الفرق بين المحولات المغمورة بالزيت والمحولات الجافة

الفرق الأساسي بينمحولات مغمورة بالزيتوتكمن ميزة المحولات الجافة في طرق عزلها وتبديد الحرارة فيها.محولات مغمورة بالزيتتستخدم المحولات زيت المحولات للعزل والتبريد، مما يوفر مزايا مثل السعة العالية، والقدرة العالية على تحمل الأحمال الزائدة، والتكلفة المنخفضة، والعمر التشغيلي الطويل. في المقابل، تستخدم المحولات الجافة راتنجات الإيبوكسي أو مواد عازلة صلبة أخرى وتعتمد على التبريد الهوائي، مما يوفر مزايا مثل مقاومة ممتازة للحريق، وسهولة الصيانة، والسلامة، وملاءمتها للبيئة.محولات مغمورة بالزيتتُعد المحولات من النوع الجاف أكثر ملاءمة للبيئات الصناعية الخارجية والثقيلة، بينما تُعد المحولات من النوع الجاف أكثر ملاءمة للأماكن الداخلية المكتظة بالسكان مثل مراكز التسوق والمستشفيات والمدارس ومراكز البيانات.

ما هي وظيفة محول التوزيع؟

يُعد محول التوزيع مكونًا أساسيًا في نظام توزيع الطاقة. وهو مسؤول بشكل رئيسي عن خفض الجهد العالي للكهرباء المنقولة من الشبكة من 10 كيلوفولت إلى جهد منخفض 380 فولت/220 فولت، مما يوفر إمدادًا مستقرًا للطاقة للمصانع والمباني التجارية والمجمعات السكنية وأنواع مختلفة من المعدات الكهربائية.

تشمل تصنيفات السعة الشائعة ما يلي:

• 50 كيلو فولت أمبير

• 100 كيلو فولت أمبير

• 200 كيلو فولت أمبير

• 400 كيلو فولت أمبير

• 630 كيلو فولت أمبير

• 800 كيلو فولت أمبير

• 1000 كيلو فولت أمبير

• 1250 كيلو فولت أمبير

• 1600 كيلو فولت أمبير

• 2000 كيلو فولت أمبير

يؤثر اختيار سعة المحول بشكل مباشر على استقرار إمدادات الطاقة، وتكاليف الاستثمار، وكفاءة التشغيل على المدى الطويل.

ما هو المحول المغمور بالزيت؟

محولات مغمورة بالزيتتُعد حاليًا أكثر أنواع محولات التوزيع استخدامًا على مستوى العالم؛ حيث تعمل نوىها وملفاتها أثناء غمرها في زيت المحولات.

يؤدي زيت المحولات وظيفتين أساسيتين:

• العزل الكهربائي

• تبديد الحرارة

وبالتالي، توفر المحولات المغمورة بالزيت تبديدًا ممتازًا للحرارة وقدرة عالية على تحمل الأحمال.

المكونات الرئيسية للمحول المغمور بالزيت

تشمل المكونات الهيكلية الرئيسية ما يلي:

• جوهر

• ملفات الجهد العالي والمنخفض

• زيت المحولات

• صهريج

• المشعاع

• خزان تمدد الزيت

• مرحل الغاز (مرحل بوخهولز)

• جلبات الجهد العالي والمنخفض

ومن بين هذه الأجهزة، يعتبر مرحل الغاز أهم جهاز حماية للسلامة.

الحماية من الغاز الخفيف

عندما يحدث ارتفاع موضعي في درجة الحرارة أو تقادم العزل داخل المحول، تتولد كميات صغيرة من الغاز، مما يؤدي إلى إطلاق إشارة إنذار من مرحل الغاز.

حماية من الغازات الثقيلة

في حالة حدوث أعطال خطيرة - مثل قصر الدائرة بين اللفات أو أعطال القلب الحديدي - يتم توليد كميات كبيرة من الغاز وارتفاعات في تدفق الزيت، مما يتسبب في فصل المرحل على الفور وقطع التيار الكهربائي.

مزايا المحولات المغمورة بالزيت

تكلفة أقل:بالنسبة لنفس السعة، تكون تكلفة الشراء عادةً أقل بنسبة 30٪ إلى 50٪ من تكلفة المحولات الجافة.

قدرة عالية على التحميل الزائد:قادرة على تحمل الأحمال الزائدة الكبيرة على المدى القصير، مما يجعلها مثالية للإنتاج الصناعي وبدء تشغيل الآلات واسعة النطاق.

تبديد حرارة ممتاز:يتميز زيت المحولات بموصلية حرارية أعلى بكثير من الهواء، مما يؤدي إلى انخفاض ارتفاع درجة الحرارة وتشغيل أكثر استقرارًا.

عمر خدمة طويل:مع الصيانة المناسبة، يتجاوز العمر الافتراضي عادةً 25 إلى 30 عامًا.

قدرة عالية على التكيف مع الظروف الخارجية:مناسب للتركيب والتشغيل الخارجي على المدى الطويل؛ مثالي لشبكات الطاقة الريفية والمناطق الصناعية والمحطات الفرعية من النوع الصندوقي.

عيوب المحولات المغمورة بالزيت

خطر الحريق

زيت المحولات هو وسط قابل للاشتعال، مما يستلزم تركيب مرافق الحماية من الحرائق وحفر احتواء الزيت في حالات الطوارئ.

متطلبات صيانة مكثفة

تشمل المهام الروتينية ما يلي:

• فحص مستوى الزيت

• اختبار جودة الزيت

• ترشيح/تنقية الزيت

• عمليات فحص الأختام

متطلبات بيئية صارمة

يمكن أن تؤدي تسربات النفط إلى تلوث التربة والمياه الجوفية.

مستويات ضوضاء عالية نسبياً

يتراوح مستوى الضوضاء التشغيلية عادةً من 60 إلى 70 ديسيبل.

ما هو المحول الجاف؟

لا تستخدم المحولات الجافة زيت المحولات؛ بدلاً من ذلك، فهي تستخدم ملفات مصبوبة من راتنج الإيبوكسي للعزل وتبديد الحرارة من خلال التبريد الطبيعي بالهواء أو التبريد القسري بالهواء.

نظراً لعدم وجود وسيط زيتي، فإنها تستخدم على نطاق واسع في أنظمة إمداد الطاقة داخل المباني.

المكونات الرئيسية للمحولات الجافة

تشمل المكونات الرئيسية ما يلي:

• قلب حديدي

• ملفات الجهد العالي والمنخفض

• طبقة تغليف من راتنج الإيبوكسي

• مراوح التبريد

• نظام ذكي للتحكم في درجة الحرارة

• غلاف واقٍ

يُعد نظام مراقبة درجة الحرارة الجهاز الأساسي للتحكم في السلامة.

عندما ترتفع درجات الحرارة في اللفائف:

• 80 درجة مئوية: بدء تشغيل المراوح

• 90 درجة مئوية: تم إصدار إنذار مسبق

• 130 درجة مئوية: تم تشغيل الإنذار

• 155 درجة مئوية: فصل تلقائي

وهذا يمنع تلف العزل بشكل فعال.

مزايا المحولات الجافة

مقاومة ممتازة للحريق:لا يحتوي على مواد قابلة للاشتعال تعتمد على الزيت؛ لا يوجد خطر من انفجارات الزيت أثناء حدوث ماس كهربائي.

تركيب مرن:لا حاجة إلى مرافق مساعدة مثل حفر احتواء الزيت أو الجدران الفاصلة المقاومة للحريق.

صيانة بسيطة:لا حاجة لتغيير الزيت أو اختبار جودته؛ تقتصر الصيانة على التنظيف الدوري للغبار وفحص المروحة.

صديق للبيئة:لا يوجد خطر لتسرب النفط أو التلوث المصاحب له.

ضوضاء تشغيل منخفضة:عادة ما تكون أقل ضجيجاً بحوالي 10 ديسيبل من المحولات المغمورة بالزيت.

عيوب المحولات الجافة

استثمار أولي أعلى:بالنسبة لنفس السعة، يكون السعر عادةً من 1.5 إلى 2 ضعف سعر المحولات المغمورة بالزيت.

قدرة تحمل أضعف للحمل الزائد:غير مناسب لظروف التشغيل التي تنطوي على أحمال ثقيلة متكررة أو أحمال مفاجئة.

عمر خدمة أقصر قليلاً:يتراوح متوسط ​​العمر المتوقع بين 20 و 25 عامًا.

ضعف القدرة على التكيف مع البيئة:حساس للرطوبة والغبار والبيئات المسببة للتآكل.

مقارنة بين المحولات المغمورة بالزيت والمحولات الجافة

كيف تختار بين المحولات المغمورة بالزيت والمحولات الجافة؟

الحالات التي يُنصح فيها باستخدام المحولات الجافة:

• مراكز التسوق

• المستشفيات

• المدارس

• الفنادق

• مباني المكاتب

• محطات المترو

• مراكز البيانات

• غرف التوزيع تحت الأرض

تتميز هذه المواقع عادةً بمتطلبات صارمة للسلامة من الحرائق.

الحالات التي يُنصح فيها باستخدام المحولات المغمورة بالزيت:

• المناطق الصناعية

• مصانع التصنيع

• المناجم

• شبكات الطاقة الريفية

• محطات فرعية من النوع الصندوقي

• تركيبات المحولات الخارجية

تُعطي هذه المشاريع الأولوية لفعالية التكلفة، ومقاومة الظروف الجوية، والموثوقية التشغيلية على المدى الطويل.

كيف ينبغي اختيار سعة المحول؟

في الممارسة الهندسية، يمكن استخدام الصيغة التجريبية التالية:

S ≈ 1.25P

أين:

• S: سعة المحول (كيلو فولت أمبير)

• P: إجمالي القدرة الفعالة (كيلوواط)

على سبيل المثال، إذا كان لدى مصنع ما حمل إجمالي قدره 1000 كيلوواط:

1000 × 1.25 = 1250 كيلو فولت أمبير

لذلك، فإن اختيار محول كهربائي بقدرة 1250 كيلو فولت أمبير أمر معقول.

عند إجراء الاختيار الفعلي، يُنصح بتخصيص ما بين 15% إلى 25% من مساحة السعة لاستيعاب النمو المستقبلي.

لا توجد أفضلية مطلقة أو أسوأية مطلقة بين المحولات المغمورة بالزيت والمحولات الجافة؛ بل إن لكل منهما استخداماته الخاصة. لا تزال المحولات المغمورة بالزيت الخيار الأمثل لأنظمة توزيع الطاقة الصناعية والخارجية لما تتمتع به من مزايا، كالتكلفة المنخفضة، والعمر التشغيلي الطويل، والقدرة العالية على تحمل الأحمال الزائدة. في المقابل، تُعد المحولات الجافة الحل المفضل للمباني التجارية والمناطق ذات الكثافة السكانية العالية، وذلك بفضل مقاومتها الممتازة للحريق، وملاءمتها للبيئة، وقلة متطلبات صيانتها.

باختصار:

تُفضّل المحولات الجافة للمشاريع الداخلية، بينما تُفضّل المحولات المغمورة بالزيت للمشاريع الخارجية؛ وتُختار الوحدات الجافة للمناطق ذات الكثافة السكانية العالية، في حين تُختار الوحدات المغمورة بالزيت للبيئات الصناعية ذات الأحمال الثقيلة. ويُعدّ اختيار المحول المناسب بناءً على ظروف التشغيل الفعلية أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق السلامة المثلى، والفعالية من حيث التكلفة، وكفاءة التشغيل.