إن بداية عصر جديد في تكنولوجيا المحولات تتوافق مع إنشاء منصة ثلاثية الطبقات لتحديث التكنولوجيا في الإنتاج. أولاً، الابتكار في المكونات، مثل تطوير النوى غير المتبلورة، والزيوت الاسترية، ومواد اللف عالية النقاء، يسمح بتقليل الفقد وتوسيع خيارات التركيب. ثانياً، الابتكار في النظام أي المراقبة، والتوائم الرقمية، والتحليلات التنبؤية، يحول الأصول إلى مصادر بيانات ويقلل من الانقطاعات القسرية بنسبة 30 إلى 50 %. ثالثاً، الابتكار في نموذج الأعمال، مثل الشراء القائم على الأداء والمحولات كخدمة، يسمح بتغيير ملكية المخاطر ورأس المال. الثورة الثلاثية الجارية تحول شراء المحولات من عملية شراء بسيطة إلى عملية اتخاذ قرارات استراتيجية مدفوعة بالبيانات.
يسمح ترقية الكفاءة إلى IEC 60076-20 الفئة 1 بتقليل الفقد بنسبة 30 إلى 50%، مما يؤدي إلى عائد على الاستثمار في 4 إلى 9 سنوات.
يضمن الاستثمار في المراقبة أسرع عائد على الاستثمار للأصول الحيوية، وغالباً ما يوفر عائداً بالفعل بعد الحادث الأول الذي تم منعه.
نماذج الخدمة تسمح بتحرير رأس المال ونقل المخاطر، وهو أمر مهم بشكل خاص لأغراض التدفق النقدي.
يجب عليك شراء المحولات مع ضمانات موثوقية، وثائق رقمية، واختبارات تحت الإشراف.
شركة جيانغسو سوبين للطاقة الكهربائية هي منتج للمحولات الحديثة والمحولات التي هي جاهزة لترقية حلول المراقبة بأسعار معقولة.
ما هو محول تغيير النقاط؟
A محول النقاط هو جهاز تبديل متصل بلف المحول عند نقاط تلامس مختلفة. بمساعدة الجهاز، من الممكن تبديل الاتصال بين نقاط التلامس المختلفة مما يؤدي إلى تغييرات في عدد لفات اللف وبالتالي تغييرات في الجهد على الجانب الثانوي. وبالتالي، فإن محول النقاط هو في الواقع آلية ضبط الجهد المدمجة إما داخل خزان المحول أو مثبتة على اللف.
الجهد الذي تتعرض له الشبكات المختلفة يخضع لتقلبات مستمرة بسبب الأحمال التي تتغير خلال اليوم، وانخفاض خط الطاقة، وتغيرات الجهد المقدمة من الشبكة. يمكن أن يؤدي الجهد الثابت الناتج عن المحول عند نسبة تم الحصول عليها خلال الإنتاج إلى مشاكل في إمدادات الجهد ويقدم محول النقاط وسيلة موثوقة للتصحيح.
هناك ثلاثة جوانب حاسمة تُستخدم لوصف أي نوع من محولات النقاط: خطوة الجهد الخاصة بها (معبر عنها كنسبة مئوية من الجهد الاسمي)، وعدد المواقع الخاصة بها ونطاق الجهد المنظم. على سبيل المثال، قد يكون هناك محول توزيع لديه القدرة على العمل ضمن نطاق ±2×2.5% حيث يحتوي على 4 مواقع تلامس بينما يتم تزويد المحولات الأكبر بمحوّلات نقاط أكثر تقدماً.
محولات النقاط خارج الدائرة مقابل محولات النقاط تحت الحمل
| الخصائص | محول النقاط خارج الدائرة (OCTC) | محول النقاط تحت الحمل (OLTC) |
|---|---|---|
| حالة التشغيل | المحول غير موصل بالطاقة | المحول يحمل حملاً |
| النطاق النموذجي | ±2×2.5% (5 مواقع)، ±4×2.5% (9) | ±8×1.25% (17 موضع) وأوسع |
| آلية | يدوي، مفتاح ميكانيكي بسيط | محرك، محول مزود بنابض، انتقال فراغ أو مقاومة |
| تأثير التكلفة على المحول | +2 إلى +5% | +10 إلى +30% |
| الصيانة | الحد الأدنى | منتظم؛ تصفية الزيت وفحص الاتصال |
| الأفضل لـ | توزيع، حمل مستقر، تعديل موسمي | محولات الطاقة، حمل متقلب، تحكم تلقائي في الجهد |
الاختيار بين الخيارين يعتمد على جانب رئيسي واحد: هل هناك حاجة لإجراء أي تعديل على الجهد الناتج عن المحول عند تشغيله؟ يمكن تعديل محولات التوزيع التي تخدم الأحمال المستقرة موسميًا باستخدام OCTC وبالتالي لا تتكبد تقريبًا أي تكاليف. ومع ذلك، يجب تجهيز محولات الطاقة التي تزود الأحمال المتقلبة بـ OLTC لضمان جودة الجهد المقدم، وبالتالي تحمل تكلفة إضافية تتراوح بين 10-30% للامتثال لمتطلبات جودة الجهد.
كيفية عمل محول التوصيل تحت الحمل
ليس من السهل تبديل التوصيلات تحت الحمل. لا يمكنك فقط فتح الدائرة عند نقطة التوصيل لأن ذلك سيقطع تيار الحمل ويؤدي إلى قوس كهربائي قد يتسبب في تلف الاتصالات. يوفر OLTC حلاً من خطوتين يتضمن محددًا يمكّن من اختيار موضع التوصيل الجديد دون تشغيل التيار ومفتاح تحويل ينقل الحمل الحالي عند التوصيل الحالي إلى الموضع الجديد. يتم توفير الانتقال بواسطة مقاومة الانتقال. يمكن أن تكون هذه عنصرًا مقاومًا، أو قاطع فراغ. وبالتالي، يتدفق التيار بشكل مستمر وينطفئ على الفور.
في OLTC من نوع المقاومة، يقوم المحول
بتمرير الحمل الحالي عبر عنصر مقاوم أو اثنين عند تبديل التوصيلات. في حالة التصميم من نوع الفراغ، يتولى قاطع الفراغ مهمة إطفاء القوس وبالتالي الحفاظ على نظافة الزيت وإطالة الوقت بين الصيانة. كلا النوعين يعتمد على متطلبات الأداء لمعيار IEC 60214-1 ومواصفات التطبيق لمعيار IEC 60214-2، ويعتمد الاختيار بينهما بشكل رئيسي على حسابات تكلفة دورة الحياة حيث أن OLTCs الفراغية أكثر تكلفة في التركيب ولكن تتطلب صيانة أقل.
أنواع محولات التوصيل
| النوع | مبدأ التشغيل | نطاق التصنيف النموذجي | نطاق الأسعار |
|---|---|---|---|
| محول التوصيل خارج الدائرة (يدوي) | مفتاح ميكانيكي، بدون حمل | حتى 10 MVA نموذجي | $200-$1,500 |
| OLTC من نوع المقاومة (نوع الخزان أو الرأس) | محول مزود بمقاومات انتقال | حتى ~60 MVA | $3,000-$18,000 |
| OLTC من نوع الفراغ | قاطع فراغ في المحول | حتى 200+ MVA | $5,000-$30,000 |
| OLTC من نوع المفاعل | انتقال المفاعل، تصميمات قديمة | محولات الطاقة الكبيرة | نادر؛ تم استبداله بالمقاومة/الفراغ |
| وحدة محرك (ملحق) | تشغيل عن بُعد/تلقائي لأي OLTC | — | $2,000-$10,000 |
بالنسبة لمعظم التطبيقات التي نتعامل معها اليوم، تتلخص المشكلة في ما إذا كان يجب اختيار مقاوم أو OLTC فراغ، على الرغم من أن الأخير أصبح أكثر شعبية مؤخرًا وعادة ما يُستخدم في المحولات الكهربائية الجديدة بسبب فترات الصيانة الأطول. من ناحية أخرى، فإن المحولات خارج الدائرة هي نوع مختلف تمامًا من المنتجات، أبسط وأقل تكلفة ($200-$1500)، وتقع داخل خزانات التوزيع وتُنظم عدة مرات في السنة عندما يتم إيقاف تشغيل المحول.
التصنيفات والمواصفات الرئيسية
| المعامل | المعنى | القيم النموذجية |
|---|---|---|
| التيار المستمر المصنف | الحد الأقصى للتيار المستمر الذي يمكن أن يحمله OLTC | 250-1,250 أ |
| جهد الخطوة المقدّر | الجهد عبر نطاق التوصيل | حتى 3,300 V لكل خطوة في الوحدات الكبيرة |
| التردد المقنن | يجب أن يتطابق مع النظام (50 أو 60 هرتز) | 50 هرتز / 60 هرتز |
| عدد المواضع | إجمالي التوصيلات القابلة للاختيار | 5, 9, 17, 33 |
| جهد الخطوة (%) | تغيير الجهد لكل خطوة كما هو % من التصنيف | 1.25%, 2.5%, 5% |
| معيار | أساس التصميم والاختبار | IEC 60214-1/-2، IEEE C57.131 |
هناك رقمين عادة ما يكونان خارج الترتيب في أوامر الشراء. هذان هما التيار المار المصنف، الذي يجب أن يكون أكبر من الحد الأقصى لتصنيف التيار المستمر للمحول (بما في ذلك تصنيفات الحمل الزائد)، وجهد الخطوة - حيث يضع جهد الخطوة العالي لتيار معين متطلبات مختلفة تمامًا على المحول مقارنةً بحمل نفس التيار عند جهد خطوة منخفض، وبالتالي فإن تصنيف OLTC يجمع بين هذين الرقمين.
لتوضيح الموضوع، دعونا نقدم بعض الإرشادات حول معلمات محول التوصيل لأنواع المحولات التقليدية - الأرقام التي يُفترض أن تذكرها في طلب عرض الأسعار الخاص بك:
| فئة المحول | نوع محول التوصيل | النطاق النموذجي | التيار المار | تأثير السعر التقريبي على المحول |
|---|---|---|---|---|
| 100-1,000 kVA توزيع | خارج الدائرة (OCTC) | ±2×2.5% / ±4×2.5% | حتى 1,500 A | +2 إلى +4% |
| 1-10 MVA صناعي | OLTC، نوع مقاوم | ±6×2.5% | 300-700 أ | +10 إلى +18% |
| 10-60 MVA محطة تحويل | OLTC، مقاوم أو فراغ | ±8×1.25% | 400-1,250 أ | +12 إلى +25% |
| فوق 60 MVA طاقة | OLTC، نوع فراغ | ±8×1.25% أو أوسع | 1,250-2,500 أ | +15 إلى +30% |
نطاق التوصيل، الخطوات، واختيار الموضع
اختيار نطاق التوصيل هو تحديد تنظيم الجهد، بدلاً من كونه تخمينًا مستنيرًا. تسير العملية عمومًا كما يلي:
الخطوة الأولى هي قياس تباين الجهد، من خلال تسجيل جهد الجانب الأولي خلال دورة تحميل كاملة. يتغير الجهد الأولي بمقدار ±5-10% من الأحمال الخفيفة إلى الأحمال الثقيلة.
الخطوة الثانية هي حساب نطاق التنظيم المطلوب. من الضروري جمع انخفاض المقاومة في المحول، والذي يكون عادةً 4-8% عند الحمل الكامل، وتباين الجهد على الجانب الأولي لمعرفة نطاق التنظيم.
الخطوة التالية هي معرفة حجم الخطوة المستخدمة في المنشآت. يختلف حجم خطوة التوزيع القياسي وفقًا لكل محول مستخدم، والذي يتراوح من 2.5% إلى 1.25% لمحولات الطاقة التي تحتاج إلى مزيد من الدقة.
الخطوة الرابعة هي اختيار نقطة المنتصف من النطاق، والتي يجب أن تكون مركزة حول نسبة اسمية قدرها ±8×1.25%، مما ينتج عنه نطاق من تنظيم الجهد عن طريق التوصيل بمقدار 10% لتطبيقات 33/11kV.
الخطوة النهائية هي التزامن مع AVR. عند العمل في الوضع التلقائي، يقوم المرحل بتتبع الجهد على الحافلة ويرسل الأمر إلى محرك الموتور لتغيير كل خطوة في وضع التأخير، والذي يستغرق حوالي 30-120 ثانية.
حيث ينتمي كل نوع
- محولات التوزيع (50-2,500 kVA): محولات تغيير الموصلات خارج الدائرة، ±2×2.5% أو ±4×2.5%، يتم ضبطها عند التشغيل وفي المواسم؛;
محولات الطاقة في المحطات الفرعية (5-60 MVA): OLTC من نوع المقاوم مع تعديلات ±8×1.25% أو ±6×2.5% مع إمكانية تنظيم الجهد تلقائيًا؛;
محولات الطاقة الكبيرة ومحولات المولدات (>60 MVA): OLTC من نوع الفراغ تعمل على نطاقات واسعة، أحيانًا على كل من لفات HV و LV (OLTCs اثنان)؛;
أحمال الأفران الصناعية وأحمال القوس: OLTCs مصممة لعمليات سريعة ومعدلات تبديل كبيرة؛;
محولات الطاقة المتجددة: OLTC للمساعدة في توليد متغير والحفاظ على الجهد في الشبكة.
مقارنة العلامات التجارية والأسعار
| العلامة التجارية | الأصل | القوة | نطاق السعر التقريبي (OLTC، مستقل) |
|---|---|---|---|
| MR (راينهوزن) | ألمانيا | معيار OLTC العالمي؛ أنواع الفراغ والمقاوم | $6,000-$35,000 |
| ABB | سويسرا/السويد | حزم المحولات + OLTC الكاملة | $5,000-$30,000 |
| سيمنز | ألمانيا | OLTC لمحولات الطاقة الكبيرة | $6,000-$32,000 |
| هيتاشي للطاقة | سويسرا | تغيير موصل المحولات الكهربائية | $7,000-$35,000 |
| شنايدر إلكتريك | فرنسا | محولات تغيير الموصلات من فئة التوزيع | $3,000-$15,000 |
| شركة جيانغسو سوبين للطاقة الكهربائية | الصين | محولات مزودة بـ OCTC و OLTC، تنسيق IEC 60214 | $2,000-$12,000 |
في مجال محولات التحويل تحت الحمل، تعتبر MR راينهوزن هي المعيار حيث يتم تصنيع غالبية المحولات الكبيرة عالميًا بواسطة MR أو نسختها المرخصة؛ تقدم ABB و Siemens و Hitachi Energy حلولًا كاملة حول هذه الآلات أو تقنية OLTC الخاصة بشركائها. يمر الجهاز بجميع الاختبارات اللازمة وفقًا لـ IEC 60214 و IEEE C57.131، مع وجود جميع السجلات المطلوبة لعمره وصيانته. بالنسبة لأولئك الذين يريدون نفس النتيجة ولكن بسعر أكثر جاذبية، فإن جيانغسو سوبيا للطاقة الكهربائية تقوم بإنشاء معدات بنفس OLTC القادرة على جعل الأجهزة كواحدة. توفر شركة جيانغسو سوبين للطاقة الكهربائية معدات تعمل بنجاح وفقًا لـ IEC 60214 وتشحن عالميًا مع جميع السجلات الشائعة للاختبارات بسعر أقل بـ 40-60% من تكلفة المحولات الأوروبية. إذا اخترت معدات MR أو وجدت نظيرًا فعالًا من حيث التكلفة، تأكد من ذكر اسم OLTC في عملية الشراء الخاصة بك مع الاتفاق على شراء الوحدة الدقيقة بدلاً من الإشارة إليها بشكل عام.
دليل الاختيار خطوة بخطوة
أولاً، اختر بين OCTC أو OLTC. إذا كان بإمكانك إخراج المحول من الخدمة أثناء تغيير التوصيلات وإذا كانت الأحمال تتغير تدريجيًا، فإن OCTC هو الخيار المناسب. إذا كنت ترغب في الحفاظ على الجهد ثابتًا بينما تكون الأحمال في حالة تغيير مستمر، فعليك اختيار OLTC.
بعد ذلك، حدد نطاق التنظيم. قم بتدوين التغير الفعلي في الجهد وابحث عن النطاق المطلوب، مع الأخذ في الاعتبار أن +8×1.25% يكفي لتغطية معظم الحالات عند استخدام الكهرباء.
بعد ذلك، اختر حجم الخطوة؛ استخدم 2.5% لأغراض اقتصادية و 1.25% لتنظيم أكثر دقة.
ثم، تحقق من التيار المستمر. يجب أن يكون OLTC لديه سعة أكبر من الحد الأقصى للتيار المستمر للمحول، والذي يتضمن أيضًا أي التزامات تحميل زائد.
علاوة على ذلك، تأكد من توافق الجهود. تأكد من أن OLTC يتعامل مع جهد الخطوة لمحولك، لأن ناتج تيار التوصيل بواسطة جهد الخطوة سيسبب ضغطًا على المحول.
قرر ما إذا كنت تريد استخدام مقاوم أو فراغ. سيكون المقاوم خيارًا أفضل لأنه أرخص وقد تم استخدامه لفترة طويلة، بينما سيكون للفراغ تكاليف صيانة أقل.
أخيرًا، لا تنسَ تضمين التحكمات التلقائية. محرك كهربائي، ومرحّل AVR، ومؤشر موضع ليست ضرورية فقط لـ OLTC الخاص بك، ولكن يجب عليك أيضًا تحديد جهد التحكم المطلوب لكي يعمل.
التركيب والصيانة
الجانب الأكثر كثافة في الصيانة في المحولات الحديثة هو استخدام محولات التحويل تحت الحمل، حيث إنها المكونات الوحيدة في المحول التي تؤدي عملاً ميكانيكياً تحت ظروف الحمل. يحتاج زيت التبديل المستخدم في أجهزة OLTC من نوع المقاوم إلى التصفية أو الاستبدال وفقًا لجدول الشركة المصنعة، عادةً بعد فترة من 100,000 عملية أو 5-7 سنوات، أيهما يأتي أولاً، بينما تعمل OLTCs التي تعمل بالفراغ على إطالة وقت التشغيل بشكل كبير.
إجراءات الصيانة
قياس ورسم مخطط شهري لقراءات عداد التشغيل.
أخذ عينات زيت OLTC بشكل منفصل عن زيت الخزان الرئيسي. يتفحم زيت المحول تحت التبديل ويتدهور بشكل أسرع بكثير.
فحص الاتصالات للتآكل خلال عمليات الصيانة العامة، وأخذ قراءات مقاومة الانتقال وفقًا لمتطلبات الدليل.
اختبار خصائص عزم الدوران لمحرك القيادة وإعدادات AVR مرة واحدة في السنة.
تأكد من أن مؤشر موضع التبديل يتوافق مع موضع اللف الحالي قبل أي عملية يدوية.
الأسئلة المتكررة
كم يضيف محول التبديل إلى تكلفة المحول؟
يضيف محول التبديل خارج الدائرة حوالي 2-5% إلى سعر المحول. يضيف محول التبديل تحت الحمل 10-30%، لأن OLTC نفسه يكلف $3,000-$30,000 (حسب التصنيف) بالإضافة إلى محرك القيادة ونظام التحكم. بالنسبة لمحول بقدرة 10 MVA، يجب تخصيص $10,000-$25,000 لزيادة OLTC.
ما الفرق بين محول التبديل خارج الدائرة ومحول التبديل تحت الحمل؟
يمكن تشغيل محول التبديل خارج الدائرة (OCTC) فقط عندما يكون المحول غير موصل بالطاقة؛ إنه مفتاح بسيط ورخيص يستخدم لمطابقة المحول مع متوسط جهد التغذية الخاص به. يقوم محول التبديل تحت الحمل (OLTC) بتبديل التبديلات بينما يحمل المحول الحمل، باستخدام محول وموصل انتقال لتجنب قطع التيار، مما يجعله مناسبًا لتنظيم الجهد التلقائي تحت الحمل المتغير.
ما نطاق التبديل الذي أحتاجه لمحوّلي؟
بالنسبة لموزعات المحولات، يغطي ±2×2.5% (5 مواضع) أو ±4×2.5% (9 مواضع) معظم الحالات. بالنسبة لمحولات الطاقة التي تغذي أحمال متقلبة، فإن ±8×1.25% (17 موضعًا) هو الخيار الشائع، مما يعطي نطاقًا إجماليًا قدره ±10%. تأتي القيمة الصحيحة من قياس تباين الجهد الخاص بك وانخفاض مقاومة المحول - لا تختار نطاقًا من كتالوج.
كم مرة يجب صيانة محول التبديل تحت الحمل؟
تحتاج OLTCs من نوع المقاوم عادةً إلى تصفية الزيت أو استبداله كل 100,000 عملية أو 5-7 سنوات، أيهما يأتي أولاً. تعمل التصاميم من نوع الفراغ على تمديد ذلك إلى حوالي 300,000 عملية. راقب عداد التشغيل، وخذ عينة من زيت OLTC بشكل منفصل عن الزيت الرئيسي، وافحص الاتصالات في كل عملية صيانة رئيسية.
هل يمكنني تركيب OLTC على محول مصمم للعمل خارج الدائرة؟
نادرًا، وعادةً ما تكون التكلفة مرتفعة. يجب أن تحتوي اللفائف على تكوين التوصيل المناسب، ويجب أن يحتوي الخزان على برج تركيب، ويجب أن تعمل أنظمة التبريد والمسافات الفارغة بشكل مناسب للمحول. من الأفضل دائمًا تحديد OLTC في مرحلة التصميم أو شراء محول جديد. إذا كانت هناك حاجة لتنظيم الجهد لوحدة ذات توصيل ثابت مثبتة بالفعل، يجب التفكير في استخدام محول تنظيم جهد منفصل بدلاً من ذلك.
المراجع
- IEC 60214-1 — محولات التوصيل، متطلبات الأداء وطرق الاختبار — المعيار الأساسي لتصميم واختبار محولات التوصيل.
- IEC 60214-2 — محولات التوصيل، دليل التطبيق — إرشادات حول اختيار النطاقات، والخطوات، والتصنيفات.
- IEEE C57.131 — متطلبات محولات التوصيل تحت الحمل — المعيار الأمريكي الشمالي لـ OLTC.
- MR Reinhausen — بوابة محول التوصيل — وثائق المنتج والتطبيقات الخاصة بالشركة الرائدة في تصنيع OLTC.
- IEC 60076-1 — المحولات الكهربائية، المتطلبات العامة — المعايير على مستوى المحول التي يجب أن تلبيها محولات التوصيل كجزء من الوحدة.
- محولات ABB — مرجع لدمج المحول ومحولات التوصيل.
الخاتمة
، تجفيف محول النقاط يمكن اعتبار الاختيار حلاً لتنظيم الجهد يتنكر كاختيار لمكونات. من الضروري تقييم نتائج الاختبار بالنسبة لتغير الجهد وانخفاض مقاومة المحول مسبقًا. الخطوة التالية هي اختيار محول التوصيل وفقًا لنطاق الجهد المناسب وحجم التوصيل، ثم اختيار نموذج مطابق لتلبية متطلباته ومواصفاته، بما في ذلك اختيار محول توصيل غير متصل إذا كان ذلك مناسبًا.
يضيف OCTC إلى تكلفة المحول حوالي 2% إلى 5%، بينما يزيد OLTC التكلفة بمقدار حوالي 10% إلى 30%. يجب مطابقة التيار والجهد وفقًا لظروف التشغيل، بدلاً من ذكر علامة المعدات التجارية.
بالنسبة للمحولات المزودة بمحولات توصيل غير متصلة وتحت الحمل والمبنية وفقًا لمعايير IEC 60214 و IEC 60076، اتصل شركة جيانغسو سوبين للطاقة الكهربائية ما إذا www.subian-electric.com بملف الجهد الخاص بك وبيانات الحمل للحصول على مواصفات وعرض أسعار.