يعتبر زيت المحولات مكونا مهما في محولات الطاقة ، وتلعب درجته دورا مهما في تحديد أداء وموثوقية هذه الأجهزة الكهربائية الأساسية. يتم تحديد درجة زيت المحولات بناء على مجموعة من الخصائص والخصائص التي يتم تنظيمها بعناية لتلبية المتطلبات المحددة لتطبيقات المحولات المختلفة.

أساس تصنيف الدرجات

1. قوة عازلة

قوة العزل الكهربائي هي أحد العوامل الأساسية في تصنيف درجات زيت المحولات. يقيس قدرة الزيت على تحمل الإجهاد الكهربائي دون انهيار وتوصيل الكهرباء. عادة ما تتمتع زيوت المحولات عالية الجودة بقوة عازلة أعلى. على سبيل المثال ، في زيوت المحولات المعدنية ، يكون المعيار الشائع لقوة العزل الكهربائي حوالي 60-70 كيلو فولت / مم للزيوت الجديدة عالية الجودة. هذه القوة العازلة العالية ضرورية لضمان العزل الكهربائي الفعال داخل المحول ، مما يمنع الانحناء الكهربائي بين اللفات والمكونات الموصلة الأخرى.

2. اللزوجة

اللزوجة ، التي تشير إلى مقاومة الزيت للتدفق ، هي معلمة مهمة أخرى لتحديد الدرجة. يحتاج زيت المحولات إلى لزوجة مناسبة في درجات حرارة تشغيل مختلفة. في درجات حرارة التشغيل العادية ، يجب أن تتدفق بسهولة لنقل الحرارة بكفاءة من النقاط الساخنة داخل المحول إلى نظام التبريد. ومع ذلك ، في درجات الحرارة المنخفضة ، لا ينبغي أن تصبح لزجة جدا ، لأن هذا قد يعيق دورانها. يتم صياغة درجات مختلفة من زيت المحولات ليكون لها خصائص لزوجة ودرجة حرارة محددة. على سبيل المثال ، تم تصميم بعض الدرجات للحفاظ على لزوجة منخفضة نسبيا حتى في درجات الحرارة الباردة ، مما يجعلها مناسبة للمحولات التي تعمل في المناخات القاسية.

3. الاستقرار الحراري

يعد الاستقرار الحراري لزيت المحولات أمرا بالغ الأهمية حيث تولد المحولات الحرارة أثناء التشغيل. الزيوت عالية الجودة أكثر مقاومة للتدهور الحراري. يمكنهم تحمل درجات الحرارة المرتفعة لفترات طويلة دون تغييرات كبيرة في خصائصهم ، مثل الأكسدة أو الانهيار. غالبا ما يتم اختبار الاستقرار الحراري عن طريق تعريض الزيت لظروف درجات حرارة عالية لفترة محددة ثم تحليل خصائصه الفيزيائية والكيميائية. من المرجح أن تتمتع الزيوت ذات الاستقرار الحراري الأفضل بعمر خدمة أطول وتحافظ على أدائها في ظل ظروف الحمل ودرجة الحرارة المختلفة.

4. تحمل الرطوبة والملوثات

تؤثر قدرة زيت المحولات على تحمل الرطوبة والملوثات أيضا على درجته. يمكن أن تقلل الرطوبة الموجودة في الزيت بشكل كبير من قوة العزل الكهربائي ، في حين أن الملوثات مثل الجسيمات أو الأحماض يمكن أن تسبب التآكل ومشاكل أخرى. تم تصميم زيوت المحولات عالية الجودة لتكون أكثر مقاومة لدخول الرطوبة ويمكنها تحمل كميات صغيرة من الملوثات بشكل أفضل دون تدهور كبير في الأداء. قد يكون لديهم أيضا خصائص تنظيف ذاتي أفضل أو أقل عرضة لامتصاص الملوثات والاحتفاظ بها.

درجات زيت المحولات الشائعة

1. درجات الزيوت المعدنية

الزيوت المعدنية هي واحدة من أكثر أنواع زيت المحولات استخداما. وهي متوفرة في درجات مختلفة. على سبيل المثال ، في الولايات المتحدة ، لدى ASTM (الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد) معايير لزيوت المحولات المعدنية. يغطي ASTM D3487 الزيوت العازلة المعدنية للأغراض العامة. هذه الزيوت مناسبة لمجموعة واسعة من تطبيقات المحولات ، بما في ذلك محولات التوزيع في المناطق السكنية والتجارية. إنها توفر عزلا كهربائيا جيدا وخصائص نقل الحرارة بتكلفة منخفضة نسبيا. ومع ذلك ، قد يكون أداؤها من حيث الصداقة البيئية ومقاومة الحريق محدودا مقارنة ببعض أنواع الزيوت الأخرى.

2. درجات زيت إستر الاصطناعية

تشتهر زيوت الإستر الاصطناعية بخصائص أدائها الممتازة, كما أنها تأتي في درجات مختلفة. غالبا ما يتم تصميم هذه الدرجات لتلبية متطلبات الأداء العالي المحددة. على سبيل المثال ، تتمتع بعض درجات زيت الإستر الاصطناعية بقوة عازلة عالية للغاية ، مما يجعلها مناسبة لمحولات الجهد العالي في شبكات نقل الطاقة. كما أنها تتمتع عادة باستقرار حراري أفضل ومقاومة للحريق مقارنة بالزيوت المعدنية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن زيوت الإستر الاصطناعية قابلة للتحلل ، وهي ميزة من حيث التأثير البيئي. قد تختلف الدرجات المختلفة في تركيبها الكيميائي لتحسين خصائص محددة مثل اللزوجة - سلوك درجة الحرارة أو مقاومة الأكسدة.

3. درجات زيت الإستر الطبيعي

زيوت إستر الطبيعية, المستمدة من مصادر متجددة مثل الزيوت النباتية, لها أيضا تصنيفات الصف الخاصة بها. أصبحت هذه الزيوت أكثر شيوعا بسبب فوائدها البيئية. تم تصميم درجات زيت الإستر الطبيعي لتوفير عزل كهربائي جيد وقدرات تبديد الحرارة. قد يكون لديهم مستويات مختلفة من المقاومة للأكسدة والرطوبة ، اعتمادا على الدرجة المحددة. تم تصميم بعض درجات زيت الإستر الطبيعي للاستخدام في المحولات حيث تكون السلامة من الحرائق والاستدامة البيئية من الأولويات القصوى ، كما هو الحال في بعض التطبيقات الصناعية أو في المناطق القريبة من النظم البيئية الحساسة.

اختيار الدرجة المناسبة

يعتمد اختيار درجة زيت المحولات على عدة عوامل. مستوى الجهد للمحول هو اعتبار حاسم. تتطلب محولات الجهد العالي زيوت ذات قوة عازلة عالية واستقرار حراري ممتاز لضمان التشغيل الموثوق. تلعب بيئة التشغيل ، بما في ذلك نطاق درجة الحرارة والرطوبة ، دورا أيضا. في المناخات الباردة ، يفضل استخدام الزيوت ذات درجات اللزوجة المقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب مراعاة فعالية التكلفة والتأثير البيئي ومتطلبات الصيانة. على سبيل المثال, في حين أن زيوت إستر الاصطناعية قد تقدم أداء متفوقا في بعض الجوانب, فهي عموما أغلى من الزيوت المعدنية.

في الختام ، تعتبر درجة زيت المحولات مفهوما معقدا يعتمد على خصائص متعددة. يعد فهم هذه الدرجات وآثارها أمرا ضروريا لاختيار الزيت المناسب لتطبيق محول معين ، وضمان التشغيل الفعال والموثوق لمحولات الطاقة ، وفي النهاية ، استقرار الشبكة الكهربائية.