دليل شامل لأنظمة تبريد المحولات: الأساليب والتصنيفات ومعايير الاختيار

المحولات محورية في أنظمة الطاقة الكهربائية ، مما يسهل ناقل الحركة وتوزيع الكهرباء الفعال. ومع ذلك ، فإن تشغيلها تولد الحرارة بسبب الخسائر المتأصلة ، مما يستلزم آليات تبريد فعالة للحفاظ على الأداء والسلامة وطول العمر. يتدفق هذا الدليل إلى طرق تبريد المحولات المختلفة وتصنيفاتها وعواملها التي تؤثر على اختيارها.

فهم تبريد المحولات

تعمل المحولات عن طريق تحويل الطاقة الكهربائية من مستوى الجهد إلى آخر. خلال هذه العملية ، تحدث الخسائر في شكل حرارة داخل النواة واللف. إذا لم تتم إدارتها بشكل كاف ، يمكن أن تؤدي هذه الحرارة إلى:

• انخفاض الكفاءة : تزيد درجات الحرارة المرتفعة من المقاومة ، مما يؤدي إلى ارتفاع خسائر الطاقة.

• تدهور العزل : يمكن أن تتدهور الحرارة المفرطة للمواد العازلة ، مما قد يتسبب في حالات الفشل.

• العمر المختصر : ارتفاع درجة الحرارة المستمرة يتسارع البلى ، مما يقلل من الحياة التشغيلية للمحول.

• مخاطر السلامة : تشكل المحولات المحمومة مخاطر الحريق أو الانفجار ، وخاصة في الوحدات ذات السعة العالية.

طرق تبريد المحولات

يتم تصنيف طرق التبريد بناءً على وسيط التبريد (الهواء والزيت والماء) وطريقة الدورة الدموية (طبيعية أو قسرية). فيما يلي نظرة عامة شاملة:

1. محولات من النوع الجاف (تبريد الهواء)

• الهواء الطبيعي (AN) : يستخدم الحمل الطبيعي للهواء لتبديد الحرارة. مناسبة للمحولات الصغيرة مع تصنيفات الطاقة المنخفضة.

• إجبار الهواء (AF) : توظف المعجبين أو المنفخات لتعزيز تداول الهواء ، وتحسين تبديد الحرارة. مثالية للمحولات متوسطة الحجم.

2. المحولات التي تم استيعابها للنفط

• الهواء الطبيعي للزيت الطبيعي (أونان) : المحول مغمورة بالزيت. يتم نقل الحرارة إلى الزيت ، الذي يدور بشكل طبيعي ، ويتم تبديد الحرارة من خلال الحمل الحراري للهواء الطبيعي.

• الهواء الطبيعي النفط القسري (ONAF) : على غرار Onan ، ولكن مع تداول الهواء القسري باستخدام المعجبين لتعزيز تبديد الحرارة.

• الهواء القسري للزيت القسري (OFAF) : يتضمن الدورة الدموية القسرية لكل من الزيت (عبر المضخات) والهواء (عبر المشجعين) ، مما يوفر تبريدًا فعالًا للمحولات عالية السعة.

• المياه القسرية للزيت القسري (OFWF) : ميزات تداول القسري من الزيت والماء ، مع زيت يمر عبر المبادلات الحرارية المبردة بالمياه ، ومناسبة للمحولات عالية السعة.

• الهواء القسري للهواء الطبيعي (OFAN) : يجمع بين دوران الزيت القسري مع تبريد الهواء الطبيعي ، مما يوفر توازنًا بين الكفاءة والتعقيد.

• الماء الطبيعي للماء الطبيعي (WNA) : يستخدم الحمل الطبيعي للمياه والهواء للتبريد ، وعادة ما يكون في التطبيقات المتخصصة.

• الهواء القسري للهواء الطبيعي (WFAN) : يتضمن دوران المياه القسري مع تبريد الهواء الطبيعي ، مما يوفر تبديد حرارة معزز.

• زيت المياه القسري القسري (WFOF) : يميز الدورة القسرية لكل من الماء والزيت ، مع تمر الزيت عبر المبادلات الحرارية المبردة بالمياه ، ومناسبة للمحولات عالية السعة.

• الهواء القسري القسري القسري (WFOA) : يتضمن الدورة القسرية لكل من الماء والهواء ، مما يوفر تبريدًا فعالًا للمحولات الكبيرة.

تصنيفات التبريد

يتم توحيد تصنيفات التبريد للإشارة إلى ارتفاع درجة الحرارة المسموح بها أعلى من درجة الحرارة المحيطة:

• الفئة A : ارتفاع درجة الحرارة القصوى 55 درجة مئوية.

• الفئة ب : ارتفاع درجة الحرارة القصوى 65 درجة مئوية.

• الفئة C : ارتفاع درجة الحرارة القصوى 80 درجة مئوية.

• الفئة F : ارتفاع درجة الحرارة القصوى 105 درجة مئوية.

• الفئة ح : ارتفاع درجة الحرارة القصوى 125 درجة مئوية.

تساعد هذه التصنيفات في تحديد طريقة التبريد والمواد المناسبة لضمان موثوقية المحول وطول العمر.

العوامل التي تؤثر على اختيار طريقة التبريد

يعتمد اختيار طريقة التبريد المناسبة على عدة عوامل:

• تصنيف المحولات : تتطلب المحولات ذات السعة الأعلى طرق تبريد أكثر كفاءة.

• درجة الحرارة المحيطة : قد تتطلب البيئات الأكثر سخونة أنظمة التبريد المحسنة.

• موقع التثبيت : قد تستفيد التركيبات الداخلية من المحولات الجافة من النوع ، في حين أن الإعدادات الخارجية قد تستوعب الأنواع المملوءة بالزيت.

• اعتبارات التكلفة : أساليب التبريد المتقدمة مثل OFWF أكثر تكلفة ولكنها توفر أداءً فائقًا.

• اللوائح السلامة والبيئية : في بعض الصناعات ، قد تملي مخاوف تتعلق بالسلامة بشأن مخاطر الحرائق أو اللوائح البيئية استخدام أنظمة تبريد من النوع الجاف أو أقل خطورة.

خاتمة

التبريد الفعال أمر بالغ الأهمية لأداء المحولات والسلامة. يتيح فهم طرق التبريد المختلفة والتصنيفات اختيار النظام الأنسب لتطبيقات محددة ، مما يضمن تشغيل فعال وموثوق.