شرح مفصل عن مرحل بوخهولتز (Buchholz Relay) في المحولات الزيتية ذات الخزان التمددي
مرحل بوخهولتز (Buchholz Relay) هو جهاز حماية يستخدم بشكل رئيسي في المحولات الزيتية الكبيرة التي تحتوي على خزان تمددي (Conservator). يعمل هذا الجهاز على كشف الأعطال الداخلية في المحولات التي قد تؤدي إلى انبعاث الغازات أو تسرب الزيت، مما يساعد في منع تلف المحولات وتجنب الحوادث الخطيرة.
1. مبدأ عمل مرحل بوخهولتز
يعتمد مرحل بوخهولتز على مبدأ كشف الغازات الناتجة عن الأعطال الداخلية في المحولات الزيتية. عند حدوث عطل كهربائي داخلي (مثل قصر الدائرة أو ارتفاع درجة الحرارة)، يتحلل الزيت العازل وينتج غازات مثل الهيدروجين والميثان وأول أكسيد الكربون. تتراكم هذه الغازات في الجزء العلوي من المحول وتتحرك نحو خزان التمددي عبر أنبوب يمر عبر مرحل بوخهولتز.
2. مكونات مرحل بوخهولتز
يتكون مرحل بوخهولتز من العناصر الرئيسية التالية:
- غرفة الغازات (Gas Chamber):
- تقع في الجزء العلوي من المرحل وتحتوي على مفتاح يعمل عند تراكم الغازات.
- عندما تتراكم الغازات، يتحرك الزيت إلى أسفل، مما يؤدي إلى انخفاض مستوى الزيت في الغرفة وتشغيل المفتاح.
- غرفة التدفق (Oil Flow Chamber):
- تقع في الجزء السفلي من المرحل وتحتوي على مفتاح يعمل عند حدوث تدفق سريع للزيت.
- في حالة حدوث عطل خطير (مثل انفجار داخلي)، يتحرك الزيت بسرعة كبيرة عبر المرحل، مما يؤدي إلى تشغيل المفتاح.
- العوامات والزنبركات (Floats and Springs):
- تستخدم العوامات للكشف عن تغيرات مستوى الزيت أو تدفقه.
- عند تحرك العوامة، يتم تشغيل الزنبرك الذي يفعل المفتاح الكهربائي.
- المفاتيح الكهربائية (Electrical Contacts):
- تقوم بإرسال إشارات إنذار أو إيقاف تشغيل المحول عند اكتشاف عطل.
3. وظائف مرحل بوخهولتز
يقوم مرحل بوخهولتز بوظيفتين رئيسيتين:
أ. كشف الأعطال البسيطة (Minor Faults):
- عند حدوث عطل بسيط (مثل ارتفاع درجة الحرارة أو عزل جزئي)، يتحلل الزيت وينتج غازات تتراكم في غرفة الغازات.
- يؤدي تراكم الغازات إلى انخفاض مستوى الزيت، مما يحرك العوامة العلوية ويشغل المفتاح الكهربائي.
- يتم إرسال إشارة إنذار لتنبيه المشغلين بوجود مشكلة تحتاج إلى فحص.
ب. كشف الأعطال الخطيرة (Major Faults):
- عند حدوث عطل خطير (مثل قصر دائرة داخلي أو انفجار)، يحدث تدفق سريع للزيت نحو خزان التمددي.
- يؤدي التدفق السريع إلى تحريك العوامة السفلية، مما يشغل المفتاح الكهربائي.
- يتم إرسال إشارة لإيقاف تشغيل المحول فورًا لمنع تلفه أو حدوث حريق.
4. موقع تركيب مرحل بوخهولتز
يتم تركيب مرحل بوخهولتز في الأنبوب الذي يربط بين جسم المحول الرئيسي وخزان التمددي. يجب أن يكون المرحل مثبتًا بزاوية ميل معينة (عادة بين 2 إلى 5 درجات) لضمان عمل العوامات بشكل صحيح.
5. مزايا مرحل بوخهولتز
- يوفر حماية فعالة ضد الأعطال الداخلية في المحولات.
- يعمل بشكل تلقائي ولا يحتاج إلى مصدر طاقة خارجي.
- يمكنه كشف الأعطال في مراحلها المبكرة، مما يقلل من تكاليف الإصلاح.
- سهل التركيب والصيانة.
6. عيوب مرحل بوخهولتز
- لا يمكن استخدامه في المحولات الجافة أو المحولات الصغيرة.
- يحتاج إلى فحص دوري للتأكد من سلامة العوامات والمفاتيح.
- قد يتأخر في كشف الأعطال البطيئة التي لا تنتج غازات بكميات كبيرة.
7. الصيانة الدورية لمرحل بوخهولتز
- فحص الغازات: يتم فحص الغازات المتراكمة في المرحل لتحديد نوع العطل.
- تنظيف المرحل: يجب تنظيف المرحل بانتظام لإزالة الرواسب التي قد تعيق عمل العوامات.
- اختبار المفاتيح: يتم اختبار المفاتيح الكهربائية للتأكد من استجابتها السريعة.
