المحولات هي مكونات أساسية في أنظمة الطاقة الكهربائية ، وهي مسؤولة عن زيادة أو خفض مستويات الجهد من أجل نقل الطاقة وتوزيعها بكفاءة. يخدم نقع المحول ، عادة في سائل خاص مثل زيت المحولات ، أغراضا حاسمة متعددة ضرورية لعمله السليم وموثوقيته على المدى الطويل.

تعزيز أداء العزل

زيادة قوة العزل الكهربائي

أحد الأسباب الرئيسية لنقع المحول هو تعزيز قدراته على العزل. زيت المحولات ، وهو وسيط نقع شائع ، لديه قوة عازلة عالية. عندما يتم غمر لفات المحول ونوابه في هذا الزيت ، فإنه يوفر طبقة إضافية من العزل بين الأجزاء الموصلة. على سبيل المثال ، في محولات الجهد العالي ، يمكن أن يكون فرق الجهد بين اللفات الأولية والثانوية مرتفعا للغاية. بدون عزل مناسب ، يمكن أن يحدث انحناء كهربائي ، مما يؤدي إلى حدوث دوائر كهربائية وتلف كبير للمحول. زيت المحولات ، بقوته العازلة في كثير من الأحيان في حدود 60 - 70 كيلو فولت / مم للزيوت المعدنية ، يمنع بشكل فعال تدفق التيار الكهربائي عبر المسارات غير المرغوب فيها. يملأ الفجوات والفراغات بين اللفات ، مما يخلق حاجزا عازلا مستمرا وفعالا.

استبعاد الرطوبة والملوثات

يساعد النقع أيضا في استبعاد الرطوبة والملوثات من المكونات الداخلية للمحول. يمكن أن تكون الرطوبة ضارة للغاية بأداء المحول لأنها تقلل من قوة العزل الكهربائي لمواد العزل. من خلال غمرها في الزيت ، يتم حماية اللفات والأجزاء الأخرى من البيئة الخارجية ، مما يقلل من خطر دخول الرطوبة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يعمل الزيت كحاجز ضد الغبار والأوساخ والملوثات الجسيمية الأخرى. هذه الملوثات ، إذا سمح لها بالتراكم على اللفات ، يمكن أن تتسبب في انهيار كهربائي أو تآكل بمرور الوقت. تساهم قدرة الزيت على الحفاظ على المكونات الداخلية نظيفة وجافة بشكل كبير في الحفاظ على سلامة عزل المحول.

تحسين تبديد الحرارة

وسط نقل الحرارة الفعال

تولد المحولات الحرارة أثناء التشغيل بسبب الخسائر المقاومة في اللفات (خسائر I²R) والخسائر الأساسية (التباطؤ وخسائر التيار الدوامي). يوفر نقع المحول في الزيت طريقة فعالة لتبديد هذه الحرارة. يتمتع زيت المحولات بموصلية حرارية جيدة ، مما يسمح له بامتصاص الحرارة من النقاط الساخنة داخل المحول ، مثل اللفات واللب. عندما يسخن الزيت ، يدور بشكل طبيعي عبر المحول. يمكن تعزيز هذا الدوران من خلال تصميم المحول ، والذي قد يتضمن قنوات أو حواجز لتوجيه تدفق الزيت. ثم ينتقل الزيت الساخن إلى الأجزاء الأكثر برودة من المحول ، وغالبا ما يمر عبر المشعات أو زعانف التبريد. هنا ، يتم نقل الحرارة إلى الهواء المحيط ، ويعود الزيت المبرد إلى المحول لتكرار الدورة. تساعد عملية نقل الحرارة المستمرة هذه في الحفاظ على درجة حرارة المحول ضمن نطاق مقبول ، مما يمنع ارتفاع درجة الحرارة والتلف اللاحق للعزل والمكونات الأخرى.

التمدد الحراري والتبريد

جانب آخر يتعلق بتبديد الحرارة هو التمدد الحراري للزيت. عندما يسخن المحول ، يتمدد الزيت. هذا التمدد هو عملية طبيعية تساعد في تداول الزيت. مع تمدد الزيت ، فإنه يخلق فرقا في الضغط داخل المحول ، مما يؤدي إلى زيادة تدفق الزيت. عندما يبرد المحول ، ينقبض الزيت وتستمر الدورة. تساهم آلية التنظيم الذاتي هذه القائمة على التمدد الحراري وانكماش الزيت في الكفاءة الإجمالية لعملية تبديد الحرارة في المحول.

منع الأكسدة الداخلية

حاجز الأكسجين

يعمل نقع المحول في الزيت أيضا كحماية ضد الأكسدة الداخلية. يمكن أن يتفاعل الأكسجين الموجود في الهواء مع المكونات المعدنية للمحول ، مثل اللفات واللب ، مما يؤدي إلى الأكسدة والتآكل. يعمل الزيت كحاجز مادي يمنع الأكسجين من الوصول إلى هذه المكونات. بدون هذا الحاجز ، يمكن أن تضعف عملية الأكسدة تدريجيا السلامة الهيكلية للمحول وتؤثر أيضا على أدائه الكهربائي. على سبيل المثال ، قد تزيد اللفات المؤكسدة من المقاومة ، مما يؤدي إلى زيادة فقد الطاقة وانخفاض الكفاءة. من خلال استبعاد الأكسجين ، يساعد الزيت في الحفاظ على موثوقية وأداء المحول على المدى الطويل.

الخصائص المضادة للأكسدة لبعض الزيوت

بالإضافة إلى العمل كحاجز مادي ، فإن بعض أنواع زيوت المحولات ، خاصة تلك التي تحتوي على إضافات ، لها خصائص مضادة للأكسدة. يمكن أن تتفاعل مضادات الأكسدة هذه مع أي جزيئات أكسجين قد تكون دخلت النظام ، مما يؤدي إلى تحييدها ومنعها من التسبب في الأكسدة. تعزز هذه الحماية الإضافية قدرة عملية نقع الزيت على حماية المحول من الأكسدة الداخلية.

في الختام ، يعد نقع المحول في سائل مناسب مثل زيت المحولات ممارسة متعددة الأوجه توفر مزايا كبيرة من حيث العزل وتبديد الحرارة والحماية من الأكسدة. هذه الفوائد ضرورية لضمان التشغيل الموثوق والفعال للمحولات ، والتي تعد العمود الفقري للبنية التحتية للطاقة الكهربائية.