علاقة علامات السليلوز بفحوصات الورق العازل للمحولات الكهربائية

ضرورة تحديد علاقة علامات السليلوز بفحوصات الورق العازل للمحولات

إن تفسير العلامات الكيميائية لتحديد حالة عزل الورق في محول الطاقة هو مجال موضوع لا يزال يمثل العديد من التحديات، كما يسمح تحليل الزيت بقياس الكحوليات ومشتقات “الفورانيك” وتقدير حالة الورق العازل دون أي تدخل جائر، حتى الآن؛ فإنه تم اقتراح العديد من دراسات التلف المختبرية المتسارعة التي تتضمن “الواسمات الكيميائية” ودرجة البلمرة (DPv).

لكن تطبيقها على المعدات الكهربائية الحقيقية لا يزال قيد التحقيق، وفي الواقع تم تصميم معظم نماذج (DPv) باستخدام تجارب معملية للتلف المبكر وتعتمد فقط على التحليل، ومع ذلك لم تكن هناك محاولة لتصحيح التركيز بناءً على خصائص التصميم أو درجة حرارة الزيت أو تأثير المعطيات الفيزيائية والكيميائية.

وفي الآونة الأخيرة؛ فإن هناك إجماع حول تفسير العلامات ينص على أنه من الضروري مقارنة الجهاز بنفس التكوين (الغلاف مقابل النواة) ونفس نوع التبريد، لكن في الواقع تختلف كمية المواد المضمنة (الزيت والورق) كثيراً بين تصميم الغلاف والتصميم الأساسي لمقارنة هذه الأنواع من الأجهزة معاً، كما يؤثر التبريد أيضاً على توزيع درجة الحرارة في اللفات، مما يسمح بتوزيع قيم (DPv) للورق في المحول.

علاوة على ذلك؛ فإن الماء تعتمد تركيزات الواسم المقاسة في الزيت على درجة الحرارة، وذلك بسبب ظاهرة التقسيم بين الزيت والعزل الصلب، بحيث يتم الاحتفاظ بمعظم هذه العلامات في العزل الصلب ويتم موازنتها مع الزيت، وذلك اعتماداً على درجة الحرارة والمعايير الفيزيائية والكيميائية الأخرى.

ومن أجل متابعة الاتجاه الحقيقي لهذه الأنواع خلال عمر خدمة المحول؛ فإنه من الضروري تصحيح تركيزاتها عند درجة حرارة معينة كما هو الحال بالنسبة لمحتوى الماء، بحيث تشير المنشورات الحديثة إلى عوامل تصحيح درجة الحرارة لأخذ ظاهرة التقسيم هذه في الاعتبار في تفسير الكحوليات ومشتقات “الفيورانيك”، ومن بين أسطولها من المحولات الكهربائية القديمة.

بروتوكول كشط المحولات وفحوصات الورق العازل للمحولات

توصيف الزيت العزل

تم فحص ستة “محولات طاقة” من النوع الأساسي مفتوح التنفس تم بناؤها في عام 1958م، وذلك من قبل نفس الشركة المصنعة ووضعها في نفس محطة التوليد، كما هو موضح بالشكل التالي (1)، كما تم تبريد هذه المحولات في البداية باستخدام أنظمة (OFWF) ثم تم تعديلها إلى أنظمة التبريد (OFAF) في حوالي التسعينيات.

كما تم عزلها بأوراق كرافت القياسية (0.11٪ محتوى نيتروجين) وتم تعبئتها بزيت عازل نافثيني مثبط، بحيث تم تحليل الزيت في الوحدات الست قبل التخلص منها. عند الانتهاء من التحليل، حيث كانت الحموضة الزيتية في حدود (0.012 إلى 0.017 مجم KOH / جم) من الزيت.

وباستثناء القيم العالية لغاز ثاني أكسيد الكربون، تشير نتائج (DGA) إلى أن المحولات ليس لديها مشكلة معينة، وبالتالي لم تظهر أي علامة واضحة على التقادم غير الطبيعي أو المتسارع لعزلها الصلب، ومع ذلك من المثير للاهتمام ملاحظة أن تركيزات (DGA) الإجمالية متشابهة.

أخذ عينات الورق

عندما تم فحص عينات زيت من ستة محولات متفرقة؛ فقد كانت عينات الورق متاحة فقط من الوحدات الخمس الأولى (رقم 1 إلى رقم 5)، كما تم أخذ عينات من الورقة على كل من الجهد العالي (HV) والجهد المنخفض (LV) من المراحل الثلاث (A ،B ،C). عندما يكون ذلك ممكناً، كما تم تحديد قسم كامل من القرص حسب الشكل السابق (b) من أجل قياس ملف توزيع “درجة البلمرة” (DPv) عبر القرص.

وعلاوة على ذلك؛ فإنه تم إجراء قياس (DPY) على الطبقة الخارجية للورق وعلى الطبقة الداخلية للورق، و أخيراً تم اختيار عينات من أعلى ووسط وأسفل كل ملف، ولكل وحدة؛ فإن كان هناك أكثر من 100 قياس (DPv) لكل محول.

القياسات الخاصة بتوزيعات درجة البلمرة (DPV)

يقدم هذا القسم جميع التوزيعات الإحصائية لـ (DPv) التي لوحظت للوحدة رقم (3) في الجدول السابق مع العدد المقابل للعينات (n)، كما أن هذه التوزيعات متشابهة تماماً للوحدات الأربع الأخرى التي تم التحقيق فيها، كما قد يختلف المبلغ الإجمالي للعينات الورقية المجمعة من واحد إلى آخر بسبب ظروف أخذ العينات الميدانية.

حيث يوضح الشكل التالي (3) توزيعاً نموذجياً للورق (DPY) للمراحل الثلاث للملفات (LV) و (HV)، وفي هذا الشكل؛ فإنه يتم أخذ توزيع (DPv) في الاعتبار لجميع الأوراق التي تم جمعها في لفات (LV) و (HV) دون أي تمييز فيما يتعلق بالطور (A أو B أو C) أو الموضع (العلوي أو الأوسط أو السفلي) أو طبقة الورق (الزيت أو الجانب النحاسي).

وكما لوحظ في العديد من الحالات الأخرى؛ فإن (DPv) لملف (LV)، والذي يقترب من نهاية العمر، بحيث يكون أقل من الذي لوحظ لملف (HV)، ومع ذلك وفي هذه الحالة، تظهر القيم المتوسطة لكلا الملفين (DPv) من (176) و (306) لملفات (LV) و (HV) على التوالي.

وكل ذلك مع العلم أن هذا المحول يعمل بنظام تبريد بالزيت القسري يوفر توزيعاً أكثر تجانساً لدرجة الحرارة على طول اللفات؛ فمن المتوقع أن يكون توزيع (DPv) بين الأعلى والأسفل متشابهاً من حيث الحجم، وفي الواقع يمثل الشكل التالي (4) توزيعات (DPv) لثلاثة مواقع على اللفات (HV) حيث لوحظ فرق بسيط، كما يُظهر الجزء العلوي أدنى قيم متوسطة بمتوسط (​​)291 مقارنة بالمنتصف (305) وللأسفل بمتوسط ​​قيمة (343).

كذلك يعرض الشكل التالي (5) توزيع قياس (DPv) للورق الملامس للزيت مباشرةً وفي اتصال مع الموصل النحاسي لملفات الجهد العالي، كما يوجد حوالي 14 طبقة ورقية، حيث أن التوزيعات متشابهة تماماً مع القيم المتوسطة المكافئة (304 مقابل 310)، لذلك قد يُعزى ذلك إلى الجودة الجيدة للزيت (حموضة 0.012 مجم KOH / جم زيت) والتي لم يكن لها تأثير ضار على أوراق اللف الملامسة للزيت مباشرة.

وفيما يتعلق بـ (LV)؛ فقد كان من الصعب حساب عدد الطبقات لأن الأوراق كانت عالقة في الموصلات النحاسية وهشة للغاية، وذلك على الرغم من أن أوراق هذه المحولات كانت كلها قريبة من نهايتها، خاصة بالنسبة لـ (LV).

وأخيراً يسلط هذا الطرح الضوء على أهمية تطبيع المعلمات الكيميائية مثل درجة حرارة الزيت، بحيث يضمن هذا التصحيح وجود ارتباط أكثر واقعية ودقة بين تركيزات العلامة و (DPv) للورق في المحول، كما يتم التأكيد أيضاً على أن تحليل ما بعد التلف من أجل رسم ملف تعريف (DPv) الكامل للمحول أمر بالغ الأهمية لتطبيق أي نموذج، كما تمهد الدراسات المتعددة الطريق لإنشاء عتبات التركيز لتصنيف حالة العزل الورقي المستخدم في المحولات بهدف إدارة الأصول بشكل أكثر دقة وموثوقية.