كيفية تنفيذ إجراء إزالة المغناطيسية للمحولات الحالية بعد حدوث عطل؟

إن حدوث عطل في نظام توزيع الطاقة ذات الجهد المتوسط يفعل أكثر من مجرد تعطل القاطع - فقد يترك إرثًا غير مرئي ولكنه خطير داخل قلب المحول الحالي: المغناطيسية المتبقية. يقلل التدفق المتبقي المحتجز في قلب التصوير المقطعي المحوسب بعد حدوث عطل أو إزاحة تيار مستمر عابرة من دقة الحث الكهرومغناطيسي بشكل مباشر، ويسبب تشبع القلب قبل الأوان، ويمكن أن يؤدي إلى عمليات ترحيل حماية خاطئة أو نقص خطير في الوصول أثناء العطل التالي. بالنسبة للمهندسين الكهربائيين وفرق الصيانة المسؤولة عن موثوقية المحطات الفرعية، فإن معرفة كيفية إزالة مغناطيسية قلب التصوير المقطعي المحوسب بشكل صحيح ليست معرفة صيانة اختيارية - إنها مهمة سلامة نظام الحماية في الخطوط الأمامية. توضح هذه المقالة تفاصيل فيزياء التدفق المتبقي، وإجراءات إزالة المغناطيسية الميدانية خطوة بخطوة، ومعايير الاختيار التي تحدد ما إذا كان قلب التصوير المقطعي المحوسب الخاص بك عرضة لإعادة المغناطيسية في المقام الأول.

جدول المحتويات

• ما هو التدفق المتبقي ولماذا يتشكل في نوى التصوير المقطعي المحوسب؟
• كيف تؤثر المغناطيسية المتبقية على أداء الحث المقطعي المحوسب وموثوقيته؟
• كيف تقوم بإجراء عملية إزالة المغناطيسية الميدانية على محول تيار كهربائي؟
• ما هي الأخطاء الشائعة التي تتسبب في فشل إزالة المغناطيسية في أجهزة التصوير المقطعي المحوسب متوسطة الجهد؟

ما هو التدفق المتبقي ولماذا يتشكل في نوى التصوير المقطعي المحوسب؟

التدفق المتبقي - ويسمى أيضًا بالمغناطيسية المتبقية أو البقايا المغناطيسية - هو كثافة التدفق المغناطيسي الذي يبقى محبوسًا داخل الهيكل الصلب السيليكوني الموجه للحبيبات في قلب التصوير المقطعي المحوسب بعد إزالة قوة التمغنط. يتطلب فهم سبب تكوُّنها نظرة سريعة على ب-حلقة التباطؤ ب-ح¹ التي تحكم كل سلوك القلب المغناطيسي الحديدي.

عندما يواجه CT تيار عطل مع مكون إزاحة تيار مستمر كبير، لا يتأرجح التيار الأساسي بشكل متناظر حول الصفر. وبدلًا من ذلك، فإنه يدفع التدفق الأساسي على طول منحنى التباطؤ إلى منطقة ذات تدفق عالٍ كثافة التدفق المغناطيسي². عندما يتم إزالة العطل وينخفض التيار إلى الصفر فجأة - كما يحدث أثناء انقطاع قاطع الدائرة الكهربائية - لا يعود القلب إلى التدفق الصفري. بل يبقى عند كثافة التدفق المتبقي (Br), ، والتي يمكن أن تصل بالنسبة لصلب السيليكون الموجه بالحبوب إلى 60-80% من كثافة تدفق التشبع³ (Bsat).

الخصائص التقنية الرئيسية للتصوير المقطعي المحوسب المقطعي المحوسب (CT):

• حساسية المواد الأساسية: يتميز فولاذ السيليكون الموجه نحو الحبوب (المستخدم في التصوير المقطعي المحوسب عالي الدقة) بنفاذية عالية ولكن أيضًا بمعدلات عالية من الزوال. وتُظهر نوى سبائك النيكل والحديد مستويات أعلى من الزوال.
• نوى الفجوة الهوائية: تتميز أجهزة التصوير المقطعي المحوسب المصممة بفجوة هوائية صغيرة متعمدة في القلب (فئتا TPY وTPZ وفقًا للمواصفة IEC 61869-2) بمقاومة أقل بكثير - عادةً أقل من 10% من Bsat - لأن الفجوة الهوائية توفر آلية إعادة ضبط مغناطيسية.
• الأحداث المحفزة: تعد تيارات أعطال إزاحة التيار المستمر، وأحداث الدائرة المفتوحة الثانوية للتصوير المقطعي المحوسب، وإزالة المغناطيسية غير الصحيحة بعد الاختبار هي الأسباب الرئيسية الثلاثة لتراكم التدفق المتبقي الكبير.

النوع الأساسي	مستوى البقاء	فئة IEC	التطبيق النموذجي
فولاذ سيليكون موجه للحبوب (بدون فجوة هوائية)	60-80% Bsat 60-80%	5P، 10P، 10P، TPS	أجهزة التصوير المقطعي المحوسب للحماية القياسية
سبائك النيكل والحديد (بدون فجوة هوائية)	حتى 90% Bsat حتى 90%	الفئة العاشرة، TPS	حماية تفاضلية عالية الحساسية
جزء داخلي مسدود (فجوة هوائية صغيرة)	<110% Bsat	TPY	أنظمة الحماية من الإغلاق التلقائي
الجزء الداخلي للفجوة الهوائية الكبيرة	~0% Bsat	TPZ	حماية عالية السرعة وأداء عابر

يحدد نوع النواة المثبتة في لوحة المفاتيح الكهربائية الخاصة بك بشكل مباشر ملف مخاطر إعادة المغناطيسية - وما إذا كان إجراء إزالة المغناطيسية إلزاميًا بشكل دوري أو احترازيًا فقط.

كيف تؤثر المغناطيسية المتبقية على أداء الحث المقطعي المحوسب وموثوقيته؟

لا يتسبب التدفق المتبقي في حدوث عطل فوري مرئي - إنه آلية تدهور خفية تعرض موثوقية نظام الحماية الخاص بك للخطر بصمت حتى يكشفه حدث العطل التالي بشكل كارثي. يعمل التأثير من خلال آلية أساسية واحدة: انخفاض التدفق المتدفق المتاح قبل التشبع.

يمكن لقلب التصوير المقطعي المحوسب أن يدعم فقط تغيرًا محدودًا في كثافة التدفق قبل أن يتشبع. إجمالي تأرجح التدفق المتاح هو:
$\دلتا B = B_{{\نص{{sat}} - ب_{ر}$

إذا كان Br بالفعل عند 70% من Bsat بسبب المغناطيسية المتبقية، فإن القلب لديه 30% فقط من سعة التدفق العادية المتاحة لعابر تيار العطل التالي. ويعني هذا أن القطر المقطعي المحوسب يتشبع في وقت أبكر بكثير مما يوحي به عامل حد الدقة المقدر له (ALF)، مما ينتج عنه شكل موجة تيار ثانوي مشوه بشدة لا يمكن لمرحلات الحماية تفسيره بشكل صحيح.

العواقب العملية للتدفق المتبقي غير المعالج:

• ترحيل المسافة أقل من اللازم: يتسبب خرج التصوير المقطعي المحوسب المشبع في أن يرى المرحل مقاومة ظاهرية أعلى من الفعلية، مما قد يؤدي إلى فشل التعثر في حالة حدوث أعطال داخل المنطقة
• سوء تشغيل الحماية التفاضلية: يولد التشبع غير المتماثل بين الأشعة المقطعية المقطعية على جوانب متقابلة من منطقة محمية تيارًا تفاضليًا كاذبًا، مما يتسبب في حدوث تعثر غير مرغوب فيه
• تأخر تشغيل مرحل التيار الزائد: يؤدي الشكل الموجي الثانوي المشوه إلى إطالة وقت تشغيل المرحل إلى ما بعد منحنيات الرحلة المصممة
• أخطاء قياس الطاقة: حتى في تيارات الحمل العادية، يقدم القلب المشبع جزئيًا أخطاء في النسبة وزاوية الطور تتجاوز حدود الفئة 0.5

حالة العميل - مقاول طاقة، تحديث محطة فرعية بجهد 35 كيلو فولت، الشرق الأوسط: أبلغ مقاول طاقة يدير تحديث محطة فرعية بجهد 35 كيلو فولت في المملكة العربية السعودية عن تكرار حدوث أعطال مزعجة في مخطط الحماية التفاضلية للمغذي بعد حدوث عطل في ناقل قريب. بعد استشارة الفريق الفني لشركة Bepto، كشف تحليل الشكل الموجي الثانوي للتصوير المقطعي المحوسب عن تشبع شديد غير متماثل يتسق مع التدفق العالي المتبقي في وحدتين من الوحدات الست في منطقة التفاضل. بعد إجراء عملية إزالة مغناطيسية منظمة على جميع الوحدات الست، تمت استعادة استقرار الحماية التفاضلية بالكامل - مما أدى إلى التخلص من ثلاثة أسابيع من الرحلات المزعجة المتقطعة التي كانت تُعزى خطأً إلى إعدادات الترحيل.

كيف تقوم بإجراء عملية إزالة المغناطيسية الميدانية على محول تيار كهربائي؟

يعمل إجراء إزالة المغنطة عن طريق دفع قلب التصوير المقطعي المحوسب من خلال حلقات تباطؤ أصغر تدريجيًا حتى يتقارب التدفق المتبقي إلى ما يقرب من الصفر. هناك طريقتان مقبولتان في المجال - حقن جهد التيار المتردد وحقن التيار المستمر مع الانعكاس - كل منهما يناسب ظروف الموقع المختلفة وتصميمات التصوير المقطعي المحوسب.

الخطوة 1: عزل دائرة التصوير المقطعي المحوسب وإعدادها

• قم بفصل الطاقة عن الدائرة الابتدائية وتأكيد العزل باستخدام جهاز اختبار الجهد
• قم بتقصير الدائرة الكهربائية في جميع أنوية التصوير المقطعي المحوسب الثانوية غير المستخدمة قبل البدء - يمكن للأطراف الثانوية ذات الدائرة المفتوحة تحت أي حالة تدفق متبقية أن تولد جهدًا مستحثًا خطيرًا
• افصل مرحل الحماية وعبء القياس عن الأطراف الثانوية التي يتم إزالة مغناطيسيتها
• توثيق لوحة اسم التصوير المقطعي المحوسب: النسبة المقدرة، وفئة الدقة، ونقطة جهد الركبة (Vk)، وتيار المغنطة (Imag)

الخطوة 2: حدد طريقة إزالة المغناطيسية

الطريقة	المعدات المطلوبة	الأفضل لـ	التقييد
حقن جهد التيار المتردد (إزالة التشويش)	مصدر متغير للتيار المتردد (فاريك)، مقياس التيار المتغير، مقياس التيار المتغير	أنبوب فولاذ السيليكون القياسي 5P/10P	يتطلب الوصول إلى مصدر جهد متغير
حقن التيار المستمر مع انعكاس التيار	مزود طاقة تيار مستمر، ومفتاح عكسي، ومقياس التيار الكهربائي	نوى TPY/أنوية ذات فجوات، وأجهزة التصوير المقطعي المحوسب عالية الحث	يتطلب تسلسل انعكاس التيار بعناية
محلل التصوير المقطعي المحوسب المخصص	محلل التصوير المقطعي المحوسب المزود بوظيفة إزالة المغناطيسية المدمجة	جميع الأنواع الأساسية - الأكثر موثوقية	تكلفة المعدات؛ لا تتوفر دائمًا في الموقع

الخطوة 3: إجراء إزالة المغنطة بالحقن بالتيار المتردد (الطريقة الميدانية الأكثر شيوعًا)

1. قم بتوصيل مصدر جهد التيار المتردد المتغير⁴ (فاريك) عبر طرفي التصوير المقطعي المحوسب الثانوي (S1-S2)
2. قم بزيادة جهد التيار المتردد ببطء من الصفر حتى يصل تيار المغنطة إلى ما يقرب من 120-150% من تيار المغنطة في نقطة الركبة المقدرة - وهذا يدفع القلب إلى التشبع، مما يؤدي إلى إنشاء نقطة بداية معروفة على حلقة التباطؤ
3. خفض جهد التيار المتردد ببطء وبشكل مستمر إلى الصفر - لا تتوقف أو تنعكس؛ يجب أن يكون التخفيض سلسًا وغير متقطع على مدار 30-60 ثانية
4. يتتبع التدفق الأساسي حلقات تباطؤ أصغر تدريجيًا، ويتقارب إلى ما يقرب من الصفر مع اقتراب الجهد من الصفر
5. قم بقياس تيار المغنطة عند جهد الاختبار الأصلي - قارن بخط الأساس قبل إزالة المغنطة لتأكيد تقليل التدفق

الخطوة 4: التحقق من نجاح عملية إزالة المغناطيسية

• إجراء التصوير المقطعي المحوسب منحنى الإثارة⁵ اختبار (خاصية V-I) ومقارنته بمنحنى المغنطة الخاص بالمصنع
• سيُظهر القلب الذي تمت إزالة مغنطيته بنجاح تيارًا ممغنطًا في حدود ±51 تيرابايت 3 تيرابايت من خط الأساس في المصنع عند نفس الجهد المطبق
• بالنسبة لأجهزة التصوير المقطعي المحوسب للحماية، تحقق من استعادة جهد نقطة الركبة (Vk) إلى مواصفات اللوحة
• تسجيل جميع نتائج الاختبار في سجل صيانة المحطات الفرعية وفقًا لمتطلبات التشغيل التجريبي IEC 61869-2

الخطوة 5: استعادة الدوائر الثانوية

1. إعادة توصيل مرحل الحماية وعبء القياس بالقطبية الصحيحة (S1 → S2)
2. قم بإزالة وصلات الدائرة القصيرة الثانوية فقط بعد التأكد من جميع وصلات الأعباء
3. إعادة تنشيط الدائرة الأولية ومراقبة خرج CT الثانوي أثناء دورة التحميل الأولى
4. تحقق من مطابقة مدخلات تيار مرحل الحماية للقيم المتوقعة بناءً على تيار الحمل الأساسي ونسبة CT

ما هي الأخطاء الشائعة التي تتسبب في فشل إزالة المغناطيسية في أجهزة التصوير المقطعي المحوسب متوسطة الجهد؟

إزالة المغنطة إجراء دقيق - يمكن لأخطاء التنفيذ الصغيرة أن تترك تدفقًا متبقيًا كبيرًا في القلب أو، الأسوأ من ذلك، إدخال إعادة مغنطة جديدة في قطبية مختلفة. هذه هي الأخطاء الميدانية الأكثر خطورة التي لوحظت في عمليات صيانة المحطات الفرعية متوسطة الجهد.

أخطاء فادحة يجب تجنبها

• إيقاف خفض الجهد الكهربائي في منتصف العملية: تؤدي مقاطعة عملية مسح جهد التيار المتردد عند أي مستوى غير صفري إلى تجميد القلب عند نقطة إعادة تذبذب جديدة - من المحتمل أن تكون أسوأ من الحالة الأصلية. يجب أن يكون التخفيض مستمرًا وغير متقطع إلى الصفر.
• تطبيق الجهد الأولي الزائد: إن الإفراط في قيادة القلب بما يتجاوز 150% لتيار المغنطة في نقطة الركبة قد يؤدي إلى خطر إجهاد العزل على اللف الثانوي. احسب دائمًا حد جهد الحقن الآمن قبل البدء.
• إزالة المغناطيسية مع توصيل العبء الثانوي: تغير معاوقة الترحيل المتصلة من معاوقة الدارة الفعالة، مما يمنع القلب من إكمال حلقات التباطؤ الكاملة. افصل العبء دائمًا قبل الإجراء.
• تخطي التحقق من منحنى الإثارة: لا يمكن للفحص البصري تأكيد نجاح إزالة المغناطيسية. فقط اختبار خاصية V-I بعد العملية مقابل منحنى المصنع يوفر تأكيدًا موضوعيًا.
• تجاهل أنوية التصوير المقطعي المحوسب المتجاورة في الوحدات متعددة النواة: في أجهزة التصوير المقطعي المحوسب ثنائية النواة، يمكن أن يؤدي إزالة مغنطة قلب واحد إلى إحداث تغييرات في التدفق في القلب المجاور من خلال الاقتران المغناطيسي. يجب اختبار كلا القلبين وإزالة المغناطيسية بالتتابع.

قائمة مراجعة ما بعد الإجراء

1. ✔ يتطابق منحنى الإثارة مع خط أساس المصنع في حدود ±5%
2. ✔ تمت استعادة جهد نقطة الركبة إلى القيمة الاسمية
3. ✔ تم التحقق من علامات القطبية الثانوية قبل إعادة توصيل العبء
4. ✔ جميع روابط الدائرة القصيرة التي تمت إزالتها بعد إعادة توصيل العبء
5. ✔ نتائج الاختبارات الموثقة في سجلات الصيانة

الخاتمة

يمثل التدفق المتبقي في قلب محول التيار تهديدًا صامتًا للموثوقية الذي تحدثه أحداث العطل بشكل روتيني وتغفل عنه فرق الصيانة بشكل روتيني. يعمل إجراء إزالة المغنطة - سواءً عن طريق مسح جهد التيار المتردد أو عكس التيار المستمر - على استعادة التدفق الكامل المتاح للقلب مما يضمن عمل مرحلات الحماية ضمن حدود الدقة المصممة عند حدوث العطل التالي. بالنسبة لأنظمة توزيع الطاقة ذات الجهد المتوسط حيث تكون موثوقية الحماية غير قابلة للتفاوض، فإن إزالة المغناطيسية ليست إجراءً تصحيحياً - إنها خطوة إلزامية بعد حدوث العطل. في شركة Bepto Electric، يتم تصنيع أجهزة التصوير المقطعي المحوسب الخاصة بنا وفقًا للمواصفة IEC 61869-2 مع توثيق منحنى الإثارة الكامل للمصنع، مما يمنح فريق الصيانة لديك البيانات الأساسية اللازمة للتحقق من إزالة المغناطيسية بنجاح في كل مرة.

الأسئلة الشائعة حول إجراء إزالة المغناطيسية بالتصوير المقطعي المحوسب

1. فهم كيفية احتفاظ المواد المغناطيسية الحديدية بالمغناطيسية من خلال دورة التباطؤ. ↩

2. التعريفات الفنية لكثافة التدفق ودورها في أداء قلب المحولات. ↩

3. الحدود الفيزيائية للتدفق المغناطيسي الذي يمكن أن يتحمله قلب المحول قبل التشبع. ↩

4. كيف تتحكم المحولات الآلية المتغيرة (Variacs) في الجهد الكهربائي للاختبارات الكهربائية. ↩

5. دليل لتفسير المنحنيات المميزة V-I لصحة محولات الأجهزة. ↩