تعد المحولات مكونات مهمة للأنظمة الكهربائية الحديثة، مما يضمن توزيع الطاقة بكفاءة عبر الصناعات. ونظرًا لدورها الحيوي، يعد اختبار المحولات ضروريًا للحفاظ على الموثوقية والسلامة والأداء طوال عمرها التشغيلي ويمكن تشبيهه بحلول أخرى مفيدة بنفس القدر مثل إعادة لف المحركات الكهربائية.

ينقسم الاختبار عادةً إلى ثلاث فئات رئيسية: التكليف، والفحص الروتيني، والاختبار التشخيصي. ويخدم كل منها أغراضًا مميزة ويتضمن منهجيات محددة لمعالجة نقاط الضعف المحتملة.

التكليف

يحدث التشغيل عند تركيب محول جديد. تتحقق هذه العملية من أداء المحول بعد النقل وتضمن توافقه مع مواصفات الشركة المصنعة. يعد دخول الرطوبة والضغط الجسدي أثناء النقل من الاهتمامات الشائعة التي يتم تناولها أثناء التشغيل. بالإضافة إلى ذلك، يحدد التشغيل خط أساس للأداء لإجراء مقارنات مستقبلية، المساعدة في الكشف المبكر عن الأخطاء. تشمل الاختبارات الرئيسية أثناء التشغيل، على سبيل المثال لا الحصر، ما يلي:

1. اختبار معامل القدرة

يعد اختبار معامل القدرة أداة تشخيصية مهمة تقوم بتقييم حالة العزل الكهربائي للمحول. ويحقق ذلك من خلال تطبيق جهد معروف وقياس تيار التسرب الناتج عن عيوب في العزل.

يمثل عامل القدرة جيب التمام لزاوية الطور بين الجهد والتيار. من الناحية المثالية، سيكون عامل قدرة المحول صفرًا، مما يشير إلى عزل مثالي مع عدم وجود تيار تسرب. ومع ذلك، نظرًا لعدم وجود عزل لا تشوبه شائبة، فمن المتوقع حدوث انحرافات صغيرة عن الصفر.

2. استجابة التردد العازل (DFR) واختبار عامل القدرة ذو التردد المتغير

على الرغم من أن اختبار عامل الطاقة التقليدي لا يقدر بثمن، إلا أنه قد لا يقدم دائمًا صورة كاملة عن صحة عزل المحول الخاص بك. تعمل التقنيات المتقدمة مثل استجابة التردد العازل (DFR) واختبار عامل الطاقة المتغير على سد هذه الفجوة.

اختبار معامل القدرة ذو التردد المتغير:
تكمل هذه الطريقة اختبارات معامل القدرة التقليدية من خلال تحديد عامل تصحيح درجة الحرارة الفردي (ITC) للنظام. وتسمح قيم ITC الدقيقة للمهندسين بتطبيع نتائج الاختبار عبر درجات حرارة مختلفة، مما يحسن موثوقية التشخيص.

استجابة التردد العازل (DFR):
يعد اختبار DFR أداة قوية لتشخيص الرطوبة والعزل. من خلال تحليل كيفية تغير خصائص العزل الكهربائي عبر نطاق من الترددات، يقدم هذا الاختبار تقييمًا تفصيليًا لمحتوى رطوبة العزل وموصلية الزيت. لا تقلل مستويات الرطوبة العالية فقط من معالجة أحمال المحولات القدرة ولكن أيضًا تسريع عملية الشيخوخة، مع التركيز على أهمية إدارة الرطوبة بشكل استباقي.

3. اختبار نسبة دوران المحولات (TTR).

يضمن اختبار TTR أن يحافظ المحول على النسبة الصحيحة من المنعطفات الأولية إلى الثانوية - وهو عامل حاسم للوظيفة المناسبة. ويتحقق من أن نسبة دورات المحول متوافقة مع مواصفات التصميم، مما يسمح للمحول برفع الجهد لأعلى أو لأسفل بدقة. يمكن أيضًا الكشف عن المنعطفات المختصرة أو اللفات المفتوحة أو توصيلات اللف غير الصحيحة أو عيوب التصنيع أو التلف الميكانيكي.

4. اختبار مقاومة اللف

يمكن أن يتسبب التصميم السيئ وأخطاء التصنيع وأضرار النقل والعوامل البيئية والحمولة الزائدة في حدوث أخطاء متعرجة أو اتصالات معرضة للخطر. تعمل اختبارات مقاومة اللف على قياس مقاومة اللفات لتحديد هذه الأخطاء والتحقق من سلامة التوصيلات الداخلية. اللفات القصيرة أو المفتوحة، والوصلات السائبة في الوصلات الملحومة أو المفاتيح، وتدهور الاتصالات الميكانيكية أو الكهربائية. بشكل عام، لا يضمن اختبار مقاومة اللف التشغيل السليم للمحولات فحسب ولكنه يوفر أيضًا راحة البال من خلال التأكد من أن جميع التوصيلات آمنة وأن مقاومة العزل قوية.

5. اختبار التيار المثير

اختبار التيار المثير هو إجراء تشخيصي حاسم يستخدم لتحديد العيوب في قلب المحول وملفاته. من خلال قياس وتسجيل قيم تيار الإثارة للمرحلة الفردية، يمكن أن يكشف هذا الاختبار عن مجموعة من المشكلات، بما في ذلك وصلات مبدل الصنبور السائبة، والمنعطفات المفتوحة القصيرة، و الأسلاك غير المناسبة. عادة ما يتم إجراء الاختبار على لف الجهد العالي للتخفيف من تدفق التيار أثناء القياس. المحولات ثلاثية الطور، يتم إجراء القياسات على مرحلة واحدة في كل مرة لضمان الدقة ومنع التداخل

6. اختبار الانهيار العازل على عينات الزيت

تلعب سوائل المحولات العازلة النظيفة أو الزيت دورًا حاسمًا في ضمان كفاءة التشغيل والعزل. بمرور الوقت، يمكن أن تتراكم الملوثات مثل الرطوبة والغازات والجسيمات الصلبة، مما يؤدي إلى تدهور جودة الزيت وتقليل فعالية العزل. يتضمن هذا الاختبار استخراج عينة من زيت المحولات، تطبيق جهد اختبار بين قطبين كهربائيين داخل العينة، وزيادة الجهد تدريجيًا حتى يحدث عطل كهربائي. ثم تتم مقارنة قيمة جهد الانهيار بمعايير الصناعة لتقييم حالة الزيت وتحديد ما إذا كانت هناك حاجة للصيانة استعادة جودة الزيت.

7. اختبار نسبة CT للبطانة

بالنسبة لمحولات تيار البطانة، يحدد هذا الاختبار نسبة المنعطفات الأولية إلى الثانوية، على غرار اختبار نسبة دوران المحول (TTR). وهو يتحقق مما إذا كانت نسبة البطانة تتوافق مع المواصفات، مما يساعد على اكتشاف مشكلات مثل وصلات اللف غير الصحيحة أو عيوب التصنيع. تضمن نسب CT الدقيقة للبطانة النقل المناسب للطاقة، مما يحافظ على الكفاءة والموثوقية الشاملة للمحول.

8. فقدان صواعق التيار والاختبار الحالي

يعد مانع الصواعق مكونًا مهمًا في المحولات الحديثة، وهو مصمم للحماية من الجهد الزائد العابر الناتج عن ضربات الصواعق أو زيادة التيار أو الاضطرابات الكهربائية الأخرى. تعمل هذه الأجهزة كعوازل في الظروف العادية، ولكنها تحول بأمان الجهد الزائد إلى الأرض عند الحاجة. قياس خسائر الصواعق (بالواط) والتيار باستخدام اختبار معامل القدرة يوفر مؤشرا موثوقا لحالته. يساعد هذا الاختبار في تحديد التلوث أو التدهور في الصواعق.بينما هذا الاختبار لا يقيس بشكل مباشر قدرة مانع الصواعق على الأرض، فهو بمثابة إنذار مبكر لفشل العزل. إذا تم اختراق العزل، فمن المحتمل أن تكون قدرة التأريض ضعيفة أيضًا.

الفحص الروتيني

تعد الصيانة الروتينية أو الوقائية ضرورية لضمان صحة المحولات والكفاءة التشغيلية. ومع ذلك، فإن تشغيل كل اختبار متاح ليس عمليًا ولا فعالاً من حيث التكلفة. وبدلاً من ذلك، يجب أن يكون التركيز على تصميم استراتيجية الاختبار وفقًا للاحتياجات المحددة للمحول وسياقه التشغيلي. .

بعض الأسئلة الرئيسية لتوجيه اختيار الاختبار هي:

·هل تتناول قضية معينة؟

·هل تقوم بإجراء تقييم عام لاستباق المشاكل المحتملة؟

بمجرد أن يكون الغرض من الصيانة واضحا، اختر من الاختبارات الموضحة سابقا.

الاختبارات التشخيصية

يعد الاختبار التشخيصي ضروريًا عند تحديد أو استكشاف مشكلات معينة في المحولات وإصلاحها. في حين أن جميع الاختبارات الكهربائية مطروحة نظريًا على الطاولة، فإن المفتاح يكمن في اختيار الاختبارات الأكثر صلة بالأعراض أو الحالات المطروحة.

خاتمة

يعد اختبار المحولات ضروريًا لضمان موثوقية الأنظمة الكهربائية وكفاءتها وسلامتها. تتحقق اختبارات التشغيل من الأداء الأولي والسلامة، وتحافظ الاختبارات الروتينية على معايير التشغيل، وتتنبأ الاختبارات التشخيصية بالفشل المحتمل وتخفف منه. وتشكل مراحل الاختبار هذه معًا نهجًا شاملاً إدارة دورة الحياة، وحماية المحولات ضد المشكلات غير المتوقعة، وتحسين أدائها على المدى الطويل.