الهندسةالهندسة الكهربائية

تبريد محولات القدرة

اقرأ في هذا المقال
  • أنواع التبريد
  • طرق تبريد المحولات

تبريد المحولات هي العملية التي يتم من خلالها تبديد الحرارة المتولدة في المحول، أو معالجتها إلى القيمة الآمنة، ويتم تحقيق ذلك من خلال طرق التبريد المختلفة للمحول المتاح.

العامل الرئيسي لتوليد الحرارة في المحول هو الخسائر المختلفة، مثل التباطؤ وتيار الدوامة والحديد وفقدان النحاس من بين جميع الخسائر المختلفة، فإن المساهم الرئيسي في توليد الحرارة هو فقدان النحاس أو فقدان (I^2*R).

أنواع التبريد:

إذا استمرت درجة حرارة المحول في الزيادة بسرعة، فسيؤدي ذلك إلى تدهور العزل المستخدم في المحول مما يؤدي إلى إتلاف الأجزاء المختلفة، وبالتالي فشل المحول، وبالتالي فإن الإزالة أو المعالجة المناسبة للحرارة ضرورية للعمل بكفاءة، وضمان عمر أطول وكفاءة أعلى للمحول.

المبردات المختلفة المستخدمة لغرض تبريد المحولات هي الهواء والزيوت الاصطناعية والزيوت المعدنية والغاز والمياه، وفي الأساس، هناك نوعان من المحولات أحدهما النوع الجاف والآخر من النوع المغمور بالزيت لتبريد المحولات، يتم استخدام طرق التبريد التالية المدرجة أدناه.

  • بواسطة الهواء الطبيعي.

  • بواسطة الهواء المضغوط أو القسري(المراوح).

  • بواسطة الزيت والهواء الطبيعي.

  • بواسطة الزيت الطبيعي والهواء القسري.

  • بواسطة الهواء القسري والزيت القسري.

  • بواسطة الزيت الطبيعي والماء القسري (المضخات).

  • بواسطة الزيت القسري والماء القسري (المضخات).


طرق تبريد المحولات:

الهواء الطبيعي (AN):

عن طريق الهواء الطبيعي، يتم تبريد الحرارة المتولدة في المحول بواسطة دوران الهواء الطبيعي، عندما تصبح درجة حرارة المحول أعلى مقارنة بدرجة حرارة الهواء المحيط، وبالتالي من خلال عملية الحمل الحراري الطبيعي، يتم استبدال الهواء الساخن بالهواء البارد، تُعرف هذه الطريقة أيضًا باسم طريقة التبريد الذاتي، تُستخدم هذه الطريقة لتبريد تصنيف محول الإخراج الأصغر الذي يصل إلى 1.5 ميجا فولت أمبير.

يتم تبريد المحول المغمور بالزيت عن طريق تبريد الهواء بالزيت وطريقة تبريد الماء بالزيت.

الزيت الطبيعي للهواء الطبيعي (ONAN):

يتم استخدام عملية الحمل الحراري الطبيعي لهذا النوع من التبريد، بحيث يتم وضع تجميع القلب والملفات في الخزان المغمور بالزيت، كما يتم تسخين اللب واللفات، ترتفع درجة حرارة الزيت في المحولات، ونتيجة لذلك يتحرك الزيت لأعلى ويتدفق من الجزء العلوي لخزان المحول، يعمل هذا الزيت الساخن على تبديد الحرارة في الهواء عن طريق الحمل الحراري الطبيعي وعملية التوصيل، ويتم تبريد الزيت عن طريق دوران الهواء الطبيعي ويمر عبر المبرد مرة أخرى لاستخدام المحول، يستخدم هذا النوع من التبريد لتصنيف المحولات حتى 30 ميجا فولت أمبير.

الزيت الطبيعي بدفع الهواء (ONAF):

تستخدم طريقة (ONAF)، لتبريد المحولات التي تصل إلى 60 ميغا فولت أمبير، كما نوقش أعلاه، في طريقة (ONAN)، يتم تبديد الحرارة من خلال عملية الحمل الحراري التي يتم فيها تدوير الهواء بشكل طبيعي ليبرد، ولكن في هذا النوع، يتم استخدام الهواء القسري لغرض تبريد المحول.

سيكون تبريد الزيت أسرع إذا زادت مساحة خزان المحول، مما يؤدي إلى زيادة مستوى تبديد الحرارة، لكن عندما يتم تثبيت المراوح والمنافخ، يتم تطبيق سرعة عالية من الهواء بقوة على المبرد وأبراج التبريد مما يساعد في تبريد الزيت بسرعة وكفاءة أكبر.

تكلفتها أعلى مقارنة بالعملية الأخرى، حيث يتم تدوير الزيت والهواء بشكل طبيعي، لأن المروحة والمنافخ مرفقة كمعدات تبريد إضافية، في هذه الطريقة.



دفع الهواء بالزيت (OFAF):

كما يقول الاسم نفسه، يتم استخدام كل من الزيت والهواء بالقوة لتبريد المحولات، يتم تركيب المبادل الحراري الذي يتم من خلاله تدوير الزيت الساخن بمساعدة مضخة، يُجبر الهواء على المرور عبر المبادل الحراري بمساعدة المراوح عالية السرعة.

تشبه هذه الطريقة طريقة (ONAN)، لأنه عندما يكون هناك حمل منخفض على المحول، يتم التبريد بطريقة (ONAN) البسيطة، ومع ذلك بمجرد زيادة الحمل، ستكون الحرارة المتولدة أكثر أيضاً، وبالتالي يعطي المستشعر إنذاراً بأن تبديد الحرارة قد تجاوز القيمة الآمنة ونتيجة لذلك، يتم تشغيل المراوح والمضخات تلقائياً وبالتالي يتم التبريد بطريقة (OFAF).



المياه الطبيعية بالزيت القسري (ONWF):

في طريقة تبريد الزيت بالماء القسري، يتم غمر قلب المحول والملفات في خزان الزيت، تركيب المبرد خارج الخزان حيث ترتفع درجة الحرارة وتزيد الزيت ويتحرك لأعلى، يتم تمرير تبديد الحرارة من خلال العملية الطبيعية للحمل الحراري والزيت عبر الرادياتير، ولكن يتم ضخ الماء و تمريره عبر مبادل حراري ليبرد الزيت.

المياه القسرية بالزيت (OFWF):

يتم تركيب مبادل حراري بحيث يتم من خلاله تمرير كل من الزيت والماء بمساعدة مضخة، دائماً ما يتم الاحتفاظ بمستوى وضغط الزيت أعلى من مستوى الماء، لذلك في حالة حدوث أي تسرب في النظام، يختلط الزيت بالماء، ولكن لا يختلط الماء بالزيت.

هذا النوع من الطريقة مناسب للقدرة الكبيرة من المحولات ذات التصنيف بعدة مئات من (MVA)، أو حيث يتم تثبيت بنوك المحولات، يتم إجراء هذا النوع من التبريد بشكل أساسي للمحول المثبت في محطة الطاقة الكهرومائية.


المصدر
electric machininery foundamentals "stephen j.chapman"Robert L.Boylestad;Introductory Circuit Analysis;USA;Prentice-Hall Inc.2000D.Hallidy, R. Resnick and j. Walker; Fundamental of Physics; john Wiley & Sons,Extened 6th Edition 2001. 6-R. Wolfson and j.M. Pasachof; Physics for Scientists and Engineers; Harper Collins College Publisher,Second Edition 1995Differential and Distance Protection Diagram from Power System,HorowitzC. R. Paul, Fundamentals of Electric Circuit Analysis, John Wiley, 2001

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى