کفسابی بانک مقالات فارسی و انگلیسی
» Caffeine may boost long-term memory ( چهارشنبه 13 فروردین 1393 )
» آدامس بجویم یا نه؟ ( چهارشنبه 13 فروردین 1393 )
» 11 ماده غذایی افزایش دهنده طول عمر ( چهارشنبه 13 فروردین 1393 )
» Nano Stops the Shock Wave ( شنبه 12 مرداد 1392 )
» بزرگراه رسالت ( شنبه 12 مرداد 1392 )
» متره و برآورد و اصول اولیه پیمانکاری ( شنبه 12 مرداد 1392 )
» It's all in the genes -- including the tracking device ( سه شنبه 4 تیر 1392 )
» هورمون‌های تیرویید و اهمیت سنجش آن‌ها ( سه شنبه 4 تیر 1392 )
» پیامدهای بهره‌گیری از استروپیدهای آنابولیک ( سه شنبه 4 تیر 1392 )
» همه چیز در مورد حجامت ( یکشنبه 15 اردیبهشت 1392 )
» Buying Sensors for Home Security ( جمعه 27 بهمن 1391 )
» مزایا و معایب ساختمانهای فلزی ( جمعه 27 بهمن 1391 )
» چند نمونه اسکیس با خطوط مستقیم ( جمعه 27 بهمن 1391 )
» It is Finished! ( یکشنبه 21 آبان 1391 )
» ادوات و اصطلاحات در مخابرات ( یکشنبه 21 آبان 1391 )
» معرفی سیستم ویدئو كنفرانس ( یکشنبه 21 آبان 1391 )
» دانلود جزوه زلزله دکتر دانش - دانشگاه خواجه نصیر ( جمعه 19 آبان 1391 )
» دانلود نرم افزار Etabs - تحلیل و طراحی سازه های ساختمانی CSI ETABS 9.7.4 StandAlone ( جمعه 19 آبان 1391 )
» منابع کنکور کارشناسی ارشد عمران ( جمعه 19 آبان 1391 )
» Endorphins: Natural Pain and Stress Fighters ( دوشنبه 15 آبان 1391 )
» ماشینهای الکتریکی ( دوشنبه 15 آبان 1391 )
» بررسی علل آسیب دیدن ترانس های توزیع و روش های پیشگیری ( دوشنبه 15 آبان 1391 )
» 4Signs Your Project is in Trouble ( پنجشنبه 11 آبان 1391 )
» Dealing with Redundancy - The Journey to Success ( سه شنبه 9 آبان 1391 )
» تاریخچه زمین لرزه های بزرگ در ایران ( سه شنبه 9 آبان 1391 )
» سازه ماکارونی ( سه شنبه 9 آبان 1391 )
» What Is Neuropathy? Neuropathy Causes And Treatments ( جمعه 5 آبان 1391 )
» غذاهایی که دیابتی ها نباید بخورند ( جمعه 5 آبان 1391 )
» خواص درمانی ذزت ( جمعه 5 آبان 1391 )
» 7Types Of Guys Women Can't Resist ( یکشنبه 30 مهر 1391 )

ترانسفور ماتورهای برق

برق ,


 
اهمیت ترانسفورماتورها در صنعت برق و شبكه‌هیا صنعتی، بركسی پوشیده نیست. امروزه یكی از ملزومات اساسی در انتقال و توزیع الكتریكی در جهان ترانسفورماتورها، می‌باشند.
ترانسفورماتورها در اندازه‌ها و توان‌های مختلفی جهت تغییر سطح ولتاژ الكتریكی به‌منظور كاهش تلفات ولتاژ در فرآیند انتقال و توزیع انرژی الكتریكی به‌كار می‌روند. در صنعت سیمان، به‌عنوان یكی از مصرف كننده‌های بزرگ برق و استفاده از سطوح ولتاژ مختلف در آن، استفاده از ترانسفور ماتورها یكی از اركان اجتناب‌ناپذیر می‌باشد. در این مقاله به اختصار ترانسفورماتورها، ساختمان آنها، تعمیرات و نگهداری آنها مورد بررسی قرار گرفته است.


● ساختمان ترانسفور ماتور
ترانسفورماتورها را با توجه به كاربرد و خصوصیات آنها می‌توان به سه دسته كوچك، متوسط و بزرگ دسته‌بندی كرد. ساختمان ترانسفورماتورهای بزرگ و متوسط به‌دلیل مسائل فاظتی و عایق‌بندی و امكانات موجود، نسبت به انواع كوچك آن پیچیده‌تر است. اجزاء تشكیل دهنده یك ترانسفورماتور به شرح زیر است:
● هسته‌ ترانسفورماتور
هسته ترانسفورماتور متشكل از ورقه‌های نازكی است كه سطح آنها با توجه به قدرت ترانسفور ماتورها محاسبه می‌شود. برای كم كردن تلفات آهنی هسته‌ ترانسفور ماتور را نمی‌توان به‌طور یكپارچه ساخت. بلكه معمولاً آنها را از ورقه‌های نازك فلزی كه نسبت به یكدیگر عایق هستند، می‌سازند این ورقه‌ها از آهن بدون پسماند با آلیاژی از سیلیسیم (حداكثر ۴.۵ درصد) كه دارای قابلیت هدایت الكتریكی و قابلیت هدایت مغناطیسی زیادی است ساخته می‌شوند . زیاد بودن مقدار سیلیسیم، باعث شكننده شدن ورق‌ها می‌شود. برای عایق كردن ورق‌های ترانسفورماتور، در گذشته از یك كاغذ نازك مخصوص كه در یك سمت این ورقه چسبانده می‌شد، استفاده می‌كردند، اما امروز در هنگام ساختن و نورد این ورقه‌ەا یك لایه نازك اكسید فسفات یا سیلیكات به ضخامت ۲ تا ۲۰ میكرون به‌عنوان عایق بر روی آنها مالیده می‌شود، كه باعث پوشاندن روی ورقه‌ها می‌گردد. علاوه بر این، از لاك مخصوصی نیز برای عایق كردن یك طرف ورقه‌ها استفاده می‌شود. تمامی ورقه‌های ترانسفور ماتور دارای یك لایه عایق هستند. در هنگام محاسبه سطح مقطع هسته باید سطح آهن خالص را منظور كرد. ورقه‌های ترانسفور ماتورها را به ضخامت‌های ۰.۳۵ و ۰.۵ میلیمتر و در اندازه‌های استاندارد می‌سازند. باید دقت كرد كه سطح عایق شده‌ٔ ورقه‌های ترانسفور ماتور همگی در یك جهت باشند (مثلاً همه به طرف بالا) علاوه بر این تا حد امكان نباید در داخل قرقره فضای خالی باقی بماند. لازم به ذكر است ورقه‌ها با فشار داخل قرقره جای بگیرند تا از ارتعاش و صدا كردن آنها نیز جلوگیری شود.
● سیم پیچ‌ ترانسفور ماتور
معمولاً برای سیم‌پیچ اولیه و ثانویه ترانسفور ماتور از هادی‌های مسی با عایق (روپوش) لاكی استفاده می‌كنند، كه با سطح مقطع گرد و اندازه‌های استاندارد وجود دارند و با قطر آنها مشخص می‌شوند. در ترانسفور ماتورهای پرقدرت از هادی‌های مسی كه به‌صورت تسمه هستند استفاده می‌شوند و ابعاد این گونه هادی‌ها نیز استاندارد است.
سیم پیچی ترانسفور ماتور به این ترتیب است كه سر سیم‌پیچ‌ها را به‌وسیله روكش عایق‌ها از سوراخ‌های قرقره خارج می‌كنند، تا بدین ترتیب سیم‌ها، قطع (خصوصاً در سیم‌های نازك و لایه‌های اول) یا زخمی نشوند، علاوه بر این بهتر است رنگ روكش‌ها نیز متفاوت باشد تا در ترانسفور ماتورهای دارای چندین سیم پیچ، به‌راحت بتوان سر هم سیم‌پیچ را مشخص كرد. بعد از اتمام سیم‌پیچی یا تعمیر سیم‌پیچ‌ها ترانسفور ماتور باید آنها را با ولتاژهای نامی خودشان برای كنترل و كسب اطمینان از سالم بودن عایق بدنه و سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه آزمایش كرد.
● قرقره‌ ترانسفور ماتور
برای حفاظت و نگهداری از سیم پیچ‌های ترانسفورماتور خصوصاً در ترانسفورماتورهای كوچك باید از قرقره استفاده نمود. جنس قرقره باید از مواد عایق باشد. قرقره معمولاً از كاغذ عایق سخت، فیبرهای استخوانی یا مواد ترموپلاستیك می‌سازند. قره‌قره‌هائی كه از جنس ترموپلاستیك هستند، معمولاً یك تكه ساخته می‌شوند ولی برای ساختن قرقره‌های دیگر آنها را در چند قطعه تهیه و سپس بر روی همدیگر سوار می‌كنند. بر روی دیواره‌های قرقره باید سوراخ یا شكافی ایجاد كرد تا سر سیم‌پیچ از آنها خارج شود.
اندازه قرقره باید با اندازهٔ ورقه‌های ترانسفورماتور متناسب باشد و سیم‌پیچ نیز طوری بر روی آن پیچیده شود، كه از لبه‌های قرقره مقداری پائین‌تر قرار گیرد تا هنگام جا زدن ورقه‌های ترانسفور ماتور، لایه‌ٔ روئی سیم پیچ صدمه نبیند. اندازه قرقره‌های ترانسفور ماتورها نیز استاندارد هستند، اما در تمام موارد، با توجه به نیاز، قرقره مناسب را می‌توان طراحی كرد.
● نكات قابل توجه قبل از حمل ترانس‌های قدرت
پس از پایان مراحل ساخت و انجام موفقیت‌آمیز آزمایشات كارخانه‌ای، قبل از جابه‌جائی ترانسفورماتور، از محلی به محل دیگر و قبل از بارگیری باید اقدامات زیر به روی ترانسفور ماتور انجام گیرد، به‌منظور كاهش ابعاد و وزن ترانسفورماتور و نیز از نظر فنی و محدودیّت‌های ترافیكی، باید تجهیزات جنبی ترانسفورماتور ”كنسرواتور (منبع انبساط)، بوشینگ‌ها و...“ باز و به‌طور جداگانه بسته‌بندی و آماده حمل گردند. اما خود ترانسفورماتور به طریق زیر حمل می‌گردد.
الف ـ حمل با روغن: ترانسفورماتورهای كوچك و ترانسفورماتورهائی كه وزن و ابعاد آنها مشكلاتی را از نظر حمل ایجاد نمی‌نمایند، معمولاً با روغن حمل می‌گردند. در این حال سطح روغن باید حدوداً ۱۵ سانتیمتر پایین‌تر از درپوش اصلی (سقف) ترانسفورماتور قرار داشته باشد.
▪ توجه:
فاصله ۱۵ سانتیمتری فوق‌الذكر در مورد كلیه ترانسفورماتورها یكسان نبوده و توصیه می‌شود و به دستورالعمل كارخانه سازنده مراجعه شود.
لازم به ذكر است كه در هنگام حمل روغن، قسمت فعال (Active Part) ترانسفورماتور باید كاملاً در داخل روغن قرار گیرد.
به‌منظور جلوگیری از نفوذ رطوبت و هوا به داخل ترانسفورماتور، فضای بین روغن و سقف ترانسفورماتور را با هوای خشك و یا گاز نیتروژن با فشار حدود ۲/۰ بار در هوای ۲۰ درجه پر می‌كنند. لازم به ذكراست كه گاز نیتروژن باید كاملاً خشك باشد، در این حالت با نصب یك محفظه سیلیكاژل بسته (آب‌بندی شده) بر روی ترانسفورماتور عمل جذب رطوبت انجام می‌شود. ضمناً جهت جلوگیری از پاشیدن روغن به داخل سیلیكاژل در طول حمل از یك وسیله حفاظتی استفاده می‌شود.
حمل بدون روغن: ترانسفورماتورهای بزرگ بدون روغن حمل می‌گردند. در این موارد پس از تخلیه روغن، ترانسفورماتور را با هوای خشك (دارای رطوبت كمتر از ppmv ۲۵ و نقطه میعان كمتر از ۶۰ ـ درجه سانتیگراد) یا با نیتروژن (با درجه خلوص ۹.۹۹%) پر می‌كنند. لازم به ذكر است كه در این حالت نیز در طول حمل باید فشار هوا یا نیتروژن به‌طور مرتب كنترل گردد.
▪ نكات قابل توجه و مهم در نصب و قبل از راه‌اندازی:
۱) كنترل ضربه‌نگار
۲) كنترل فشار هوا
۳) كنترل نقطه شبنم و اكسیژن
۴) كنترل استقرار ترانسفورماتور بر روی فوندانسیون
۵) كنترل تجهیزات جنبی ترانسفورماتور شامل بوشینگ، سیستم خنك كننده، رادیاتور، فن، پمپ، كنسرواتور و ملحقات آن
۶) سیستم تنفسی
۷) شیر اطمینان
۸) ترمومترها شامل ترمومتر روغن (كالیبره كردن ترمومتر) و ترمومتر سیم پیچ
۹) تپ چنجر
۱۰) رله‌بو خهلتس
• روغن ترانسفور ماتور
روغن‌های ترانسفور ماتور عمدتاً تركیبات پیچیده‌ای از هیدروكربن‌های مشتق از نفت خام می‌باشند و به جهت دارا بودن خواص مورد نیاز، این نوع روغن‌ها جهت ترانسفورماتورها مناسب‌تر تشخیص داده شده‌اند.
خواص مورد نیاز برای روغن‌های ترانسفور ماتور به‌طور خلاصه عبارتند از:
▪ عایق كاری الكتریكی
▪ انتقال حرارت
▪ قابلیت خاموش كردن قوس‌الكتریكی
▪ پایداری شیمیائی
▪ سیل كردن ترانسفورماتور
▪ جلوگیری از خوردگی
▪ در مورد سفارش خرید روغن برای ترانسفورماتورها دو مورد مهم را مدنظر قرار می‌دهیم.
▪ انتخاب نوع روغن ترانسفورماتور
نوع روغن و كیفیت آن، براساس طراحی ترانسفورماتورها می‌باشد. به‌عنوان مثال در یكی از بررسی‌ها نوعی چسب كه در داخل ترانسفورماتور به‌كار برده شده بود توسط روغن ترانس حل گردید و باعث شد كه ذرات چسب داخل روغن پراكنده شود و منجر به كاهش دی‌الكتریك روغن گردد. مورد دیگری كه مورد آزمایش قرار گرفت، این بود كه كاتالیزور مس و آهن باعث از بین بردن روغن تشخیص داده شده است. بنابراین نوع ترانسفورماتور و مواد به كار رفته در آن درتعیین نوع و كیفیت روغن آن تأثیر زیادی دارد.
● آلودگی روغن ترانفسورماتورها:
به‌طور كلی دو نوع آلودگی اصلی در روغن ترانسفور ماتورها عبارتند از:
۱) مواد معلق در روغن
۲) آب
۳) اكسیداسیون روغن
پس از شناسائی مؤلفه‌های روغن با آزمایش‌های مختلف، تصمیم به تصفیه یت تعویض روغن اتخاذ می‌گردد.
به‌طور كلی ۳ نوع آزمایش كلی بر روی روغن ترانسفورماتور انجام می‌گیرد كه عبارتند از:
۱) آزمون‌های فیزیكی
۲) آزمون‌های شیمیائی
۳) آزمون‌های قسمت‌های الكتریكی
برخی از آزمایش‌هائی كه باید روی روغن ترانسفورماتورها، انجام گیرد در زیر آمده است.
۱) تست اسیدیته
۲) تست گازهای حل شده در روغن
۳) تست كشش سطحی
۴) تست بی‌فنیل پلی كلرید (pcb)
● تست ولتاژ شكست:
روغن ترانسفورماتورها معمولاً باید دارای ضریب شكست بیشتر از ۵۰ كیلو ولت باشند، كه با انجام آزمایش ولتاژ شكست، نسبت به اندازه‌گیری آن اقدام می‌گردد. اگر این شاخص تا حد مشخصی كمتر از ۵۰ كیلو ولت باشد می‌توان با تصفیه روغن موجود آن را اصلاح كرد، در غیر این صورت باید نسبت به تعویض روغن اقدام نمود.
● آنالیز گاز كروماتورگرافی:
با توجه به اینكه مولكول‌های روغن از تركیبات هیدروكربن ساخته شده‌اند، حرارت یا شكست الكتریكی می‌تواند باعث شكست مولكول‌های روغن و تولید گازهای قابل اشتعالی مثل متان، اتیلن، اتان و سایر گازها شود، كه در دراز مدت انفجار ترانسفورماتور را در پی خواهد داشت. تحلیل گاز كروماتوگرافی به اندازه‌گیری میزان گازهای تولید شده در روغن ترانسفورماتور و آنالیز آنها می‌پردازد.
● تكنولوژی ساخت
ساخت ترانسفورماتورهای فشار قوی فاقد روغن، در طول عمر یكصد ساله ترانسفور ماتورها، یك انقلاب محسوب می‌شود. ایده استفاده از كابل با عایق پلیمر پلی‌اتیلن، به‌جای هادی‌های مسی دارای عایق كاغذی از ذهن یك محقق سوئدی به نام پرفسور ”Mats lijon“ تراوش كرده است.
تكنولوژی استفاده از كابل به‌جای هادی‌هادی مسی دارای عایق كاغذی، نخستین بار در سال ۱۹۹۸ در یك ژنراتور فشار قوی به‌نام ”Power Former“ به‌كار گرفته شد. در این ژنراتور بر خلاف سابق كه از هادی‌های شمشی (مستطیلی) در سیم‌پیچی استاتور استفاده می‌شد، از هادی‌های گرد استفاده شده است. همان‌طور كه از معادلات ماكسول استنباط می‌شود، هادی‌های سیلندری، توزیع میدان‌الكتریكی متقارنی دارند. بر این اساس ژنراتوری می‌توان ساخت كه برق را با سطح ولتاژ شبكه تولید كند به‌طوری كه نیاز به ترانسفورماتور افزاینده نباشد. در نتیجه این كار، تلفات الكتریكی به میزان ۳۰ درصد كاهش می‌یابد.
در یك كابل پلیمری فشار قوی، میدان الكتریكی در داخل كابل باقی می‌ماند و سطح كابل دارای پتانسیل زمین می‌باشد. در عین حال میدان مغناطیسی لازم برای كار ترانسفورماتور تحت تأثیر عایق كابل قرار نمی‌گیرد. در یك ترانسفورماتور خشك، با استفاده از تكنولوژی كابل، امكانات تازه‌ای برای بهینه كردن طراحی میدان‌های الكتریكی و مغناطیسی، نیروهای مكانیكی و تنش‌های گرمائی فراهم كرده است.
در فرآیند تحقیقات و ساخت ترانسفورماتور خشك، در مرحله نخست یك ترانسفورماتور آزمایشی تك فاز با ظرفیت ۱۰ مگا ولت‌آمپر (Dry former)، طراحی، ساخته و آزمایش گردید.
”Dry former“ اكنون در سطح ولتاژهای از ۳۶ تا ۱۴۵ كیلوولت و ظرفیت تا ۱۵۰ مگاولت آمپر وجود دارد.
● ویژگی‌های ترانسفورماتورهای خشك
با پیشرفت تكنولوژی امكان ساخت ترانسفورماتورهای خشك با بازدهی بالا فراهم شده است.
ترانسفورماتور خشك دارای ویژگی‌های منحصر به فردی است از جمله:
۱) به روغن برای خنك شدن، یا به‌عنوان عایق الكتریكی نیاز ندارد. سازگاری این نوع ترانسفورماتور با طبیعت و محیط زیست یكی از مهمترین ویژگی‌های مهم آن است. به‌دلیل عدم وجود روغن، خطر آلودگی خاك و منابع آب زیرزمینی و همچنین احتراق و خطر آتش‌سوزی كم می‌شود.
با حذف روغن و كنترل میدان‌های الكتریكی كه در نتیجه آن خطر ترانسفورماتور از نظر ایمنی افراد و محیط زیست كاهش یافته است. امكانات تازه‌ای را از نظر محل نصب ترانسفورماتور فراهم كرده است. به این ترتیب امكان نصب ترانسفورماتور خشك در نقاط شهری و جاهائی كه از نظر زیست محیطی حساس هستند، وجود دارد.
۲) در ترانسفورماتور خشك به‌جای بوشینگ چینی در قسمت‌های انتهائی از عایق سیلیكن را بر (Silicon rubber) استفاده می‌شود. به این ترتیب خطر ترك خوردن چینی بوشینگ و نشت بخار روغن از بین می‌رود.
۳) كاهش مواد قابل اشتعال، نیاز به تجهیزات گسترده آتش‌نشانی را كاهش می‌دهد. بنابراین از این دستگاه‌ها در محیط‌های سرپوشیده و نواحی سرپوشیده شهری نیز می‌توان استفاده كرد.
۴) با حذف روغن در ترانسفورماتور خشك، نیاز به تانك‌های روغن، سنجه سطح روغن، آلارم گاز و ترمومتر روغن كاملاً از بین می‌رود. بنابراین كار نصب آسان‌تر شده و تنها شامل اتصال كابل‌ها و نصب تجهیزات خنك كننده خواهد بود.
۵) از دیگر ویژگی‌های ترانسفورماتور خشك، كاهش تلفات الكتریكی است. یكی از راه‌های كاهش تلفات و بهینه كردن طراحی ترانسفورماتور، نزدیك كردن ترانسفورماتور به محل مصرف انرژی تا حد ممكن است تا از مزایای انتقال نیرو به قدر كافی بهره‌برداری شود. با به‌كارگیری ترانسفورماتور خشك این امر امكان‌پذیر است.
۶) اگر در پست، مشكل برق پیش آید، خطری متوجه عایق ترانسفور ماتور نمی‌شود. زیرا منبع اصلی گرما یعنی تلفات در آن تولید نمی‌شود. به‌علاوه چون هوا واسطه خنك شدن است و هوا هم مرتب تعویض و جابه‌جا می‌شود، مشكلی از بابت خنك شدن ترانسفورماتور بروز نمی‌كند.
سیستم نمایش و مدیریت ترانسفورماتورها (TMMS)
سیستم TMMS (Transformer Monitoring Management System فارادی یك سیستم نمایش و مدیریت ترانسفورماتور است.
سیستم TMMS براساس جمع‌آوری اطلاعات بحرانی بهره‌برداری ترانسفورماتور و تجزیه و تحلیل آنها عمل می‌نماید.
سیستم TMMS با تجزیه و تحلیل اطلاعات قادر خواهد بود كه ضمن تفسیر عملكرد ترانسفورماتور عیب‌های آن را تشخیص داده و اطلاعات لازم برای تصمیم‌گیری را در اختیار بهره‌بردار قرار دهد.
اطلاعات بهره‌برداری كه برای فرآیند نمایش و مدیریت ترانسفورماتورها مورد نیاز بوده و توسط سنسورهای مخصوص جمع‌آوری می‌گردند به شرح زیر می‌باشند.
● گازهای موجود در روغن‌ ترانسفورماتورهمراه با ئیدران
▪ آب موجود در روغن ترانسفورماتور همراه با Acquaoil ۳۰۰
▪ جریان بار ترانسفورماتور
▪ دمای نقاط مختلف ترانسفورماتور
▪ وضعیت تپ جنچر ترانسفورماتور
▪ سیستم خنك كنندگی ترانسفورماتور
اطلاعات بهره‌برداری فوق جمع‌آوری شده و به‌همراه سایر اطلاعات موجود به‌طور مستمر تجزیه و تحلیل شده تا بتوانند اطلاعات زیر را درباره وضعیت بهره‌برداری ترانسفورماتور تهیه نمایند.
▪ شرایط عمومی و كلی ترانسفورماتور
▪ ظرفیت بارگیری ترانسفورماتور
▪ میل و شدت تولید گاز و جباب در داخل روغن ترانسفورماتور
▪ ملزومات نگهداری ترانسفورماتور
سیستم TMMS فارادی را می‌توان برای ترانسفورماتورهای موجود به‌كار برد و همچنین می‌توان آن را در ساختمان ترانسفورماتورهای جدید طراحی و نصب نمود.
ارتقاء سیستم TMMS فارادی با افزودن سنسورهای اضافی می‌توانید باعث ارتقاء عملكرد آن برای مواد زیر گردید.
▪ حداكثر نمودن ظرفیت بارگذاری ترانسفورماتور برای بهره‌برداری اقتصادی و بهینه
▪ تشخیص عیب و توصیه راه حل در ترانسفورماتورها
▪ مدیریت عمر ترانسفورماتور و افزایش آن
▪ تكمیل و توسعه فرایند و عملیاتی مدیریت ترانسفورماتورها با كمك اطلاعات اضافی تهیه شده در زمان حقیقی
▪ كاهش و حذف خروجی ترانسفورماتورها به‌صورت برنامه‌ریزی شده و یا ناشی از خطا
▪ آشكارسازی علائم اولیه پیدایش خطا در ترانسفورماتورها
▪ نمایش مراحل تكامل و شكل‌گیری شرایط پیدایش خطا
● ترانسفورماتورها سازگار با هارمونیك ترانسفورماتورهای عامل K
هارمونیك‌های تولید شده توسط بارهای غیر خطی می‌توانند مشكلات حرارتی و گرمائی خطرناكی را در ترانسفورماتورهای توزیع استاندارد ایجاد نمایند. حتی اگر توان بار خیلی كمتر از مقدار نامی آن باشد، هارمونیك‌ها می‌توانند باعث گرمای بیش از حد و صدمه دیدن ترانسفورماتورها شوند. جریان‌های هارمونیكی تلفات فوكو را به شدت افزایش می‌دهند. به‌همین دلیل سازنده‌ها، ترانسفورماتورهای تنومندی را ساخته‌اند تا اینكه بتوانند تلفات اضافی ناشی از هارمونیك‌ها را تحمل كنند. سازنده‌ها برای رعایت استاندارد یك روش سنجش ظرفیت، به‌نام عامل K را ابداع كرده‌اند. عامل K نشان دهنده مقدار افزایش در تلفات فوكو است. بنابراین ترانسفورماتور عامل K می‌تواند باری به اندازه ظرفیت نامی ترانسفورماتور را تغذیه نماید مشروط بر اینكه عامل K بار غیر خطی تغذیه شده برابر با عامل K ترانسفورماتور باشد. مقادیر استاندارد عامل K برابر با ۴، ۹، ۱۳، ۲۰، ۳۰، ۴۰، ۵۰ می‌باشند. این نوع ترانسفورماتورها عملاً هارمونیك را از بین نبرده تنها نسبت به آن مقاوم می‌باشند.
ترانسفورماتور (HMT (Harmonic Mitigating Transformer نوع دیگری از ترانسفورماتورهای سازگار با هارمونیك ترانسفورماتورهای HMT هستند كه از صاف شدن بالای موج ولتاژ بهواسطه بریده شدن آن جلوگیری می‌كند HMT، طوری ساخته شده است كه اعو جاج ولتاژ سیستم و اثرات حرارتی ناشی از جریان‌های هارمونیك را كاهش می‌دهد. HMT این كار از طریق حذف فلوها و جریان‌های هارمونیكی ایجاد شده توسط بار در سیم پیچی‌های ترانسفورماتور انجام می‌دهد.
چنانچه شبكه‌های توزیع نیروی برق مجهز به ترانسفورماتورهای HMT گردند می‌توانند همه نوع بارهای غیر خطی (با هر درجه از غیر خطی بودن) را بدون اینكه پیامدهای منفی داشته باشند، تغذیه نمایند. به همین دلیل در اماكنی كه بارهای غیر خطی زیاد وجود دارد از ترانسفورماتور HMT به صورت گسترده استفاده می‌شود.
● مزایای ترانسفورماتور HMT
▪ می‌توان از عبور جریان مؤلفه صفر هارمونیك‌ها (شامل هارمونیك‌های سوم، نهم و پانزدهم) در سیم پیچ‌ اولیه، از طریق حذف فلوی آنها در سیم پیچی‌های ثانویه جلوگیری كرد.
ترانسفورماتورهای HMT با یك خروجی در دو مدل با شیفت فازی متفاوت ساخته می‌شوند. وقتی كه هر دو مدل با هم به‌كار می‌روند، می‌توانند جریان‌های هارمونیك پنجم، هفتم، هفدهم و نوزدهم را در قسمت‌ جلوئی شبكه حذف كنند.
▪ ترانسفورماتورهای HMT با دو خروجی می‌توانند مؤلفه متعادل جریان‌های هارمونیك پنجم، هفتم، هفدهم و نوزدهم را در داخل سیم پیچی‌های ثانویه حذف كنند.
▪ ترانسفورماتورهای HMT با سه خروجی می‌توانند مؤلفه‌ متعادل جریان‌های هارمونیك پنجم، هفتم، یازدهم و سیزدهم را در داخل سیم پیچی ثانویه حذف كنند.
▪ كاهش جریان‌های هارمونیكی در سیم‌پیچی‌های اولیه HMT باعث كاهش افت ولتاژهای هارمونیكی و اعو جاج مربوطه می‌شود.
كاهش تلفات توان به‌علت كاهش جریان‌های هارمونیكی به‌عبارت دیگر ترانسفورماتور HMT باعث ایجاد اعو جاج ولتاژ خیلی كمتری در مقایسه با ترانسفورماتورهای معمولی یا ترانسفورماتور عامل K می‌شود.



برچسب ها : ترانسفور ماتورهای برق ,


ادامه مطلب...

روغن ترانسفورماتور

برق ,


 

روغن ترانسفورماتور بخش تصفیه شده روغن معدنی می باشد که در دمای بین 250 تا 300 درجه سانتی گراد به جوش آمده است . این روغن پس از تصفیه از لحاظ شیمیایی کاملاً خالص بوده و تنها شامل هیدرو کربنهای مایع می باشد. روغن ترانسفورماتور دو وظیفه اساسی بر عهده دارد:اول اینکه بعنوان عایق الکتریکی عمل می نماید و ثانیاً حرارت های ایجاد شده در قسمتهای برقدار ترانسفورماتور را به خارج منتقل می کند.با ولتاژ های بالایی که هم اکنون در شبکه انتقال انرژی صورت می گیرد نیاز به روغن ترانسفورماتور ها بعنوان عایق الکتریکی و وسیله خنک کننده افزایش یافته است.چنانچه روغن خالص باشد مشخصات الکتریکی آن خوب خواهد بود و نیز اگر ویسکوزیته (چسبندگی) روغن کم باشد ، خاصیت خنک کنندگی بهتری خواهد داشت و POUR POINT آن پائین خواهد بود . به هر حال ویسکوزیته روغن را نمی توان بسیار پائین انتخاب کرد زیرا در این صورت flash point روغن پائین تر خواهد آمد و از روغن با flash point پائین نبایستی استفاده کرد.پائین ترین حد flash point در اینگونه موارد 130 درجه سانتی گراد در نظر گرفته میشود.در عین حال ویسکوزیته روغن نباید به اندازه کافی پائین باشد تا p.p روغن کمتر از 40- درجه سانتی گراد باشد.( در بعضی کشورهای اروپای شمالی از روغنهایی با p.p پائیت استفاده میشود ) .




خصوصیات یک روغن ایده آل میتواند ایتمهای زیر را در بر داشته باشد :

1-استقامت الکتریکی بالایی داشته باشد.

2-انتقال حرارت را بخوبی انجام دهد .

3- جرم مخصوص پائینی داشته باشد .

در روغن هایی که جرم مخصوص پائینی دارند ، ذرات معلق براحتی و به سرعت ته نشین میگردند و این خاصیت باعث تسریع در روند هموژنیزه روغن میشود.

4-ویسکوزیته پائینی داشته باشد، روغنی که وسکوزیته پائینی دارد سیالیت آن بهتر است و بیشتر است و در نتیجه خاصیت خنک کنندگی بهتری خواهد داشت.

5- Pour point پائینی داشته باشد .روغنی که Pour point پائینی دارد در درجه حرارت های پائین حرکت خود را از دست خواهد داد.

6- Flash point بالایی داشته باشد. Flash point مشخص کننده تمایل روغن به تبخیر شدن میباشد. هر چه Flash point روغن پائین تر باشد تمایل به تبخیر شدن در روغن بیشتر است.هنگامی که روغن تبخیر میشود ، ویسکوزیته آن بالا میرود و روغن های تبخیر شده ترکیبات اتش زایی را با هوای بالای روغن ایجاد می کنند.

7- به مواد عایقی و استراکچر فلزی نمی بایستی آسیبی برساند.
8- خاصیت شیمیایی پایداری داشته باشد.این مسئله به عمر بیشتر روغن کمک خواهد کرد.
خصوصیات روغن ترانسفورماتور :

روغنی که در ترانسفورماتور بکار میرود می بایستی دو خصیصه زیر را داشته باشد :
1- روغن باید تمییز باشد .مواد جامد معلق یا ترکیبات شیمیایی زیان آور و یا آب در آن هرگز موجود نباشد.

2- روغن از لحاظ شیمیایی بایستی پایدار باشد .تغییرات روغن با توجه به گرما و اکسیژنی که با آن در تماس باشد در درجه حرارت کار نرمال ترانس میبایستی تا حد امکان کم باشد.

 

ناخالصی ها :
ناخالصی ها در اولین قدمخاصیت الکتریکی روغن را تحت تاثیر قرار می دهد. با توجه به نوع ناخالصی تاثیر پذیری روغن متفاوت خواهد بود.بطور مثال :
1- ذرات جامد با قطر بیشتر از mμ 15 و قطرات کوچک آب استقامت دی الکتریک روغن را کاهش میدهد.
2- چنانچه ذرات جامد در روغن باشد ، استقامت دی الکتریک روغن توسط آب های غیر محلول در روغن کاهش خواهد یافت.
3- ذرات جامد بسیار کوچک (mμ 15> ) برای مثال ترکیبات قطبی حل نشده در میدانهای الکتریکی بالا تلفات دی الکتریکی در روغن را بالا خواهد برد.
به هر حال هر چه میزان ناخالصی ها در روغن بیشتر باشد،تاثیر پذیری روغن بیشتر خواهد شد.بنابر این برای انواع مختلف نا خالصی ها و خصوصیات الکتریکی وابسته به روغن می بایستی محدودیت هایی در نظر گرفت. البته این حدود تابع ولتاژ وسایلی است که بدان وابسته می باشند.

حد اکثر میزان آب مجاز در روغن مطابق IEC 422 ، mg/dm3 20 برای ولتاژهای بیش از 170 کیلو ولت و mg/dm3 30 برای ولتاژ های کمتر از 170 کیلو ولت می باشد.
برای ضریب پراکندگی دی الکتریک (tg δ ) که تابع ذرات کوچک و ترکیبات قطبی حل نشده در روغن می باشد ، حدود کاملاً مشخص نمی باشد. معمولاً می توانیم حد بالای tg δ را /00 ْ400 برای درجه حرارت 90 درجه سانتی گراد را در نظر بگیریم برای برخی روغن ها به هر حال حد بالای tg δ را می توانیم تا/ 00 ْ2000 در نظر بگیریم.
زوال و اضمحلال روغن :
از آنجا که روغن یک ترکیب آلی است زوال و تاثیر ناپذیری آنرا در مقابل گرما و اکسیژن نمی توانیم کاملاً از بین ببریم. بنابراین روغن اکسیده میشود و ترکیبات اسیدی و قطبی به تبع آن بوجود می آید و کشش سطحی روغن در مقابل آب کاهش می باید.
از طرف دیگر ترکیبات اسیدی بر کاغذ و تخته های فشرده شده عایق های سیم پیچی ها تاثیر نامطلوبی خواهد گذاشت. در حقیقت سلول های عایقی هنگامی که تحت حرارت قرار می گیرند در محیط اسیدی سریعتر از محیط خنثی ترد و شکننده می شوند.
تشکیل لجن و کثافات در روغن ترانسفورماتور از پیامدهای دیگر زوال و اضمحلال روغن می باشد. پس از این مرحله تغییرات در روغن نسبتاً سریعتر صورت می گیرد . برای مثال کشش سطحی در این مرحله از مقدار اولیه خود N/M 3- 10 * 45 به مقدار N/M 3- 10 * 15 کاهش می یابد.لجن و کثافات هنگامی که در روغن ترانسفورماتور تشکیل میشوند ، بر روی سیم پیچی ها رسوب می کنند و باعث می گردند که سیم پیچی ها بطور موثر خنک نشوند.
هنگامیکه اسیدیته (Neutralization value) روغن بسیار بالا باشد و یا کثافات در روغن مشاهده شده است توصیه میشود اقدامات آمده در جدول انجام گیرد.همانگونه که خواهید دید از ته نشین شدن و رسوب هر گونه کثافات در روغن ترانس باید جلوگیری بعمل آید.
تجزیه و تحلیل گازها برای آشکار کردن نقصهای ابتدایی در ترانسفورماتور :
عایقها در یک ترانسفورماتور تنها به دلیل حرارت و تجزیه شیمیایی زائل نمی شوند، بلکه تخلیه الکتریکی نیز در این فرایند موثر می باشند. بوسیله تخلیه الکتریکی و درجه حرارت نسبتاً بالای محیط ، روغن و کاغذ به مواد گازی از قبیل هیدروژن – متان – اتیلن – استیلن – و اکسید کربن تجزیه می گردند . این پدیده در ترانسفورماتور بدین معنی است که نقصی وجود دارد . این نقص می تواند کاملاً بی ضرر باشد و نیز می تواند بسیار جدی بوده و دیر یا زود منتهی به عملکرد بد ترانسفورماتور شود.
منشاء و میزان گازهای مختلف تولید شده بستگی به نوع و جدی بودن خطا دارد. بنابراین با بررسی گازهای حل نشده در روغن ترانسفورماتور نیاز به بازدید و تعمیر ترانسفورماتور آشکار می گردد. برای مثال اضافه حرارت روغن باعث ایجاد گاز متان و اتیلن ، تخلیه الکتریکی جزئی در روغن باعث ایجاد هیدروژن و تخلیه الکتریکی شدید ، گاز استیلن در روغن ایجاد خواهد نمود.
به هر حال ، چگونگی بررسی اینگونه گاز های ایجاد شده در روغن و تجزیه و تحلیل آنها هنوز کاملاً قطعی نشده و در کشور های مختلف در این خصوص مطابق با استاندارد های IEC تحقیقات ادامه دارد.
نظارت بر روغن و رطوبت گیر :

بررسی روغن های نمونه برداری شده از ترانس که در فواصل منظمی صورت می گیرند ، نظارت خوبی بر کار ترانسفورماتور خواهد بود . با این عمل نه تنها برخی مشخصات روغن در زمانهای معینی ضبط می گردد ، بلکه همچنین میزان پیشرفت و تغییرات این مشخصه با زمان نیز آشکار خواهد شد.که این خود مبنای بهتری برای ارزیابی وضعیت روغن می باشد.چنانچه نتایج بعضی از اندازه گیریها هماهنگ با نتایج قبلی نباشد ، این بدان معنی است که در اندازه گیری ها و یا هنگام نمونه برداری خطایی وجود داشته است . روغن نمونه برداری شده براحتی بوسیله آلودگی و رطوبت شیر ها و یا بطری نمونه برداری ، آلوده می گردد و بنابراین نمونه برداری از روغن ترانسفورماتور بایستی با حد اکثر دقت صورت گیرد.
ترکیب روغن ها :
چه نوع روغنی را میتوانیم به ترانسفورماتورها اضافه نمائیم؟ در حقیقت ترکیب دو نوع روغن متفاوت می تواند نتایج غیر قابل انتظاری به همراه داشته باشد.بازدارنده اکسیداسیون دو روغن ممکن است بر یکدیگر تاثیر گذاشته و یا ترکیبات ناشی از کهولت در یک روغن می تواند رسوبات ایجاد کند در حالیکه این رسوبات توسط روغن دوم رقیق گردد. به هر حال روغن ها می توانند به دلایل مختلفی با یکدیگر نا سازگار باشند.
در موارد نامشخص، آزمایشات مربوط به ترکیبات دو نوع روغن متفاوت می تواند انجام شود . معمولاً باید اصول زیر را همواره در ترکیب دو نوع روغن متفاوت مراعات نمود.
روغن دو نوع ترانسفورماتور را در صورت داشتن شرایط زیر می توان ترکیب نمود.
1- مطابق با استاندارد واحدی باشند.
2- شامل باز دارنده اکسیداسیون یکسان و یا باز دارنده اکسیداسیون قابل مقایسه ای باشند.
3- مقدار خنثی (Neutralization value) کوچکتر از mg KOH/g 0.5 داشته باشد.
4- میزان آب در روغن ازg/g μ 20 کمتر باشد.




برچسب ها : روغن ترانسفورماتور ,


ادامه مطلب...

نحوه فیلتر کردن روغن ترانسفورماتور

برق ,


 
روغن ترانسفورماتورهای قدرت نقش بسیار مهمی در عملكرد ترانسفورماتورها دارند. نقش عایق كنندگی، خنك كنندگی و تشخیص عیب از جمله مهمترین وظایف روغن می باشند. با پیرشدن ترانسفورماتور ، روغن این دستگاه بعضی از خصوصیات شیمیایی و الكتریكی خود را از دست می دهد. از جمله مهمترین این خصوصیات می توان به خصوصیات الكتریكی كه حائز اهمیت می باشند، اشاره نمود.
دلایل اصلی كه روغن ترانسفورماتورهای قدرت را دچار مشكل می نمایند عبارتند از:
۱) افزایش ذرات معلق در روغن
۲) وجود آب به مقدار زیاد در روغن
۳) وجود آلودگی های شیمیایی مانند اسیدیته و...


مسائل فوق باعث تغییر پارامترهای متعدد می شوند. به عنوان مثال افزایش ذرات معلق و وجود آن باعث كاستن قدرت دی الكتریك روغن و افزایش اسیدیته، باعث خوردگی كاغذ و اجزای داخلی ترانسفورماتور می شود. برای بهبود روغن ترانسفورماتوری كه دچار ضعف های متعدد شده است می توان از فیلتراسیون استفاده نمود. با فیلتر نمودن روغن می توان ذرات معلق آن را جدا نمود و در نتیجه ولتاژ شكست را بالا برد. می توان با خلاء نمودن روغن ، آب را بصورت بخار از روغن جدا نمود. حذف آلودگی های شیمیایی فقط با كمك فیلترهای شیمیایی ممكن است.
از جمله مهمترین آلودگی كه روغن ترانسفورماتور را تحت تأثیر قرار می دهد وجود آب به مقدار كم در داخل روغن است. جدا نمودن آن در داخل ترانسفورماتور به راحتی امكان پذیر نمی باشد. علت این مسأله وجود مقادیر بسیار زیاد آب داخل كاغذ ترانسفورماتور می باشد كه با جدا نمودن آب روغن دوباره جایگزین آن می شود.
● روشهای فیلتر نمودن
الف) روشهای Off-line
از زمانهای دور برای بهبود کیفیت عایقی روغن ترانسفورماتورهای قدرت از روشهای فیلتراسیون هنگامی که ترانسفورماتور خاموش بوده است استفاده می کردند. در این روش هنگامی که ترانسفورماتور خاموش می باشد به مدت چند شبانه روز به صورت پیوسته روغن را داخل ترانسفورماتور چرخانده و آنرا در بیرون تحت فیلتراسیون و خلاء به منظور جدا نمودن ذرات معلق و آب محلول قرار می دادند.
این روش دارای معایب فراوانی است از جمله لزوم داغ نمودن روغن ترانسفورماتور و همچنین لزوم خاموش نمودن ترانسفورماتور را می توان نام برد.
ب) روشهای نوین – روشهای در حین کار
برای جدا نمودن آب به صورت بهینه، لازم است كه از فیلترهای در حین كار استفاده نمود. مهمترین مزایای فیلترهای (خشك كن) های در حین كار خشك نمودن بهینه ترانسفورماتور در طول زمان و همچنین عدم لزوم خاموشی ترانسفورماتور را می توان عنوان نمود. اصول عملکرد این فیلترها مانند شکل زیر است که در آن روغن از مخزن تحت فشار خارج شده و در مسیر آن یک فیلتر فیزیکی قرار می گیرد. در اینجا ذرات معلق فیلتر شده و تحت تاثیر خلاء آب محلول در آن گرفته می شود. روغن فیلتر شده به وسیله پمپ به ترانسفورماتور برگردانده می شود. این چرخه با دبی پایین در حدود ۲۵۰ لیتر در ساعت به صورت پیوسته از چند ماه تا چند سال با توجه به وضعیت ترانسفورماتور صورت می گیرد.
● مزایای خشك كردن On-Line روغن و كاغذ عایقی ترانسفورماتورهای قدرت با استفاده ازدستگاه V۳۰
▪ رطوبت زدائی از روغن ترانسفورماتور بصورت On-Line
▪ افزایش ولتاژ شکست روغن عایقی
▪ رطوبت زدائی از کاغذ عایقی ترانسفورماتور
▪ کاهش میزان ذرات معلق داخل روغن ترانس
▪ کاهش میزان ضریب تلفات عایقی روغن
▪ کاهش میزان اسیدیته روغن
▪ افزایش قابلیت بارگیری ترانسفورماتور
▪ افزایش عمر باقیمانده ترانسفورماتور
▪ عملکرد مطمئن و عدم تأثیر سو بر بهره برداری عادی از ترانسفورماتور
▪ گاززدائی از روغن ترانسفورماتور با استفاده از روش De-Gassing
▪ اعلام آلارم و خروج ترانسفورماتور از مدار در صورت تشکیل مقدار زیاد گاز



برچسب ها : نحوه فیلتر کردن روغن ترانسفورماتور ,


ادامه مطلب...

 
شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Mobile Traffic | سایت سوالات