كيفية تصميم وتصنيع المحولات المغمورة بالزيت طبقاً للمواصفة IEC 60076

باعتباري مهندسًا فنيًا في شركة Zisheng Electric، أواجه العديد من الأسئلة الفنية من مقاولي وموزعي EPC كل يوم. ومن بين هذه الأسئلة، السؤال الذي يُطرح عليّ بشكل متكرر هو - كيف ينبغي تصميم وتصنيع المحولات المغمورة بالزيت وفقًا لمعيار IEC 60076؟ وراء هذا السؤال يوجد في الواقع مستوى عالٍ من الاهتمام بجودة المنتج والامتثال. سأشرح اليوم هذا المعيار بوضوح من منظور الممارسة الهندسية.

ما سبب أهمية المواصفة القياسية IEC 60076؟

IEC 60076 هي السلسلة الأساسية من المعايير التي طورتها اللجنة الكهروتقنية الدولية لمحولات الطاقة، والتي تغطي المتطلبات الفنية وطرق الاختبار ومواصفات التصنيع لمحولات الطاقة والمفاعلات ومنظمات الجهد وغيرها من المعدات ذات الصلة. بالنسبة لمصنع المحولات المغمورة بالزيت، فإن ما إذا كانت الشركة قادرة على الفهم الكامل لهذا المعيار والتنفيذ الصارم له يحدد بشكل مباشر ما إذا كان بإمكان منتجاتها دخول الأسواق الدولية وتحقيق تشغيل موثوق به على المدى الطويل في ظل ظروف صعبة.

حاليًا، تم تحديث هذه السلسلة من المعايير إلى الإصدار الثالث (مع إصدار أجزاء مختلفة تباعًا بعد عام 2011). بالمقارنة مع الإصدارات السابقة، تم إجراء تعديلات كبيرة في مجالات مثل حدود الخسارة، وحدود ارتفاع درجة الحرارة، والقدرة على تحمل ماس كهربائى. في أعمال التصميم الفعلية لدينا، وجدنا أن العديد من الشركات المصنعة المحلية لا تزال تتبع المؤشرات القديمة، والتي يمكن أن تسبب مشاكل بسهولة أثناء مشاريع التصدير أو عمليات فحص القبول للمشاريع الدولية.

التنفيذ الكامل للمعايير طوال عملية التصميم والتصنيع

1. مستوى العزل والتخليص الكهربائي (IEC 60076-3)

مستوى العزل هو نقطة البداية لتصميم المحولات وأحد المناطق التي لا يكون فيها التنازل مقبولاً. يحدد المعيار بوضوح الجهد الكهربي الذي يتحمل نبضات البرق وتردد الطاقة الذي يتحمل متطلبات الجهد لمستويات الجهد المختلفة. يتم التحقق بدقة وحلول من العزل المتدرج تصميم العزل الكامل التي نعتمدها وفقًا للجداول المحددة في المعيار.

في الهندسة العملية، فإن التحكم في شدة المجال الكهربائي عند نهايات اللف، واختيار نصف قطر انحناء الحلقة الكهروستاتيكية، وترتيب حلقات الزاوية، كلها تؤثر بشكل مباشر على هامش العزل. يحتفظ فريق التصميم في Zisheng Electric بهامش إضافي بنسبة 8% على الأقل في تصميم ترتيب الرصاص. وهذا ليس مطلبًا إلزاميًا للمعيار، ولكنه قيمة قائمة على الخبرة متراكمة من ردود الفعل التشغيلية لمئات المحولات.

2. الخسائر والكفاءة (IEC 60076-1)

تعد حدود الخسارة أحد الشروط الأكثر مراجعة في عقود EPC. يحدد المعيار نطاقات التسامح الواضحة لخسائر عدم التحميل وخسائر التحميل - عادةً +15%. ومع ذلك، يدرك مصممو المحولات ذوو الخبرة أن التحكم في الخسائر في حدود +10% من القيمة القياسية أثناء مرحلة التصنيع أمر ضروري لترك هامش أمان كافٍ لاختبارات ارتفاع درجة الحرارة اللاحقة والقبول في الموقع.

نحن نختار صفائح فولاذية من السيليكون ذات نفاذية مغناطيسية عالية وموجهة للحبوب ( مواد فولاذية من السيليكون عالية الأداء وموجهة للحبوب، مثل المواد منخفضة الفقد ) لتقليل خسائر عدم التحميل. وفي الوقت نفسه، نقوم بتقليل خسائر الأحمال من خلال مواصفات موصلات الملفات المحسنة وعمليات النقل. يتم التحكم في لدغ القص لصفائح الفولاذ السيليكونية بأقل من 0.02 مم . على الرغم من أن هذه العملية تبدو غير مهمة، إلا أنها ضرورية للتحكم في تشتت أداء فقدان عدم التحميل.

3. حدود ارتفاع درجة الحرارة (IEC 60076-2)

يؤثر ارتفاع درجة الحرارة بشكل مباشر على عمر خدمة المحولات. تحدد المواصفة حدود ارتفاع درجة الحرارة التالية:

ملاحظة: تعتمد الحدود المذكورة أعلاه على درجة حرارة محيطة تبلغ 40 درجة مئوية وظروف التشغيل المقدرة المستمرة.

قيم التحكم الداخلي أكثر صرامة بمقدار 5K من المتطلبات القياسية، مما يعني أننا بحاجة إلى بذل المزيد من الجهد في تصميم أنابيب الزيت. يتم التحقق من أبعاد وتوزيع قنوات الزيت الطبقية وقنوات الزيت المباعدة، بالإضافة إلى مواضع فتح هياكل توجيه التبريد وألواح التثبيت، من خلال محاكاة اقتران السوائل الحرارية.

4. قدرة تحمل الدائرة القصيرة (IEC 60076-5)

يعد هذا أحد الجوانب التي تختبر القدرة الفنية لمصمم المحولات. يتطلب المعيار أن تتحمل المحولات تيارات الدائرة القصيرة لمدة 0.5 ثانية عند موضع الصنبور المقدر، مع الحفاظ على الاستقرار الديناميكي والحراري دون فشل.

في حساباتنا لقوة الشد المسبق للملف، نقدم نموذجًا ديناميكيًا لتوزيع القوة المحورية. يعتمد هيكل التثبيت النهائي على تصميم مركب من النوابض القرصية + ألواح الضغط العازلة ، مما يمتص الضغط الميكانيكي بشكل فعال أثناء تأثيرات الدائرة القصيرة.

يستخدم الملف ذو الجهد المنخفض موصلات منقولة ذاتية الترابط، مما يقلل بشكل كبير من خسائر التيار المتداول مع تحسين الصلابة الميكانيكية الإجمالية للملف.

بالنسبة للمشاريع الهامة أو متطلبات العملاء الخاصة، يمكن إجراء اختبارات التحقق من قدرة تحمل الدائرة القصيرة للتأكيد. هذا هو بيت القصيد، دون أي تنازلات.

5. جودة الزيت وختمه (مدمجًا مع المواصفة IEC 60296)

تحدد المواصفة القياسية متطلبات واضحة لفقد عازل زيت المحولات ومحتوى الرطوبة ومحتوى الغاز.

أثناء عملية تعبئة الزيت، نستخدم عملية مزدوجة لتعبئة الزيت الفراغي + تدوير الزيت الساخن لضمان التحكم في محتوى الرطوبة في الزيت أقل من 10 جزء في المليون.

من أجل الختم، تعتمد جميع وصلات الحافة هيكل حلقة إغلاق مزدوجة وتخضع لاختبار تسرب الضغط الإيجابي لمدة 24 ساعة.

نقاط التحكم الرئيسية أثناء عملية التصنيع

بدءًا من إنتاج اللف وحتى تكديس اللب والتجميع النهائي، فإن كل مرحلة لها متطلبات قياسية مقابلة.

ما أريد التأكيد عليه بشكل خاص هو أن القدرة على تنفيذ مستندات العملية أهم بكثير من حسابات التصميم.

حتى التصميم الأكثر مثالية لا يزال من الممكن أن يؤدي إلى منتج نهائي غير مؤهل في حالة حدوث انحرافات أثناء عملية التصنيع.

بأخذ إنتاج الملفات كمثال، فإن المعيار لا يحدد قيمة محددة لشد الملف. ومع ذلك، فإننا نقوم بتعيين معلمات العملية لكل محول وفقًا لمواصفات الموصل وسمك العزل، ونراقب باستمرار تقلبات التوتر أثناء عملية اللف.

يمكن أن يؤدي التوتر غير الكافي إلى ارتخاء الملف، في حين أن التوتر المفرط قد يؤدي إلى إتلاف عزل الموصل. يتطلب العثور على التوازن الصحيح خبرة هندسية وبيانات إنتاج متراكمة.

يؤثر اختيار طرق وصلات التكديس الأساسية (المفاصل المباشرة أو الوصلات المتعرجة) بشكل مباشر على أداء عدم التحميل ومستويات الضوضاء.

في الوقت الحاضر، نحن نعتمد بشكل كامل عملية الوصلة المتدرجة متعددة الخطوات ، ومستوى الضوضاء بشكل عام أقل بـ 5-8 ديسيبل (A) من القيم القياسية.

أسئلة خاصة تتعلق بمقاولي وموزعي EPC

عند العمل مع مقاولي EPC ، كثيرًا ما تُطرح علينا عدة أسئلة عملية:

فيما يتعلق بفترة صلاحية تقارير اختبار النوع: لا يحدد معيار IEC فترة صلاحية، ولكن عادةً ما يطلب أصحاب المشاريع أن تكون التقارير صادرة خلال الخمس سنوات الماضية. نقوم بترتيب اختبارات نوع كاملة لمستويين من سعة المنتجات على الأقل كل عام لضمان تحديث قاعدة بيانات تقارير الاختبار الخاصة بنا بشكل مستمر.

فيما يتعلق بالفترة الانتقالية للمراجعات القياسية: عندما تقوم اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) بإصدار إصدار جديد، عادة ما تكون هناك فترة انتقالية تتراوح من 12 إلى 24 شهرًا. نقوم بإبلاغ العملاء بشكل استباقي عن المرحلة الحالية للمشروع ومساعدتهم في تحديد إصدار المعيار الذي يجب تطبيقه، وتجنب الانحرافات في المراجع القياسية أثناء قبول المشروع.

فيما يتعلق بالتركيب والقبول في الموقع: الاختبارات الميدانية المحددة في المعيار، مثل اختبارات تحمل الجهد المستحث وقياسات التفريغ الجزئي، لها متطلبات محددة لمعدات الاختبار والظروف البيئية. نحدد شروط القبول مسبقًا ضمن الاتفاقية الفنية لتجنب النزاعات أثناء تنفيذ المشروع لاحقًا.

ممارسة الهندسة الكهربائية Zisheng

باعتبارنا مصنعًا للمحولات المغمورة بالزيت ومتخصصًا في تصنيع المحولات المغمورة بالزيت، فقد قدمنا ​​أكثر من 200 منتج مخصص لمشاريع EPC في جنوب شرق آسيا والشرق الأوسط وأفريقيا ومناطق أخرى وفقًا لمعايير سلسلة IEC 60076.

نحن ندعم تصميم وتصنيع محولات الطاقة 110 كيلو فولت و132 كيلو فولت ، لتلبية متطلبات شبكات الطاقة ومشاريع الطاقة المتجددة والتطبيقات الصناعية.

يتم تزويد كل محول بتقارير اختبار المصنع الكاملة ونوع تقارير الاختبار . يشمل نطاق الاختبار ما يلي:

• قياس نسبة الجهد

• قياس مقاومة اللف

• فقدان عدم التحميل وقياس عدم التحميل الحالي

• مقاومة ماس كهربائى وقياس فقدان الحمل

• قياس خصائص العزل

• تردد الطاقة يتحمل اختبار الجهد

• اختبار تحمل الجهد المستحث

• قياس التفريغ الجزئي

بالنسبة للمشاريع ذات المتطلبات الخاصة، نقدم أيضًا خدمات الفحص واختبار الشهود من طرف ثالث لضمان التتبع الكامل طوال العملية بأكملها، بدءًا من فحص المواد الخام وحتى شحن المنتج النهائي.

المعايير هي خط الأساس، وليس الحد.

في المشاريع الهندسية الفعلية، غالبًا ما تكون الظروف البيئية مثل الارتفاع ودرجة الحرارة المحيطة وظروف تهوية التثبيت أكثر تطلبًا من ظروف التشغيل القياسية. نقوم بتنفيذ حلول تصميم مخصصة بناءً على معلمات المشروع الفعلية بدلاً من مجرد تطبيق الجداول القياسية ميكانيكيًا.

إذا كنت تقوم بإعداد خطة اختيار المحولات لمشروع ما أو لديك أسئلة بخصوص متطلبات قياسية محددة، فلا تتردد في الاتصال بنا.

Zisheng Electric — جعل كل محول جاهزًا لتحمل اختبار المعايير.

تعتمد هذه المقالة على المتطلبات الفنية لمعايير سلسلة IEC 60076 (إصدار 2011 والمراجعات اللاحقة). يجب أن يتبع التنفيذ الفعلي للمشروع الإصدار القياسي المحدد في اتفاقية العقد.