نقاط ضبط مراوح المحولات من النوع الجاف، ومنطق التبريد القسري بالهواء، وحدود خفض القدرة التشغيلية في حالات الطوارئ

يعمل نظام التبريد القسري بالهواء في المحولات الجافة (Dry-type transformers) عندما تصل مستشعرات درجة حرارة الملفات إلى 100 درجة مئوية (للعزل من الفئة F) أو 120 درجة مئوية (للعزل من الفئة H). ​​وتتوقف المراوح عن العمل بمجرد انخفاض درجات حرارة القلب بمقدار يتراوح بين 15 إلى 20 درجة مئوية عن نقاط الضبط المحددة للتشغيل، وذلك لتجنب التذبذب الحراري المتكرر (Thermal hunting).

نقاط ضبط درجة الحرارة ومنطق التحكم
تقوم مجسات قياس درجة الحرارة (PT100 RTD) المدمجة داخل الملفات بنقل بيانات حرارية لحظية إلى وحدة التحكم الرقمية. وفي المحولات الجافة ذات القدرات الكبيرة (مثل 3000 كيلوفولت أمبير)، يصبح الاعتماد على التبريد القسري ضرورياً خلال فترات التشغيل المستمر تحت أحمال عالية؛ لذا تُضبط فجوة التشغيل (Hysteresis) بدقة عند 10 درجات مئوية، مما يمنع التبديل السريع للمحركات ويحمي الملامسات الكهربائية (Contactors) من التلف المبكر.

تنفذ وحدات التحكم الحراري إجراءات التبريد عبر ثلاث مراحل رئيسية:

بدء تشغيل المراوح: عند درجة حرارة تتراوح بين 100 و120 درجة مئوية، حسب فئة العزل.

إيقاف تشغيل المراوح: عند انخفاض درجة حرارة الملفات الداخلية إلى ما بين 80 و100 درجة مئوية.

إنذار ارتفاع درجة الحرارة: عند الوصول إلى 130 - 150 درجة مئوية، مما يشير إلى وجود ظروف داخلية خطرة.

تعطل المراوح وحدود خفض الحمل الآمنة
يؤدي التشغيل في غياب المراوح المساعدة إلى خفض سعة التحميل القصوى للمحول فوراً لتقتصر على قدرته الأساسية (التبريد الطبيعي). ففي المحولات الجافة بقدرة 500 كيلوفولت أمبير -المصممة للعمل بنظام التبريد القسري- يجب خفض الحمل إلى حوالي 75% من القدرة الاسمية؛ وذلك لتجنب الانهيار الكارثي للعزل تحت ظروف التيار العالي المستمر.

تختلف استجابة وحدات التوزيع التجارية الصغيرة عند تعطل نظام التبريد؛ فالمحولات الجافة المدمجة (بقدرة 50 كيلوفولت أمبير مثلاً) تعتمد على الحمل الحراري الطبيعي (Natural convection) لتصريف الحرارة، بينما قد تتعرض الوحدات الأكبر حجماً لارتفاع حراري حاد وغير منضبط (Thermal runaway) في غضون أربعين دقيقة إذا توقفت التهوية القسرية أثناء التشغيل بحمل يتجاوز القدرة الأساسية المحددة على لوحة بيانات المحول.

بروتوكولات الطوارئ عند تعطل المراوح
في حال ملاحظة أصوات غير طبيعية أو توقف المراوح عن الدوران، يجب اتخاذ الإجراءات التالية:

فصل دوائر التغذية غير الضرورية على الفور.

فحص مرحلات (Relays) وحدة التحكم الحراري للتأكد من سلامة مصهرات التحكم.

التأكد من خلو مسارات تدفق الهواء الطبيعي من الأتربة أو العوائق.

الحفاظ على مستوى حمل لا يتجاوز الحدود المقررة للتشغيل بالتبريد الطبيعي (AN).

حتى المحولات الجافة الصغيرة (بقدرة 30 كيلوفولت أمبير) تتطلب مساحة كافية حول هيكلها الخارجي لتصريف الحرارة الداخلية في حال عدم توفر التبريد القسري. إن الحفاظ على مسافة مناسبة بين الصفائح المغناطيسية والفحص الحراري الروتيني يحمي الصفائح المغناطيسية، مما يضمن استمرارية التشغيل دون انقطاع على الرغم من الأعطال الميكانيكية غير المتوقعة للمراوح في أي تصميم للمحطة الفرعية.