ما هو خزان المحولات؟ الأنواع والمواد والتصميم

ما هو خزان المحولات؟

خزان المحولات عبارة عن حاوية فولاذية ملحومة تحتوي على مجموعة القلب-والملف-المغمورة بالزيت-وتحتوي على الزيت العازل. يقوم بثلاث وظائف: يدعم ويحمي الجزء النشط، ويحتوي على الزيت الذي يوفر العزل الكهربائي ونقل الحرارة، ويشكل الواجهة الميكانيكية للبطانات والمشعات والحافظ وأجهزة الحماية. يجب أن يكون الخزان قويًا بما يكفي لتحمل الضغط الداخلي الناتج عن تمدد الزيت، وأن يكون محكم الغلق بدرجة كافية لإبعاد الرطوبة والأكسجين عن الزيت.

وظائف الخزان

دعم العزل: يقوم الزيت الموجود داخل الخزان بعزل اللفات عن جدار الخزان والأرض

تبديد الحرارة: ينقل الزيت الحرارة من اللفات إلى جدار الخزان والمشعات، حيث يتم إطلاقها في الهواء

الحماية: يحافظ الغلاف المحكم على الرطوبة والغبار والقوارض والأجواء المسببة للتآكل

القاعدة الهيكلية: يحمل الخزان وزن الجزء النشط وجميع ملحقاته وينقله إلى الأساس

أنواع الخزانات الرئيسية

خزان مختوم (تقليدي).

الخزان المغلق عبارة عن هيكل ملحوم مغلق بالكامل بدون خزان للزيت. تعمل وسادة الغاز أو الحجاب الحاجز المرن على امتصاص التغير في حجم الزيت الناتج عن تقلبات درجة الحرارة، وبالتالي لا يلامس الزيت الهواء الخارجي أبدًا. هذه الخزانات بسيطة ومدمجة وشائعة في محولات التوزيع ومحولات الطاقة الأصغر. تناسب بعض التصميمات أجهزة تنفس هلام السيليكا-حيث يلزم تخفيف الضغط، وتصفية الرطوبة من أي هواء يدخل.

خزان الحفظ

خزان الحفظ عبارة عن خزان زيت صغير مثبت فوق الخزان الرئيسي ومتصل بواسطة أنبوب. عندما يسخن الزيت ويتمدد، يتدفق الفائض إلى الخزان؛ وعندما يبرد، يتدفق الزيت مرة أخرى. ولذلك يظل الخزان الرئيسي ممتلئًا تمامًا بالزيت في جميع الأوقات، ويتم حماية سطح الزيت في وحدة الحفظ بواسطة مادة تنفس هلامية من السيليكا- تعمل على إزالة الرطوبة من الهواء المسحوب أثناء الانكماش. يعد هذا التصميم قياسيًا لمحولات الطاقة المتوسطة والكبيرة لأنه يحافظ على الخزان الرئيسي خاليًا من مساحة الغاز ويبطئ تقادم الزيت.

المواد والتصنيع

تصنع معظم الخزانات من صفائح الفولاذ الطري، المشكلة والملحومة والمعززة بأضلاع ومقويات. الفولاذ الطري قوي واقتصادي وسهل التصنيع. تم تشطيبه باستخدام طبقة تمهيدية غنية بالزنك-وطبقة علوية مقاومة للعوامل الجوية-للاستخدام في الهواء الطلق. يتم تحديد الفولاذ المقاوم للصدأ للبيئات الساحلية أو الكيميائية أو ذات الرطوبة العالية-حيث تفوق مقاومة التآكل التكلفة. يظهر الفولاذ المجلفن والألمنيوم في تصميمات خاصة خفيفة الوزن. يتم اختبار التسرب الهيدروستاتيكي أو الهوائي في كل خزان-بعد اللحام، ويتم تنظيف الجزء الداخلي وتجفيفه قبل تجميع الجزء النشط.

التبريد وملحقاته

يعتمد التبريد على مساحة سطح الخزان ومشعاته. يتم تبريد الوحدات الصغيرة بشكل طبيعي (ONAN)؛ تضيف الوحدات الأكبر حجمًا مشعات أو مراوح قابلة للفصل (ONAF) أو مضخات زيت (OFAF) لرفع التصنيف المستمر. تشمل الملحقات النموذجية المثبتة على الخزان أو بجانبه ما يلي:

البطانات ذات الجهد العالي-والبطانات ذات الجهد المنخفض-.

حافظة زيت بها-هلام سيليكا ومقياس لمستوى الزيت-.

تتابع Buchholz (الغاز) على أنبوب الحفظ

صمام تخفيف الضغط وصمام أخذ عينات الزيت

ميزان حرارة الزيت ومؤشر درجة حرارة اللف

محطات التأريض على الخزان والغطاء

اعتبارات التصميم

يجب أن يسمح الخزان للزيت بالتمدد دون ضغط زائد، لذلك يتم حساب حجم الحافظ وسعة التنفس من نطاق درجة حرارة الزيت. يجب أن يكون الإطار الأساسي صلبًا بدرجة كافية لرفع المحول بالكامل، ويجب أن يكون الغطاء قابلاً للإزالة للفحص. يجب أيضًا أن تحترم أبعاد الخزان حدود النقل، لأن الوحدة التي لا يمكنها المرور عبر بوابة العميل أو باب الحاوية تخلق تكلفة يمكن تجنبها. تتبع المتطلبات الميكانيكية والحرارية القياسية IEC 60076-1 وGB 1094، مع الاختبارات المتعلقة بالزيت والضغط الموضحة في IEC 60076-1 وGB/T 6451.

صيانة

تشمل الفحوصات الروتينية فحص لون مجفف التنفس، والتحقق من مستوى الزيت في الخزان، وتنظيف زعانف الرادياتير، والتحقق من التسرب عند اللحامات والحشيات، والتأكد من عدم وجود عائق في جهاز تخفيف الضغط. يجب إصلاح أي تسرب للزيت على الفور: فالتسرب البطيء يسمح بدخول الرطوبة ويقلل تدريجيًا من قوة العزل الكهربائي للزيت.

التعليمات

لماذا يمتلئ الخزان بالزيت بدلا من الهواء؟

يوفر الزيت العزل والتبريد. قوتها العازلة أعلى بكثير من الهواء، ودورانها يحمل الحرارة من اللفات إلى سطح الخزان. يتم استخدام المحولات من النوع الجاف - المملوءة بالهواء - في الداخل حيث تستبعد قواعد السلامة من الحرائق الزيت.

ما هو الغرض من هلام السيليكا في جهاز التنفس؟

يمتص الجل الرطوبة من الهواء الذي يدخل إلى الحافظ بينما ينكمش الزيت عند التبريد. وبدون ذلك، سيصل الهواء الرطب إلى سطح الزيت ويقلل من قوته العازلة بمرور الوقت.

هل يمكن تحويل الخزان المغلق إلى تصميم حافظ؟

التحويل ليس عمليًا بشكل عام نظرًا لاختلاف هيكل الخزان وغطاءه وملحقاته. يعد اختيار النوع الصحيح أكثر اقتصادا في مرحلة المواصفات.

لماذا تستخدم المحولات الكبيرة دائمًا أدوات حفظ؟

تحتوي الوحدات الكبيرة على كمية أكبر بكثير من الزيت، لذا يكون التمدد الحراري كبيرًا. يحافظ جهاز الحفظ على امتلاء الخزان الرئيسي بالزيت بالكامل-، مما يزيل مساحة الغاز فوق الزيت، ويجعل أخذ عينات الزيت وعمليات التعبئة الروتينية-الروتينية آمنة وبسيطة.

ما هو الفرق بين التبريد ONAN و ONAF؟

ONAN تعني دوران الزيت الطبيعي وتبريد الهواء الطبيعي، بالاعتماد على الخزان والمشعات فقط. يضيف نظام ONAF مراوح تنفخ الهواء فوق المشعاعات، مما يزيد من قدرة التبريد وبالتالي الحمل المستمر المسموح به.