دليل المحولات من النوع الجاف

يجب أن يكون نظام الطاقة الحديث آمنًا وموثوقًا وصغير الحجم وسهل الصيانة. مع ارتفاع المباني، تصبح الأحمال أكثر حساسية، وتصبح أنظمة السلامة أكثر صرامة، ويبتعد المزيد من المهندسين عن المحولات المملوءة بالنفط ونحو محول طاقة من النوع الجاف لتوزيع الجهد المتوسط ​​داخل المباني والمحطات الفرعية المدمجة. تم تصميم هذه المحولات لتوفير طاقة مستقرة مع تقليل مخاطر الحريق، وتبسيط التركيب، وتقليل الصيانة مدى الحياة. 

محول الطاقة من النوع الجاف هو محول مبرد بالهواء وخالي من الزيت يستخدم العزل الصلب ودوران الهواء الطبيعي أو القسري بدلاً من الزيت السائل، ويشرح هذا الدليل ما هو ومكان استخدامه وكيفية اختياره وكيفية تثبيته وصيانته للتشغيل الآمن على المدى الطويل.

من الناحية العملية، يبدو محول الطاقة من النوع الجاف بسيطًا من الخارج، ولكنه من الداخل يدمج مواد متقدمة ومسارات تبريد مصممة هندسيًا ونوى مغلفة بدقة لتحقيق فقد منخفض وضوضاء منخفضة وقوة دائرة قصر عالية. تستخدم التصميمات الحديثة عادةً اللفات المصبوبة من راتنجات الإيبوكسي، والنوى المصنوعة من السيليكون والصلب الموجهة، ومرفقات بدرجة IP23 حتى تتمكن من العمل بشكل موثوق في البيئات القاسية أو المحصورة مثل المترو والأنفاق والمستشفيات والمباني الشاهقة.

بالنسبة للاستشاريين ومقاولي EPC ومديري المرافق والمستخدمين الصناعيين، يعد فهم محول الطاقة من النوع الجاف أمرًا ضروريًا عند مقارنته بالوحدات المغمورة بالزيت، أو إعداد المواصفات الفنية، أو التخطيط للتعديلات التحديثية في المحطات الفرعية والغرف الكهربائية الحالية. في الأقسام التالية، سنتعرف على التعريفات وقطاعات التطبيق الرئيسية ومعايير الاختيار والنصائح العملية للتركيب والصيانة، باستخدام البيانات والمفاهيم الهندسية المستمدة من منتجات محولات الطاقة من النوع الجاف ذات الجهد المتوسط ​​في نطاق 6-35 كيلو فولت. 

جدول المحتويات

1. ما هو محول النوع الجاف؟

2. الصناعات التي تستخدم محولات النوع الجاف

3. متى تختار محول النوع الجاف

4. نصائح لتركيب محولات النوع الجاف

5. النقاط الرئيسية في صيانة المحولات من النوع الجاف

ما هو محول النوع الجاف؟

محول الطاقة من النوع الجاف هو محول ذو جهد متوسط ​​يتم فيه عزل القلب والملفات بمواد صلبة مثل راتنجات الايبوكسي ويتم تبريدها بالهواء (طبيعي أو قسري) بدلاً من الزيت العازل السائل.

في محولات الطاقة من النوع الجاف ، عادةً ما يتم بناء القلب المغناطيسي من صفائح فولاذية من السيليكون موجهة ومغلفة بشكل متدرج لتقليل فقدان عدم التحميل والضوضاء. حول هذا القلب، يتم لف اللفات ذات الجهد العالي والجهد المنخفض من موصلات النحاس أو الألومنيوم ثم يتم عزلها باستخدام راتنجات الإيبوكسي المصبوبة بالفراغ أو التشريب بالضغط الفراغي. نظرًا لأن محول الطاقة من النوع الجاف يستخدم العزل الصلب وتبريد الهواء، فلا يوجد زيت قابل للاشتعال أو ملوث، مما يقلل بشكل كبير من مخاطر الحريق والبيئة مقارنة بالمحولات التقليدية المغمورة بالزيت. 

من منظور التصنيفات، يغطي محول الطاقة الجاف النموذجي في السوق قدرات الطاقة من حوالي 30 كيلو فولت أمبير إلى عدة ميجا فولت أمبير، مع الفولتية الأولية في نطاق 6-35 كيلو فولت والجهد الثانوي عادة عند 400 فولت أو 690 فولت لتوزيع الجهد المنخفض. تُظهر بيانات التصميم المأخوذة من منتجات حقيقية أن وحدات ثلاثية الطور محولات الطاقة من النوع الجاف في سلسلة SC(B)10 توفر مقاومة دائرة قصر تبلغ حوالي 4-8 بالمائة وتيارات عدم تحميل منخفضة جدًا (غالبًا ما تكون أقل من 2.5 بالمائة)، مما يساعد في الحفاظ على خسائر النظام وتيارات التدفق تحت السيطرة. 

عادةً ما يتم تصميم نظام العزل لمحولات الطاقة من النوع الجاف للفئة F أو أعلى (حتى 155 درجة مئوية)، ويتم تحقيق ذلك من خلال أنظمة راتنجات الإيبوكسي والمطاط والفولاذ عالي الأداء الذي يتحمل تقلبات درجات الحرارة الواسعة والرطوبة العالية. يتم وضع العديد من التصميمات في حاويات ذات مستوى حماية IP23، لذلك يمكن لمحول الطاقة من النوع الجاف أن يعمل في المناطق المتربة أو الرطبة مثل الأنفاق أو محطات مترو الأنفاق أو المرافق الساحلية. عند الحاجة، يمكن إضافة مراوح تبريد الهواء القسري لزيادة سعة الحمولة بحوالي 30-40 بالمائة دون زيادة المساحة، وهو أمر جذاب في الغرف ذات المساحة المحدودة. 

لوضع محول الطاقة من النوع الجاف بوضوح مقابل التكنولوجيا التقليدية، من المفيد مقارنته بالوحدات المغمورة بالزيت:

توضح هذه المقارنة لماذا أصبح محول الطاقة من النوع الجاف هو الخيار المفضل في البيئات التي تكون فيها السلامة والنظافة ومرونة التركيب أكثر أهمية من أقل سعر شراء على الإطلاق.

الصناعات التي تستخدم محولات النوع الجاف

يُستخدم محول الطاقة من النوع الجاف على نطاق واسع في المباني التجارية، والبنية التحتية للنقل، والرعاية الصحية، ومراكز البيانات، والمنشآت الصناعية، ومشاريع الطاقة المتجددة حيث يلزم توزيع طاقة آمن ومنخفض الصيانة وصديق للبيئة في الأماكن المغلقة.

نظرًا لأن محول الطاقة من النوع الجاف لا يحتوي على زيت ويمكن توفيره في حاويات مدمجة IP23، فهو مثالي لخدمات البناء والعقارات التجارية. تشمل حالات الاستخدام النموذجية أبراج المكاتب الشاهقة ومراكز التسوق والفنادق ومراكز الأعمال، حيث يتم تركيب المحولات في الطابق السفلي أو الغرف الكهربائية متوسطة المستوى بالقرب من أحمال المستأجرين. هنا يقلل محول الطاقة من النوع الجاف من طول الكابل، ويحسن تنظيم الجهد، ويحافظ على مستويات الضوضاء منخفضة بما يكفي للمكاتب والمناطق السكنية، وغالبًا ما تكون أقل من حوالي 65 ديسيبل عند الحمل المقدر. 

تعد البنية التحتية للنقل قطاعًا رئيسيًا آخر لمحولات الطاقة من النوع الجاف . غالبًا ما تتمتع خطوط المترو والأنفاق ومحطات مترو الأنفاق والمطارات والموانئ بقواعد صارمة للسلامة من الحرائق والتي تحد أو تمنع المعدات المملوءة بالنفط داخل الهياكل أو تحت الأرض. توفر تصميمات الراتنج المصبوب من النوع الجاف قدرة عالية على تحمل الدائرة القصيرة وتتحمل الاهتزازات وتغييرات الحمل المتكررة، مما يجعل محول الطاقة من النوع الجاف مناسبًا لمحطات الجر الفرعية، والإمداد الإضافي للإضاءة والتدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، والطاقة لمعدات الإشارات في أنظمة السكك الحديدية والمترو. تُظهر مراجع المشروع من الشركات المصنعة الحقيقية محولات من الراتنج المصبوب بقدرة 10 كيلو فولت/0.4 كيلو فولت تستخدم في كهربة المترو في المناطق الحضرية بتقديرات تبلغ حوالي 1600 كيلو فولت أمبير لكل وحدة. 

تعتمد المستشفيات والعيادات ومراكز الرعاية الصحية على الطاقة النظيفة المستمرة. هنا يوفر محول الطاقة من النوع الجاف مزيجًا من الضوضاء المنخفضة، وعدم وجود بخار زيت، والموثوقية العالية التي تتناسب تمامًا مع البيئات الطبية. يمكن وضع المحولات داخل مبنى المستشفى، ومعدات التصوير الطبي المغذية، والأجنحة الجراحية، وأنظمة دعم الحياة. نظرًا لأن محول الطاقة من النوع الجاف خالٍ من التلوث ولا يحتاج إلى صيانة، فإنه يدعم متطلبات مكافحة العدوى ويقلل من مخاطر انقطاع التيار الكهربائي غير المخطط له بسبب تسرب الزيت أو حوادث الحريق. 

كما تعتمد قطاعات الطاقة الصناعية والمتجددة بشكل كبير على محولات الطاقة من النوع الجاف . في المصانع، تعمل هذه المحولات على تغذية خطوط الإنتاج والمحركات ومحركات الأقراص وأحمال العمليات مع احترام معايير السلامة للتركيبات الداخلية. في مشاريع طاقة الرياح والطاقة الشمسية، يمكن استخدام محول الطاقة من النوع الجاف لوظائف التصعيد أو التنحي في المحطات الفرعية المدمجة، حيث تعد القدرة على التكيف مع الجهد الكهربي الواسع (على سبيل المثال، 6.6-35 كيلو فولت) ومقاومة الرطوبة والهواء المسببة للتآكل أمرًا مهمًا. يفسر هذا التنوع سبب ظهور محولات الطاقة من النوع الجاف عبر مجموعة واسعة من الصناعات.

لتلخيص تنوع التطبيقات:

متى تختار محول النوع الجاف

يجب عليك اختيار محول طاقة من النوع الجاف عندما يتطلب مشروعك أمانًا عاليًا من الحرائق، ومرونة في التركيب الداخلي، وصيانة منخفضة، وتشغيلًا صديقًا للبيئة، حتى لو كانت تكلفة الشراء الأولية أعلى من وحدة مغمورة بالزيت.

العامل الأول والأكثر أهمية لاختيار محول الطاقة من النوع الجاف هو السلامة. إذا كان المحول موجودًا داخل مبنى، أو تحت الأرض، أو في نفق، أو على منصة ميزانين، أو بالقرب من المناطق المشغولة، فإن تقليل مخاطر الحريق والانفجار يصبح أمرًا بالغ الأهمية. نظرًا لأن محولات الطاقة من النوع الجاف لا تحتوي على زيت قابل للاشتعال وتستخدم عزلًا صلبًا مثبطًا للهب، فهي مفضلة عادةً من قبل حراس الإطفاء وشركات التأمين في المباني عالية المخاطر مثل المستشفيات والمسارح ومحطات مترو الأنفاق والمطارات وشبكات الطاقة الحضرية الكثيفة.

تساعد الظروف البيئية أيضًا في تحديد ما إذا كان محول الطاقة من النوع الجاف هو الخيار الأفضل. في المواقع ذات الرطوبة العالية أو الغازات المسببة للتآكل أو الأجواء المتربة، يعمل المصنوع من الراتنج المصبوب محول الطاقة من النوع الجاف مع IP23 أو حاوية مماثلة بشكل جيد دون التعرض لخطر التلوث بالزيت. يمكن للتصميمات النموذجية أن تعمل عند مستويات رطوبة تصل إلى حوالي 95 بالمائة وفي درجات حرارة محيطة تتراوح تقريبًا من -25 درجة مئوية إلى +40 درجة مئوية، مع الحفاظ على أداء عزل مستقر وقوة ميكانيكية. وهذا يجعل محول الطاقة من النوع الجاف جذابًا للمنشآت الساحلية والمنشآت الصناعية ذات الأبخرة الكيميائية ومراكز النقل المزدحمة. 

من منظور التكلفة الإجمالية للملكية، غالبًا ما يفوز محول الطاقة من النوع الجاف على مدار دورة حياته حتى لو كان سعر الشراء أعلى. بدون زيت لاختباره أو تصفيته أو استبداله، ومع وجود عدد أقل من الأجزاء المتحركة، يمكن لمحول الطاقة من النوع الجاف تقليل تكاليف التشغيل والصيانة مدى الحياة بأكثر من النصف مقارنة بالمعادلات التقليدية المغمورة بالزيت، وفقًا لبيانات الشركة المصنعة. وفي الوقت نفسه، يساهم انخفاض خسائر عدم التحميل والتحميل في خفض فواتير الطاقة على مدار عمر الخدمة النموذجي الذي يتراوح بين 25 و30 عامًا. بالنسبة للمالكين الذين يديرون مباني كبيرة أو مرافق حيوية، فإن هذه الوفورات وتخفيضات المخاطر تبرر اختيار محول طاقة من النوع الجاف. 

يمكن تنظيم القرار بين أنواع المحولات كجدول سيناريو بسيط:

باختصار، عندما يكون التثبيت في الداخل، أو بالقرب من الأشخاص، أو في البيئات الصعبة حيث يكون التعامل مع النفط غير مرغوب فيه، فإن محول الطاقة من النوع الجاف هو عادةً الخيار الأكثر أمانًا والأكثر مقاومة للمستقبل.

نصائح لتركيب محولات النوع الجاف

لتثبيت محول طاقة من النوع الجاف بشكل صحيح، يجب عليك توفير تهوية كافية، واحترام الموافقات الكهربائية، والتحكم في الاهتزاز والضوضاء، واتباع إرشادات الشركة المصنعة لتحديد الموقع، وتوصيل الكابل، وإعدادات الحماية.

على عكس الوحدة المملوءة بالزيت والتي يتم وضعها عادةً في الهواء الطلق على وسادة خرسانية، غالبًا ما يتم تركيب محول الطاقة من النوع الجاف في غرفة داخلية مخصصة أو محطة فرعية مدمجة. التهوية الجيدة ضرورية. يجب أن تسمح الغرفة بدخول الهواء البارد من الأسفل والهواء الدافئ بالخروج من الأعلى، مما يضمن ذلك يمكن لمحول الطاقة من النوع الجاف أن يبدد خسائره دون ارتفاع درجة الحرارة. عندما يكون شكل الحمل ثقيلًا أو تكون درجات الحرارة المحيطة مرتفعة، فقد يتم تحديد تهوية الهواء القسري أو مراوح التبريد المساعدة لمحول الطاقة من النوع الجاف في التصميم. 

تعتبر الموافقات ومسارات الوصول عاملاً مهمًا آخر. يجب وضع محول الطاقة من النوع الجاف بحيث يحافظ على الحد الأدنى من الخلوصات على الجدران والمعدات الأخرى على النحو الموصى به في ورقة البيانات الخاصة به، سواء من أجل السلامة الكهربائية أو تدفق الهواء. وفي الوقت نفسه، يحتاج الفنيون إلى مساحة للوصول إلى الأجهزة الطرفية، ومرحلات الحماية، والعلبة للفحص الدوري والتنظيف. يتم توفير العديد من تصميمات محولات الطاقة الحديثة من النوع الجاف في حاويات مدمجة مع إمكانية الوصول الأمامي أو الجانبي إلى الأطراف، مما يسهل توصيل الكابلات وفحصها داخل الغرف الصغيرة. 

لا ينبغي إغفال التحكم في الاهتزاز والضوضاء، خاصة عند محول الطاقة من النوع الجاف تحت المكاتب أو الشقق أو غرف الفنادق. لقد تم بالفعل تصميم تركيب القلب المغناطيسي ونظام التثبيت لمحول الطاقة من النوع الجاف عالي الجودة لتقليل الاهتزاز، ولكن قد تظل منصات عزل الأرضية والحوامل المضادة للاهتزاز والمعالجة الصوتية للغرفة ضرورية في المواقع الحساسة للضوضاء. تكون مستويات الصوت المستهدفة النموذجية لمحولات الطاقة من النوع الجاف في مثل هذه التطبيقات أقل من 65 ديسيبل تقريبًا. 

بالنسبة لفرق المشروع، من المفيد التعامل مع تركيب محولات الطاقة من النوع الجاف كعملية خطوة بخطوة:

1. تحديد تقييمات المحولات
   حدد تصنيف كيلو فولت أمبير، والجهد العالي/الجهد المنخفض، ووضع التبريد، ونوع العلبة لمحول الطاقة من النوع الجاف بناءً على دراسات الحمل وتصميم النظام.

2. تخطيط تخطيط الغرفة وتهويتها
   حجم الغرفة، ومداخل ومخارج الهواء، والوصول إلى الصيانة حول محول الطاقة من النوع الجاف.

3. إعداد الدعامات المدنية والهيكلية
   توفير مستوى الأساس وإجراءات التحكم في الاهتزازات المناسبة لوزن وضوضاء محولات الطاقة من النوع الجاف.

4. قم بتثبيت المحول ومحاذاته ضع
   محول الطاقة من النوع الجاف ، وتحقق من الخلوصات، وقم بتثبيته وفقًا لخطة التثبيت.

5. قم بتوصيل الكابلات وأجهزة الحماية
   قم بإنهاء كابلات الطاقة والتأريض والتغذية المساعدة بمحول الطاقة من النوع الجاف وتحقق من إعدادات الترحيل.

6. قم بإجراء فحوصات ما قبل التنشيط
   افحص مقاومة العزل، وضيق التوصيلات، والتشغيل الصحيح للمراوح أو أجهزة استشعار درجة الحرارة قبل تنشيط محول الطاقة من النوع الجاف.

يؤدي اتباع هذا التسلسل إلى تقليل مخاطر التشغيل ويساعد محول الطاقة من النوع الجاف على تحقيق فترة الخدمة المتوقعة من اليوم الأول.

النقاط الرئيسية في صيانة المحولات من النوع الجاف

يتطلب محول الطاقة من النوع الجاف بشكل أساسي الفحص البصري والتنظيف ومراقبة درجة الحرارة والضوضاء والفحوصات الدورية للتوصيلات وأجهزة الحماية، بدلاً من أخذ عينات الزيت وتصفيته المرتبطة بالمحولات المغمورة بالزيت.

واحدة من أقوى نقاط البيع لمحول الطاقة من النوع الجاف هو انخفاض مستوى الصيانة. نظرًا لعدم وجود زيت، يمكنك التخلص من أخذ عينات الزيت واختبارات العزل الكهربائي وعمليات التصفية. وبدلاً من ذلك، يتحول التركيز إلى الحفاظ على محول الطاقة من النوع الجاف نظيفًا ومبردًا جيدًا. يمكن أن يؤدي تراكم الغبار على اللفات ومسارات التهوية إلى رفع درجات حرارة النقاط الساخنة وتقصير عمر العزل، لذا يعد التنظيف الدوري أو التنظيف الجاف اللطيف لمحول الطاقة من النوع الجاف أمرًا مهمًا، خاصة في البيئات الصناعية المتربة.

يعد السلوك الحراري والصوتي من مؤشرات الحالة الرئيسية لمحولات الطاقة من النوع الجاف . غالبًا ما تتضمن التصميمات الحديثة أجهزة استشعار لدرجة الحرارة مدمجة في اللفات وأجهزة التحكم الإلكترونية في درجة الحرارة التي يمكنها تشغيل أجهزة الإنذار التحذيرية أو اتصالات الرحلة أو مراوح التبريد. يجب على المشغلين مراقبة هذه القراءات والتحقق من أي ارتفاع غير عادي في درجة الحرارة أو التغيرات المفاجئة في الضوضاء، والتي قد تشير إلى التحميل الزائد، أو فشل التبريد، أو مشاكل ميكانيكية داخل محول الطاقة من النوع الجاف . في المرافق الحيوية، يمكن أن توفر إضافة المراقبة عبر الإنترنت للتفريغ الجزئي أو الاهتزاز تحذيرًا مبكرًا بشأن العزل أو المشاكل الميكانيكية. 

ويجب أيضًا الحفاظ على السلامة الميكانيكية والتوصيلات الكهربائية. مع مرور الوقت، يمكن للدورة الحرارية أن تخفف المفاصل والمثبتات. يجب أن يتضمن برنامج الصيانة لمحول الطاقة من النوع الجاف فحوصات منتظمة لعزم الدوران على التوصيلات الأولية والثانوية، وفحص أجهزة التثبيت الأساسية، والتأكيد على أن المرحلات الوقائية وأجهزة إنذار درجة الحرارة تعمل بشكل صحيح. نظرًا لوجود محولات الطاقة من النوع الجاف عادةً في الداخل، يكون التآكل أقل حدة من الوحدات الخارجية المملوءة بالزيت، ولكن لا تزال هناك حاجة لإجراء فحوصات بصرية للمرفقات وهياكل الدعم. 

قد يبدو جدول الصيانة العملي لمحولات الطاقة من النوع الجاف كما يلي:

بالمقارنة مع الوحدة المغمورة بالزيت، يعد نظام الصيانة هذا أبسط وأقل فوضى، مما يساهم في انخفاض تكلفة دورة حياة محول الطاقة من النوع الجاف مع الاستمرار في تقديم موثوقية عالية للتطبيقات ذات المهام الحرجة.

في الختام، تطور محول الطاقة من النوع الجاف ليصبح تقنية رئيسية لتوزيع الطاقة بشكل آمن وفعال وصديق للبيئة في البنية التحتية الحديثة. من خلال فهم ماهية محول الطاقة من النوع الجاف ، وأين يقدم أكبر قيمة، وكيفية اختياره على التقنيات الأخرى، وكيفية تثبيته وصيانته بشكل صحيح، يمكن للمشترين والمهندسين في مجال B2B اتخاذ قرارات واثقة تدعم كلاً من الاحتياجات التشغيلية الحالية وأهداف الاستدامة طويلة المدى.