محطات في عالم فحص محولات القدرة الكهربائية- الجزء السابع

 المحطة الأولى

– اختبار التفريغ الجزئي Partial discharge test:

الاحتياطات المطلوبة قبل إجراء أي فحص لمحولات القدرة يجب عزل محطة الفحص بسياج شريطي، ثم للتأكد من جودة المواد العازلة المستخدمة في محولات القدرة لابد من إجراء فحوصات العازلية باستخدام الجهد العالي الذي سيكشف أي نقطة ضعيفة في مكونات العازل من خلال توليد تفريغ جزئي في تلك النقطة بشدة عالية، حيث سيؤدي الى تمزق العازل وبالتالي إلى ضعف مقاومة العازلية للمحول ومن ثم فشلها في العمل، وفكرة الفحص تعتمد على أساس قياس الموجات الكهرومغناطيسية بترددات عالية بواسطة جهاز (PD – METER RECIVER 0.6 – 2.4 MHz).

تكون آلية الفحص كما يلي:

• ربط ملفات الجهد العالي للمحول بجهاز  PD – METER.
• إجراء معايرة لجهاز الفحص PD – METER عن طريق إرسال إشارة500 pC (PICO COULOMB).
• تسليط فولتية بمقدار 3 مضروبا في معدل الجهد للمحول  rated voltage، وبتردد 150 هيرتز ولفترة زمنية 5 دقائق ثم يتم قياس وتسجيل قيمة إشارة التفريغ الجزئي.
• ثم يتم زيادة مقدار الجهد إلى 5 مضروباً في معدل الجهد ولفترة 5 ثواني لكل طور.
• ثم يتم تخفيض مقدار الفولتية إلى 1.3 مضروباً في معدل الجهد والإنتظار لمدة 30 دقيقة، والحد المسموح به هو 50 بيكو كولوم.
• مرفق ادناه دائرة الفحص:

•   اختبار جهد نبض البرق  lightning impulse voltage test:

تتعرض المحولات المربوطة على أنظمة الجهد العالي إلى ظاهرة التفريغ الجوي أو البرق، وعندما تضرب هذه الظاهرة خطوط نقل الجهد العالي تتكون موجات عالية الإتساع  high amplitude على تلك الخطوط، حيث أنها تعتمد على تيار ومقاومة الخط في موقع التفريغ وعليه فإن المحول يجب أن يتحمل هذه النبضات العالية من الجهد، والغاية من هذا الفحص هو لإكتشاف تحمل المحول للموجات النبضية عالية الجهد، ويستخدم مولد لتوليد الموجات النبضية العالية، ويتكون من وحدات شحن مركبة من متسعات ومقاومات وكرات تفريغ ومنظومة أرضية، حيث هذه المكونات تكون على شكل برج ارتفاعه بحدود أربعة أمتار ويسمى البرج  Marxs multiplex، ويتم شحن المتسعات وهي هذه الموجات ذات قطبية سالبة أو موجبة وفي الغالب يتم استخدام القطبية السالبة في الفحص، مقدار الجهد المسلط.
-توجد أنواع من مولدات توليد النبضة وفي هذا الشرح يستخدم لغاية جهد 132 كيلو فولت:

1. جهد 132 كيلو فولت يكون 550 كيلو فولت basic insulation level يتم تحويل 161 كيلو فولت  Gap – 60 mm  إلى شحنة تفريغ 33 مايكرو امبير لفولتية 550 كيلو فولت بواسطة simulation.
2. الجهد 33 كيلو فولت نفس السياق السابق يتم تحويل 170 كيلو فولت إلى 99 كيلو فولت : 35 mm Gap بشحنة تفريغ 24 ميكرو أمبير.
3. الجهد 11 كيلو فولت نفس السياق السابق يتم تحويل 45 كيلو فولت إلى 75 كيلو فولت: 15 mm Gap بشحنة تفريغ 18 ميكرو أمبير.

وقبل بدء الاختبار يتم تنظيم الجهد المسلط حسب الجهود أعلاه وتنظيم شكل الموجة القياسية التي يتم مقارنتها مع الموجات الناتجة من الفحص وحسب المعادلات أدناه:
Applied simulated voltage = 161 x 2 x k
k= 0.289 x barometer mmbar/ 273+ Temp.
هذا بالنسبة للجهد 132 كيلو فولت ونفس الشيء بالنسبة للجهد 33 و 11 كيلو فولت باستخدام 99 و 45 كيلو فولت على التوالي، وتستخدم 50% من قيم الجهد كمرحلة أولى ثم 100%، ويتم تسليط الجهد على كل طور على حده وباقي الأطوار للجهتين العالي والمنخفض ويتم تأريضها.
ومن شكل الموجة التي تسجل على مُبيّن شاشة oscilloscope يتبين مدى تشابهها، مع الإشارة النموذجية فإذا ظهر اختلاف فهذا يعني بأن هنالك خلل في العزل لهذا الطور إضافة إلى حدوث صوت عالي أثناء التفريغ.
والملف المرفق يوضح الدائرة الكهربائية للفحص مع مخطط لشكل الموجة:

المحطة الثانية

• اختبار مستوى الصوت Sound Level Test:

الغرض من هذا الفحص هو بيان مدى مستوى الضوضاء للمحول أثناء عمله والتي يكون مصادرها ( – core sound load sound –  cooling equipment )، ويعتبر الصوت الصادر من القلب هو الأكثر قوة وشدة في المحول والذي تعتمد قوته على كثافة الفيض في طبقات القلب الحديدي ومواصفات وخواص الحديد المصنوع منه القلب الحديدي، أما الصوت الناجم من التحميل يكون نتيجة تأثير مجالات القوى الكهرومغناطيسية، والتي تؤدي إلى اهتزازات في ملفات المحول بتردد يتراوح ما بين 100 الى 600 هيرتز، أما الضوضاء الناجمة من معدات التبريد ليست لها تأثير كبير.
ولغرض البدء في الفحص يجب وضع المحول في مكان بعيد عن كل الاجسام العاكسة للصوت، وكذلك ربط ملحقات المحول بصورة محكمة، توضع مجسات الصوت على بعد 0.3 متر من خزان المحول بالنسبة للمحولات التي يكون نظام التبريد فيها ONAN وتوضع على بعد 2 متر من خزان المحولات التي يكون نظام التبريد فيها ONAF.
ويتم توزيع المجسات على محيط المحول وبمسافات متساوية ويكون عددها 16 مجس للمحولات ذات السعات الكبيرة و8 مجسات للمحولات ذات السعات الصغيرة، ويتم ربطها إلى معدات محمول خاص بفحص مستوى الصوت.
قبل إجراء الفحص يجب قياس مستوى الضوضاء في محيط المحول لكي تتم المقارنة بعد انتهاء الفحص ويتم الفحص كالأتي:

1. يوضع المحول تحت تأثير الجهد ومعدات التبريد خارج العمل.
2. المحول تحت تأثير الجهد ومعدات التبريد بالعمل.
3. المحول تحت تأثير الجهد ومعدات التبريد خارج العمل ماعدا مضخات التدوير.
4. إيقاف تأثير الجهد عن المحول ومعدات التبريد والمضخات تحت العمل.

بعدها يتم احتساب الفرق بين نتائج الفحص والنتائج قبل بدء الفحص، فإذا كان الفرق 8 ديسيبل تعتبر نتيجة الفحص مقبولة، وإذا كان الفرق أقل من 3 ديسيبل يجب إعادة الفحص.
وهناك مواصفات مختلفة لقيم مستوى الضوضاء على حسب بعد المجسات عن خزان المحول وحسب سعة المحول، فمثلا المحول ذا سعة 64 ميقا فولت امبير   –  (132/33/11) كيلو فولت تكون القيمة المقبولة 79 ديسيبل، وبعد المجسات عن الخزان 3 متر، ومثال اخر تكون القيمة المقبولة 60 ديسيبل للمحول 31 ميقا فولت امبير –   (33/11) كيلو فولت وهكذا، وأدناه مرفق صورة توضح وضع المجسات في محيط المحول:

المحطة الثالثة

• اختبار مدى إرتفاع درجة الحرارة Temperature Rise Test:

إن الغرض من هذا الفحص هو لبيان مدى إرتفاع الحرارة في الملفات والزيت عن القيم المثبتة في تصميم المحول أو لوحة تعريف المحول.
يتم تحميل المحول بربط قصر على ملف الجهد المنخفض وتجهيز تيار لملف الجهد العالي حسب مفاقيد الحمل واللاحمل وحسب المعادلة التالية:
تيار التجهيز = مجموع مفاقيد الحمل واللاحمل تحت الجذر التربيعي مقسوماً على مفاقيد الحمل عند درجة حرارة 75 درجة مئوية.
يجب وضع المحول في مكان معزول عن مصادر باعثة للحرارة كالشمس والرياح، وقبل بدء الفحص يجب قياس مقاومة ملف الجهد العالي وملف الجهد المنخفض للمحول مع تسجيل حرارة زيت المحول، وكذلك وضع مجسات حرارية في قمة سطح المحول top oil وعلى السطح الجانبي للخزان في الأعلى والأسفل، وكذلك وضع مجسات في قمة وأسفل مشعات التبريد إضافة إلى وضع مجسات حرارية بعدد ثلاثة في مناطق متفرقة على بعد 2 متر من خزان المحول، ويستمر تجهيز التيار للمحول إلى أن يصبح الفرق في درجات الحرارة بين أعلى المحول وباقي أجزاء المحول قليل كأن يكون درجة أو درجتين، عند ذلك يتم تقليل تيار التحميل الأقصى إلى تيار التحميل الاعتيادي ولساعات عديدة تصل إلى أكثر من 12 ساعة للمحولات ذات السعات القليلة وإلى 24 ساعة للمحولات ذات السعات الكبيرة، وإلى أن يتم التأكد من عدم إرتفاع الحرارة في المحول وبعد ذلك يتم إيقاف تجهيز التيار عن المحول والعمل بسرعة لقياس مقاومة ملفات المحول بواسطة قنطرة وتستون أو أي جهاز قياس مقاومة آخر.
وفي الملف المرفق فحص إحدى المحولات سعة   63 ميقا فولت امبير –  (132/33/11) كيلو فولت، موضح فيه جداول تسجيل الحرارة ومنحنيات حرارة الزيت والملفات :