ما هو المبرد المحول؟
مشعاع المحولات عبارة عن جهاز تبريد خارجي يتم تركيبه على محول مغمور بالزيت- لتبديد الحرارة المتولدة أثناء التشغيل. يتم تجميعها من زعانف متعددة لتبديد الحرارة، وتتميز بجدران فولاذية رقيقة ومساحة كبيرة لتبديد الحرارة وتصميم خفيف الوزن. عادة ما يتم تثبيت المبرد على الجانبين أو الجزء الخلفي من خزان المحولات، وذلك باستخدام الحمل الحراري الطبيعي للهواء أو تبريد الهواء القسري لتسريع تبديد الحرارة من داخل المحول.
يتضمن مبدأ عمله السماح للزيت العازل الذي يتمتع بدرجة حرارة عالية بالتدفق عبر الألواح المعدنية ذات الزعانف، ونقل الحرارة إلى الهواء المحيط. يمكن أن تحدث هذه العملية بشكل طبيعي (من خلال الحمل الحراري) أو بمساعدة المراوح لزيادة تدفق الهواء وكفاءة التبريد. تعتبر مشعات المحولات ضرورية للحفاظ على درجات حرارة داخلية آمنة ودعم ظروف التحميل الأعلى.
لماذا تحتاج المحولات إلى مشعات؟
في أنظمة الطاقة، تلعب المحولات دورًا حاسمًا في تحويل الجهد. أثناء التشغيل، تولد المحولات كمية كبيرة من الحرارة بسبب الفقد. إذا لم يكن من الممكن تبديد هذه الحرارة في الوقت المناسب، فقد يؤدي ذلك إلى شيخوخة العزل الداخلي، وتقصير عمر الخدمة، وفي الحالات الشديدة، قد يؤدي إلى حوادث تتعلق بالسلامة. ولذلك، هناك حاجة إلى مشعات من نوع اللوحة- للمساعدة في تبريد المحولات وتقليل درجة حرارة التشغيل.
يواجه كل محول تشغيل شكلين أساسيين من فقدان الطاقة:
|
نوع الخسارة |
لماذا |
موقع |
|
خسائر خام |
التباطؤ والتيارات الدوامة في النواة المغناطيسية |
قلب الحديد (المنطقة الوسطى) |
|
خسائر النحاس |
خسائر I²R (مقاومة) في اللفات |
الملفات الأولية والثانوية |
كيف تعمل المشعات؟
تتكون عملية عمل المبرد ذي الزعانف من أربع خطوات رئيسية:
ارتفاع الزيت الساخن:أثناء تشغيل المحول، تؤدي الحرارة الناتجة عن اللفات والقلب إلى ارتفاع درجة حرارة الزيت العازل. ويرتفع الزيت الساخن بكثافته المنخفضة بشكل طبيعي.
التدفق إلى المبرد:يتدفق الزيت الساخن عبر أنابيب تجميع الزيت وإلى أنابيب توصيل الزيت داخل المبرد.
نقل الحرارة:يتم نقل الحرارة من الزيت العازل إلى الهواء من خلال الجدران الفولاذية الرقيقة للغاية، مما يؤدي إلى خفض درجة حرارة الزيت.
عودة النفط البارد:يتدفق زيت المحولات المبرد بكثافته المتزايدة عائداً إلى قاع الخزان على طول الجانب الآخر من المبرد، وتستمر الدورة.
تكرر هذه العملية نفسها، مما يؤدي إلى تبريد المحول بشكل مستمر دون الحاجة إلى طاقة إضافية.
كيفية اختيار المبرد المحولات
اعتمادًا على نوع التبريد، يتم تقسيمها بشكل عام إلى فئتين:
|
شفرة |
نوع التبريد |
حالات الاستخدام |
|
أونان |
الزيت طبيعي، الهواء طبيعي |
محولات التوزيع |
|
ONAF |
زيت طبيعي، دفع هوائي (مراوح) |
محولات الطاقة |
بالإضافة إلى ذلك، بناءً على الهيكل، يمكن تقسيم مشعات المحولات إلى نوع ثابت ونوع قابل للفصل. النوع القابل للفصل سهل النقل والتجميع في الموقع، وغالبًا ما يستخدم في المشروعات ذات الجهد العالي جدًا-أو ذات السعة الكبيرة-.
عند تحديد ومطابقة مشعاع من نوع اللوحة- للمحول، يجب مراعاة المعلمات التالية بعناية:
مطابقة قدرة تبديد الحرارة:يجب أن تكون قوة تبديد الحرارة الإجمالية للرادياتير أكبر من إجمالي الخسائر (فقد الحديد + فقدان النحاس) للمحول تحت الحمل الكامل.
عدد الزعانف والمسافة المركزية:تحدد المسافة المركزية (المسافة بين أنابيب تجميع الزيت العلوية والسفلية) الارتفاع الفعال للرادياتير ويجب أن تتطابق مع ارتفاع خزان المحولات.
معدل تدفق الزيت وارتفاع درجة الحرارة:تأكد من دوران الزيت بسلاسة في ظل ارتفاع درجة الحرارة المقدرة (عادةً يجب ألا يتجاوز ارتفاع درجة حرارة الزيت العليا 55 كلفن).
الظروف البيئية:في المناطق ذات الارتفاعات العالية، أو العواصف الرملية الشديدة، أو الرطوبة العالية، يجب تحديد مشعات ذات طلاء محسّن مضاد للتآكل-، كما يجب الاحتفاظ بهامش تبريد إضافي.
متطلبات الضوضاء:بالنسبة للمحولات التي يتم تركيبها بالقرب من المناطق السكنية، يفضل استخدام مشعات التبريد الطبيعي (التبريد الذاتي) أو يجب تكوين مراوح منخفضة الضوضاء- في حالة استخدام تبريد الهواء القسري.
خاتمة
تلعب المشعاعات دورًا رئيسيًا في -المحولات المغمورة بالزيت. فهي تساعد في التحكم في درجة الحرارة عن طريق تمكين التبادل الحراري بين زيت المحولات والهواء المحيط. يؤثر تصميم وأداء المشعاعات بشكل مباشر على موثوقية المحولات وكفاءتها وعمر الخدمة. هناك حاجة إلى الاختيار الصحيح والتركيب المناسب والصيانة الدورية. هذه تضمن التشغيل الآمن تحت الأحمال الكهربائية المختلفة والظروف البيئية. بدون مشعات، يصبح الإجهاد الحراري مشكلة. يمكن أن يسبب أعطالًا متكررة ويؤدي إلى ارتفاع تكاليف الصيانة.
