قم بتنزيل كتالوج منتجاتنا لعام 2025 للحصول على رسومات تفصيلية ومعايير تقنية لجميع مكونات المفاتيح الكهربائية.
احصل على الكتالوج قم بتنزيل كتالوج منتجاتنا لعام 2025 للحصول على رسومات تفصيلية ومعايير تقنية لجميع مكونات المفاتيح الكهربائية.
احصل على الكتالوج
يحدد ارتفاع درجة الحرارة في محولات الطاقة حدود التحميل التشغيلي، وعمر الخدمة المتوقع، وموثوقية الأصول على المدى الطويل. ترمز رموز التبريد المكونة من أربعة أحرف -ONAN، ONAN، ONAF، OFAF، ODWF - إلى كيفية انتقال الحرارة من اللفات إلى الهواء المحيط، مما يوفر لمهندسي المشتريات معايير اختيار حاسمة لمطابقة السعة الحرارية مع ظروف الموقع الفعلية.
تتمحور الفيزياء حول آليتين للخسارة: خسائر عدم التحميل في القلب المغناطيسي وخسائر التحميل في اللفات. وتتحول هذه الخسائر إلى حرارة يجب أن تنتقل عبر مسار حراري - من الموصلات النحاسية عبر الورق العازل إلى زيت المحولات، وأخيرًا إلى الهواء المحيط أو الماء. يحدد التدرج في درجة الحرارة عبر هذا المسار درجة حرارة النقطة الساخنة، وهي المعلمة الوحيدة الأكثر أهمية لتقادم عزل السليلوز.
يؤثر اختيار رمز التبريد بشكل مباشر على تصنيفات MVA التي يمكن تحقيقها في ظل حدود حرارية متطابقة. قد يحقق المحول المصنف من قبل ONAN فقط 60-75% من تصنيف ONAF الخاص به بسبب انخفاض تبديد الحرارة دون مساعدة الهواء القسري. إن فهم هذه العلاقة يمنع وقوع خطأين مكلفين في المشتريات: وحدات غير محددة المواصفات تعمل بالحرارة وتصبح قديمة قبل الأوان، أو وحدات مفرطة المواصفات ذات قدرة تبريد لا تستخدمها أبدًا.
يحمل كل محول مغمور بالزيت تسمية تبريد مكونة من أربعة أحرف على لوحة الاسم. وتتبع هذه الأحرف التسمية IEC 60076-2 وترمز مسار نقل الحرارة الكامل في شكل مضغوط يحدد سعة التحميل المستمرة القصوى ومتطلبات المعدات المساعدة وخصائص الموثوقية طويلة الأجل.
| المنصب | يصف | خيارات الرسائل | المعنى |
|---|---|---|---|
| 1 ـ 1 | نوع سائل التبريد الداخلي | O | زيت معدني (نقطة الوميض ≤300 درجة مئوية) |
| K | سائل الإستر (طبيعي أو اصطناعي) | ||
| 2 ـ 2 | دوران سائل التبريد الداخلي | N | طبيعي (ترموسيفون حراري) |
| F | قسري (مدفوعة بالمضخة) | ||
| D | موجهة من خلال قنوات متعرجة محددة | ||
| الثالث | نوع سائل التبريد الخارجي | A | الهواء |
| W | المياه | ||
| الرابع | دوران سائل التبريد الخارجي | N | الحمل الحراري الطبيعي |
| F | قسري (مراوح أو مضخات) |
أونان (زيت طبيعي، هواء طبيعي): يدور الزيت المعدني عن طريق تأثير السيفون الحراري - الزيت الساخن يرتفع، والزيت المبرد يغرق. تنتقل الحرارة إلى المحيط من خلال جدران الخزان والمشعات عبر الحمل الحراري الطبيعي. لا توجد مضخات ولا مراوح.
ONAF (زيت طبيعي، هواء قسري): نفس دوران الزيت الطبيعي، لكن المراوح تدفع الهواء عبر أسطح المبرد. يزيد تدفق الهواء القسري من قدرة طرد الحرارة بمقدار 25-33% مقارنة بتشغيل ONAN.
OFAF (قسر الزيت، قسر الهواء): تقوم المضخات بدفع الزيت عبر المحول بينما تقوم المراوح بتحريك الهواء عبر المبردات. يعمل كلا النظامين الميكانيكيين على زيادة نقل الحرارة إلى أقصى حد في أصغر مساحة.
ODWF (زيت موجّه بالزيت، ماء بالقوّة): تقوم المضخات بدفع الزيت عبر قنوات متعرجة مخصصة. تستخدم المبادلات الحرارية الخارجية المياه التي يتم ضخها بدلاً من الهواء - وهي ضرورية للتركيبات الداخلية أو الأجواء الملوثة.
ويعتمد الحمل الحراري الطبيعي في محولات ONAN على فروق كثافة الزيت الناتجة عن تدرجات درجات الحرارة. يرتفع الزيت الساخن بالقرب من اللفات (عادةً 85-95 درجة مئوية) من خلال قنوات التبريد بينما ينحدر الزيت الأكثر برودة (60-70 درجة مئوية) من أسطح المبرد. يولد تأثير السيفون الحراري هذا سرعات تدفق تبلغ حوالي 0.1-0.3 م/ثانية من خلال قنوات اللف دون مساعدة ميكانيكية.
تعمل طرق التبريد القسري على تحسين معاملات نقل الحرارة بشكل كبير. يزيد التبريد باندفاع الهواء في تصميمات ONAF من انتقال الحرارة بالحمل الحراري من أسطح المبرد بمقدار 2-3× مقارنة بالدوران الطبيعي. وتحقق أنظمة التبريد القسري بالماء معاملات نقل حرارة تتجاوز 1000 واط/م²-ك عند أسطح المبادل الحراري، مما يجعلها مناسبة للوحدات ذات السعة العالية التي تزيد عن 100 ميجا فولت أمبير.
| فئة التبريد | السعة النسبية | رتبة الموثوقية | عبء الصيانة | التطبيقات النموذجية |
|---|---|---|---|---|
| أونان | 1.0 × (الأساس) | الأعلى | الحد الأدنى | التوزيع الريفي، المواقع الحساسة للضوضاء |
| ONAF | 1.25-1.33× | عالية | منخفضة (خدمة المعجبين) | المحطات الفرعية الحضرية، الأحمال المتغيرة |
| OFAF | 1.5-1.67× | معتدل | متوسطة (مضخات + مراوح) | محولات الطاقة الكبيرة، محدودة المساحة |
| ODWF | 1.67-2.0× | أقل | عالية (معالجة المياه) | المنشآت الداخلية، والأجواء المحيطة القاسية |
إن اصطلاح التصنيف المزدوج جدير بالاهتمام: لوحة الاسم التي تظهر “10/12.5 ميجا فولت أمبير ONAN/ONAF” تعني 10 ميجا فولت أمبير متواصلة مع إيقاف تشغيل المراوح، و12.5 ميجا فولت أمبير مع تشغيل المراوح. تسمح هذه المرونة للمشغلين بمطابقة شدة التبريد مع ظروف الحمل الفعلية.
للحصول على حلول المحولات الشاملة مع تكوينات التبريد المختلفة، راجع موقعنا مصنع محولات التوزيع نظرة عامة.
[رؤية الخبراء: اختيار فئة التبريد]
- تُظهر البيانات الميدانية من أكثر من 80 مشروعًا لمحطات فرعية أن الوحدات ذات التصنيف المزدوج ONAN/ONAF توفر المرونة المثلى للأحمال التي تتراوح بين 40-100% من لوحة الاسم
- يوازن تدريجي المروحة عند عتبات الحمل 70% و100% بين استهلاك الطاقة والهامش الحراري
- مواصفات OFAF تضيف 15-25% إلى التكلفة الرأسمالية - لا تبرر إلا عندما تتطلب ذلك قيود المساحة أو كثافة الأحمال
- تتطلب وحدات تبريد المياه برامج مستمرة لمعالجة المياه؛ ميزانية $3,000-3,000 سنوياً لإدارة الكيمياء
يتبع مسار المقاومة الحرارية تسلسلًا يمكن التنبؤ به: تتدفق الحرارة من موصل اللف (النحاس عند ارتفاع 75 درجة مئوية تقريبًا) ← من خلال العزل الورقي (الموصلية الحرارية ≈ 0.13 واط/م-ك) ← إلى زيت المحول (الحمل الحراري المعتمد على اللزوجة) ← من خلال جدار الخزان ← إلى وسائط التبريد الخارجية. تقدم كل واجهة مقاومة حرارية يجب أن تتغلب عليها أنظمة التبريد.
| المعلمة | حد IEC 60076-2 IEC 60076-2 | حد IEEE C57.12.00 IEEE C57.12.00 |
|---|---|---|
| ارتفاع درجة حرارة الزيت العلوي | 60 K | 65 K |
| متوسط ارتفاع اللف المتعرج | 65 K | 65 K |
| ارتفاع النقطة الساخنة (اللف) | 78 K | 80 K |
| الحد الأقصى للمحيط المحيط (للتصنيف) | 40°C | 30 درجة مئوية في المتوسط، 40 درجة مئوية كحد أقصى |
وعادةً ما تتجاوز درجة حرارة البقعة الأكثر سخونة متوسط درجة حرارة اللف بمقدار 13-23 كلفن حسب هندسة اللف وكفاءة دوران الزيت. يؤثر هذا الفارق بشكل حاسم على تقادم العزل وفقًا لمعادلة أرهينيوس.
كل زيادة 6-8 كلفن فوق درجة حرارة النقطة الساخنة المقدرة تضاعف تقريبًا معدل تدهور العزل. هذه العلاقة الأسية تجعل التحكم في النقطة الساخنة - وليس التحكم في متوسط درجة الحرارة - المحدد الحقيقي لطول عمر المحول.
| درجة حرارة البقعة الساخنة | معدل الشيخوخة النسبية | العمر التقريبي |
|---|---|---|
| 98°C | 1.0 × (مرجعي) | ~حوالي 180,000 ساعة |
| 104°C | 2.0× | ~حوالي 90,000 ساعة |
| 110°C | 4.0× | ~حوالي 45,000 ساعة |
| 116°C | 8.0× | ~حوالي 22,500 ساعة |
للحصول على مواصفات الشراء، اطلب كلاً من قيم ارتفاع درجة الحرارة المضمونة ونتائج اختبار المصنع الفعلية. توفر الوحدات التي تحقق ارتفاعًا في درجة حرارة الزيت العلوي يتراوح بين 52-55 كلفن في ظروف الاختبار هامشًا أعلى لأحداث الحمل الزائد مقارنة بالوحدات التي تم اختبارها عند حدود 60 كلفن بالضبط.
من الضروري فهم التنسيق الحراري بين المحولات والحماية الأولية. دليلنا إلى مبادئ عمل قاطع الدائرة الكهربائية الفراغية يشرح اعتبارات الحماية التكميلية.
معظم محولات التوزيع لا تعمل باستمرار عند الحمل المقنن. فالتحميل المتغير يخلق دورات حرارية حيث تسمح فترات الحمل الخفيف بالتعافي من أحداث ذروة الإجهاد. تقنن المواصفة القياسية IEC 60076-7 ممارسات التحميل الزائد المقبولة.
| نوع التحميل | المدة | الحد النموذجي | قيد البقعة الساخنة |
|---|---|---|---|
| دوري عادي | غير محدد | لوحة اسم 100% | 98 درجة مئوية مستمرة |
| الحمل الزائد المخطط له | ساعات | 120-150% | ذروة 120 درجة مئوية |
| الحمل الزائد في حالات الطوارئ | <أقل من 30 دقيقة | 150-180% | 140 درجة مئوية كحد أقصى مطلق |
وتفترض هذه الإمكانيات أن المحول لم يكن يعمل ساخنًا بالفعل، وأن أنظمة التبريد تعمل بشكل صحيح، وأن فترات الاسترداد اللاحقة عند انخفاض الحمل تتبع حدث الحمل الزائد.
تفترض تقييمات لوحة الاسم ظروف محيطة محددة. عندما تتجاوز الظروف المحيطة الفعلية الافتراضات:
تواجه التركيبات على ارتفاعات عالية في المناطق الجبلية تحديات مضاعفة - حيث يقلل الهواء الرقيق من فعالية التبريد بالحمل الحراري وقوة العزل الكهربائي. قد يتطلب التركيب على ارتفاع 2,500 متر تخفيض سعة 6% بالإضافة إلى تصنيفات BIL المحسنة.
تحمل كل فئة تبريد خصائص موثوقية مميزة تؤثر بشكل مباشر على تكاليف دورة الحياة والمخاطر التشغيلية.
أنماط فشل ONAN:
الإخفاقات الإضافية لـ ONAF
حالات الفشل الإضافية لمكتب مراقبة الأصول الأجنبية/مكتب مراقبة الأصول الأجنبية:
ترتيب الموثوقية (من الأعلى إلى الأقل): عنان > أونان > أوناف > أوفاف > أوفاف > أودوف
بالنسبة للتطبيقات الحرجة، حدد بنوك مروحة N+1 (يمكن أن يتعطل بنك واحد دون تخفيف فوري)، ومضخات زيت زائدة عن الحاجة لمضخة الزيت لمضخة الزيت الزائدة عن الحاجة لمضخة الزيت الموزع/مضخة الزيت الموزع/مضخة الزيت الموزع وطاقة تحكم مستقلة لمساعدات التبريد. تتكامل ميزات التكرار هذه مع أنظمة حماية المحطات الفرعية الأوسع نطاقًا - انظر الشركة المصنعة لمكونات المفاتيح الكهربائية صفحة للتنسيق على مستوى النظام.
[رؤى الخبراء: ملاحظات الموثوقية الميدانية]
- تدوم محركات المروحة في البيئات الساحلية عادةً من 6-8 سنوات مقابل 12-15 سنة في المناطق الداخلية بسبب التلوث بالملح
- غالبًا ما يسبق تعطل مانع تسرب الزيت في مضخة الزيت تسرب الزيت الذي يمكن اكتشافه بفترة تتراوح بين 6 و12 شهرًا؛ حيث إن مراقبة الاهتزازات تكشف التدهور المبكر
- تمنع إعادة معايرة مستشعر درجة الحرارة كل 3-5 سنوات أخطاء التدريج في المروحة التي تقلل بصمت من قدرة المحول
- التحكم في فقدان الطاقة أثناء اضطرابات الشبكة يؤدي إلى تعطيل التبريد بالضبط عندما تكون المحولات في أمس الحاجة إليه - حدد نظام UPS الاحتياطي
التوصيف الدقيق للحمل يمنع كلاً من النقص والزيادة في المواصفات:
| بند المواصفات | الإرشادات |
|---|---|
| فئة التبريد | حدد الأساسي والثانوي (على سبيل المثال، ONAN/ONAF) |
| تنظيم المروحة | عدد المراحل، ونقاط ضبط درجة الحرارة (عادةً 70%، 100% الحمل) |
| التكرار | مراوح N+1 للأحمال الحرجة، ومضخات زائدة عن الحاجة في حالة OFAF |
| حدود الضوضاء | تحديد ديسيبل (أ) عند مسافة محددة |
| واجهة التحكم | مؤشر محلي، إنذار عن بُعد، نقاط SCADA |
| مراقبة درجة الحرارة | مؤشر الزيت العلوي (قياسي)، مؤشر الزيت العلوي (قياسي)، مؤشر زيت خام غرب تكساس الوسيط مع محاكاة البقعة الساخنة (موصى به) |
عواقب عدم تحديد المواصفات: تقادم العزل قبل الأوان، وقيود التحميل التشغيلي، ونزاعات الضمان على الأداء الحراري.
عواقب الإفراط في المواصفات: 15-25% نفقات رأسمالية غير ضرورية وعبء الصيانة المستمرة للسعة غير المستخدمة.
إرشادات تأثير التكلفة: ONAN →ONAF يضيف 5-10% إلى تكلفة المحول. يضيف ONAF →OFAF 15-25%. طابق فئة التبريد مع ملف تعريف الحمل لديك بالفعل، وليس افتراضات أسوأ الحالات.
بالنسبة للمشتريات المنسقة للمحولات مع معدات التحويل الأولية، فإن مصنع قواطع الدائرة الكهربائية الفراغية توضح الصفحة نهج المواصفات المتكاملة.
عندما يتجاوز نمو التحميل افتراضات التصميم الأصلي، فإن التقييم الحراري المنهجي يوجه قرارات الترقية.
الفحص البصري:
التحقق التشغيلي:
اتجاه درجة الحرارة:
إضافة مراحل المروحة: تحويل ONAN إلى ONAF بإضافة مراوح مثبتة على المبرد. يتطلب مساحة سطح مشعاع كافية وترقية نظام التحكم. التكلفة: $8,000-25,000 حسب حجم الوحدة.
أضف بنوك المبردات: زيادة مساحة السطح لرفض الحرارة. مقيدة بنقاط توصيل الخزان والقدرة الهيكلية للأساس.
إدارة الأحمال التشغيلية: تنظيم الأحمال عبر محولات متعددة، أو تنفيذ الاستجابة للطلب، أو قبول انخفاض سعة الذروة كبديل أقل تكلفة.
تقوم شركة XBRELE بتصنيع محولات التوزيع بتكوينات تبريد تتوافق مع متطلبات التشغيل الفعلية - وليس أنظمة كبيرة الحجم تهدر رأس المال أو وحدات صغيرة الحجم تحد من المرونة التشغيلية.
خيارات التبريد المتوفرة: التكوينات ذات التصنيف المزدوج ONAN، وONAF، وONAN/ONAF عبر مجموعة محولات التوزيع لدينا.
الدعم الهندسي: يقوم فريق التطبيقات لدينا بمراجعة بيانات ملف تعريف الحمل وظروف الموقع وأهداف تكلفة دورة الحياة للتوصية بمواصفات فئة التبريد المناسبة قبل عرض الأسعار.
التحقق من المصنع: تخضع جميع الوحدات لاختبار ارتفاع درجة الحرارة وفقًا لمتطلبات IEC 60076-2، مع تقارير اختبار معتمدة توثق الأداء الحراري الفعلي مقابل القيم المضمونة.
طلب استشارة لمراجعة متطلبات تبريد المحولات الخاصة بك، أو تقديم المواصفات الخاصة بك للحصول على عرض أسعار تنافسي مع تضمين التوصيات الهندسية.
س: ما الفرق بين تبريد المحولات ONAN و ONAF؟
ج: تعتمد ONAN بالكامل على الدوران الطبيعي للزيت والتبريد السلبي للهواء بدون مكونات ميكانيكية، بينما تضيف ONAF مراوح مثبتة على المبرد تزيد من قدرة طرد الحرارة بمقدار 25-33% عند تنشيطها.
س: ما مدى تأثير درجة الحرارة المحيطة على سعة تحميل المحولات؟
ج: كل درجة مئوية أعلى من درجة الحرارة المحيطة التصميمية البالغة 30 درجة مئوية تتطلب عادةً تخفيض الحمل بمقدار 1.51 تيرابايت 3 تيرابايت 3 تيرابايت للحفاظ على درجات حرارة التشغيل الآمنة؛ قد تحد درجة حرارة محيطة تبلغ 40 درجة مئوية من التشغيل المستمر إلى حوالي 851 تيرابايت 3 تيرابايت 3 تيرابايت من تصنيف اللوحة.
س: هل يمكن أن تعمل المحولات بأعلى من المعدل المسموح به أثناء حالات الطوارئ؟
ج: الأحمال الزائدة قصيرة المدة التي تصل إلى 150-180% مقبولة عمومًا لفترات أقل من 30 دقيقة، شريطة ألا تكون الوحدة مجهدة حراريًا بالفعل وأن يتبع ذلك فترة استرداد عند حمل مخفض.
س: ما فئة التبريد التي توفر أعلى موثوقية؟
ج: توفر شبكة ONAN أعلى موثوقية لأنها لا تحتوي على معدات دوارة - كل مكون مضاف (مراوح في ONAF، ومضخات في OFAF) يقدم أنماط أعطال إضافية تتطلب الصيانة.
س: ما هي درجة الحرارة التي تحدد بالفعل عمر عزل المحولات؟
ج: تتحكم درجة حرارة البقعة الساخنة للملف في معدل التقادم، وعادةً ما تكون أعلى من متوسط درجة حرارة الملف من 13 إلى 23 كلفن حسب التصميم؛ وهذه الذروة الموضعية - وليس درجة حرارة الزيت السائبة - هي التي تدفع تدهور السليلوز.
س: ما هي التكلفة الإضافية التي تضيفها الترقية من ONAN إلى ONAF؟
ج: توقع زيادة التكلفة المتوقعة 5-10% لقدرة ONAF عن تصنيف ONAN المكافئ؛ الانتقال إلى OFAF يضيف 15-25% بسبب المضخات وأجهزة التحكم المحسنة ومتطلبات التكرار.
س: هل يمكن إعادة تجهيز محولات ONAN الحالية بالتبريد القسري؟
ج: يمكن إضافة مروحة تحديثية إذا كانت المشعاعات الموجودة ذات مساحة سطح كافية، وعادةً ما تكلف $8000 إلى 25000 بما في ذلك أدوات التحكم؛ ونادراً ما تكون عمليات تحديث المضخات لتحويل OFAF فعالة من حيث التكلفة مقارنةً بالاستبدال.
للاطلاع على حسابات التحميل التفصيلية ومنهجيات نمذجة درجة حرارة البقعة الساخنة، راجع IEEE C57.91 (دليل تحميل المحولات المغمورة بالزيت المعدني) المتاح من خلال جمعية معايير IEEE.
يوفر هذا الدليل إرشادات هندسية لمواصفات تبريد المحولات وشرائها. وتتطلب تطبيقات محددة تقييمًا من قبل مهندسين مؤهلين مع مراعاة الظروف المحلية والقوانين المعمول بها ومتطلبات التوصيل البيني للمرافق.
