي عندما يتغير المحول من عدم التحميل إلى الحمل المقدر، مع جهد دخل ثابت. تمتلك ملفات المحولات مقاومة متأصلة ومفاعلة تسرب. بمجرد التحميل، تخلق المعاوقة الداخلية انخفاضًا في الجهد وتؤدي إلى انخفاض جهد الخرج على الجانب ذي الجهد المنخفض. يؤدي تيار الحمل الأكبر وعامل طاقة الحمل الأقل إلى زيادة معدل تنظيم الجهد. إذا كان معدل تنظيم الجهد مرتفعًا للغاية، فستعاني معدات المستخدم النهائي من مشكلات انخفاض الجهد، بما في ذلك عدم كفاية خرج المحرك وانخفاض سطوع الإضاءة. 11 كيلو فولتمحولات التوزيع المغمورة بالزيتمجهزة بمبدلات صنبور خارج الدائرة، والتي يمكنها ضبط المنعطفات الفعالة للملفات ذات الجهد العالي بعد انقطاع التيار الكهربائي للتعويض عن إزاحة جهد الشبكة وتحسين جهد الخرج. في تصميم هندسة التوزيع، يحتفظ المهندسون بهامش تنظيم الجهد وفقًا لانخفاض جهد الخط وتغير الحمل الموسمي للحفاظ على الجهد الطرفي ضمن النطاق المسموح به المحدد وفقًا للمعايير. يؤثر تنظيم الجهد بشكل مباشر على جودة الطاقة ولا يمكن التغاضي عنه أثناء اختيار المعدات.
4. ارتفاع درجة الحرارة وخصائص التشغيل الحرارية
تحدد خصائص ارتفاع درجة الحرارة قدرة التحميل الزائد ومعدل تقادم العزل للمحولات. يتم تحويل كل فقدان الحمل وفقدان الحمل الناتج أثناء التشغيل إلى حرارة، ويتم نقلها عن طريق الزيت العازل إلى الخزان والمشعات، ثم تتبدد في الهواء المحيط عبر الحمل الحراري.المحولات المغمورة بالزيتاعتماد تداول الزيت الطبيعي (ONAN) أو تبريد الهواء القسري (ONAF) لتبديد الحرارة. في ظل ظروف العمل المقدرة، هناك حدود صارمة لارتفاع درجة حرارة الزيت العلوي للتعبئة. عندما يتجاوز الحمل السعة المقدرة مؤقتًا، يمكن للهيكل المغمور بالزيت أن يتحمل الحمل الزائد لفترة معينة. بفضل القدرة الحرارية الكبيرة للزيت العازل، ترتفع درجة الحرارة ببطء. ومع ذلك، يؤدي الحمل الزائد المستمر إلى درجة حرارة زائدة ومستمرة ويسرع من شيخوخة المواد العازلة الورقية. يزداد معدل تقادم الورق العازل بشكل كبير مع درجة الحرارة، ودرجة الحرارة المرتفعة على المدى الطويل ستؤدي بشكل مباشر إلى تقصير عمر الخدمة الإجمالي للمحولات. اختبار ارتفاع درجة الحرارة هو اختبار من النوع الأساسي في المصنع، للتحقق مما إذا كان تصميم الرادياتير وهيكل دوران الزيت يلبيان المتطلبات. في الصيانة اليومية، تعتبر مراقبة درجة حرارة الزيت طريقة بسيطة وفعالة للحكم على حالة تشغيل المحول.
5. خصائص ماس كهربائى والقدرة على تحمل ماس كهربائى
قد تحدث أعطال ماس كهربائى على الجانب المنخفض الجهد من أنظمة التوزيع. في مثل هذه الظروف، يتدفق تيار دائرة قصر ضخم عبر ملفات المحولات على الفور، مما يولد قوة كهروديناميكية قوية وحرارة لحظية. تقوم خصائص الدائرة القصيرة بشكل أساسي بتقييم قدرة المحول على تحمل تأثير الدائرة القصيرة. يتم إجراء اختبار ماس كهربائى لقياس مقاومة ماس كهربائى وفقدان ماس كهربائى. تعد مقاومة الدائرة القصيرة أمرًا حيويًا لمحولات التوزيع بقدرة 11 كيلو فولت: حيث تحد المعاوقة الأعلى من تيار الدائرة القصيرة وتخفف من تأثير أعطال الدائرة القصيرة على المعدات. ومع ذلك، فإن المعاوقة المفرطة ستزيد من معدل تنظيم الجهد وتتسبب في انخفاض شديد في الجهد تحت الحمل. ولذلك، فإن تصميم محولات التوزيع 11 كيلو فولت يحتاج إلى تحقيق التوازن بين تحديد تيار الدائرة القصيرة واستقرار الجهد. عندما تحدث أعطال في دائرة القصر، فإن موصلات الملفات تتحمل قوة تأثير كهرومغناطيسية هائلة. إذا كان هيكل تثبيت اللف ضعيفًا، فقد يحدث تشوه في اللف وتلف العزل ويتسبب في فشل دائم. تعتمد محولات التوزيع المغمورة بالزيت عالية الجودة هياكل دعم صلبة ومتماسكة عالية القوة لتلبية متطلبات تحمل الدائرة القصيرة لفترة قصيرة للمعايير الوطنية ومعايير IEC، مما يقلل من مخاطر تلف المعدات أثناء أحداث الدائرة القصيرة المفاجئة في شبكات التوزيع.
6. خصائص العزل والشيخوخة
11kV المحولات المغمورة بالزيتاعتماد نظام عزل مركب يتكون من زيت عازل وورق عازل لعزل اللفات ذات الجهد العالي والجهد المنخفض، وفصل المكونات الحية عن الخزان المؤرض. تحافظ الوسائط العازلة على أداء مستقر تحت درجة حرارة التشغيل العادية. ومع ذلك، يتحلل العزل تدريجيًا أثناء التشغيل طويل الأمد: تعمل الرطوبة والأكسجين ودرجة الحرارة المرتفعة على تسريع تدهور الورق العازل، وتنتج أكسدة الزيت العازل مواد حمضية تزيد من تآكل المواد العازلة. شيخوخة العزل هي عملية لا رجعة فيها. مع تقدم العمر، تنخفض قوة العزل الكهربائي، مما قد يؤدي بسهولة إلى حدوث أخطاء داخلية مثل التفريغ الجزئي وقصر الدائرة الكهربية. تم تصميم هيكل الختم للمحولات المغمورة بالزيت لإبطاء الشيخوخة: فالهياكل المغلقة بالكامل تمنع دخول الهواء والرطوبة وتقلل من تدهور الزيت العازل. يمكن للتحليل الكروماتوغرافي المنتظم للزيت واختبار فقدان العزل الكهربائي مراقبة اتجاهات تقادم العزل، والتحذير من الأخطاء المحتملة مسبقًا وإطالة عمر خدمة المعدات.
خاتمة
خصائص التشغيل المختلفةمحولات التوزيع المغمورة بالزيت جهد 11 ك.فمترابطة وتحدد بشكل مشترك الأداء الشامل للمعدات في شبكات التوزيع. تحدد خصائص عدم التحميل استهلاك الطاقة الأساسي؛ تعكس خصائص الحمل فقدان الطاقة المحملة؛ يؤثر تنظيم الجهد بشكل مباشر على جودة طاقة المستخدم النهائي؛ خصائص ارتفاع درجة الحرارة تحد من قدرة التحميل الزائد وعمر خدمة المعدات؛ تمثل خصائص الدائرة القصيرة المقاومة ضد تأثير العطل؛ تتعلق خصائص تقادم العزل بالموثوقية التشغيلية على المدى الطويل. في مراحل اختيار المشروع والتصميم الهندسي والصيانة، يساعد الفهم الكامل لخصائص التشغيل الأساسية هذه فرق المشتريات والهندسة على اختيار المحولات التي تتوافق مع سيناريوهات التطبيق، وخفض استهلاك الطاقة، وتقليل مخاطر انقطاع التيار، وضمان التشغيل المستقر على المدى الطويل لأنظمة التوزيع. على الرغم من أن المحولات من النوع الجاف تتمتع بمزايا في السيناريوهات الداخلية الحساسة للحريق، إلا أن محولات التوزيع المغمورة بالزيت بقدرة 11 كيلو فولت تظل معدات التوزيع الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في شبكات الطاقة الحضرية والريفية نظرًا لخصائص التشغيل الناضجة والأداء الاقتصادي الممتاز.
