لماذا يعتبر "التفريغ" الخطوة الأولى الحاسمة في تزييت المحولات؟ -- تحليل متعمق لمبدأ إزالة الغازات والرطوبة بالتفريغ
أثناء تركيب المحولات أو إجراء إصلاحات شاملة لها، قد يبدو تزييتها أمرًا بسيطًا، ولكنه في الواقع يتضمن العديد من الحيل. القاعدة "الذهبية" التي تتبعها الصناعة بدقة هي أنه قبل حقن الزيت، يجب أن تخضع جسم المحول لمعالجة التفريغ العالي. هذه ليست خطوة غير ضرورية بأي حال من الأحوال؛ بل هي شريان الحياة الذي يضمن التشغيل المستقر للمحول لعقود. ستتعمق هذه المقالة في مبدأ إزالة الغازات والرطوبة بالتفريغ، وكشف سبب كون "التفريغ" هو الخطوة الأولى التي لا غنى عنها والحاسمة في كل هذا.
عندما يقف محول ضخم في المحطة الفرعية، فإن "دمه" - الزيت العازل - على وشك أن يتم حقنه. قبل الحقن، سيقضي الفنيون وقتًا طويلاً في استخدام مضخة تفريغ احترافية لإخلاء الجزء الداخلي من خزان زيت المحول إلى حالة قريبة إلى ما لا نهاية للتفريغ. سيسأل العديد من العملاء: لماذا كل هذه المشاكل؟ أليس توفيرًا للوقت أن تحقن الزيت مباشرة؟
في ظل الضغط العادي، قد تبدو نواة المحول (القلب الحديدي والملفات) والجدران الداخلية لخزان الزيت جافة، ولكنها في الواقع تخفي عدوين رئيسيين:
الرطوبة
قاتل العزل: ستنخفض قوة عزل زيت المحول بشكل حاد بسبب كمية ضئيلة من الماء. يمكن للرطوبة أن تقلل من جهد الانهيار للزيت. في ظل المجالات الكهربائية عالية الجهد، من المحتمل جدًا أن تتسبب في تفريغ جزئي وحتى انهيار العزل، مما يؤدي إلى أعطال كارثية.
محفز الشيخوخة: ستخضع الرطوبة لتفاعل التحلل المائي مع الورق العازل (السليلوز)، مما يؤدي إلى تسريع شيخوخة وتقصف ألياف الورق، مما يتسبب في فقدانها للعزل والقوة الميكانيكية، وتقصير عمر خدمة المحولات بشكل كبير.
المذنب بالصدأ: يمكن للرطوبة أن تتسبب في صدأ المكونات المعدنية داخل المحول (مثل القلب والمشابك)، مما يؤثر على أداء الدائرة المغناطيسية وتوليد الشوائب لتلوث جودة الزيت.
الغازات (مثل الأكسجين)
مسارع الأكسدة: الأكسجين هو المذنب الرئيسي لشيخوخة الزيت العازل والورق العازل. سيتسبب في إنتاج الزيت لمواد حمضية وحمأة (حماة)، والتي ستلتصق بالملفات والمشتتات الحرارية، مما يؤثر على تبديد الحرارة والعزل.
متواطئ التفريغ: قد تترسب الغازات المذابة في الزيت تحت تأثير تغيرات المجال الكهربائي ودرجة الحرارة، مما يؤدي إلى تكوين فقاعات. ثابت العزل للفقاعات أقل بكثير من ثابت الزيت، مما قد يتسبب بسهولة في تفريغ جزئي ويهدد سلامة العزل.
ثانيًا. إزالة الغازات والرطوبة بالتفريغ: الكشف عن المبادئ العلمية
إذن، كيف يمكننا التخلص من هؤلاء "المخربين" العنيدين؟ الجواب هو: قم بإنشاء بيئة تفريغ واستخدم القوانين الفيزيائية لجعلهم "يغادرون من تلقاء أنفسهم دون أن يتم طردهم".
خفض نقطة الغليان لجعل الماء "يغلي" ويتبخر
نعلم جميعًا أن الماء يغلي عند 100 درجة مئوية. ومع ذلك، في المناطق المرتفعة، بسبب انخفاض ضغط الهواء، يغلي الماء قبل أن يصل إلى 100 درجة مئوية. يستخدم حقن الزيت بالتفريغ هذه القاعدة بالضبط.
عن طريق تفريغ خزان زيت المحول، قمنا بتقليل الضغط الداخلي بشكل كبير. عندما ينخفض ضغط الهواء إلى مستوى معين، تكون درجة الحرارة المحيطة (حتى في درجة حرارة الغرفة) أعلى بكثير من "نقطة الغليان" للماء عند هذا الضغط المنخفض. في هذه المرحلة، فإن الماء السائل المتبقي في أعماق الورق العازل وفي الفجوات الموجودة في القلب الحديدي سوف يتبخر بسرعة ويتحول إلى بخار ماء. بمجرد أن يتحولوا إلى الحالة الغازية، يمكن ضخهم باستمرار خارج خزان الزيت بواسطة مضخات تفريغ قوية.
تشبه هذه العملية غلي الماء على هضبة تشينغهاي-التبت، إلا أن "بيئة الضغط المنخفض" التي نخلقها أكثر تطرفًا بكثير من تلك الموجودة على الهضبة.
2. الغازات المذابة ليس لديها مكان للاختباء
وفقًا لقانون هنري، تتناسب ذوبان الغاز في السائل طرديًا مع الضغط الجزئي للغاز فوق سطح السائل. عندما نقوم بإخلاء الهواء، ينخفض الضغط الجزئي للهواء فوق سطح الزيت (بما في ذلك الأكسجين والنيتروجين) إلى ما يقرب من الصفر.
هذا يجعل:
بالنسبة للمكونات التي تم غمرها بالفعل في الزيت، فإن الغازات المذابة في الزيت سوف تترسب بسرعة.
بالنسبة للتجاويف التي لم يتم تزييتها بعد، يتم سحب جميع الغازات الموجودة في الزوايا مباشرة.
بيئة التفريغ تشبه يدًا عملاقة غير مرئية، "تسحب" تمامًا الغازات المخفية بعمق في مسام المواد العازلة والمذابة في طبقة الزيت المتبقية.
ثالثًا. العواقب الوخيمة لتجاهل خطوة التفريغ: المخاطر والتكاليف
إذا تم تخطي معالجة التفريغ أو تبسيطها لتوفير الوقت، فلن يختلف الأمر عن زراعة "قنبلة موقوتة" للمحول:
نقص أداء العزل المتأصل: قد يحدث تفريغ جزئي في المرحلة الأولى من التشغيل، مما يضاعف خطر الانهيار.
الشيخوخة المتسارعة والانخفاض الحاد في العمر الافتراضي: قد يحتاج المحول الذي يبلغ عمره الافتراضي المصمم 40 عامًا إلى إصلاحات أو استبدالات رئيسية بعد 10 سنوات فقط من التشغيل بسبب الشيخوخة الشديدة للعزل.
ارتفاع تكاليف التشغيل: يجب تصفية منتجات الزيت وإزالة الغازات منها بشكل متكرر، مما يزيد بشكل كبير من تكاليف الصيانة.
خطر السلامة: تزداد مخاطر الفشل المفاجئ، مما يهدد استقرار شبكة الطاقة.
إن "التفريغ"، هذه الخطوة التي تبدو بسيطة، هي حجر الزاوية الذي لا يتزعزع في عملية حقن الزيت في المحولات. من خلال المبادئ الفيزيائية المبتكرة، فإنه يقضي بشكل أساسي على التهديدات المحتملة التي تؤثر على العمر الافتراضي وسلامة المحولات، مما يجعلها الاستثمار الأكثر كفاءة واقتصادية لضمان التشغيل طويل الأجل والموثوق والاقتصادي لأصول الطاقة الخاصة بك.