ارتفاع مستويات الغاز في محول قدرة بجهد 132 kV: ما الذي ينبغي فحصه؟

قد يشير ارتفاع مستويات الغاز في محول طاقة بجهد 132kv إلى تطور أعطال حرارية أو كهربائية، لكن نتيجة واحدة لتحليل الغازات الذائبة (DGA) نادرًا ما تكشف الصورة كاملة. وبالنسبة إلى فرق الصيانة وخدمات ما بعد البيع، فإن السؤال الفوري عملي: هل يمكن أن يظل المحول في الخدمة أثناء إجراء التحقيق، أم أن الأدلة تبرر التدخل العاجل؟

تعتمد الإجابة على الغازات التي ترتفع، وسرعة تغيرها، وما يحدث أيضًا في المحول. تستدعي نتيجة المختبر المثيرة للريبة الاهتمام، لكنها لا تكفي وحدها لتشخيص العطل. قبل اتخاذ إجراء تصحيحي، تحقّق من جودة أخذ العينة وسجل التشغيل وأداء التبريد ومؤشرات أنظمة الحماية معًا.

قبل تفسير التقرير، تحقّق من وجود خطر تشغيلي فوري

لا تبدأ بنسب الغازات إذا كان المحول يُظهر علامات على وجود مشكلة. راجع سجل الأحداث في غرفة التحكم وتحدث إلى المشغّل. فارتفاع الغاز المصحوب بتفعيل مرحل بوخهولتز، أو عمل الحماية من الضغط المفاجئ، أو تفعيل الحماية التفاضلية، أو صدور ضوضاء غير طبيعية، أو ظهور دخان، أو حدوث تسرب كبير للزيت، يشير إلى وضع يختلف عن تحذير مختبري منفرد.

إذا عملت أنظمة الحماية أو وُجد اشتباه بوجود عطل داخلي نشط، فاتبع إجراءات الطوارئ في الموقع واستعن بالمتخصصين المسؤولين عن الحماية والمحولات. لا تعِد ضبط الحماية ولا تعِد توصيل المحول لمجرد أن قراءة DGA لاحقة تبدو أقل إثارة للقلق.

تحقّق مما يلي قبل مواصلة الفحص الروتيني:

• ما إذا كانت قد صدرت أي إنذارات للحماية أو درجة الحرارة أو مستوى الزيت أو التبريد.
• ما إذا كان المحول يحمل حملًا غير معتاد أو تعرض مؤخرًا لحمل زائد.
• ما إذا كانت مؤشرات درجة حرارة الزيت والملفات موثوقة وضمن حدود التشغيل المعتمدة.
• ما إذا كانت الزيادة الأخيرة في الغاز تدريجية أو متسارعة أو مرتبطة بحدث محدد.

يجب أن يتم أخذ العينات والفحص وفق الإجراءات المعتمدة للمعدات عالية الجهد وهي في الخدمة. لا تفتح الأغطية أو تفك الوصلات أو تصل إلى المكونات الداخلية مطلقًا كخطوة غير رسمية لاستكشاف الأعطال وإصلاحها.

تأكّد من أن الزيادة تعود إلى المحول، لا إلى عملية أخذ العينة

قد تهدر فرق الصيانة وقتًا ثمينًا في التحقيق في عطل لا وجود له إلا في سجل العينة. قبل تفسير أي تغير، قارن التقرير الجديد بالنتائج السابقة المأخوذة من حجرة الزيت ونقطة أخذ العينات نفسيهما.

تحقّق من بيانات تعريف المعدّة وتاريخ أخذ العينة ووحدات قياس الغاز وطريقة المختبر ونوع السائل. أكّد ما إذا كانت النتيجة مأخوذة من الخزان الرئيسي أو حجرة مبدل النقرات تحت الحمل (OLTC) المنفصلة أو جهاز مراقبة عبر الإنترنت. فهذه المصادر ليست قابلة للاستبدال بعضها ببعض.

ثم راجع طريقة أخذ العينة. هل جرى تطهير الصمام بما يكفي؟ هل استُخدمت حاوية معتمدة محكمة لمنع تسرب الغاز؟ هل وُجدت فقاعات هواء؟ هل تعرضت العينة لتأخير غير ضروري أو لسوء المناولة؟ قد تؤدي التغييرات في أسلوب أخذ العينات إلى إضعاف إمكانية المقارنة، ولا سيما عند التركيزات المنخفضة.

إذا كانت النتيجة غير متوقعة ولا تدعمها مؤشرات تحذير أخرى، فرتّب لأخذ عينة تأكيدية في أقرب وقت وفق إجراء أخذ العينات المعتمد في الموقع، بما يتوافق مع IEC 60475 أو المعيار المكافئ المعمول به. وحيثما أمكن، استخدم نقطة أخذ العينات وطريقة المختبر نفسيهما. ومع ذلك، لا تؤخر إجراءً تشغيليًا عاجلًا لمجرد الحصول على عينة ثانية إذا كانت أحداث الحماية أو الظروف المتدهورة بسرعة تشير بالفعل إلى وجود خطر كبير.

راعِ أي عوامل غيّرت خط الأساس للزيت

يمكن لاستبدال الزيت أو إضافة كمية لتعويض النقص أو الترشيح أو نزع الغازات بالتفريغ أو الإصلاحات أن تغيّر تركيزات الغازات الذائبة. ولا يثبت انخفاض التركيز بعد المعالجة اختفاء مصدر العطل؛ فقد يستأنف توليد الغاز بعد ذلك.

سجّل هذه الأنشطة إلى جانب سجل DGA. وتحقّق أيضًا مما إذا كان سائل العزل زيتًا معدنيًا أم إسترًا طبيعيًا. تؤثر كيمياء السائل في توليد الغازات وتفسيرها، لذا لا ينبغي تطبيق معايير الزيت المعدني على المعدات المملوءة بالإسترات دون مراعاة الفروق.

ما الغازات التي ترتفع، وما الذي قد يعنيه هذا النمط؟

اقرأ نمط الغازات كاملًا بدلًا من اعتبار غاز واحد تسميةً للعطل. تساعد الارتباطات التالية في توجيه التحقيق، لكن لا يمكن لأي منها بمفردها تحديد موقع العطل أو شدته.

تستدعي الزيادة الجديدة المؤكدة في الأسيتيلين في زيت الخزان الرئيسي مراجعة سريعة من متخصص، ولا سيما إذا رافقها ارتفاع في الهيدروجين أو مؤشرات من أنظمة الحماية. لكن إعلان «حدوث قوس كهربائي داخلي» استنادًا إلى قياس أثري واحد ليس ممارسة سليمة. ويجب أيضًا مراعاة الغازات المتبقية من حادث سابق، وتلوث العينة، وترتيب حجرات الزيت.

وبالمثل، لا ينبغي استخدام نسبة ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون وحدها لتشخيص ارتفاع درجة حرارة الورق. فقد يؤثر عمر العزل ومعالجة الزيت والتعرض للأكسجين وكيمياء السائل في الصورة. وقد يوفر اختبار الفوران أدلة داعمة على حالة السليلوز، لكن تفسيره يعتمد أيضًا على تاريخ الزيت ومواد العزل.

في محول طاقة بجهد 132 kV، غالبًا ما يكون اتجاه التغير أهم من القراءة المنفردة

قد يكون التركيز المرتفع نسبيًا للغاز، إذا ظل مستقرًا لسنوات، مؤشرًا على حالة تاريخية. أما التركيز الأقل الذي يرتفع بشدة خلال فترة قصيرة، فقد يشير إلى مشكلة نشطة آخذة في التطور. ويهم كل من المستوى المطلق ومعدل التغير.

بالنسبة إلى العينات القابلة للمقارنة، احسب متوسط تغير التركيز:

متوسط معدل التغير = (أحدث تركيز − التركيز السابق) ÷ عدد الأيام المنقضية.

إذا ارتفع الغاز من 40 ppm إلى 100 ppm خلال 30 يومًا، يكون متوسط الزيادة 2 ppm يوميًا. يصف هذا الحساب الاتجاه المرصود؛ لكنه ليس حد إنذار موحدًا، ولا قياسًا مباشرًا لإجمالي إنتاج الغاز.

فسّر المعدل بحذر. فقد تخفي الفواصل الزمنية غير المتساوية بين العينات تسارعًا في الزيادة. كما قد تؤثر معالجة الزيت وفقدان السائل وانطلاق الغاز إلى حيز رأسي ودرجة حرارة الزيت المتغيرة في التركيزات المقاسة. ولا ينبغي اعتبار فرق قريب من هامش عدم اليقين المخبري معدل إنتاج دقيقًا.

استخدم معايير المرفق المعمول بها وإرشادات الشركة المصنّعة والمعايير الحالية مثل IEC 60599 أو IEEE C57.104 ضمن النطاق المحدد لكل منها. لا تكفي فئة الجهد وحدها لتحديد حد غاز آمن وموحد. فتاريخ التحميل وسائل العزل وتصميم المحول وحالة خط الأساس كلها عوامل مهمة.

اربط اتجاه الغازات بما حدث في الموقع

يضع سجل التحقيق الأكثر فائدة نتائج DGA وأحداث التشغيل على خط زمني واحد. ارسم الغازات ذات الصلة مقابل الحمل ودرجة الحرارة المحيطة ودرجة حرارة الزيت العلوي ومؤشر درجة حرارة الملفات وحالة التبريد ونشاط مبدل النقرات. وابحث عن تغير بدأ قبل ارتفاع الغاز، لا بعده فحسب.

التبريد والحمل: تحقّق مما يتجاوز شاشة درجة الحرارة

تحقّق من جاهزية المراوح والمضخات وإعدادات التشغيل التلقائي ومصادر التغذية الكهربائية لدوائر التحكم والموصلات وسجل الإنذارات. وحيثما وُجد تدوير قسري للزيت، تحقّق من التدفق الفعلي باستخدام الفحوص المعتمدة، بدلًا من افتراض أن دوران المحرك يثبت كفاية التدفق.

افحص انسداد تدفق الهواء عبر المشعات وتراكم الأوساخ والتسربات وأوضاع الصمامات غير الصحيحة. فقد يؤدي عزل مجموعة مشعات بعد الصيانة إلى خفض قدرة التبريد دون ملاحظة. كما قد تزيد درجة الحرارة المحيطة المرتفعة أو الحمل الزائد المستمر أو التحميل التوافقي غير الطبيعي من حدة المشكلة.

حيثما أمكن، قارن قراءات درجات الحرارة بمراجع معايرة. فقد يخفي حساس معيب ارتفاع درجة الحرارة، بينما لا تستبعد قراءة طبيعية لدرجة حرارة الزيت العلوي وجود نقطة ساخنة موضعية في وصلة داخل الخزان. وقد تكون مؤشرات درجة حرارة الملفات تقديرية وليست قياسًا مباشرًا لأعلى نقطة حرارة.

التوصيلات والعوازل الاختراقية ونشاط مبدل النقرات

راجع الأطراف والعوازل الاختراقية التي يمكن الوصول إليها بحثًا عن علامات ارتفاع الحرارة أو التسرب أو تغير اللون أو أنماط حرارية غير طبيعية. ينبغي إجراء التصوير الحراري من مسافات آمنة ووفق إجراءات الموقع المعتمدة. وقد يكشف التسخين الخارجي عن مشكلة في التوصيلات، لكنه لا يستبعد وجود عطل داخلي.

بالنسبة إلى OLTC، تحقّق من عدد مرات التشغيل والصيانة الأخيرة وإنذارات التبديل وما إذا كان نظام زيته منفصلًا عن الخزان الرئيسي. قد يكون وجود غازات التبديل متوقعًا في بعض تصميمات OLTC؛ أما ظهورها في الخزان الرئيسي فيتطلب تفسيرًا، لا افتراضًا بأن النتيجة غير ضارة.

ينبغي أيضًا إدراج الأعطال العابرة الحديثة وأحداث الصواعق واضطرابات التبديل والاهتزاز غير الطبيعي في الخط الزمني. تساعد هذه التفاصيل المتخصصين على تحديد ما إذا كانت هناك حاجة إلى اختبارات كهربائية إضافية أو فحص داخلي.

اختر الإجراء التالي بناءً على الأدلة مجتمعة

ينبغي أن تتناسب قرارات الصيانة مع مستوى الخطر، لا أن تستند إلى إشارة مختبرية واحدة مرمّزة بالألوان. استخدم ثلاثة مسارات عملية، على أن يتخذ مالك المعدّة والموظفون الفنيون المخوّلون القرارات النهائية.

• تغير مؤكّد لكنه بطيء، من دون مؤشرات غير طبيعية داعمة: يمكن النظر في استمرار التشغيل ضمن خطة مراقبة معتمدة. حدّد موعد أخذ العينة التالية وفقًا للاتجاه والإرشادات المعمول بها، ووضّح التغير الذي يستوجب التصعيد.
• تغير مستمر أو متسارع، مع دلائل حرارية محتملة: افحص التبريد والحمل على الفور. وقد يكون خفض الحمل بإذن المخوّلين ومراقبة درجة الحرارة عن كثب وإعادة تحليل DGA ومراجعة متخصصين مناسبًا أثناء تقييم السبب.
• ارتفاع سريع في الغاز، أو أنماط تفريغ مقلقة، أو تفعيل أنظمة الحماية: اطلب تقييمًا تشغيليًا وهندسيًا فوريًا. وقد يلزم إخراج المحول من الخدمة أو عزله وفق إجراءات الموقع؛ ولا ينبغي افتراض أن استمرار تشغيله مقبول.

ينبغي أن تجيب الاختبارات الإضافية عن سؤال محدد. ووفقًا للأدلة، قد يوصي المتخصصون باختبارات الرطوبة وجودة الزيت، أو قياسات سعة العوازل الاختراقية ومعامل الفقد، أو مقاومة الملفات، أو تقييم العزل، أو فحص موجّه للتفريغ الجزئي. تتطلب اختبارات كثيرة إخراج المحول من الخدمة وضبط ظروف الاختبار؛ ونادرًا ما يؤدي طلب جميع الاختبارات المتاحة إلى تحسين التشخيص.

قد تكون مراقبة DGA عبر الإنترنت مفيدة عند الحاجة إلى متابعة اتجاه آخذ في التطور عن كثب، لكن تحقّق من الغازات التي يقيسها الجهاز وراجع حالة معايرته. فجهاز مراقبة يقيس الهيدروجين فقط لا يقدم الصورة التشخيصية نفسها التي يقدمها تحليل مختبري متعدد الغازات.

أغلق حلقة المتابعة: تحقّق من نجاح التدخل

بعد إصلاح أدوات التحكم بالتبريد أو تصحيح التوصيلات أو تغيير ظروف التشغيل أو إتمام أعمال داخلية، أنشئ خط أساس موثقًا بعد التدخل. ينبغي أن يبيّن أخذ العينات اللاحق ما إذا كان اتجاه الغازات قد استقر أو استمر أو تسارع. وإذا أُجري نزع للغازات، فميّز بين إزالة الغاز الفورية ومعدل تراكمه مجددًا بعد ذلك.

للتخطيط للاستبدال أو التحديث، يوفر محول Jinshida Electric Power Technology Co., Ltd. المغمور بالزيت بجهد 110kV مرجعًا ذا صلة بالمعدات المغمورة بالزيت المستخدمة في المحطات الفرعية والأنظمة الصناعية وتوصيلات الطاقة المتجددة بالشبكة. لكنه لا يُعد بديلًا مباشرًا لوحدة بجهد 132 kV: إذ يلزم التأكد لكل مشروع من جهد النظام وأعلى جهد للمعدات وتنسيق العزل والسعة وترتيب التبريد واختيار السائل.

زوّد الشركة المصنّعة أو فريق الخدمة بحزمة أدلة موجزة تشمل بيانات لوحة الاسم وتفاصيل الحجرات ونوع السائل وسجل DGA كاملًا وسجلات أخذ العينات واتجاهات الحمل ودرجات الحرارة وأحداث الحماية وسجل الصيانة. فهذا أكثر فائدة بكثير من إرسال تقرير واحد يحمل علامة «ارتفاع الغاز».

ليس الهدف مجرد خفض الرقم، بل تحديد ما إذا كان هناك عطل نشط، والتحكم في مخاطر التشغيل، والتحقق من أن العمل التصحيحي عالج السبب. وبالنسبة إلى فرق خدمات ما بعد البيع المسؤولة عن محول طاقة بجهد 132 kV، يجعل هذا النهج القائم على الأدلة القرار التالي أوضح وأسهل في تبريره.