ما هو مرحل Buchholz ولماذا هو مهم جدًا لحماية المحولات?

ومن بين أجهزة الحماية العديدة المستخدمة في محولات الطاقة, ال تتابع بوخهولز يعتبر على نطاق واسع أحد أهم الضمانات للمحولات المغمورة بالزيت. القيام بدور الوصي الصامت, يمكنه اكتشاف العلامات الأولى للأخطاء الداخلية والاستجابة قبل أن تتفاقم المشكلات البسيطة إلى إخفاقات مكلفة, تلف المعدات, أو انقطاع التيار الكهربائي على نطاق واسع.

ولكن ما هو بالضبط تتابع Buchholz؟? كيف يعمل؟? ولماذا يعتبر لا غنى عنه في المحولات الكبيرة المملوءة بالزيت حول العالم?

دعونا نلقي نظرة فاحصة.

ما هو تتابع بوخهولز?

مرحل Buchholz هو جهاز حماية يعمل بالغاز يتم تركيبه في الأنبوب الذي يربط بين خزان المحول الرئيسي وخزان الخزان الخاص بالمحول المغمور بالزيت.

اخترعها المهندس الألماني ماكس بوخهولز في 1921, تم تصميم هذا التتابع خصيصًا لاكتشاف أخطاء المحولات الداخلية. فهو يراقب بشكل مستمر وجود الغازات الناتجة عن انهيار العزل, التصريفات الجزئية, أخطاء متعرجة, ارتفاع درجة الحرارة, وغيرها من الظروف غير الطبيعية التي تحدث داخل المحول.

من خلال التعرف على هذه العلامات التحذيرية مبكرًا, يساعد Buchholz Relay على منع حدوث أضرار جسيمة ويحسن موثوقية المحولات بشكل عام.

موقع التثبيت: لماذا يهم الموقف

يتم تركيب مرحل Buchholz بين خزان الحفظ وخزان المحولات الرئيسي, كما هو موضح أدناه:

Conservator Tank
       │
       │  Connecting Pipe
 ┌──────────┐
 │ Buchholz │
 │  Relay   │
 └──────────┘
       │
       │
Main Transformer Tank

يعد هذا الموقع أمرًا بالغ الأهمية لأن الغازات الناتجة عن الأعطال الداخلية ترتفع بشكل طبيعي عبر الزيت وتنتقل نحو خزان الحفظ. وذلك بوضع التتابع مباشرة في هذا المسار, يمكنه الكشف بشكل فعال عن تراكم الغاز المرتبط بالخطأ وحركة الزيت.

كيف يعمل تتابع Buchholz?

يعتمد مبدأ تشغيل Buchholz Relay على شرطين مختلفين للخطأ: تراكم الغاز و طفرة النفط.

1. تراكم الغاز: الإنذار المبكر للأخطاء البسيطة

عندما يواجه المحول مشاكل داخلية بسيطة مثل:

• شيخوخة العزل
• التفريغ الجزئي
• ارتفاع درجة حرارة النواة
• التوصيلات الكهربائية فضفاضة

يبدأ الزيت العازل بالتحلل ببطء, إنتاج كميات صغيرة من الغاز.

حيث ترتفع هذه الغازات وتتراكم داخل حجرة التتابع, ينخفض ​​مستوى الزيت داخل المرحل. يؤدي هذا إلى نزول العوامة العلوية وتنشيط جهة اتصال الإنذار.

في هذه المرحلة:

✅ يتم إرسال إشارة إنذار إلى غرفة التحكم.

❌يستمر المحول بالعمل بشكل طبيعي.

يسمح هذا الإنذار المبكر لموظفي الصيانة بالتحقيق في المشكلة ومعالجتها قبل أن تتطور إلى فشل خطير.

2. طفرة النفط: الاستجابة الفورية للأخطاء الكبرى

عند حدوث أعطال داخلية خطيرة, مثل:

• دوائر قصيرة متعرجة بين المنعطفات
• أخطاء من مرحلة إلى مرحلة
• الأعطال الأرضية
• الانحناء الثقيل

يرتفع الضغط داخل المحول بسرعة.

تؤدي هذه الزيادة المفاجئة في الضغط إلى تدفق زيت عالي السرعة نحو خزان الحفظ. يؤدي ارتفاع الزيت إلى دفع رفرف أو ريشة داخل جهاز Buchholz Relay, تفعيل اتصال الرحلة.

في هذه المرحلة:

✅ يتم إنشاء إشارة الرحلة على الفور.

✅ يقوم قاطع الدائرة بفصل المحول.

✅ يتم منع المزيد من الضرر.

تستغرق العملية برمتها عادةً ميلي ثانية واحدة إلى بضع ثوانٍ فقط, مما يقلل بشكل كبير من خطر فشل المحولات الكارثي.

المكونات الرئيسية لمرحل بوخهولز

على الرغم من بساطة التصميم نسبيًا, يحتوي تتابع Buchholz على عدة مكونات أساسية:

نظام تعويم

يراقب تغيرات مستوى الزيت الناتجة عن تراكم الغاز.

آلية الرفرف أو الريشة

يكتشف حركة الزيت المفاجئة الناتجة عن الأعطال الشديدة.

اتصالات التنبيه

تعمل أثناء الأخطاء البسيطة وترسل إشارات تحذيرية.

اتصالات الرحلة

تعمل أثناء الأعطال الكبيرة وتبدأ في إيقاف تشغيل المحولات.

صمام أخذ عينات الغاز

يسمح لموظفي الصيانة بجمع عينات الغاز لتحليلها التشخيصي.

لماذا يعد تتابع Buchholz مهمًا جدًا؟?

1. الكشف المبكر عن الأخطاء

تبدأ العديد من أعطال المحولات كعيوب داخلية صغيرة يصعب اكتشافها من خلال المراقبة الخارجية.

شروط مثل:

• التصريفات الجزئية
• ارتفاع درجة الحرارة الموضعية
• تدهور العزل

غالبًا ما تولد الغازات قبل وقت طويل من أن تصبح حرجة.

يعمل جهاز Buchholz Relay كنظام إنذار مبكر, مساعدة المشغلين على تحديد المشكلات وحلها قبل حدوث أضرار جسيمة.

2. حماية الأصول ذات القيمة العالية

تمثل محولات الطاقة استثمارًا كبيرًا. يمكن أن تكلف محولات المرافق الكبيرة مئات الآلاف أو حتى ملايين الدولارات.

دون الكشف السريع عن الأخطاء وعزلها, قد تؤدي الأعطال الداخلية إلى:

• اللفات المحروقة
• تمزق الخزان
• مخاطر الحريق
• تمديد انقطاع التيار الكهربائي

تساعد وظيفة الرحلة سريعة المفعول في Buchholz Relay على تقليل هذه المخاطر وحماية المعدات القيمة.

3. تحسين موثوقية مصدر الطاقة

تتطلب أنظمة الطاقة الحديثة التشغيل دون انقطاع.

من خلال الكشف عن التشوهات الداخلية في مرحلة مبكرة, يتيح Buchholz Relay الصيانة المخططة بدلاً من الإصلاحات الطارئة, تقليل الانقطاعات غير المتوقعة وتحسين موثوقية الشبكة.

4. يدعم تحليل الغازات المذابة (دي جي ايه)

يسمح صمام أخذ عينات الغاز الموجود على المرحل للمشغلين بجمع غازات الأعطال تحليل الغاز المذاب (دي جي ايه).

تشير الغازات المختلفة إلى أنواع خطأ مختلفة:

تساعد هذه المعلومات المهندسين على تحديد طبيعة وشدة أخطاء المحولات.

حدود تتابع Buchholz

على الرغم من فعاليته, لا يعد Buchholz Relay حلاً كاملاً للحماية.

ينطبق فقط على المحولات من النوع المحافظ

لا يمكن للمحولات المغلقة التي لا تحتوي على خزانات حفظ أن تستخدم مرحل Buchholz.

لا يمكن اكتشاف الأخطاء الخارجية

التتابع لا يستجيب ل:

• دوائر قصيرة خارجية
• البرق يتصاعد
• الأحمال الزائدة على النظام

مطلوب أنظمة حماية إضافية مثل الحماية التفاضلية ومرحلات التيار الزائد.

يتطلب التثبيت والصيانة المناسبة

يمكن أن يؤدي التثبيت غير الصحيح أو الصيانة غير الكافية إلى الإضرار بأدائه.

توصيات الصيانة

لضمان عملية موثوقة, ينبغي أن تشمل عمليات التفتيش المنتظمة:

• فحص الحالة البصرية
• فحص تسرب الزيت
• اختبار دائرة الإنذار
• اختبار دائرة الرحلة
• اختبار تشغيل الطفو والرفرف
• أخذ عينات الغاز وتقييم DGA

يوصى عمومًا بإجراء فحص شامل مرة واحدة على الأقل سنويًا.

مؤلف

PDDN – توزيع الطاقة & حلول الطاقة الجديدة

PDDN متخصصة في المحولات, المحطات الفرعية, معدات توزيع الطاقة, أنظمة الطاقة الشمسية, حلول تخزين الطاقة, ومشاريع البنية التحتية المتكاملة للطاقة. يلتزم فريقنا الهندسي بتوفير معدات كهربائية موثوقة وخبرة فنية للمنفعة, صناعي, وتطبيقات الطاقة المتجددة في جميع أنحاء العالم.