 |
| طرق تبريد المحولات الكهربائية |
عند تحميل المحول الكهربائي بحمل ما تمر تيارات كهربائية في ملفات المحول تعتمد قيمته على الحمل. ونتيجة لمرور هذه التيارات في ملفات المحول يحدث فقد في النحاس المكون لتلك الملفات كما يحدث فقد في الحديد نتيجة للتيارات الدوامية وينتج عن ذلك ارتفاع في درجة حرارة المحول إلى أن تصل قيمة ثابتة تعرف بدرجة الحرارة النهائية.
وهذه الدرجة يجب ألا تزيد عن حدود معينة حتى لا تتأثر بها المواد العازلة المستخدمة. كما أن ارتفاع درجة الحرارة يؤثر على كفاءة المحول وكذلك عمره الافتراضي لذلك فإنه من الضروري استخدام وسائل تبريد مختلفة. وتختلف وسائل تبريد المحولات اعتماداً على عدد من العوامل أهمها حجم المحول وتركيبه ومكان استخدامه وسوف نتناول بعض أهم هذه الطرق. في مقالنا هذا.
تبريد المحولات الجافة (Cooling of Dry Type Transformer)
يتم ذلك باستخدام الهواء الطبيعي كتبريد ذاتي (self-cooled) للمحولات الجافة الصغيرة مثل محولات الأجهزة ومحولات التحكم ومحولات الإضاءة كما تستخدم في محولات التوزيع الصغيرة والتي تبلغ قدراتها عدة كيلو فولت أمبير (KVA) ولا يزيد جهدها عن l5KV ، ويرمز لعملية التبريد في هذه الحالة AN وهذا اختصار Air Natural أما إذا كانت قدرة المحول كبيرة فيمكن استخدام مراوح لدفع الهواء الذي يستخدم في عملية التبريد وتسمى عملية التبريد في هذه الحالة بالتبريد القسري بالهواء المدفوع ويرمز لعملية التبريد بالهواء القسري بالرمز AF وهذا اختصار Forced Air.تبريد المحولات المغمورة في الزيت (Cooling of liquid immersed Transformer)
المحولات ذات القدرات الأكبر، والمقاسات الأكبر، تغمر عادة في وعاء (container) ممتلئ بالزيت. ويمكن تبريدها بأحد الطرق التالية:
تبريد ذاتي بالزيت Oil Immersed, self-cooled
في المحولات المغمورة في الزيت يكون القلب والملفات مغمورة بالكامل في زيت عازل داخل تانك معدني. المحولات ذات القدرات الصغيرة يتم تبريدها ذاتياً (طبيعياً) حيث تنتقل الحرارة إلى الزيت الذي يدور حول الوعاء بتيارات الحمل الطبيعية إلى سطح وجدران الوعاء، حيث تتبدد بالإشعاع إلى الجو المحيط بالمحول. |
| محول توزيع جاف تبريد ذاتي بالهواء |
الشكل السابق يعرض أحد محولات التوزيع والذي يتم تبريده ذاتياً (طبيعياً)، ويمكن زيادة مساحة أسطح الوعاء بشكل فعال بوسائل كثيرة.
فمثلا يمكن استخدام عدة أنابيب رأسية على جوانب الوعاء وملحومة به بحيث يدور الزيت بطريقة طبيعية من خلالها كما في التالي.
 |
| محول توزيع تبريد ذاتي بالزيت مع وجود أنابيب لزيادة سطح الوعاء |
ويرمز لعملية التبريد في هذه الحالة بالرمز ON وذلك اختصار Oil Natural.
تبريد ذاتي بالزيت وقسري بالهواء Oil Immersed, self-cooled/forced-air cooled
 |
| محول قدرة تبريد ذاتي بالزيت وقسري بالهواء |
تتم عملية التبريد بطريقة مشابهة للطريقة السابقة مع إضافة تبريد قسري بالهواء وذلك عن طريق دفعه بمضخات على أسطح التبريد. الشكل السابق يعرض صورة لأحد تلك المحولات. تستخدم هذه الطريقة مع المحولات ذات القدرات العالية. ويرمز لعملية التبريد في
هذه الحالة بالرمز ONAF وذلك اختصار Oil Natural Air Forced.
تبريد قسري بالزيت وقسري بالهواء Oil immersed, self-cooled/forced-air cooled
تتم عملية التبريد بالزيت عن طريق دورة قسرية للزيت بحيث يتم التبادل الحراري بينه وبين الهواء كما يتم تبريد الأسطح باستخدام الهواء القسري وذلك عن طريق دفعه بمضخات على أسطح التبريد. تستخدم هذه الطريقة مع المحولات ذات القدرات العالية والتي تصل إلى آلاف الكيلو فولت أمبير.
وهناك أنواع أخرى يتم فيها تبريد الزيت بواسطة أنابيب من المياه حيث يتم تبريد زيت المحول بضغط الماء البارد داخل أنابيب تمر داخل زيت المحول حيث يتم التبادل الحراري بين الماء البارد وزيت المحول.
ولكن يعترض على هذه الطريقة أن الماء يتحرك تحت ضغط أكبر من ضغط الزيت فإذا حدث أي تسرب من الماء فإن ذلك يتسبب في تغيير من خواص الزيت ويقلل من قدرته على العزل ، كما أنه من الممكن أن يصل هذا الماء إلى إجزاء المحول مما قد يتسبب أضرار جسيمة.
ويرمز لعملية التبريد بالرمز OFWF وذلك اختصار Oil forced water forced ، ويمكن أن يحتوي نظام التبريد في المحول على أكثر من نظام تبريد وعلى سبيل المثال ONAN/ONAF .
الخلاصة
هناك وسائل متعددة لتبريد المحو لات الكهربائية من أهمها:- التبريد الطبيعي بالهواء: وتستعمل للمحولات الصغيرة، بحيث يتم الاعتماد بشكل تام على الهواء الجوي في تبريد المحول.
- التبر يد الطبيعي بالزيت: وتعتمد على مرور الزيت الساخن عبر أنابيب تمتد خارج جسم المحول، وحين تتعرض تلك الأنابيب للهواء الجوي، فإن درجة حرارتها سوف تقل .
- التبريد القسري بالهواء: ويتم ذلك عن طريق مرور هواء مضغوط في أنابيب مغمورة بالزيت لتبريده .
- التبريد بالماء: وهذه الوسيلة تعتمد على مرور ماء بارد في أنابيب مغمورة بالزيت لتبريده .
- التبريد القسري بالزيت: وهذا يتم عن طريق حركة الزيت بوساطة مضخات، مما يساعد على سرعة التخلص من الحرارة، وبالتالي يزيد من جودة التبريد.