شرح حماية المحولات: مرحل Buchholz، الضغط المفاجئ والحماية التفاضلية

لا تحدث معظم أعطال المحولات في يوم تشغيل الوحدة. فهي تتطور بهدوء داخل الخزان حيث لا يمكن لأحد رؤيتها، ثم تأخذ معها أسبوعًا من الإنتاج عندما تتركها أخيرًا. هذه هي الفجوةحماية المحولاتموجودة للإغلاق، ويتم اتخاذ معظم قرارات إغلاقها عند طلب الوحدة وليس عند تشغيلها.

ابدأ بإحصائيات الفشل. الدليل تطبيق حماية المحولات من جمعية IEEE Power & Energy Societyيعيد إنتاج مسوحات فشل المرافق، وفي فترة المسح 1983-1988، كانت حالات فشل اللفائف تمثل 37% من حالات الفشل المسجلة بينما كانت حالات فشل مبدل الصنبور تمثل 22%. أما حالات فشل البطانة، وهي تلك التي يقلق الجميع بشأنها لأنها مرئية، فقد بلغت 11%. بلغت نسبة أعطال اللوحة الطرفية 3% والأعطال الأساسية 1%.

اقرأ هذه الأرقام مرتين. يحدث وضعا الفشل اللذان يدمران المحول فعليًا داخل الخزان، بعيدًا عن الأنظار، وهما بالضبط الوضعان اللذان لا يستطيع برنامج الفحص المتنقل اكتشافهما.

أين تنتمي ميزانية حماية المحولات فعليًا

الحماية ليست منتجًا واحدًا. وهي عبارة عن مجموعة من الأجهزة، كل منها يراقب آلية فشل مختلفة، وأرقام الأجهزة ANSI هي كيف تتحدث المواصفات عنها. تبدو العبوة العادية في وحدة الحفظ المغمورة بالزيت كما يلي:

• 87P - تفاضل الطور، المقارنة الرئيسية للتيار الداخل ضد التيار الخارج
• 87U - الترس التفاضلي غير المقيد، العنصر السريع الذي يزيل خطأ داخليًا كبيرًا
• 87N - التفاضل الأرضي، ويسمى أيضًا خطأ الأرض المحدود
• 63 - ضغط مفاجئ، يتعثر معدل ارتفاع الضغط داخل الخزان
• مرحل الغاز (بوخولز) - إنذار لتراكم الغاز ورحلة تدفق النفط
• 49 - حراري، عادةً ما يكون RTD للزيت العلوي بالإضافة إلى محاكاة النقاط الساخنة المتعرجة
• 51 / 50 - الزمن والتيار الزائد اللحظي، الطبقة الاحتياطية
• 86 - مرحل القفل حيث تهبط إشارات الرحلة

يوجد جهازان في مسار الزيت، اثنان يقارنان التيارات عبر البطانات، أحدهما يقرأ درجة الحرارة، ويشكل الباقي الطبقة الاحتياطية التي تتدخل عندما يكون النظام الأساسي خارج الخدمة. المواصفات التي تسرد الحماية كبند واحد لم تقرر شيئًا بعد.

ترتيب الأهمية ليس ترتيب السعر. يكلف مرحل الغاز جزءًا صغيرًا من المرحل التفاضلي، ومقابل بيانات الفشل المذكورة أعلاه يغطي وضع الفشل بأكبر حصة.

Buchholz Relay: هيئة مراقبة الغاز والنفط

التتابع بوخهولزيوجد فقط في المحولات المغمورة بالزيت والتي تحتوي على حافظ، ويوضع في الأنبوب بين الخزان والحافظ. هذا الموقع هو بيت القصيد: إنه في مسار النفط، لذلك يرى ما يفعله الجزء النشط بالفعل.

عنصران يتشاركان في مسكن واحد. يرتفع العوامة عندما يتجمع الغاز في أعلى الحجرة ويغلق نقطة اتصال الإنذار. يوجد رفرف في تيار الزيت ويتحرك عندما يتحرك الزيت نحو الحفظ بشكل أسرع من مكانه. في مصنعنا، يتم ضبط أنبوب التوصيل بمنحدر طفيف لأعلى من الخزان بحيث ينتقل الغاز إلى المرحل بدلاً من التجمع في الأنبوب، ويتم تركيب المرحل على ارتفاع يمكن للفني الوصول إليه من الأرض بدون سقالة.

إن الإنذار والرحلة ليسا نفس القرار، كما أن وضع كلا الاتصالين على مدخل واحد يؤدي إلى التخلص من الإشارة الأكثر فائدة التي ينتجها الجهاز. الصدع الأولي - مشترك ساخن، موقع تفريغ جزئي، خطأ متداخل يتطور ببطء - يولد الغاز على مدار ساعات أو أيام، ويقوم العنصر العائم بالإبلاغ عنه بينما لا يزال المحول يحمل الحمل. هذه هي الفرصة لسحب عينة من الزيت وإجراء تحليل الغاز المذاب قبل أن يتحول التحذير إلى انقطاع. في الأسابيع الأولى بعد التنشيط، عادة ما يكون إنذار الغاز عبارة عن هواء متبقي يخرج من الزيت وليس خطأ. عادة لا يكون هو نفسه بالتأكيد، وهذا هو سبب أخذ العينة.

هنا هو الفخ الذي يمسك بمواصفات المشروع. لا يحتوي تصميم الخزان المغلق بدون جهاز صيانة على مرحل Buchholz على الإطلاق، ولا يمكن إضافة واحد لاحقًا. إذا كان معيار المالك يفترض وجود مرحل غاز، فيجب كتابته في الطلب.

مرحل الضغط المفاجئ: الرحلة السريعة لأخطاء الخزان

جهاز 63 لا ينتظر وصول الغاز إلى أي مكان. أتتابع الضغط المفاجئيستجيب لمعدل ارتفاع الضغط داخل الخزان، لذلك يعمل على موجة الضغط الأولى من خطأ داخلي عالي الطاقة. تم تجميعه في دليل التطبيق مع العناصر التفاضلية كحماية أساسية من الأخطاء، ويظهر مرتين في قائمة الأجهزة لأن كلًا من الخزان الرئيسي وحجرة تغيير الصنبور لهما جهاز خاص بهما.

هناك نوعان من العائلات المتصاعدة. يوجد مرحل غازي في أعلى الخزان فوق الزيت. يتم تركيب مرحل مساحة الزيت في صمام أو أنبوب أسفل مستوى الزيت. كلاهما للرحلة فقط. هذا يغير طريقة معاملتك لهم. يجب أن يكون الجهاز الذي يمكن أن يتعطل ولكن لا يمكنه الإنذار صحيحًا في المرة الأولى، لأن القفل المزعج يخرج الوحدة من الخدمة أثناء تحديد ما إذا كانت المشكلة تكمن في المحول أم في الإعداد. اختيار الإعداد هو عمل التتابع. إن التأكد من تغطية الخزان الرئيسي ومقصورة LTC هو عمل المشتري.

لا تخلط بينه وبين جهاز تخفيف الضغط. PRD عبارة عن فتحة تهوية ميكانيكية تفتح لمنع تمزق الخزان. ليس لديها منطق رحلة ولا شيء لتعيينه. المواصفات التي تطلب الحماية من الضغط المفاجئ وتستقبل فقط PRD اشترت حماية الخزان، وليس اكتشاف الأخطاء. في محولات الطاقة الكبيرة، عادةً ما تريد كليهما، كبنود منفصلة.

الحماية التفاضلية، 87P و87N: حيث تكون مواصفات حماية المحولات خاطئة

يأخذ المبدأ جملة واحدة: قارن بين التيار الداخل إلى المحول والتيار الخارج، وتعامل مع الفرق باعتباره تيارًا خاطئًا. إن إنجاح الأمر يتطلب المزيد. يقع الجانبان عند جهد كهربائي مختلف، وفي وحدة Dyn11، يفصل بينهما 30 درجة في الطور.الحماية التفاضليةلا يمكن إجراء هذه المقارنة حتى يتم تطبيع نسب الأشعة المقطعية وتعويض مجموعة المتجهات.

Inrush هو الجزء الذي يفتقده معظم المشترين. إن تنشيط المحول يجذب تدفقًا ممغنطًا كبيرًا بمحتوى توافقي ثانٍ ثقيل، والمقياس المذكور في دليل التطبيق هو قياس كلاسيكي: 12 مرة تيار الحمل الكامل لمدة 0.1 ثانية. إن العنصر التفاضلي الذي لا يمكن تمييزه باستثناء الخلل سوف يؤدي إلى تعثر الوحدة في كل مرة يتم فيها تشغيلها، وسيقوم طاقم الصيانة بإلقاء اللوم على المحول. تفصل المرحلات الرقمية بين الاثنين عن طريق ضبط النفس التوافقي أو الحجب التوافقي الثاني، وتضيف عنصر 87U غير المقيد أعلى بكثير من الحد الأقصى لمستوى التدفق بحيث لا يزال الخطأ الداخلي الثقيل الحقيقي يختفي بسرعة.

87N، العنصر التفاضلي الأرضي الذي يُطلق عليه أيضًا خطأ الأرض المقيد، هو العنصر الحساس. المثال العملي للدليل هو زوج من محولات 115 كيلو فولت / 30 ميجا فولت أمبير مع جانب مؤرض بمقاومة 13 كيلو فولت يحد تيار العطل الأرضي إلى حوالي 400 أمبير لكل منهما. نظرًا لأن المعاوقة المحايدة تجعل تيار العطل منخفضًا، فإن عنصر التيار الزائد العادي يكون حادًا جدًا بحيث لا يمكن رؤية خطأ بالقرب من المحايد، و REF هو ما يغطيه. يعتبر مخطط REF جيدًا مثل المحولات الحالية التي تقف خلفه، ويتم تحديد متطلبات التصنيف والأداء الخاصة بالترحيل بشكل منفصل فيمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات C37.110-2023سلسلة المعايير. اسأل عن الفئة والنسبة وعامل الحد من الدقة، وليس مجرد CT متضمنة.

ما يصل مع الوحدة، وما لا يصل

الأجهزة هي نصف المخطط. النصف الآخر هو ما يُطلب من الشركة المصنعة دمجه في المحول، ويتم قفل كل صف أدناه في مرحلة الطلب.

كل صف هو قرار أمر المحولات. أالحماية التفاضليةلا يمكن للمخطط الذي يتم تسليمه بعد هبوط الوحدة أن يعوض مجموعة المتجهات التي تتعارض مع بقية المحطة، ولا يمكن لجهاز درجة الحرارة بدون مخرج اتصال أن يغذي نقطة SCADA التي كتبها فريق التشغيل بالفعل في إجراءاته. قم بتسوية هذه في طلب عرض الأسعار، بجوار التصنيف والممانعة.

قطعة أخرى من التدبير المنزلي تنتمي إلى تلك المرحلة. خذ خط الأساس لتحليل الغاز المذاب في الزيت قبل التنشيط. تكون نتيجة DGA التي تتم قراءتها أثناء حدث ما غير قابلة للقراءة بدون عينة ما قبل الحدث من نفس الوحدة، لأنه لا يمكنك معرفة ما إذا كان 300 جزء في المليون من الهيدروجين جديدًا أم أنه كان موجودًا في الزيت منذ اختبار المصنع.

تحديد مصادر المحولات وحمايتها كحزمة واحدة

تقوم شركة Ryan Electric ببناء المحولات منذ عام 2007، من منشأة تبلغ مساحتها 120 ألف متر مربع مع أكثر من 180 مجموعة من معدات الإنتاج والاختبار و37 براءة اختراع وراء التصاميم. تعمل الشركة منذ عام 2023 كشريك في مشروع مشترك لشركة Eaton، وهو ما يهم هنا أكثر من صفحة ورقة البيانات: الوثائق ذات الصلة بالحماية - سجلات اختبار ارتفاع درجة الحرارة، وبيانات الخسارة، ومخططات الاتصال المتعرجة وأدلة اختبار UL وCSA وIEEE وDEKRA وCNAS - مكتوبة لنفس المراجعين الذين يجيب عليهم عملاؤنا في أمريكا الشمالية.

النصيحة العملية التي يقدمها مهندسونا هي إرسال الحماية في سطر واحد مع طلب عرض الأسعار بدلاً من إرساله بعده. يخبرنا الرسم البياني المكون من سطر واحد عن الأجهزة التي يتوقعها المالك، وما إذا كان المحايد مؤرضًا بالممانعة، وكيف يبدو ترتيب التوازي في الموقع. عادةً ما تكتشف تلك الصفحة المفردة تعارضًا بين مجموعة المتجهات أو فئة CT مفقودة قبل أن يتجمد التصميم. بمجرد تجميد التصميم، تصبح نفس المشكلة أمر تغيير.

إذا كنت تحدد وحدة الآن وحزمة الحماية لا تزال مفتوحة، أرسل لنا التقييم وشروط الموقع وحمايته على سطر واحد من خلالريان-transformers.com. سوف نعود أحماية المحولاتحزمة في مجموعة مستندات واحدة - جدول الجهاز، وبيانات التصوير المقطعي المحوسب، وملفات الشهادات - لذلك لا يلزم إعادة طلب أي شيء بعد وصول الوحدة.

عن المؤلف:كتب هذا المقال الفريق الهندسي في Ryan Electric، وهي شركة مصنعة للمحولات تأسست عام 2007 وشريك في مشروع مشترك لشركة Eaton منذ عام 2023، وتنتج محولات مغمورة بالزيت، ونوع جاف، ومحولات مثبتة على منصات، ومقومات، ومحولات تخزين الطاقة بموجب شهادات UL وCSA وIEEE وDEKRA وCNAS للعملاء في جميع أنحاء أمريكا الشمالية وجنوب شرق آسيا والشرق الأوسط وأفريقيا.