محولات المحطات الفرعية المبرّدة بالزيت: فحوصات صيانة تمنع الأعطال

نادراً ما يبدأ عطل المحول المتطور بإنذار مفاجئ. ففي أغلب الأحيان، يكون الدليل الأول تغيراً بسيطاً: مستوى زيت لم يعد يتوافق مع درجة الحرارة، أو مجموعة مشعات تبقى أبرد من غيرها، أو مرحل غاز يعمل بشكل متقطع، أو نتيجة غازات مذابة لم تعد تتبع نمطها السابق. يبدأ منع الفشل بالتعامل مع هذه التغيرات باعتبارها أدلة مترابطة بدلاً من عيوب منفصلة.

بالنسبة إلى محول محطة فرعية مبرد بالزيت، يتمثل هدف الصيانة في الحفاظ على ثلاثة شروط مترابطة: زيت عازل نظيف وجاف، وعزل سليلوزي سليم، وإزالة موثوقة للحرارة. يمكن أن يؤدي العيب في أي من هذه المجالات إلى تسريع الضرر في المجالات الأخرى. يخفض الماء قوة العزل الكهربائي ويسرّع تقادم الورق؛ ويُنتج ارتفاع الحرارة غازات ويؤكسد الزيت؛ كما تسمح تسربات الزيت بدخول الرطوبة وتقلل هامش التبريد.

ابدأ بأدلة التشغيل قبل فتح أي شيء

راجع ملف التحميل ودرجة الحرارة المحيطة ودرجة حرارة الزيت العلوي ومؤشر درجة حرارة الملفات عند توفره وحالة مراحل التبريد ونتائج اختبارات الزيت السابقة وسجلات المرحلات وسجل الأعمال قبل إجراء الفحص الميداني. إن ارتفاع درجة الحرارة له معنى مختلف أثناء زيادة مستمرة في الحمل مقارنةً بحالة ثبات الحمل. وبالمثل، فإن ارتفاع مستوى الزيت في يوم بارد ليس مشكلة تلقائياً، بينما يستحق الانخفاض المستمر في المستوى في ظروف حرارة مماثلة الاهتمام.

تكون معلومات الاتجاهات أكثر قيمة من قراءة واحدة. قارن القيم الحالية بسجلات المحول السابقة، لا سيما بعد حدث صيانة مغير النقرات، أو إصلاح نظام التبريد، أو عطل عابر، أو تشغيل ممتد تحت حمل مرتفع. لا تحدد قيمة لوحة البيانات وحدها ما إذا كانت الحالة الحرارية طبيعية. فتهوية الموقع، والتعرض للشمس، واتساخ المشعات، وتوفر المراوح، ودوران الزيت، وتحميل الأطوار الفعلي كلها تؤثر في النتيجة.

سجل الحالات غير الطبيعية بدقة. فعبارة «تسرب زيت عند الخزان» واسعة جداً لتوجيه الإصلاح. حدد ما إذا كان الزيت موجوداً عند حشية الشفة، أو عمود الصمام، أو قاعدة العازل، أو وصلة المشع، أو جهاز تخفيف الضغط، أو أنبوب الخزان المحافظ، أو صندوق الكابلات، أو حجرة مغير النقرات. لاحظ ما إذا كان السطح حديثاً ورطباً، أو مغبراً مع بقايا زيت قديمة، أو مضطرباً حديثاً بعد الصيانة. يمنع هذا التمييز الخلط بين رشح بسيط وفقدان نشط لزيت العزل.

حالة الزيت: انظر إلى ما وراء اللون

قد يشير الزيت الداكن إلى الأكسدة، لكن اللون وحده لا يمكنه تحديد حالة الزيت. يغمق لون الزيت لأسباب عديدة، منها الخدمة الطويلة، والجسيمات العالقة، ونواتج تآكل المعادن، والكربون الناتج عن عطل داخلي، أو التلوث الذي يدخل أثناء المناولة. كما أن جودة العينة مهمة بالقدر نفسه. فقد تحتوي العينة المأخوذة من صمام لم يُشطف جيداً على رواسب أو رطوبة لا تمثل الزيت الكلي.

استخدم حاوية أخذ عينات نظيفة ومتوافقة واتبع إجراء أخذ العينات في الموقع. قبل سحب العينة، افحص صمام التصريف للتأكد من عدم وجود تسرب أو تآكل أو تلف في القلاوظ، ومن عدم ترك الغطاء أو الختم مرتخياً. اشطف الحجم الميت حيثما يسمح الإجراء بذلك. ضع على العينة بطاقة تتضمن هوية المحول، والحجرة، ودرجة حرارة التشغيل، وحالة الحمل، ووقت الجمع. يجب عدم خلط زيت الخزان الرئيسي وزيت مغير النقرات تحت الحمل أبداً عند التفسير لأن أنماط الغازات والتلوث الخاصة بهما قد تختلف اختلافاً كبيراً.

تصبح نتائج المختبر مفيدة عند قراءتها معاً. يتأثر محتوى الرطوبة بدرجة حرارة الزيت وبالتوازن بين الزيت وعزل الورق. لا تثبت نتيجة رطوبة منخفضة واحدة في الزيت أن السليلوز جاف، ولا سيما بعد أن تؤدي تغيرات الحرارة إلى انتقال الرطوبة إلى الورق. قد تنخفض قوة الانهيار العازل بسبب الماء أو الجسيمات أو الألياف أو ممارسات أخذ العينات السيئة. تكشف الحموضة، والتوتر البيني، وحالة المثبط، وقابلية تكوّن الحمأة عن تقادم الزيت من زوايا مختلفة؛ ولا يحل اختبار واحد محل الاختبارات الأخرى.

يستحق تحليل الغازات المذابة متابعة سريعة عندما يتغير تركيز غاز بشكل حاد، أو يبدأ نمط كان مستقراً سابقاً في الارتفاع، أو تتطور عدة غازات معاً بطريقة لا تتوافق مع التحميل الطبيعي. يمكن أن ينجم تولد الغاز عن ارتفاع الحرارة، أو التفريغ الجزئي، أو القوس الكهربائي، أو نشاط مغير النقرات. ويهم تحديد الموقع. قبل إسناد عطل إلى الخزان الرئيسي، تأكد من الحجرة التي أُخذت منها العينة، وافحص سجل عمليات الفصل والتوصيل الحديثة، وفكر فيما إذا كان خطأ في الاتصال أو أخذ العينات يفسر التغير الظاهر. غالباً ما تكون إعادة أخذ العينة مبررة عندما تتعارض النتيجة مع مؤشرات حالة المحول.

غالباً ما يبدأ دخول الرطوبة من عيب خارجي صغير

يُعد مجفف هواء الخزان المحافظ حاجزاً مبكراً ضد الرطوبة الجوية. افحص مادة التجفيف للتحقق من فقدان اللون النشط أو التدهور المادي، وافحص ختم الزيت عند وجوده، وتأكد من أن مسار الهواء غير مسدود. يمكن لمجفف الهواء المسدود أن يسبب فروق ضغط تجهد الأختام؛ أما المجفف المستنفد فيسمح بدخول الهواء الرطب أثناء التنفس الحراري. وقد توجد هذه الحالات دون تسرب زيت واضح.

افحص الحشيات والوصلات المثبتة بالمسامير مع مراعاة درجة حرارة المحول. تتصلب المكونات المطاطية مع مرور الزمن، بينما قد يتغير ضغط الحشية بعد الدورات الحرارية. قد يؤدي شد المسامير دون نمط مضبوط إلى تشويه الغطاء، أو بثق الحشية، أو إنشاء تسرب جديد بجوار التسرب الأصلي. عند وجود تسرب مستمر في شفة، تحقق من الاستواء وحالة الحشية وحالة المسامير وصحة التجميع قبل زيادة عزم الربط.

تحتاج وصلات العوازل إلى اهتمام دقيق لأنها تجمع بين الإجهاد الكهربائي والتعرض للعوامل الجوية والتحميل الميكانيكي من الموصلات. قد يكون تلطيخ الزيت حول شفة العازل مشكلة ختم، لكن مسارات التلوث على سطح البورسلان أو السطح المركب الخارجي تشير إلى خطر مختلف. افحص وجود تشققات أو كسور أو معدات تثبيت مرتخية أو حلقات توزيع تالفة أو حركة للموصل. قد تنتج الوصلة الساخنة تغيراً في اللون من دون وجود عيب في عزل العازل، لذا ينبغي التحقق من نتائج الأشعة تحت الحمراء مقابل تيار الحمل وتوازن الأطوار وافتراضات الانبعاثية والفحص المباشر أثناء فصل الخدمة.

افصل أعطال التبريد عن التسخين الداخلي

غالباً ما تُعزى درجة حرارة الزيت العلوي المرتفعة إلى زيادة الحمل، لكن التبريد المقيد عامل مساهم شائع. افحص زعانف المشعات بحثاً عن الطين أو النباتات أو تراكم الطلاء أو التلف الذي يحد من انتقال الحرارة. قد يتسبب صمام مشع تُرك مغلقاً جزئياً بعد النقل أو الصيانة في بقاء قسم واحد بارداً بشكل غير متوقع. تأكد من أوضاع الصمامات فعلياً بدلاً من الاعتماد على قائمة تحقق قديمة أو مؤشر مطلي.

بالنسبة إلى أنظمة التبريد القسري، تحقق من صحة دوران المروحة واتجاه تدفق الهواء وتيار المحرك وأجهزة التحكم والتشغيل المرحلي التلقائي. فالمروحة التي تدور لا تحرك بالضرورة هواءً مفيداً؛ إذ يمكن أن يقلل الدوران العكسي أو الواقي المسدود تدفق الهواء بشكل حاد. افحص المضخات بحثاً عن الاهتزاز والتسرب والضوضاء غير المعتادة وفقدان الدوران عند تركيب تبريد بالزيت القسري. قارن درجات حرارة الدخول والخروج عبر مجموعات التبريد عند توفر طرق آمنة. قد يشير نمط درجة الحرارة المتجانس في وحدة محملة بشدة إلى إجهاد حراري واسع النطاق، في حين تشير مجموعة غير نشطة إلى مشكلة موضعية في الدوران أو التحكم.

تتطلب أجهزة قياس الحرارة وملامسات الإنذار تحققاً خاصاً بها. فقد يخفي مستشعر معطل ارتفاع الحرارة، في حين قد يؤدي مؤشر ضعيف المعايرة إلى استجابة غير ضرورية. قارن المؤشرات المركبة بطريقة مرجعية مناسبة أثناء الأعمال المخططة، واختبر دوائر الإنذار والفصل وبدء المروحة والحالة عن بُعد عبر مسار الإشارة بالكامل. لا تتجاوز فصل الحماية الحرارية لمجرد أن المؤشر يبدو مشكوكاً فيه؛ بل أنشئ أولاً ترتيب حماية مضبوطاً.

تحتاج اختبارات العزل إلى سياق

تكون قياسات مقاومة العزل والاستقطاب أكثر فائدة عند مقارنتها باختبارات سابقة أُجريت في ظروف مماثلة. تؤثر درجة الحرارة وتلوث السطح وجهد الاختبار ومدته وحالة الملفات في النتائج. قد تعكس قيمة مقاومة عزل أقل بعد طقس رطب تلوثاً خارجياً للعازل بدلاً من عيب داخلي في الملف. وعلى العكس، لا تستبعد قيمة المقاومة المقبولة تشوه الملف الموضعي، أو ضعف وصلة التوصيل، أو مشكلة متطورة بين اللفات.

قبل اختبار أثناء فصل الخدمة، تأكد من أن المحول معزول ومفرغ الشحنة ومؤرض بشكل صحيح ومنفصل عن الكابلات المتصلة ومانعات الصواعق ومحولات الجهد وغيرها من المعدات التي قد تشوه النتائج أو تتضرر من الاختبار. سجل جميع التوصيلات التي أُزيلت وأعدها وفق تسلسل موثق. يمكن أن يؤدي إعادة التوصيل غير الصحيحة بعد اختبار منفذ جيداً إلى عطل أكثر إلحاحاً من الحالة التي يجري التحقيق فيها.

عند توفر بيانات خط الأساس والإجراءات المعتمدة، يمكن أن تساعد طرق مقاومة الملفات ونسبة التحويل وتيار الإثارة والاستجابة الترددية على التمييز بين مشكلات الملفات والقلب والوصلات وموضع النقرات. ينبغي اختيار هذه الطرق للإجابة عن سؤال محدد. فقد يؤدي اختبار كل معلمة متاحة بعد كل حالة غير طبيعية بسيطة إلى نتائج متضاربة دون تحسين التشخيص. ومع ذلك، قد تكون اختبارات المقارنة الكهربائية مبررة بعد عطل خارجي شديد حتى في غياب تسرب الزيت أو الضرر المرئي، لأن إزاحة الملفات قد تبقى مخفية.

يجب التعامل مع أجهزة الحماية باعتبارها معدات فعالة

مرحل بوخلز، ومرحل الضغط المفاجئ، وجهاز تخفيف الضغط، ومؤشر مستوى الزيت، ودائرة الحماية الحرارية ليست ملحقات سلبية. افحص حالتها الميكانيكية وملامساتها الكهربائية ونهايات التوصيلات ومسار الإبلاغ. قد يؤدي إعادة ضبط راية مرحل دون تحقيق إلى محو أدلة عطل قيمة. عند إصدار مرحل يعمل بالغاز إنذاراً، احتفظ بالغاز للفحص حيثما تسمح إجراءات الموقع، وتحقق من مستوى الزيت وحالة المرحل، واربط الحدث ببيانات الغازات المذابة وسجلات التشغيل قبل إعادة الوحدة إلى التحميل الطبيعي.

تتطلب أجهزة تخفيف الضغط عناية خاصة بعد التشغيل. افحص وجود مؤشر تشغيل، أو تصريف زيت، أو أختام تالفة، أو أي انسداد حول المخرج. إن استبدال الجهاز أو إعادة ضبطه يعالج فقط النتيجة المرئية. ولا يزال سبب ارتفاع الضغط يحتاج إلى فحص، خاصةً عند وجود دليل على قوس كهربائي داخلي، أو إنتاج غاز غير طبيعي، أو حدث قصر دائرة حديث.

تحتاج مغيرات النقرات والتوصيلات إلى مراجعة منفصلة

تتسبب مغيرات النقرات في آليات تآكل وتعرية للملامسات وتلوث للزيت تختلف عن تلك الموجودة في خزان المحول الرئيسي. أكد موضع النقرة الفعلي مقابل مؤشر التحكم ومتطلبات جهد النظام. فقد يسبب عدم التطابق زيادة جهد أو انخفاض جهد مستمرين حتى عندما يكون المحول نفسه سليماً. افحص آلية التشغيل والتشابكات والعدادات وسخان الخزانة وإحكام الأطراف. غالباً ما يشير التذبذب المتكرر بين المواضع إلى إعدادات التحكم أو مشكلات الاستشعار أو ظروف النظام غير المستقرة، وليس إلى عيب ميكانيكي وحده.

أثناء فصل الخدمة المخطط، افحص الوصلات الكهربائية المثبتة بالمسامير المتاحة بحثاً عن علامات التسخين وفقدان ضغط النوابض والأكسدة وإجهاد الموصلات. يجب أن تتبع قيم عزم الربط وثائق المعدات السارية؛ فالشد العشوائي قد يتلف القلاوظ أو يشوه معدات التوصيل. ينبغي إعادة فحص أي وصلة تم إصلاحها تحت الحمل من خلال مراقبة درجة الحرارة حيثما كان ذلك عملياً.

عندما تكون المعدات الزيتية خياراً غير مناسب

تنشأ بعض نتائج الصيانة المتكررة من بيئة التركيب بدلاً من سوء التنفيذ. قد تبرر المساحات الداخلية التي يصعب فيها احتواء الزيت، أو التهوية المقيدة، أو قيود الحريق المشددة، تقييم بديل من النوع الجاف أثناء تخطيط الاستبدال. يستخدم محول توزيع ثلاثي الطور من الراتنج المصبوب جاف النوع بجهد 11kV عزلاً من الراتنج المصبوب بدلاً من زيت العزل، وهو مخصص لتطبيقات التوزيع مثل الشبكات الحضرية وأنظمة الطاقة في المباني أو المنشآت الصناعية. يزيل هذا التغيير مهام تسرب الزيت وأخذ عينات الزيت، لكنه لا يلغي الصيانة: فلا تزال مسارات التهوية ونظافة الملفات والحماية الحرارية والتوصيلات وحالة الغلاف تتطلب الفحص.

بالنسبة إلى وحدة حالية مملوءة بالزيت، فإن الاستجابة العملية للأدلة غير الطبيعية هي التصعيد المنضبط. ثبّت الحمل عند الحاجة، واحمِ الأصل من مزيد من الإجهاد، واجمع بيانات قابلة للتكرار، وأصلح السبب الذي تم التحقق منه بدلاً من العَرَض الأكثر وضوحاً. يحد هذا النهج من حالات فصل الخدمة غير الضرورية مع ضمان عدم بقاء العيوب الصغيرة في الخدمة مدة كافية لتتحول إلى أعطال داخلية.