X
تبلیغات
مهندسی برق قدرت

مهندسی برق قدرت

مقالات

تلفات انرژي

مبحث تلفات انرژي از مهمترين مقوله‌هايي است كه صنعت‌برق با آن مواجه است و توجه به كاهش آن ضرورتي اجتنا‌ب‌ناپذير است. دركشورهاي صنعتي از همان ابتداي شكل‌گيري اين صنعت يعني سال 1900 ميلادي مبحث تلفات مورد توجه قرار گرفت و تاكنون تلاشهاي زيادي در اين زمينه صورت گرفته و با ابداع روشهاي مختلف و بكارگيري آنها نتايج خوبي بدست آورده است. در كشور ما با توجه به اينكه اين صنعت هنوز در زمينه كاهش تلفات تا حد مطلوب راه طولاني را در پيش دارد ضرورت توجه به اين امر را متوجه مسوولان و محققان مي‌سازد.
با توجه به اينكه اكثر روشهاي معمول در دنيا با شرايط جغرافيايي و آب و هوايي ايران سازگار نبوده و نتايج آنها رضايتبخش نيست ضرورت تحقيق در اين مورد با استفاده از منابع و اطلاعات داخلي و شرايط طبيعي ايران دوچندان مي‌شود. در اين مجموعه سعي شده با ارايه مطالب مذكور بر ضرورت توجه هر چه بيشتر به تحقيق در اين زمينه صحه بگذاريم.
روشهاي مطالعه و بهبود تلفات را بايد به دو روش كوتاه مدت و بلند‌مدت تقسيم كرد.
در روشهاي بلند‌مدت از نظر آماري و در روشهاي كوتاه مدت بصورت فرمولي و عملي تلفات مورد بررسي قرار مي‌گيرد و نهايتاً با استفاده از تلفيق اين دو روش بهترين نتيجه حاصل مي‌شود.
كاهش تلفات انرژي الكتريكي بكلي عبارت است از افزايش ظرفيت توليد و افزايش ظرفيت شبكه انتقال توزيع بدون آنكه در امرتوليد سرمايه‌گذاري كرده باشيم. بعنوان مثال آماري را از نشريه آمارتفسيري صنعت‌برق ذكر مي‌كنيم:

بر اساس آمار اين نشريه كل تلفات در شبكه انتقال و توزيع 7601 ميليون كيلووات ساعت بيان شده است كه ميزان 9/13 درصد كل توليد را بيان مي‌كند. اگر مصارف داخلي نيروگاه را هم به آن اضافه كنيم به عدد 5/20 درصد مي‌رسيم اين اعداد مقدار متوسط است و تلفات در پيك به مقداري حدود 30 درصد هم مي‌رسد اما اگر همين 9/13 درصد را در نظر بگيريم ضرري كه از اين جانب به صنعت‌برق كشور تحميل مي‌شود بالغ بر 600 ميليارد ريال در سال است. اين امر نشان مي‌دهد كه هنوز تلفات با همه ابعادش شناخته شده نيست. بعنوان مثال تلفات چند كشور را در نظر مي‌گيريم تا فاصله ما با بقيه كشورها مشخص شود.
در سال 1360 تلفات شبكه توزيع ايران 4/15 درصد در ژاپن 8/5 درصد، كره جنوبي 7/6 درصد در فرانسه 9 درصد در هندوستان 5/20 درصد بوده است در سال 1365 اين آمار به نحو زير است:
در ايران 6/12 درصد در ژاپن 7/5 درصد در كره جنوبي 5/6 درصد در فرانسه 8 درصد در پاكستان 09/24 درصد در آلمان 4 درصد در چين 2/8 درصد و هندوستان 21 درصد بوده است بنابراين ما بايد تلاش كنيم مقدار تلفات را به مرز عملي حداقل 5 درصد برسانيم.
نكته‌اي كه بايد متذكر شويم اين است كه ازاين اعداد مقداري حدود دو سوم تلفات در شبكه توزيع است بنابراين بصورتي اجتناب‌ناپذير بايد اهم انرژي خود را صرف كاهش تلفات در شبكه توزيع كنيم و علل اساسي تلفات را ريشه‌يابي كنيم.
در عمل مدلهاي موجودي كه در دنيا ارايه شده بدليل تفاوت اقليمي و آ‌ب و هوايي كشور ما با كشورهايي كه تحقيقاتي در آنها انجام شده كاملاً با واقعيت منطبق نيست و بايد تحقيقات كاملي در اين زمينه ارايه شود. طبق گزارشي كه كميته تحقيقات وزارت نيرو ارايه كرده است نتايج Lood flow با واقعيت منطبق نيست يا در مناطقي كه كويري است عواملي است كه باعث ازدياد تلفات كرونا مي‌شود
بنابراين بايد آزمايشات انجام گرفته در ايران با شرايط حاكم مطابق باشد تا به واقعيت نزديك شويم. مساله ديگري كه مطرح است مديريت مصرف است. با مديريت صحيح مصرف مي‌توان به ميزان قابل ملاحظه‌اي تلفات را كم كرد و توان مصرفي را آزاد كرد.
بنابراين مديريت مصرف و كاهش تلفات بصورت تنگاتنگي به هم مربوط هستند متذكر شويم مقدار تلفات شبكه توزيع حدود دو سوم كل تلفات است اين مقدار چيزي حدود 10 تا 11 درصد و از لحاظ توان پيك حدود 14- 15 درصد است.
بطور كلي اين مقدار تلفات محصول علل مختلفي مي تواند باشد كه آنها را مي‌توان بطور اجمالي در غيرمهندسي بودن ارقام نجومي بالغ برچند صدهزار كيلومتري شبكه‌هاي فشار متوسط و فشار ضعيف و بار نامتناسب با شبكه يعني بطور كلي عدم توجه به استاندارد و كيفيت برق تحويلي به مشتركان كه في‌المثل بايدهمراه با افت ولتاژ مجاز و با حداقل قطع برق در مواقع بروز حادثه در شبكه توزيع نيرو باشد دانست.
در مورد علل بروز تلفات مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:
• انتخاب غيربهينه محل پستهاي 20kv كيلوولت، عدم تعادل بار فيمابين ترانسفورماتورهاي مختلف توزيع
• پايين بودن ضريب قدرت بارهاي عبوري از المانهاي شبكه
• كاربرد وسيع سيمهاي مقطع پايين بويژه در شبكه فشار ضعيف
• نداشتن طرح جامع توسعه شبكه
• عدم هماهنگي بين عرضه و تقاضا
• تسلط فرهنگ استادكاري در شبكه توزيع
• عدم اعمال جدي مديريت بار
• برق‌هاي غيرمجاز
نصب برقگيرهاي نامناسب در پست (برقگيرهاي شاخكي پس از ايجاد جرقه ديگر مسير جرقه بسته شده و باز نخواهد شد و يك مسير دائمي جريان بوجود مي‌آيد و براي قطع اين جريان حتماً‌بايد پست را بي‌برق كنيم) كه اين خود خسارتهايي را بدنبال خواهد داشت. علاوه بر شناخت و اهتمام به مسائل ذكر شده كه از علل بروز تلفات هستند بايد برنامه‌هاي كوتاه مدت و بلند‌مدتي را هم مدنظر قرار داد. از جمله اقدامات كوتاه‌مدت موارد زير است:
- ايجاد تقارن هر چه بيشتر در بار فازهاي كليد كابلها و خطوط هوايي 220 ولتي توزيع نيرو با جابجايي لازم انشعابات مشتركان از روي فازهاي پربارتر بر روي فازهاي كم بارتر.
- استفاده از ترانسفورماتورهاي با نسبت تبديل برابر و مشخصات ترانسهاي برابر
- يافتن نقاط ژرف الكتريكي و شارتل‌گذاري درآن نقاط نصب خازنهاي كوچك 5 تا 20 كيلوواري در انتهاي خطوط فشار ضعيف داراي افت ولتاژ زياد.
- روشهاي فوق احتياج به سرمايه‌گذاري كمي از نظر تجهيزات دارد و عمدتاً به نيروي انساني وابسته است با انجام كارهاي فوق حدود 2 تا 3 درصد كاهش تلفات خواهيم داشت كه از نظر توان حداقل معادل 500 مگاوات آزادسازي ظرفيت خطوط و توليد است در مرحله بعدي بايد به اقدامات بلندمدت توجه كرد كه اهم آنها به قرار زير است:
- پيش‌بيني چگالي بار
- تهيه نقشه‌هاي وضع موجود شبكه فشار متوسط و ضعيف
- برقراري روش و گردش كار منظم آمارگيري
- تهيه و تصويب فلسفه سيستم توزيع
- ارتقاء سطح علمي كادر پرسنلي توزيع نيرو
- تكميل استانداردهاي مهندسي و كاربردي شبكه‌هاي توزيع نيرو
- ارتقاء سطح ضريب قدرت مصارف خانگي و تجاري كه با توجه به بالا بودن درصد مصرف تجاري و خانگي در ايران و پايين بودن ضريب قدرت در اين نوع مصارف رقم قابل توجهي خواهد بود.
- تامين اعتبارات ارزي و ريالي به حد كفايت
- مديريت بار و مصرف
حال به يكي از انوع تلفات ناشي از كرونا مي‌پردازيم:
با بررسي‌هايي كه انجام شده است معلوم شده كه تلفات كرونا در خطوط انتقال ايران 5/17 مگاوات است كه در هواي باراني اين تلفات به مراتب افزايش مي‌يابد و ممكن است اين تلفات در سطح شبكه كشور به 300 مگاوات هم برسد البته تلفات كرونا به شرايط جوي از قبيل درجه حرارت هم وابسته است اين تلفات در خطوط توزيع هم وجود دارد كه عمدتاً خط توزيع 20 كيلوولت است. براي بررسي تلفات كرونا تاريخچه محاسبه اين نوع تلفات را متذكر مي‌شويم:
در سال 1911 پروفسور پيك از نتايج آزمايشگاهي روي خطوط تلفات كرونا را بصورت نقاط بسيار پراكنده بدست آورد به دليل پراكندگي زياد curve fitting مناسبي بدست نيامد ولي به هر حال فرمولي ارايه كردند در سال 1927 اقاي پيترسون و در سال 1980، EPRI هر كدام فرمولي ارايه كردند. در همه موارد فوق بدليل پراكندگي زياد نقاط بدست آمده امكان بدست آوردن تابعي دقيق از منحني مقدور نبود.
آنچه كه ما بايد انجام دهيم و بهترين روش براي بدست آوردن تلفات كرونا است استفاده از روش شبكه‌هاي عصبي براي تعيين اين تلفات است. چون شبكه عصبي تابع خاصي را نشان نمي‌دهد و براي ارتباط پراكنده بهم و بعبارت ديگر براي
curve fitting به ما جواب مي‌دهد. براي اين كار بايد روي دكل‌ها ايستگاه‌هاي اندازه‌گيري ايجاد كنند تا به اين ترتيب تلفات كرونا اندازه‌گيري شود تا در نهايت به جوابهاي دقيقي برسيم چرا كه استفاده از فرمولهاي معمولي به دليل پايين بودن دقت در خروجي برنامه شبكه عصبي تاثير داشته و آنرا دچار خطا مي‌كند.
(در مورد شبكه عصبي بايد بگوييم كه وقتي روي دكل‌ها از دستگاه‌هاي اندازه‌گيري استفاده كنيم در حقيقت يك شبكه كامل اندازه‌گيري يا در حقيقت شبكه‌اي از اعصاب را بوجود آورده‌ايم كه اين اعصاب حس‌كننده ميزان تلفات كرونا هستند و اطلاعات لازم را به مركز شبكه كه همان مركز تجزيه و تحليل اطلاعات است مي‌فرستند.)
نكته مهمي كه در اينجا بايد متذكر شد اين است كه هر چند تلفات كرونا در مقايسه باتلفات ژولي خيلي كم است ولي در ساعات پيك بار تاثير مهمي در سطح كاري دارد و لذا در طراحي خطوط سعي مي‌شود كه همزمان بودن پديده كرونا با بار پيك مدنظر قرار گيرد.
موارد ديگر تلفات شامل تلفات ژولي يا اهمي و تلفات در پست‌هاي تبديل و ... است ولي چون بيشترين تلفات در شبكه توزيع است اهم كوشش را روي اين مبحث متمركز مي‌كنيم:
در بررسي تلفات خطوط توزيع يك سري عوامل فني و غيرفني دخالت دارند كه علاوه بر مواردي كه در صفحه 2 به آنها پرداخته‌ شد موارد زير را نيز مي‌توان به آنها اضافه كرد:
از عوامل غيرفني مي‌توان به موارد ديگر زير اشاره كرد:
- عدم نصب كنتورهاي روشنايي معابر
- عدم كنترل و نظارت بر كنتورهاي منصوبه
- عدم نصب كنتور مصارف شركتها و منازل سازماني آنان
عوامل فني كه به آنها اشاره نشده هم به مواردزير مي‌توان اشاره كرد:
عدم استفاده از ترانسفورماتورهاي با قدرت مناسب درشبكه‌هاي توزيع با توجه به اينكه مي‌دانيم حداكثر راندمان يك ترانسفورماتور در 70 درصد بار نامي آن است و بنابراين بايد سعي كنيم هميشه مقدار بار ترانس حوالي 70 درصد بار نامي باشد و يا ميانگين بار ترانس درحدود 70 درصد با بهره‌برداري صحيح‌تر و تلفات كمتر باشد.

توزيع يكفازه فشار ضعيف در شهرها و روستاها:
عدم تعادل بار فازها در شبكه فشار ضعيف و برقدار شدن سيستم نول شبكه كه به تبع آن ضمن كاهش راندمان ترانس قسمتي از انرژي نيز توسط نول تلف مي‌شود.
فرسودگي شبكه و مواد ديگر....
بنابراين راههاي كاهش تلفات بصورت زير پيشنهاد مي‌شود:
1-  ايجاد تعادل و تعديل بار كابلها و خطوط فشار متوسط و فشار ضعيف (اعمال مديريت كنترل بار)
2-  كاهش طول كابلها و خطوط و افزايش سطح مقطع آنها (البته بايد مبحث اقتصاد مهندسي نيز در نظر گرفته شود)
3-  ايجاد شبكه‌هاي توزيع بر اساس محاسبات مهندسي
4-  دقت عمل مصالح و اصلاح تا حد استاندارد در لوازم اندازه‌گيري
5-  جمع‌آوري و جلوگيري از برق‌هاي غيرمجاز
6- تعميرات اساسي زمان‌بندي شده
7- احداث شبكه‌هاي فشار ضعيف بصورت سه‌فاز (احداث شبكه بصورت پنج سيمه ضمناً مقطع نول و فاز يكسان باشد)
8-  بالانس كردن شبكه‌ها (تعادل بار فازها(
9- استاندارد كردن كابلهاي ورودي و خروجي مطابق با ظرفيت ترانسفورماتورها و بار آنها
10- نصب ترانسفورماتور در مركز ثقل بار
11- شاخه بري درختان بمنظور جلوگيري از برخورد شاخه‌هاي درختان با شبكه‌هاي فشار متوسط و فشار ضعيف
12- كامل كردن ارت در شبكه‌ها
13- تست كردن روغن ترانسها
14- سرويس منظم و شستشوي شبكه‌هاي آلوده ورفع فرسودگي‌ها و خوردگي‌هاي شبكه
15- استفاده بهينه از ظرفيت ترانسفورماتور‌ها در حدود 17 درصد بار نامي آنها
16- بكارگيري خطوط باندل در كاهش تلفات بخصوص در مناطق گرمسير
17- رعايت اصول فني در هنگام برقراري اتصالات الكتريكي
18- سيم‌كشي داخلي به مشتركان تحت ضوابط و مطابق با استاندارد
19- نصب خازن در محلهاي مناسب
لذا چنانچه وضع بهره‌برداري از شبكه‌هاي توزيع به همين منوال ادامه يابد و به عواملي از قبيل عدم بالانس خطوط، وجود خطوط طولاني، تداخل شاخه درختان با شبكه‌هاي برق، خطاي زياد در لوازم اندازه‌گيري بعلت نامناسب بودن محل نصب آنها، عدم رسيدگي و تعمير و نگهداري به موقع از شبكه‌ها، عدم تناسب قدرت ترانسفورماتورهاي منصوبه با بار مصرفي و ... توجه نشود تلفات بخش توزيع رو به فزوني خواهد بود و طولي نخواهد كشيد كه شبكه‌هاي جديد هم مستهلك و پرهزينه خواهد شد.
لذا بايد بطور جدي و پيگير رسيدگي به شبكه‌هاي توزيع مورد توجه قرار گيرد. مناسب‌ترين روش براي جلوگيري از استهلاك شبكه‌هاي توزيع و كاهش تلفات،‌تهيه و اجراي يك برنامه منظم و مشخص بهره‌برداري و تعمير و نگهداري است.
يك قسمت از تلفات در فيدرهاي 20 كيلوولت است براي محاسبه اين تلفات مي‌توان در يك روز بخصوص تمام كنتورهاي منصوبه روي ترانسفورماتورهاي فيدر را قرائت كرد سپس در يك دوره مشخص با قطع فيدر مزبور دوباره قرائت كنتور ترانسفورماتورها و ابتداي فيدر را انجام داد براي جايي كه تعداد فيدرها زياد است مي‌توان از روش كامپيوتري استفاده كرد، به اين ترتيب كه براي هر فيدر نقاط مصرف را گره در نظر مي‌گيريم و اطلاعات از قبيل شماره‌ گره ابتدا، شماره گره انتها، فاصله دو گره متوالي، نوع و سطح مقطع سيم يا كابل بين دو گره، نوع گره (تي‌اف يا ترانس) بار ترانس، ظرفيت ترانس، ظرفيت خازن يا اتوبوستر (در صورت وجود انواع مصرف كشاورزي، عمومي، صنعتي، تجاري) و ضريب قدرت را جمع‌آوري كرد.
با مشخص كردن آمار فوق تنهابار ترانس است كه دقيقاً مشخص نبوده و همواره در حال تغيير است. براي بدست آوردن اين داده‌ها از روش اندازه‌گيري مستقيم و پيوسته و يا با توجه به بار پيك و نوع مصرف و ضريب بار مي‌توان استفاده كرد و ضريب قدرت را هم بر حسب نوع مصرف حدس زد و اطلاعات را كامل كرد. براي محاسبه تلفات در شبكه فشار ضعيف نيز لازم است هر ترانس يك فايل ايجاد كرده و مانند روش فوق را بدست آورد. با اين اقدامات مي‌توان فيدرها و پستهايي را كه داراي تلفات بالايي هستند شناسايي كرده و با نصب خازن و اصلاح شبكه تلفات را تقليل دهيم.
بنابراين اشكالاتي كه در محاسبه تلفات بوجود مي‌آمد مثل عدم قرائت همزمان كنتورها از بين مي‌رود اما در زمينه خطاي كنتورها و برنامه پخش بار كه براي اجرا نياز به داشتن مقادير همزمان MW,MVAR بار دارد، اين خطا را با استفاده از كنتورهاي با كيفيت بالا و روش‌هاي صحيح اندازه‌گيري كاهش داد همچنين آموزش صحيح و مهارت اپراتورها باعث كاهش تلفات خواهد شد. كنترل و اصلاح ولتاژ و استفاده از جبران‌كننده‌ ميزان تلفات را كاهش مي‌دهد.
نكته‌اي كه در مورد خطاي اندازه‌گيري كنتورها بايد متذكر شويم خطاي ضريب كنتور است. در تحويل كنتور به مشتركان شركت برق از كنتورهاي 15A براي تحويل اشتراك 25A استفاده مي‌كند كه با توجه به اينكه اين كنتور مثلاً براي جبران 15A طراحي شده است و با توجه به اينكه اينگونه نصب بدليل داشتن ضريب 4 كنتور مثلاً براي مصارف خانگي است باعث ايجاد خطا در اندازه‌گيري خواهد شد و اين مطلب بايد همواره مدنظر قرار گيرد. همچنين بايد خطاي وجود گردو غبار و كثيفي كنتور كه مي‌تواند خطاي مثبت يا منفي ايجاد كنند نيز مدنظر قرار گيرد.
يكي از عوامل تلفات در شبكه توزيع عدم تقارن بار است كه قبلاً به آن اشاره شده است ليكن اين مطلب از آن جهت حائز اهميت است كه بصورت‌هاي زير موجب تلفات مي‌شود:
الف- عبور جريان اضافي از سيم نول و افزايش تلفات بصورت RI2
ب- ايجاد جريانهاي صفر و منفي در شبكه
بر اثر ايجاد جريانهاي صفر و منفي تلفات در موتورها و ژنراتورها افزايش يافته و ترانسها به اشباع نزديكتر مي‌شوند. كه اين خود سبب افزايش تلفات و كاهش ظرفيت باردهي آنها مي‌شود. روش‌هايي كه مي‌توان در ضميمه كاهش تلفات ناشي از عدم تقارن بار پيشنهاد كرد عبارتند از:
الف- استفاده از سيم‌هاي با مقطع بالاتر در سيم نول در جاهايي كه عدم تقارن بار زياد و غيرقابل كنترل است.
ب- آموزش سيمبانها و كارگران شركت برق و ملزم كردن آنها به تقسيم‌بندي مناسب مشتركان روي فازهاي شبكه فشار ضعيف
ج- متعادل كردن شبكه از ديد ترانسهاي توزيع (استفاده از جبران‌كننده‌هاي سلفي و خازني و ....)از موارد ديگري كه در كاهش تلفات موثر است به تغيير استانداردهاي معماري و شهرسازي با نظارت درانشعاب تكنولوژي و غيره است. همچنين استفاده از لامپهاي كم‌مصرف باعث صرفه‌جويي زيادي در مصرف انرژي مي‌شود كه مصرف كمتر يعني بار كمتر و در نتيجه تلفات كمتري را بهمراه دارد.
از جمله عوامل تشديد تلفات علاوه بر موارد ذكر شده قبلي موارد زير نيز مطرح مي‌شود:
- بكار بردن كلمپهاي آلياژ آهن در خطوط 20 كيلوولت روستايي و تلفات بيشتر نسبت به كلمپهاي آلومينيومي بدليل ايجاد جريانهاي هيسترزيس و فوكو.
- استفاده از شبكه‌هاي شعاعي بجاي شبكه‌هاي به هم پيوسته فشار ضعيف و متوسط
- نداشتن ايمان و انگيزه كاري بعضي از كاركنان و عدم امكان نظارت و كنترل آنها

ماهنامه صنعت برق

+ نوشته شده در  88/10/09ساعت   توسط حمزه  | 

اهميت ترانسفورماتورها در صنعت برق و شبكه‌هيا صنعتي،

 

اهميت ترانسفورماتورها در صنعت برق و شبكه‌هيا صنعتي، بركسي پوشيده نيست. امروزه يكي از ملزومات اساسي در انتقال و توزيع الكتريكي در جهان ترانسفورماتورها، مي‌باشند.
ترانسفورماتورها در اندازه‌ها و توان‌هاي مختلفي جهت تغيير سطح ولتاژ الكتريكي به‌منظور كاهش تلفات ولتاژ در فرآيند انتقال و توزيع انرژي الكتريكي به‌كار مي‌روند.
در صنعت سيمان، به‌عنوان يكي از مصرف كننده‌هاي بزرگ برق و استفاده از سطوح ولتاژ مختلف در آن، استفاده از ترانسفور ماتورها يكي از اركان اجتناب‌ناپذير مي‌باشد.
در اين مقاله به اختصار ترانسفورماتورها، ساختمان آنها، تعميرات و نگهداري آنها مورد بررسي قرار گرفته است.
● ساختمان ترانسفور ماتور
ترانسفورماتورها را با توجه به كاربرد و خصوصيات آنها مي‌توان به سه دسته كوچك، متوسط و بزرگ دسته‌بندي كرد. ساختمان ترانسفورماتورهاي بزرگ و متوسط به‌دليل مسائل فاظتي و عايق‌بندي و امكانات موجود، نسبت به انواع كوچك آن پيچيده‌تر است. اجزاء تشكيل دهنده يك ترانسفورماتور به شرح زير است:
● هسته‌ ترانسفورماتور
هسته ترانسفورماتور متشكل از ورقه‌هاي نازكي است كه سطح آنها با توجه به قدرت ترانسفور ماتورها محاسبه مي‌شود. براي كم كردن تلفات آهني هسته‌ ترانسفور ماتور را نمي‌توان به‌طور يكپارچه ساخت. بلكه معمولاً آنها را از ورقه‌هاي نازك فلزي كه نسبت به يكديگر عايق هستند، مي‌سازند اين ورقه‌ها از آهن بدون پسماند با آلياژي از سيليسيم (حداكثر ۴.۵ درصد) كه داراي قابليت هدايت الكتريكي و قابليت هدايت مغناطيسي زيادي است ساخته مي‌شوند . زياد بودن مقدار سيليسيم، باعث شكننده شدن ورق‌ها مي‌شود. براي عايق كردن ورق‌هاي ترانسفورماتور، در گذشته از يك كاغذ نازك مخصوص كه در يك سمت اين ورقه چسبانده مي‌شد، استفاده مي‌كردند، اما امروز در هنگام ساختن و نورد اين ورقه‌ەا يك لايه نازك اكسيد فسفات يا سيليكات به ضخامت ۲ تا ۲۰ ميكرون به‌عنوان عايق بر روي آنها ماليده مي‌شود، كه باعث پوشاندن روي ورقه‌ها مي‌گردد. علاوه بر اين، از لاك مخصوصي نيز براي عايق كردن يك طرف ورقه‌ها استفاده مي‌شود. تمامي ورقه‌هاي ترانسفور ماتور داراي يك لايه عايق هستند. در هنگام محاسبه سطح مقطع هسته بايد سطح آهن خالص را منظور كرد. ورقه‌هاي ترانسفور ماتورها را به ضخامت‌هاي ۰.۳۵ و ۰.۵ ميليمتر و در اندازه‌هاي استاندارد مي‌سازند. بايد دقت كرد كه سطح عايق شده‌ٔ ورقه‌هاي ترانسفور ماتور همگي در يك جهت باشند (مثلاً همه به طرف بالا) علاوه بر اين تا حد امكان نبايد در داخل قرقره فضاي خالي باقي بماند. لازم به ذكر است ورقه‌ها با فشار داخل قرقره جاي بگيرند تا از ارتعاش و صدا كردن آنها نيز جلوگيري شود.
● سيم پيچ‌ ترانسفور ماتور
معمولاً براي سيم‌پيچ اوليه و ثانويه ترانسفور ماتور از هادي‌هاي مسي با عايق (روپوش) لاكي استفاده مي‌كنند، كه با سطح مقطع گرد و اندازه‌هاي استاندارد وجود دارند و با قطر آنها مشخص مي‌شوند. در ترانسفور ماتورهاي پرقدرت از هادي‌هاي مسي كه به‌صورت تسمه هستند استفاده مي‌شوند و ابعاد اين گونه هادي‌ها نيز استاندارد است.
سيم پيچي ترانسفور ماتور به اين ترتيب است كه سر سيم‌پيچ‌ها را به‌وسيله روكش عايق‌ها از سوراخ‌هاي قرقره خارج مي‌كنند، تا بدين ترتيب سيم‌ها، قطع (خصوصاً در سيم‌هاي نازك و لايه‌هاي اول) يا زخمي نشوند، علاوه بر اين بهتر است رنگ روكش‌ها نيز متفاوت باشد تا در ترانسفور ماتورهاي داراي چندين سيم پيچ، به‌راحت بتوان سر هم سيم‌پيچ را مشخص كرد. بعد از اتمام سيم‌پيچي يا تعمير سيم‌پيچ‌ها ترانسفور ماتور بايد آنها را با ولتاژهاي نامي خودشان براي كنترل و كسب اطمينان از سالم بودن عايق بدنه و سيم‌پيچ‌هاي اوليه و ثانويه آزمايش كرد.
● قرقره‌ ترانسفور ماتور
براي حفاظت و نگهداري از سيم پيچ‌هاي ترانسفورماتور خصوصاً در ترانسفورماتورهاي كوچك بايد از قرقره استفاده نمود. جنس قرقره بايد از مواد عايق باشد. قرقره معمولاً از كاغذ عايق سخت، فيبرهاي استخواني يا مواد ترموپلاستيك مي‌سازند. قره‌قره‌هائي كه از جنس ترموپلاستيك هستند، معمولاً يك تكه ساخته مي‌شوند ولي براي ساختن قرقره‌هاي ديگر آنها را در چند قطعه تهيه و سپس بر روي همديگر سوار مي‌كنند. بر روي ديواره‌هاي قرقره بايد سوراخ يا شكافي ايجاد كرد تا سر سيم‌پيچ از آنها خارج شود.
اندازه قرقره بايد با اندازهٔ ورقه‌هاي ترانسفورماتور متناسب باشد و سيم‌پيچ نيز طوري بر روي آن پيچيده شود، كه از لبه‌هاي قرقره مقداري پائين‌تر قرار گيرد تا هنگام جا زدن ورقه‌هاي ترانسفور ماتور، لايه‌ٔ روئي سيم پيچ صدمه نبيند. اندازه قرقره‌هاي ترانسفور ماتورها نيز استاندارد هستند، اما در تمام موارد، با توجه به نياز، قرقره مناسب را مي‌توان طراحي كرد.
● نكات قابل توجه قبل از حمل ترانس‌هاي قدرت
پس از پايان مراحل ساخت و انجام موفقيت‌آميز آزمايشات كارخانه‌اي، قبل از جابه‌جائي ترانسفورماتور، از محلي به محل ديگر و قبل از بارگيري بايد اقدامات زير به روي ترانسفور ماتور انجام گيرد، به‌منظور كاهش ابعاد و وزن ترانسفورماتور و نيز از نظر فني و محدوديّت‌هاي ترافيكي، بايد تجهيزات جنبي ترانسفورماتور ”كنسرواتور (منبع انبساط)، بوشينگ‌ها و...“ باز و به‌طور جداگانه بسته‌بندي و آماده حمل گردند. اما خود ترانسفورماتور به طريق زير حمل مي‌گردد.
الف ـ حمل با روغن: ترانسفورماتورهاي كوچك و ترانسفورماتورهائي كه وزن و ابعاد آنها مشكلاتي را از نظر حمل ايجاد نمي‌نمايند، معمولاً با روغن حمل مي‌گردند. در اين حال سطح روغن بايد حدوداً ۱۵ سانتيمتر پايين‌تر از درپوش اصلي (سقف) ترانسفورماتور قرار داشته باشد.
▪ توجه:
فاصله ۱۵ سانتيمتري فوق‌الذكر در مورد كليه ترانسفورماتورها يكسان نبوده و توصيه مي‌شود و به دستورالعمل كارخانه سازنده مراجعه شود.
لازم به ذكر است كه در هنگام حمل روغن، قسمت فعال (Active Part) ترانسفورماتور بايد كاملاً در داخل روغن قرار گيرد.
به‌منظور جلوگيري از نفوذ رطوبت و هوا به داخل ترانسفورماتور، فضاي بين روغن و سقف ترانسفورماتور را با هواي خشك و يا گاز نيتروژن با فشار حدود ۲/۰ بار در هواي ۲۰ درجه پر مي‌كنند. لازم به ذكراست كه گاز نيتروژن بايد كاملاً خشك باشد، در اين حالت با نصب يك محفظه سيليكاژل بسته (آب‌بندي شده) بر روي ترانسفورماتور عمل جذب رطوبت انجام مي‌شود. ضمناً جهت جلوگيري از پاشيدن روغن به داخل سيليكاژل در طول حمل از يك وسيله حفاظتي استفاده مي‌شود.
حمل بدون روغن: ترانسفورماتورهاي بزرگ بدون روغن حمل مي‌گردند. در اين موارد پس از تخليه روغن، ترانسفورماتور را با هواي خشك (داراي رطوبت كمتر از ppmv ۲۵ و نقطه ميعان كمتر از ۶۰ ـ درجه سانتيگراد) يا با نيتروژن (با درجه خلوص ۹.۹۹%) پر مي‌كنند. لازم به ذكر است كه در اين حالت نيز در طول حمل بايد فشار هوا يا نيتروژن به‌طور مرتب كنترل گردد.
▪ نكات قابل توجه و مهم در نصب و قبل از راه‌اندازي:
۱) كنترل ضربه‌نگار
۲) كنترل فشار هوا
۳) كنترل نقطه شبنم و اكسيژن
۴) كنترل استقرار ترانسفورماتور بر روي فوندانسيون
۵) كنترل تجهيزات جنبي ترانسفورماتور شامل بوشينگ، سيستم خنك كننده، رادياتور، فن، پمپ، كنسرواتور و ملحقات آن
۶) سيستم تنفسي
۷) شير اطمينان
۸) ترمومترها شامل ترمومتر روغن (كاليبره كردن ترمومتر) و ترمومتر سيم پيچ
۹) تپ چنجر
۱۰) رله‌بو خهلتس
• روغن ترانسفور ماتور
روغن‌هاي ترانسفور ماتور عمدتاً تركيبات پيچيده‌اي از هيدروكربن‌هاي مشتق از نفت خام مي‌باشند و به جهت دارا بودن خواص مورد نياز، اين نوع روغن‌ها جهت ترانسفورماتورها مناسب‌تر تشخيص داده شده‌اند.
خواص مورد نياز براي روغن‌هاي ترانسفور ماتور به‌طور خلاصه عبارتند از:
▪ عايق كاري الكتريكي
▪ انتقال حرارت
▪ قابليت خاموش كردن قوس‌الكتريكي
▪ پايداري شيميائي
▪ سيل كردن ترانسفورماتور
▪ جلوگيري از خوردگي
▪ در مورد سفارش خريد روغن براي ترانسفورماتورها دو مورد مهم را مدنظر قرار مي‌دهيم.
▪ انتخاب نوع روغن ترانسفورماتور
نوع روغن و كيفيت آن، براساس طراحي ترانسفورماتورها مي‌باشد. به‌عنوان مثال در يكي از بررسي‌ها نوعي چسب كه در داخل ترانسفورماتور به‌كار برده شده بود توسط روغن ترانس حل گرديد و باعث شد كه ذرات چسب داخل روغن پراكنده شود و منجر به كاهش دي‌الكتريك روغن گردد. مورد ديگري كه مورد آزمايش قرار گرفت، اين بود كه كاتاليزور مس و آهن باعث از بين بردن روغن تشخيص داده شده است. بنابراين نوع ترانسفورماتور و مواد به كار رفته در آن درتعيين نوع و كيفيت روغن آن تأثير زيادي دارد.
● آلودگي روغن ترانفسورماتورها:
به‌طور كلي دو نوع آلودگي اصلي در روغن ترانسفور ماتورها عبارتند از:
۱) مواد معلق در روغن
۲) آب
۳) اكسيداسيون روغن
پس از شناسائي مؤلفه‌هاي روغن با آزمايش‌هاي مختلف، تصميم به تصفيه يت تعويض روغن اتخاذ مي‌گردد.
به‌طور كلي ۳ نوع آزمايش كلي بر روي روغن ترانسفورماتور انجام مي‌گيرد كه عبارتند از:
۱) آزمون‌هاي فيزيكي
۲) آزمون‌هاي شيميائي
۳) آزمون‌هاي قسمت‌هاي الكتريكي
برخي از آزمايش‌هائي كه بايد روي روغن ترانسفورماتورها، انجام گيرد در زير آمده است.
۱) تست اسيديته
۲) تست گازهاي حل شده در روغن
۳) تست كشش سطحي
۴) تست بي‌فنيل پلي كلريد (pcb)
● تست ولتاژ شكست:
روغن ترانسفورماتورها معمولاً بايد داراي ضريب شكست بيشتر از ۵۰ كيلو ولت باشند، كه با انجام آزمايش ولتاژ شكست، نسبت به اندازه‌گيري آن اقدام مي‌گردد. اگر اين شاخص تا حد مشخصي كمتر از ۵۰ كيلو ولت باشد مي‌توان با تصفيه روغن موجود آن را اصلاح كرد، در غير اين صورت بايد نسبت به تعويض روغن اقدام نمود.
● آناليز گاز كروماتورگرافي:
با توجه به اينكه مولكول‌هاي روغن از تركيبات هيدروكربن ساخته شده‌اند، حرارت يا شكست الكتريكي مي‌تواند باعث شكست مولكول‌هاي روغن و توليد گازهاي قابل اشتعالي مثل متان، اتيلن، اتان و ساير گازها شود، كه در دراز مدت انفجار ترانسفورماتور را در پي خواهد داشت. تحليل گاز كروماتوگرافي به اندازه‌گيري ميزان گازهاي توليد شده در روغن ترانسفورماتور و آناليز آنها مي‌پردازد.
● تكنولوژي ساخت
ساخت ترانسفورماتورهاي فشار قوي فاقد روغن، در طول عمر يكصد ساله ترانسفور ماتورها، يك انقلاب محسوب مي‌شود. ايده استفاده از كابل با عايق پليمر پلي‌اتيلن، به‌جاي هادي‌هاي مسي داراي عايق كاغذي از ذهن يك محقق سوئدي به نام پرفسور ”Mats lijon“ تراوش كرده است.
تكنولوژي استفاده از كابل به‌جاي هادي‌هادي مسي داراي عايق كاغذي، نخستين بار در سال ۱۹۹۸ در يك ژنراتور فشار قوي به‌نام ”Power Former“ به‌كار گرفته شد. در اين ژنراتور بر خلاف سابق كه از هادي‌هاي شمشي (مستطيلي) در سيم‌پيچي استاتور استفاده مي‌شد، از هادي‌هاي گرد استفاده شده است. همان‌طور كه از معادلات ماكسول استنباط مي‌شود، هادي‌هاي سيلندري، توزيع ميدان‌الكتريكي متقارني دارند. بر اين اساس ژنراتوري مي‌توان ساخت كه برق را با سطح ولتاژ شبكه توليد كند به‌طوري كه نياز به ترانسفورماتور افزاينده نباشد. در نتيجه اين كار، تلفات الكتريكي به ميزان ۳۰ درصد كاهش مي‌يابد.
در يك كابل پليمري فشار قوي، ميدان الكتريكي در داخل كابل باقي مي‌ماند و سطح كابل داراي پتانسيل زمين مي‌باشد. در عين حال ميدان مغناطيسي لازم براي كار ترانسفورماتور تحت تأثير عايق كابل قرار نمي‌گيرد. در يك ترانسفورماتور خشك، با استفاده از تكنولوژي كابل، امكانات تازه‌اي براي بهينه كردن طراحي ميدان‌هاي الكتريكي و مغناطيسي، نيروهاي مكانيكي و تنش‌هاي گرمائي فراهم كرده است.
در فرآيند تحقيقات و ساخت ترانسفورماتور خشك، در مرحله نخست يك ترانسفورماتور آزمايشي تك فاز با ظرفيت ۱۰ مگا ولت‌آمپر (Dry former)، طراحي، ساخته و آزمايش گرديد.
”Dry former“ اكنون در سطح ولتاژهاي از ۳۶ تا ۱۴۵ كيلوولت و ظرفيت تا ۱۵۰ مگاولت آمپر وجود دارد.
● ويژگي‌هاي ترانسفورماتورهاي خشك
با پيشرفت تكنولوژي امكان ساخت ترانسفورماتورهاي خشك با بازدهي بالا فراهم شده است.
ترانسفورماتور خشك داراي ويژگي‌هاي منحصر به فردي است از جمله:
۱) به روغن براي خنك شدن، يا به‌عنوان عايق الكتريكي نياز ندارد. سازگاري اين نوع ترانسفورماتور با طبيعت و محيط زيست يكي از مهمترين ويژگي‌هاي مهم آن است. به‌دليل عدم وجود روغن، خطر آلودگي خاك و منابع آب زيرزميني و همچنين احتراق و خطر آتش‌سوزي كم مي‌شود.
با حذف روغن و كنترل ميدان‌هاي الكتريكي كه در نتيجه آن خطر ترانسفورماتور از نظر ايمني افراد و محيط زيست كاهش يافته است. امكانات تازه‌اي را از نظر محل نصب ترانسفورماتور فراهم كرده است. به اين ترتيب امكان نصب ترانسفورماتور خشك در نقاط شهري و جاهائي كه از نظر زيست محيطي حساس هستند، وجود دارد.
۲) در ترانسفورماتور خشك به‌جاي بوشينگ چيني در قسمت‌هاي انتهائي از عايق سيليكن را بر (Silicon rubber) استفاده مي‌شود. به اين ترتيب خطر ترك خوردن چيني بوشينگ و نشت بخار روغن از بين مي‌رود.
۳) كاهش مواد قابل اشتعال، نياز به تجهيزات گسترده آتش‌نشاني را كاهش مي‌دهد. بنابراين از اين دستگاه‌ها در محيط‌هاي سرپوشيده و نواحي سرپوشيده شهري نيز مي‌توان استفاده كرد.
۴) با حذف روغن در ترانسفورماتور خشك، نياز به تانك‌هاي روغن، سنجه سطح روغن، آلارم گاز و ترمومتر روغن كاملاً از بين مي‌رود. بنابراين كار نصب آسان‌تر شده و تنها شامل اتصال كابل‌ها و نصب تجهيزات خنك كننده خواهد بود.
۵) از ديگر ويژگي‌هاي ترانسفورماتور خشك، كاهش تلفات الكتريكي است. يكي از راه‌هاي كاهش تلفات و بهينه كردن طراحي ترانسفورماتور، نزديك كردن ترانسفورماتور به محل مصرف انرژي تا حد ممكن است تا از مزاياي انتقال نيرو به قدر كافي بهره‌برداري شود. با به‌كارگيري ترانسفورماتور خشك اين امر امكان‌پذير است.
۶) اگر در پست، مشكل برق پيش آيد، خطري متوجه عايق ترانسفور ماتور نمي‌شود. زيرا منبع اصلي گرما يعني تلفات در آن توليد نمي‌شود. به‌علاوه چون هوا واسطه خنك شدن است و هوا هم مرتب تعويض و جابه‌جا مي‌شود، مشكلي از بابت خنك شدن ترانسفورماتور بروز نمي‌كند.
سيستم نمايش و مديريت ترانسفورماتورها (TMMS)
سيستم TMMS (Transformer Monitoring Management System فارادي يك سيستم نمايش و مديريت ترانسفورماتور است.
سيستم TMMS براساس جمع‌آوري اطلاعات بحراني بهره‌برداري ترانسفورماتور و تجزيه و تحليل آنها عمل مي‌نمايد.
سيستم TMMS با تجزيه و تحليل اطلاعات قادر خواهد بود كه ضمن تفسير عملكرد ترانسفورماتور عيب‌هاي آن را تشخيص داده و اطلاعات لازم براي تصميم‌گيري را در اختيار بهره‌بردار قرار دهد.
اطلاعات بهره‌برداري كه براي فرآيند نمايش و مديريت ترانسفورماتورها مورد نياز بوده و توسط سنسورهاي مخصوص جمع‌آوري مي‌گردند به شرح زير مي‌باشند.
● گازهاي موجود در روغن‌ ترانسفورماتورهمراه با ئيدران
▪ آب موجود در روغن ترانسفورماتور همراه با Acquaoil ۳۰۰
▪ جريان بار ترانسفورماتور
▪ دماي نقاط مختلف ترانسفورماتور
▪ وضعيت تپ جنچر ترانسفورماتور
▪ سيستم خنك كنندگي ترانسفورماتور
اطلاعات بهره‌برداري فوق جمع‌آوري شده و به‌همراه ساير اطلاعات موجود به‌طور مستمر تجزيه و تحليل شده تا بتوانند اطلاعات زير را درباره وضعيت بهره‌برداري ترانسفورماتور تهيه نمايند.
▪ شرايط عمومي و كلي ترانسفورماتور
▪ ظرفيت بارگيري ترانسفورماتور
▪ ميل و شدت توليد گاز و جباب در داخل روغن ترانسفورماتور
▪ ملزومات نگهداري ترانسفورماتور
سيستم TMMS فارادي را مي‌توان براي ترانسفورماتورهاي موجود به‌كار برد و همچنين مي‌توان آن را در ساختمان ترانسفورماتورهاي جديد طراحي و نصب نمود.
ارتقاء سيستم TMMS فارادي با افزودن سنسورهاي اضافي مي‌توانيد باعث ارتقاء عملكرد آن براي مواد زير گرديد.
▪ حداكثر نمودن ظرفيت بارگذاري ترانسفورماتور براي بهره‌برداري اقتصادي و بهينه
▪ تشخيص عيب و توصيه راه حل در ترانسفورماتورها
▪ مديريت عمر ترانسفورماتور و افزايش آن
▪ تكميل و توسعه فرايند و عملياتي مديريت ترانسفورماتورها با كمك اطلاعات اضافي تهيه شده در زمان حقيقي
▪ كاهش و حذف خروجي ترانسفورماتورها به‌صورت برنامه‌ريزي شده و يا ناشي از خطا
▪ آشكارسازي علائم اوليه پيدايش خطا در ترانسفورماتورها
▪ نمايش مراحل تكامل و شكل‌گيري شرايط پيدايش خطا
● ترانسفورماتورها سازگار با هارمونيك ترانسفورماتورهاي عامل K
هارمونيك‌هاي توليد شده توسط بارهاي غير خطي مي‌توانند مشكلات حرارتي و گرمائي خطرناكي را در ترانسفورماتورهاي توزيع استاندارد ايجاد نمايند. حتي اگر توان بار خيلي كمتر از مقدار نامي آن باشد، هارمونيك‌ها مي‌توانند باعث گرماي بيش از حد و صدمه ديدن ترانسفورماتورها شوند. جريان‌هاي هارمونيكي تلفات فوكو را به شدت افزايش مي‌دهند. به‌همين دليل سازنده‌ها، ترانسفورماتورهاي تنومندي را ساخته‌اند تا اينكه بتوانند تلفات اضافي ناشي از هارمونيك‌ها را تحمل كنند. سازنده‌ها براي رعايت استاندارد يك روش سنجش ظرفيت، به‌نام عامل K را ابداع كرده‌اند. عامل K نشان دهنده مقدار افزايش در تلفات فوكو است. بنابراين ترانسفورماتور عامل K مي‌تواند باري به اندازه ظرفيت نامي ترانسفورماتور را تغذيه نمايد مشروط بر اينكه عامل K بار غير خطي تغذيه شده برابر با عامل K ترانسفورماتور باشد. مقادير استاندارد عامل K برابر با ۴، ۹، ۱۳، ۲۰، ۳۰، ۴۰، ۵۰ مي‌باشند. اين نوع ترانسفورماتورها عملاً هارمونيك را از بين نبرده تنها نسبت به آن مقاوم مي‌باشند.
ترانسفورماتور (HMT (Harmonic Mitigating Transformer نوع ديگري از ترانسفورماتورهاي سازگار با هارمونيك ترانسفورماتورهاي HMT هستند كه از صاف شدن بالاي موج ولتاژ بهواسطه بريده شدن آن جلوگيري مي‌كند HMT، طوري ساخته شده است كه اعو جاج ولتاژ سيستم و اثرات حرارتي ناشي از جريان‌هاي هارمونيك را كاهش مي‌دهد. HMT اين كار از طريق حذف فلوها و جريان‌هاي هارمونيكي ايجاد شده توسط بار در سيم پيچي‌هاي ترانسفورماتور انجام مي‌دهد.
چنانچه شبكه‌هاي توزيع نيروي برق مجهز به ترانسفورماتورهاي HMT گردند مي‌توانند همه نوع بارهاي غير خطي (با هر درجه از غير خطي بودن) را بدون اينكه پيامدهاي منفي داشته باشند، تغذيه نمايند. به همين دليل در اماكني كه بارهاي غير خطي زياد وجود دارد از ترانسفورماتور HMT به صورت گسترده استفاده مي‌شود.
● مزاياي ترانسفورماتور HMT
▪ مي‌توان از عبور جريان مؤلفه صفر هارمونيك‌ها (شامل هارمونيك‌هاي سوم، نهم و پانزدهم) در سيم پيچ‌ اوليه، از طريق حذف فلوي آنها در سيم پيچي‌هاي ثانويه جلوگيري كرد.
ترانسفورماتورهاي HMT با يك خروجي در دو مدل با شيفت فازي متفاوت ساخته مي‌شوند. وقتي كه هر دو مدل با هم به‌كار مي‌روند، مي‌توانند جريان‌هاي هارمونيك پنجم، هفتم، هفدهم و نوزدهم را در قسمت‌ جلوئي شبكه حذف كنند.
▪ ترانسفورماتورهاي HMT با دو خروجي مي‌توانند مؤلفه متعادل جريان‌هاي هارمونيك پنجم، هفتم، هفدهم و نوزدهم را در داخل سيم پيچي‌هاي ثانويه حذف كنند.
▪ ترانسفورماتورهاي HMT با سه خروجي مي‌توانند مؤلفه‌ متعادل جريان‌هاي هارمونيك پنجم، هفتم، يازدهم و سيزدهم را در داخل سيم پيچي ثانويه حذف كنند.
▪ كاهش جريان‌هاي هارمونيكي در سيم‌پيچي‌هاي اوليه HMT باعث كاهش افت ولتاژهاي هارمونيكي و اعو جاج مربوطه مي‌شود.
كاهش تلفات توان به‌علت كاهش جريان‌هاي هارمونيكي به‌عبارت ديگر ترانسفورماتور HMT باعث ايجاد اعو جاج ولتاژ خيلي كمتري در مقايسه با ترانسفورماتورهاي معمولي يا ترانسفورماتور عامل K مي‌شود.

منبع: مركز تحقيقات و فناوري اتوماسيون

+ نوشته شده در  88/10/09ساعت   توسط حمزه  | 

ترانسفورماتور قدرت

ترانسفورماتور قدرت
ترانسفورماتور وسيله اي است كه انرژي الكتريكي را در يك سيستم جريان متناوب از يك مدار به مدار ديگر انتقال مي دهد و مي تواند ولتاژ كم را به ولتاژ زياد وبالعكس تبديل نمايد .
برخلاف ماشينهاي الكتريكي كه انرژي الكتريكي و مكانيكي را به يكديگر تبديل مي كنند ، در ترانسفور ماتور انرژي به همان شكل الكتريكي باقيمانده و فركانس آن نيز تغيير نميكند و فقط مقادير ولتاژ و جريان در اوليه و ثانويه متفاوت خواهد بود . ترانسفورماتورها نه تنها به عنوان اجزاء اصلي سيستم هاي انتقال و پخش انرژي مطرح هستند بلكه در تغذيه مدارهاي الكترونيك و كنترل ، يكسوسازي ، اندازه گيري و كوره هاي الكتريكي نيز نقش مهمي بر عهده دارند .
انواع ترانسفورماتورها را ميتوان برحسب وظايف آنها بصورت ذيل بسته بندي كرد :
1- ترانسفورماتورهاي قدرت در نيروگاهها و پستهاي فشار قوي
2- ترانسهاي توزيع در پستهاي توزيع زميني و هوايي ، براي پخش انرژي در سطح شهرها و كارخانه ها
3- ترانسهاي قدرت براي مقاصد خاص مانند كوره هاي ذوب آلومينيم ، يكسوسازها و واحدهاي جوشكاري
4- اتوترانسها جهت تبديل ولتاژ با نسبت كم و راه اندازي موتورهاي القايي
5- ترانسهاي الترونيك
6- ترانسهاي ولتاژ و جريان جهت مقاصد اندازه گيري و حفاظت
7- ترانسهاي زمين براي ايجاد نقطه صفر و زمين كردن نقطه صفر
8- ترانسهاي آزمايشگاه فشار قوي و ...
و از نظر ماده عايقي و ماده خنك كننده نيز ترانسفورماترها را مي توان بصورت ذيل بسته بندي كرد :
1- ترانسفورماتورهاي روغني Oil immersed power Transformer
2- ترانسفورماتورهاي خشك Dry type transformer 3-ترانسفورماتورهاي با عايق گازي (sf6) Gas insulated transformer
ساير ترانسفورماتورها مانند ترانسفورماتورهاي كوره ، ترانسفورماتورهاي تغيير دهنده فاز و..
بعنوان ترانسفورماتورهاي خاص قلمداد مي گردند . 

ساختمان ترانسهاي قدرت روغني
قسمتهاي اصلي در ساختمان ترانسفورماتورهاي قدرت روغني عبارتند از:
1- هسته يك مدار مغناطيسي
2- سيم پيچ هاي اوليه و ثانويه
3- تانك اصلي روغن
به جز موارد فوق اجزا ديگري نيز به منظور اندازه گيري وحفاظت به شرح زير وجوددارند :
1- كنسرواتوريا منبع انبساط روغن
2- تب چنجر
3- ترمومترها
4- نشان دهنده هاي سطح روغن
5- رله بوخ هلتز
6- سوپاپ اطمينان يا لوله انفجاري / شير فشار شكن )
7- رادياتور يا مبدلهاي حرارتي
8- پمپ و فن ها
10 – شيرهاي نمونه برداري از روغن پايين و بالاي تانك
11- شيرهاي مربوط به پركردن و تخليه روغن ترانس
12- مجراي تنفسي و سيليكاژل مربوط به تانك اصلي و تب چنجر
13- تابلوي كنترل
14- تابلوي مكانيزم تب چنجر
15- چرخ ها
16- پلاك مشخصات نامي

1- هسته :
هسته ترانس يك مدار مغناطيسي خوب با حداقل فاصله هوايي و حداقل مقاومت مغناطيسي است تا فورانهاي مغناطيسي براحتي از آن عبور كنند . هسته بصورت ورقه ورقه ساخته شده و ضخامت ورقه ها حدود0.3 ميليمتر و حتي كمتر است . براي كاهش تلفات فوكو ورقه ها تا حد امكان نازك ساخته مي شوند و لي ضخامت آنها نبايد بحدي برسد كه از نظر مكانيكي ضعيف شده و تاب بردارد .
در ترانسهاي قدرت ضخامت ورقه ها معمولاً 0.3 يا 0.33 ميليمترانتخاب مي شود كه اين ورقه ها توسط لايه نازكي از وارنيش عايقي با يك سيم نازك عايقي ، نسبت به هم عايق مي شوند .
2- سيم پيچي هاي ترانس
در ساختمان سيم پيچ هاي ترانس بايد موارد متعددي در نظر گرفته شوند كه در ذيل به مهمترين آنها اشاره مي نمائيم :
1- در سيم پيچ هابايد جنبه هاي اقتصادي كه همان مصرف مقدار مس و راندمان ترانس مي باشد ، مراعات شود .
2- ساختمان سيم پيچ ها براي رژيم حرارتي كه بايد در آن كار كند محاسبه شود ، زيرا در غير اين صورت عمر ترانس كاسته خواهد شد .
3- سيم پيچ ها در مقابل تنش ها و كشش هاي حاصل از اتصال كوتاه هاي ناگهاني مقاوم شوند .
4- سيم پيچ ها بايد در مقابل اضافه ولتاژهاي ناگهاني از نقطه نظر عايقي ، مقاومت لازم را داشته باشند .
سيم پيچ ترانس ها نسبت به هم در نوع سيم پيچ ، تعداد حلقه ها درجه و اندازه سيمها و ضخامت عايق بين حلقه ها متفوت خواهند بود . هر چه ولتاژ ترانس بالا برود ، تعداد حلقه هاي سيم پيچ بيشتر مي شود و هر چه ظرفيت ترانس بيشتر شود ، اندازه سيم ها بزرگتر مي گردد .
در ترانس با هسته ستوني ، سيم پيچها اعم از فشار قوي ، متوسط و فشار ضعيف و سيم پيچ تنظيم – بصورت استوانه متحدالمركز روي ستونهاي هسته قرار مي گيرند . معمولاً سيم پيچ فشار ضعيف در داخل و فشار قوي در خارج واقع مي شوند و ترتيب فوق به اين دليل رعايت مي شود كه عايق كاري فشار ضعيف نسبت به هسته راحت تر است .
3- تانك اصلي روغن
تانك ترانس يك ظرف مكعب يا بيضوي شكل است كه هسته و سيم پيچ هاي ترانس در آن قرار مي گيرند و نقش يك پوشش حفاظتي را براي آنها ايفا مي كند داخل اين ظرف از روغن پر مي شود بطوريكه هسته و سيم پيچ كاملاً در روغن فرو مي روند . سطح خارجي تانك تلفات گرمايي داخل ترانس را به بيرون منتقل مي كند از هر مترمربع سطح تانك حدوداً 400 الي 450 وات توان گرمايي به خارج منتقل مي شود ، بطوريكه در ترانسهاي كوچك ، همين سطح براي خنك كاري كافي است و به تمهيدات ديگري نظير رادياتور وفن نياز نمي باشد . در ترانسهاي تا KVA 50 بدنه تانك از ورق ساده فولادي به ضخامت حدوداً MM3 ميليمتر ساخته مي شود ، سطح آن صاف بوده و نيازي به ميله هاي تقويتي يا لوله هاي خنك كن ندارد . هر 4 وجه ترانس از يك ورق يك پارچه درست مي شود و فقط در يك گوشه جوشكاري مي گردد .
تانك ترانس بايستي موجب شود كه موارد مشروحه ذيل تأمين گردند :
- حفاظتي براي هسته ، سيم پيچ ، روغن و ساير متعلقات داخلي باشد .
- داراي استقامت كافي باشد كه در حين حمل و نقل و نيز در زمان اتصال كوتاه داخلي بتواند تنش هاي مكانيكي ايجاد شده را تحمل نمايد .
- ارتعاشات و صدا در آن به حداقل برسد .
- ساختمان آن در برابر نشت روغن و يا نفوذ هوا كاملاً آب بندي باشد .
- سطوح كافي براي دفع گرماي ناشي از تلفات ترانس را تأمين كند .
- محلي براي نصب بوشينگها ، تب چنجر ، مخزن ذخيره روغن و ساير متعلقات باشد.
- از نظر ابعاد در حدي باشد كه براحتي قابل تحمل و حمل و نقل از طريق جاده يا راه آهن باشد .
- حداقل تلفات فوكو در آن ايجاد شود .
- حداقل ميدان مغناطيسي در خارج از آن وجود داشته باشد .
به اين ترتيب طراحي تانك ترانس به روش پيش بيني شده براي حمل و نفل آن نيز بستگي دارد .
4- مقره ها ( بوشينگ ها )
سرهاي خروجي سيم پيچ هاي فشار قوي و فشار ضعيف بايد نسبت به بدنه فلزي تانك ، عايقكاري شوند . براي اين منظور از مقره ها استفاده مي شود . مقره يا بوشينگ تشكيل شده است از يك هادي مركزي كه توسط عايق هاي مناسبي در ميان گرفته شده است .
بوشينگها روي در پوش فوقاني ترانس نصب مي شوند و در موارد نادري بوشينگها را روي ديوارة جانبي تانك هم نصب مي كنند . انتهاي پاييني مقره در داخل تانك جاي مي گيرد ، در حاليكه سر ديگر آن در بالاي درپوش و در هواي خارج واقع مي شود .
ترمينالهاي هر دو سر داراي بستهاي مناسبي براي اتصال به سر هادي هاي داخل ترانس و نيز هادي هاي شبكه مي باشند . شكل و اندازه بوشينگها به كلاس ولتاژ ، نوع محل ( داخل ساختمان يا در هواي آزاد ) و جريان نامي آن بستگي دارد . بوشينگهاي داخل ساختماني نسبتاً كوچك بوده و سطح آن صاف است ، اما بوشينگهاي هواي آزاد كاملاً در معرض شرايط مختلف جوي نظير برف و باران و آلودگي و ... قرار مي گيرند ، بنابراين از نظر شكل كاملاً متفاوتند و از سپرهايي به شكل چتر تشكيل مي شوند ، تا سطح زيرين آنها در مقابل باران خشك نگه داشته شوند . دراين صورت سطح خارجي آنها زياد شده و فاصله خزش جرقه روي سطح چيني عايق زيادتر مي گردد و در نتيجه استقامت الكتريكي بوشينگ افزايش مي يابد .
در حال حاضر تمام ترانسهاي با قدرت زياد ، براي كار در هواي آزاد ساخته مي شوند و مقره هاي عايقي ، براي ولتاژهاي مختلف زير موجود مي باشند :
0.5و1و3 و6 تا 10 و20 و 35 و110 و220 و320 و500 و750 كيلووات
در ترانسهاي قدرت از 3 تا 10 كيلووالت ، همان بوشينگ kv10 بكار مي رود . براي ترانسهاي kv 1 و كمتر از مقره چيني ساده يا مقره اپوكسي زرين ساخته مي شود .
سيستم هاي اندازه گيري و حفاظت ترانس


1- كنسر واتور يا منبع انبساط روغن
منبع ذخيره روغن كه به اسامي منبع انبساط و كنسرواتور نيز ناميده مي شود ، تانكي است كه در بالاترين قسمت ترانس نصب مي شود در حين تغييرات بار روزانه ، روغن ترانس انبساط وانقباض مي يابد و در حين انبساط وارد منبع ذخيره مي شود . اندازه و حجم منبع ذخيره به اندازه ترانس و تغييرات دمايي آن در هنگام بهره برداري بستگي دارد . در ترانسهايي كه داراي تب چنجر قابل قطع زير بار هستند ، منبع انبساط به دو بخش تقسيم مي گردد كه قسمت كوچكتر براي تب چنجر و قسمت بزرگتر براي تانك اصلي در نظر گرفته مي شود . از بالاي هر قسمت منبع ذخيره ، لوله اي به فضاي آزاد آورده مي شود ، كه به آن مجراي تنفسي مي گويند (Breather) در ورودي اين مجرا ظرف شيشه اي قرار دارد ، كه داخل آن از ماده اي رطوبت گير به نام سيليكاژل پر مي شود . به اين ترتيب هواي ورودي به ترانس رطوبت خود را از دست داده و كاملاً خشك خواهد بود .
در هر قسمت منبع ذخيره ، يك نشان دهندة سطح روغن نصب مي شود تا سطح روغن را در حين كار ترانس بتوان نظارت كرد و همچنين دو سطح منبع ديگر كه مجهز به كنتاكت آلارم مي باشند نيز بر روي آنها نصب مي گردند سطح خارجي منبع ذخيره نيز با رنگ مناسب پوشيده مي شود تا از خوردگي و زنگ زدن محافظت گردد .
2- تپ چنجر
در بارهاي مختلف افت ولتاژ در ترانسفورماتورها و خطوط نيز تغيير مي كند و سبب تغيير ولتاژ شبكه مي شود . كنترل ولتاژ شبكه هاي توزيع و انتقال عمدتاً توسط تب چنجر ايجاد مي شود . اساس كار تب چنجر بر تغيير نسبت تبديل ترانس استوار است . بدين ترتيب كه با انشعاباتي كه در سيم پيچ فشار قوي تعبيه مي گردد تعداد دور سيم پيچ را تغيير داده و سبب تغيير ولتاژ خروجي ترانس مي گردد

تپ چنجرها بطور گسترده اي براي كنترل ولتاژ شبكه در سطوح مختلف ولتاژي بكار گرفته مي شوند . معمولاً كنترل ولتاژ در محدودة %15 +_ مقدور است . ولتاژ هر پله تب چنجر عموماً بين 1 تا 5/2 درصد تغيير مي كند انتخاب مقدار كم براي پله ها سبب افزايش تعداد تپ ها مي گردد و انتخاب مقدار بالا براي هر پله باعث عدم امكان تنظيم دقيق ولتاژ مورد نظر مي گردد .
محل تپ چنجر : (( تپ چنجر )) 

در داخل تانك اصلي ، قسمتي را براي بخش اصلي تب چنجر ( دايورترسوئيچ ) در نظر گرفته اند اين قسمت كاملاً آب بندي شده است داخل آن نيز با روغن ترانس پر شده است . اين روغن كاملاً از روغن تانك اصلي جداست و باهم مخلوط نمي شود . تپ چنجر را در سمت فشار قوي نصب كرده اند كه داراي مزيت هاي زيرمي باشند :
الف) در طرف فشار قوي جريان كمتر است لذا براي تپ چنجرهايي كه زير بار عمل مي كنند حذف جرقه ساده تر است .
ب) چون تعداد دور سيم پيچها ي فشار قوي بيشتر است ، لذا امكان تغييرات يكنواخت تروپه هاي كوچكتر به راحتي ميسر است . در اتصال ستاره انشعابات تب چنجر را در سمت نقطه صفر قرار مي دهند تا عايق كاري آن نسبت به زمين ساده تر باشد .
بهره برداري از ترانسفورماتورهاي با تنظيم كننده ولتاژ زير بار :
اكثر ترانسفورماتورها داراي دستگاهي بنام تب چنجر بوده كه كار آنها عملاً در مدار گذاشتن و خارج كردن تعدادي از حلقه هاي سيم پيچي ترانسفورماتور به منظور تغيير دادن در نسبت تبديل ترانس مي باشد . عموماً اين دستگاه در قسمت فشار قوي قرار مي گيرد .
تب چنجر ترانسفورماتورها عموماً بر 2 نوع مي باشند :
1- On load tap changer : ترانسفورماتورهايي كه تب آنها زماني كه تپ ترانسفورماتور زيربار است ، قابل تغيير مي باشد .
2- Off load tap changer : ترانسفورماتورهايي كه تب آنها فقط زماني كه در مدار نباشند ، قابل تغيير مي باشند .
اين تغيير تپ در محل روي بدنة ترانس صورت مي گيرد . به اين ترتيب با توجه به تعداد تپ و اينكه هر تپ چه مقدار تغيير ولتاژ بوجود مي آورد و نياز به چه مقدار تغيير در ولتاژ مي باشد ، تب آنها را بر حسب نياز سيستم تغيير مي دهيم . مكانيزم عمل تپ به طور كلي به اين صورت است كه اهرمي قادر است در جهت گردش عقربه هاي ساعت تعداد حلقه هاي سيم پيچ را كم و در خلاف آن زياد نمايد .
ترانسفورماتورهايي كه مجهز به سيستم اتوماتيك ولتاژ
( Avr = Automatic voltage regulation)
مي باشند به طريق زير تغيير تب صورت مي گيرد :
الف) اتوماتيك ب) دستي و الكتريكي از اطاق فرمان
ج) دستي الكتريكي از محل د) دستي مكانيكي توسط اهرم مخصوص
هر تغيير Tab در اوليه ترانس قدرت به اندازه kv5 در ولتاژ ورودي ترانس تغيير ايجاد مي كند . 

3- ترمومترها :ا

اين نشان دهنده ها ، از نوع عقربه اي بوده و براي تشخيص درجه حرارت گرمترين نقطه سيم پيچي ترانس بكار ميرود . معمولاً به ازاء هر گروه سيم يك نشان دهنده بكار گرفته شده كه روي يك از فازها نصب مي شود . اين روش اندازه گيري بصورت غيرمستقيم است به اين معني كه غلاف ترمومتر داخل روغن بوده و دماي روغن را حس مي كند، سپس توسط يك زف جرياني متناوب با جريان عبوري از سيم پيچ از كويل حرارتي عبور ميكند
، لذا گرمايي متناسب با سيم پيچ ها در ترمومتر ايجاد مي شود .
نشان دهنده حرارت ورغن :
اين نشان دهنده نيز از نوع عقربه اي بوده و عنصر حساس آن در بالاي ترانس و در حول و حوش گرمترين محل روغن نصب مي شود و خود آن روي بدنه ترانس و در مجاورت ترمومترهاي سيم پيچ ها نصب مي گردد . نوع عنصر حساس ، اغلب مقاومت حساس به دما است .
4- نشان دهندة سطح روغن :
اگر چه رله بوخهولتز مي تواند كاهش سطح روغن را نشان دهد ولي ، براي داشتن ضريب اطمينان بالاتر ، نشان دهندة سطح روغن نيز بروي منبع ذخيره ( كنسرواتور) پيش بيني مي شود . ممكن است نشان دهنده بصورت دريچه شيشه اي براي ديدن سطح روغن باشد . علاوه برآن ، نشان دهنده نوع عقربه اي كه از طريق مغناطيس ، با شناور داخل منبع كنسرواتور در ارتباط است . نيز تعبيه مي گردد و بايد طوري نصب شود كه از سطح زمين قابل رؤيت باشد . عقربه نشان دهنده بايد نمايانگر سطوح حداكثر ، حداقل و نرمال بوده و كنتاكتهايي براي آلارم نيز بايد پيش بيني شده باشد
5- رله بوخهولتز :

تجهيزات الكتريكي كه داخل آنها پر از روغن است نظير ترانسفورماتورها ، بوشينگهاي آنها و ترمينال باكس مربوط به كابلها را مي توان جهت محافظت از عيوب داخلي و از دست رفتن روغن آنها ، با رله بوخهولتز حفاظت كرد .
اين رله كه در لوله رابط بين تانك ومنبع ذخيره نصب مي شود از دو گوي شناور كه در داخل محفظه رله نصب شده اند و مي توانند همراه با سطح روغن جابجا شوند ، تشكيل شده است . دو عدد كليد جيوه اي نيز با شناور همراه هستند و مي توانند كنتاكتهايي را قطع يا وصل كنند رله بوخهلتز بسيار دقيق است و از آنجا كه در مراحل اوليه آغاز شدن بسياري از مشكلات ، آلارم مي دهد . اين شانس را به پرسنل بهره برداري مي دهد كه شرايط خطرناك را خيلي زود شناسايي كنند . و از آسيب هاي جدي به تجهيزات جلوگيري نمايند .
تنظيم درجه حساسيت رله بوخهولتز كاملاً تجربي است و بستگي به ترانس و رله دارد . در هر حال بايد دقت داشت كه رله خيلي حساس نباشد ، زيرا اضافه بار كم و جريانهاي اتصال كوتاه شديد خارجي و حتي تغييرات درجه حرارت موسمي ، سبب جريان پيدا كردن روغن مي شود كه نبايد رله بوخهولتز را بكار اندازد . پس از هر تريپ ترانس ، در اثر رله بوخهولتز بايد گازهايي كه در محفظه رله جمع شده است را خارج نمود تا شناور آن به حالت اوليه خود بازگردد.
در ضمن بايد گازهايي را كه به محفظه گاز رله خارج مي كنيم ، از نظر قابليت اشتعال مورد آزمايش قرار دهيم ، زيرا در صورتيكه ترانسفورماتور خوب تحت خلاء قرار نگرفته باشد ، هواي موجود در داخل روغن ، كم كم خارج شده و در رله جمع مي گردد و مي تواند سبب ظاهر شدن آلارم گردد .
همچنين ممكن است به طريقي هوا به داخل ترانسفورماتور نفوذ كرده باشد . اين عمل در ترانسهايي كه روغن آنرا جديداً عوض كرده اند بيشتر پيش مي آيد . با وجود اينكه رله بوخهولتز يك رله بسيار خوبي است و مي تواند از آغاز پيدايش نقص آن را تشخيص دهد ، و ليكن داراي محدويت هايي نيز هست كه در ادامه ذكر مي گردد .
محدوديت هاي رله بوخهولتز :


۱-فقط خطاهايي را تشخيص مي دهد كه در سطح روغن پايين تر از رله اتفاق افتاده باشد .
2- تنظيم كليد جيوه اي را نمي توان زياد حساس گرفت ، زيرا در اين صورت لرزشهاي ناشي از بهره برداري ، زلزله ، شوكهاي مكانيكي در خط و حتي نشستن پرنده ها ، ممكن است اشتباهاً آنرا به كار اندازند .
3- مي نيمم زمان عمل كردن آن 0.1 ثانيه است و متوسط آن 0.2 ثانيه . چنين رله اي خيلي كند به حساب مي آيد ، و ليكن با وجود آن ارزش اين رله بسيار بالاست .
4- از نظر اقتصادي رله بوخهولتز براي ترانسهاي كمتر از kva 500 بكار برده نمي شود .

6- سوپاپ اطمينان يا لوله انفجاري ( شير فشار شكن )


در اثر اتصال كوتاه ناگهاني و يا هر حادثة ديگر در هسته و سيم پيچها كه منجر به ايجاد گاز شديد شود ، فشار داخل تانك مي تواند به ميزان خطرناكي افزايش يابد . براي جلوگيري از خطر انفجار تانك ، در بالاي درپوش آن شير فشار شكن نصب مي گردد .
اين شيزر در عرض چند ميلي ثانيه عمل خواهد كرد و سبب تخليه فشار خواهد شد . در همين موقع ، ميكرو سويچي كه همراه آن است ، سبب بسته شدن مدار تريپ مي گردد . پس از كاهش فشار در اثر نيروي فنر ، شير خود به خود بسته خواهد شد .
7- رادياتور يا مبدل حرارتي

نظر به اينكه روغن داراي خاصيت عايقي خوب و همچنين تبادل حرارتي زياد مي باشد . در ترانسفورماتورها بعنوان خنك كننده مورد استفاده قرار مي گيرد . جهت تبادل حرارتي بهتر با محيط اطراف ، اصولاً روغن از طريق رادياتور و پمپ هاي روغن يك سيكل بسته را طي مي نمايد و حين عبور از رادياتورها توسط فن ها با محيط اطراف تبادل حرارتي انجام مي دهد . لازم به توضيح است در بعضي از ترانسفورماتورهاي واحدهاي آبي روغن توسط كولرهاي آبي ( Heat exchanger ) خنك مي شود .
8- پمپ و فن ها

جهت تبادل حرارتي بهتر با محيط اطراف ، اصولاً روغن از طريق رادياتور و پمپ هاي روغن يك سيكل بسته را طي مي نمايد و حين عبور از رادياتورها توسط فن ها با محيط اطراف تبادل حرارتي انجام مي دهد .

معمولاً در ترانس هاي قدرت كه مجهز به پمپ روغن مي باشند ، يك نشان دهندة فولي روغن در مسير باي پاس و به موازات مسير پمپ هاي روغن نصب مي شود كه در شرايط روشن بودن پمپ ها و جاري بودن روغن ، صفحه معلق آن به صورت مايل قرار مي گيرد . اما به خاموش شدن پمپ و يا قطع جريان روغن – به هر دليل ديگر – صفحه بر اثر نيروي وزن پايين آمده و بصورت قائم واقع مي شود . در اين حالت ، اغلب سبب بسته شدن كنتاكتي خواهد شد كه موقعيت اين صفحه را در اتاق فرمان گزارش مي نمايد . همچنين از طريق دريچه شيشه اي ، موقعيت آن قابل رؤيت است .
10 – شيرهاي نمونه برداري از روغن پايين و بالاي تانك
11- شيرهاي مربوط به پركردن و تخليه روغن ترانس
12- مجراي تنفسي و سيليكاژل مربوط به تانك اصلي و تب چنجر
منبع ذخيره روغن توسط يك يا دو مجراي تنفسي به هواي آزاد مربوط مي گردد و در ورودي آن يك ظرف شيشه اي كار گذاشته مي شود كه بسته به بزرگي منبع مي تواند از يك يا چند قسمت تشكيل شده باشد . درون اين ظرفها را با سيليكاژل پر مي كنند .
هنگاميكه بار ترانس زياد باشد و روغن گرم شود بر اثر انبساط روغن مقداري از هواي داخل منبع ذخيره از طريق مجراي تنفسي خارج مي شود . در انتهاي ظرف سيليكاژل يك مجرا وجود دارد كه در بالاي آن يك پياله زنگي شكل بصورت معكوس قرار دارد و در ته ظرف مقداري روغن ترانس ريخته مي شود . به اين مجموعه تله هوا (air trap) ميگويند .
هوا براي خارج شدن ا زمنبع ذخيره بايد از اين تله بگذرد هنگاميكه روغن منقبض مي شود فشار داخل منبع ذخيره كاهش مي يابد . و فشار هواي بيرون بر سطح روغن داخل تله ، سبب مي گردد كه سطح روغن داخل زنگ تا آنجا پائين بيايد كه هوا بتواند از آن عبور كند و پس از گذشتن از سيليكاژل به منبع ذخيره برسد . به اين ترتيب روغن، ذرات معلق در هوا را مي گيرد و سيليكاژل كه يك ماده رطوبت گير است باعث جذب رطوبت هوا خواهد شد .
سيليكاژل به صورت دانه هاي گرد كوچكي است كه در شرايط خشك ، رنگ آن آبي است و با جذب رطوبت به رنگ صورتي در خواهدآمد . وقتي حدود 75% درصد از سيليكاژل داخل ظرف تغيير رنگ داد بايد آن را تعويض نمود . سيليكاژل صورتي شده را براي بازيافت به آزمايشگاه مي فرستند سليكاژل از پايين ظرف شروع به تغيير رنگ مي كند . اگر در مواردي مشاهده شود اين تغيير رنگ از بالاي ظرف شروع شده است به اين معني است كه نشتي هوا وجود دارد و بايد آن را برطرف نمود .
13- تابلوي كنترل
14- تابلوي مكانيزم تب چنجر
15- چرخ ها
16- پلاك مشخصات نامي 

ترانسهاي قدرت T1 ,T2 (400/33KV) پست اتصالشان بصورت ستاره مثلث مي باشد اين بدان علت است كه اتصال شماره – مثلث در پست هاي فرعي و در پايان خط انتقال بكار مي رود و توسط آن ولتاژ فشار قوي به متوسط يا فشار ضعيف تبديل مي شود تا به ترانس توزيع متصل گردد .
از زيان ديگر اين روش اين است كه چون هارموني سوم جريان در مثلث بسته مي تواند جريان يابد ، لذا جريان آن سينوسي بوده و در نتيجه ولتاژهاي ثانويه سينوسي مي باشند ( يعني داراي هارموني سوم ولتاژ نمي باشند ) .
كاربرد اين اتصال :
1- پست هاي فرعي انتهاي خط انتقال انرژي
2- تبديل فشار قوي به فشار ضعيف
3- در مواردي كه همه مصرف كننده ها سه فاز داشته باشند .
اتصال زيگزاگ :
همانگونه كه از اسمش پيداست اين اتصال در ترانس زيگزاگ استفاده شده است :
مزاياي اين اتصال : 1- از ثانويه ترانس قدرت در مقابل اتصال زمين حفاظت مي كند .
2- نامتعادلي بار را شديداً كاهش مي دهد .
3- مانند اتصال مثلث هارموني سوم ولتاژ را حذف مي كند .
اتصال ترانس مصرف داخلي پست بصورت مثلث – ستاره مي باشد : 33KV/380Vاين اتصال در سيستمهاي توزيعي ( چهار سمبه ) بكار مي رود كه همزمان مي تواند هم مصرف كننده هاي سه فاز را تغذيه نمايد و هم بصورت تكفاز در مصارف خانگي و روشنايي استفاده شود .

قطع و وصل ترانسفورماتورهاي قدرت :
جهت قطع ترانسفورماتور بايستي ابتدا بار ترانسفورماتوري كه قرار است از مدار خارج گروه محاسبه شود . اگر امكان مانور دادن بار بر روي ترانسفورماتورهاي پرالل وجود داشته باشد ، مي توان پس از انجام مانور اقدام به قطع دژنكتور طرف ثانويه ترانسفورماتور نمود . بعد از آن پك ترانسفورماتور را در صورتيكه از نوع O.L.T.C باشد ، روي حالت زمان گذاشته و سپس دژكتور طرف اوليه قطع گردد .
در صورتيكه امكان مانور بار وجود نداشته باشد و يا خروج ترانسفورماتور اضطراري نباشد ، خاموشي به يكي از روزهاي تعطيل يا در ساعاتي از شبانه روز كه بار خروجي حداقل داشته باشد ، موكول مي گردد . عمل وصل ترانسفورماتورها عيناً عكس عملياتي است كه در حالت قطع صورت مي گيرد .

تجهيزات اندازه گيري و حفاظت ترانسفور ماتور 165MVA يا 62.5MVA پست 400KV

1- ترانسفورماتورهاي جريان
2- نشان دهنده درجه حرارت سيم پيچ
3- نشان دهنده درجه حرارت روغن
4- Pressure relief valve
5- سيليكاژل Dehy drating breather ( محفظه سيليكاژل )
6- رله بوخهولتز Buchholz relay
7- Gas collector
8- كيج مغناطيسي سطح روغن

+ نوشته شده در  88/10/09ساعت   توسط حمزه  | 

لامپ بخار فلز یا متال هلاید

لامپ بخار فلز یا متال هلاید چیست؟

نوعی لامپ جیوه ای که داخل آن فلزاتی نظیر تالیم- ایندیم و سدیم اضافه کردند مقدار بهره ی این نور بیشتر و عمرش کمتر از لامپ جیوه ای است.  لامپهاي متال هلايدشبيه لامپهاي جيوه اي بوده و فرق  مهم آنها اين است كه در اين لامپ ها علاوه بر جيوه تركيب جيوه و هالو‍ژن وجود دارد وقتي كه لامپ روشن شده و به درجه حرارت كار خود رسيد متال هايد موجود در حباب تخليه  به صورت بخار در آمده و وقتي اين بخار به قسمت مركزي لوله تخليه كه داراي  درجه حرارت زيادي حدودc 6000 ميباشد نزديك ميشود هالوژن و فلز ازيكديگر  جداشده ودر اين موقع فلز تشعشعات مغناطيسي با طيف معين ايجاد مي نمايد .

فلز و هالو ژن در اثر  جابه جايي به قسمت سرد لوله نزديك شده دو مرتبه با هم تركيب مي شوند و اين سيكل همچنان تكرار مي گردد و دو خاصيت اصلي دارد .

1ـ بعضي از فلزات كه به صورت فلز تنها نمي توانند در آن درجه حرارت به بخار تبديل شوند با جدا شدن از هالوژن در درجه حرارت لامپ تخليه به صورت بخار در آمده ، تحريك شده و نور توليد مي كند اين فلزات شامل تاليوم THALLIUM  انيديوم INDIUM اسكانديو SCANDIUM ديسيروسيوم DYSPRISUM  وكاليوم GALIIUM  مي باشد .

2ـ فلزاتي كه ازنظر شيميايي تحت تأثير قوس الكتريكي قرار گرفته و بر روي سيليس اثر ميگذارد چنان چه به صورت تركيب فلز و هالوژن در آيد ديگر اين اثر را نخواهند داشت .  به اين ترتيب در لامپهاي متال هلايد در قسمت قوس الكتريكي وسط لوله ( هالوژن + فلز ) وجود دارد . در صورتي كه در كناره هاي لامپ كه سرد تر است تركيب فلز وهالوژن مي باشد تركيبات فلز با هالوژن كه معمولا در لامپهاي متال هلايد به كار برده مي شوند عبارتند از :

1ـ يدورهاي سديم ، تاليوم ، انيديوم .

2 ـ يدورهاي سديوم و اسكانديوم .

3ـ يدور هاي ديسروسيوم و تاليوم .

الكترودهاي لامپهاي متال هلايد از تنگستن خالص بدون اكسيد فلزات درست شده و گاز كمكي اين لامپها آرگون مي باشد ضريب بهره نوري لامپ هاي متال هلايد 5/1 تا 2 برابر از لامپهاي جيوه اي مي باشد ولي عمر آنها كمتر از لامپهاي جيوه اي ميباشد .

لامپ های متال هلاید از نظر ساختمان مانند لامپ های جیوه پرفشار هستند.

تفاوت اصلی آنها با لامپ های جیوه پرفشار در این است که در حباب داخلی آنها علاوه جيوه مقدار کمی از نمک های هالوژنی وارد می کنند.نمکهای معمول
یدورسدیم،یدورایندیوم ویدورتالیوم است.وقتی لامپ در ظرف 5تا 7 دقیقه به درجه حرارت کار خود می رسد،یدورها تبخیر می شوند وبه فلز مربوط وید تجزیه می شوند ودر نتیجه در طول موج مخصوص خود تشعشع می کنند.به این ترتیب طیف لامپ بهتر می شود وبهره این لامپ ها در توان های مختلفی از تولید می شوند.

-طیف رنگی این لامپ ها

 نور ساطع شده از این لامپ ها در توان های مذکور، دمای حرارتی معادل 4000 تا 4500 درجه کلوین را پوشش می دهد.

دمای حرارتی معادل طیف رنگی این لامپها

 نور ساطع شده از این لامپها در توانهای مذکور، دمای حرارتی معادل 4000 تا 4500 درجه کلوین را پوشش میدهد.

-راندمان نوری

 این لامپ ها بسته به شرکت های سازنده مختلف دارای راندمان ر نوبین 80 تا 90 لومن بر وات می باشند

-طول موج نور

 بیشترین شدت نسبی نور ساطع شده از این لامپ ها در طیف نورهای با طول موج 400 تا 700 نانومتر ظاهر می شود. این لامپ ها امروزه در اندازه های 250 تا 2000 وات ساخته می شوند.
-طول عمر

طول عمر این لامپ ها حداکثر تا 15000 ساعت گارانتی می شود.

- کاربرد

بیشترین کاربرد این لامپها در روشنایی سالن های ورزشی ، استادیوم ها ، مراکز خرید، پالایشگاه ها می باشد. در سالهای اخیر این لامپها برای روشنایی داخلی هم مورد استفاده قرار گرفته اند.
پر کاربردترین توانهای این لامپها عبار تند از: 250 و 400 وات

     soltan

 

+ نوشته شده در  88/10/09ساعت   توسط حمزه  | 

رله

هدف اصلي توزيع انرژي الكتريكي تحويل برق به مصرف كننده منطقي و تامين خدمات با كيفيتي بالا براق مشتركين است به ويژه توزيع كننده بايد تا حد امكان از بروز خطاها جلوگيري نموده، تعداد آنها را كاهش داده و با محدود كردن عوارض خطا، ميزان زمان قطع را به حداقل برساند. براي پاسخگويي به اين نيازهاي روزافزون است كه از حدود سي سال گذشته استفاده از رله هاي الكترواستاتيك معمول شده، اين رله ها بدلايل زير نسبت به رله هاي الكترومكانيكي سنتي برتري دارند:-مصرف بسيار كم قدرت در مدارهاي اندازه گيري- آستانه برگشت DROP OUT به حالت عادي بسيار بالا- آستانه عملكرد پايدار و تنظيمات زماني ثابت- امكان فيلتر نمودن- قابليت اطمينان مناسب- حجم كوچك- عملكرد مطمئن تر با وجود اشباع در ترانسفورماتور جريان-امكان ساخت رله براي شرايط جوي نامناسب. با وجود مزاياي بالا، اين رله ها كلا وابسته به منابع تغذيه كمكي مي باشند. قطع منابع تغذيه وسايل حفاظتي را كاملا از كار انداخته و مي تواند منجر به عوارض جدي براي تجهيزات و قطع تحويل انرژي گردد. اين مشكل به خصوص در مورد مراكزي كه بنحو روز افزوني بطور خودكار بدون اپراتور عمل مي كنند. مشهود است. براي رفع اين مشكلات   سازندگان مختلف در پي تكامل و ساخت نسل جديتي از رله هاي الكترواستاتيكي كه بي نياز از منبع تغذيه كمكي باشد برآمده اند. يكي از اين سازندگان كارخانه DMR است كه بر مبناي مشخصات فني شركت برق فرانسه EDF نسل جديدي از اين رله ها را طراحي كرده و پس از آزمايشات لازم اكنون حدود ده سال است كه در شبكه فرانسه آنها را بكار گرفته است.                                       

 

رله و حفاظت سیستمها

رله دیفرنسیال: برای حفاظت سیمهای کوتاه، مثلاً در داخل نیروگاه و یا پست ترانسفورماتور ها به علت کوچک بودن امپدانس آن نمی توان از رلـــه دیستانس استفاده کرد. لذا در این گونه مواقع بیشتر از رله دیفرانسیال استفاده می شود. رله دیفرنسیال بر اساس مقایسه جریانها(تراز جریانی)کار می کند و بدینوسیله جـریان در ابتداء و انتهای وسیله کـه باید حفاظت شود سنجیده شده و با هم مقایسه می شود. این تفاوت جریان در دو طرف محدوده حفاظت شده اغلب در اثر اتصال کوتاه یا اتصال زمین و ... بـوجـود می آید.در صورتی که قبل از اتصالی شدن مسلماً جریانهای دو طرف با هم برابر هستند.این ترانسفـورماتورهای جـریان بـاید دارای جـریان زکوندر برابر(معمولاً5آمپر) و منحنی مغناطیسی برابر باشند و طوری مخالف یکدیگر بسته شوند که در حالت عــــادی و نرمال،جریانهای زکوندر همدیگر را خنثی کرده و رله بدون جریان باشد. اگر این برابری جــریان در دو طــرف محـــدوده حفاظت شده در اثر یک اتصالی از بین برود،تفاوت جریانهای دو ترانسفورماتور جریان از مدار رله عبور کرده و باعث تحریک آن می شود که مستقیم یا غیر مستقیم سبب قطع کلید شبکه می گردد. رله دیفرنسیال فقط محـــدوده داخل خود را محافظت می نماید و از این جهت از آن بیشتر برای حفاظت ترانسفورماتورها،ؤنراتورها و موتورهای فشار قوی و شین ها استفاده می شود وچون از اول و انتهای محـدوده حفاظت شده باید سیم های سنجش به محل رله کشیده شود،لذا این روش در حفاظت سیمهای انتقال انرژی کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. برای رله دیفرنسیال معمولاً از یک رله جریانی (رله آمپریک) ســــاده استفاده می شود و جریانی که رله را بکار می اندازد برابر با تفاوت جریانهای زکوندر ترانسفورماتور  میباشد . ولی از آنجا که منحنی مغناطیسی ترانسفورماتورهای جـریان دو طرف محـــدوده حفاظت شدهمخصوصاً در موقع عبور جریان اتصال کوتاه که خیلی بزرگتر از جـــــریان نامی ترانسفورماتور جریان می باشد با هم برابر نیستند،اغلب اتفاق می افتد که رله دیفرنسیال در اثر اتصــال کوتاه خارج از محدوده حفاظت شده عمل نماید . برای رفع این عیب باید رله دیفرنسیال در مقابل هر خطایی که در خــارج از محدوده حفاظت شده اتفاق می افتد بی اعتنا باشد.این گونه رله دیفرنسیال را رله دیفرنسیال پایدار می نامیم. برای تعیین اتصال دو فاز داخلی و حفاظت ژنراتور در مقابل اثرات نا مطلوب آن از همه مناسبتر رله دیفرنسیال می باشد.رلــــه دیفرنسیال را نباید خیلی دقیق تنظیم نمود،زیرا دقت زیاد باعث قطع بی موقع رله می شود.از این جهت رله دیفرنسیال عادی را معمولا ًطوری تنظیم می کنند که اگــر تفاوت جـــریان برابر با 10تا20 درصدجریان نامی شد، رله عمل نماید.در صورتیکه نخواسته باشیم دقت و حساسیت رله دیفرنسیال را کوچک کنیم ،باید از رله دیفرنسیال پایدار استفاده کنیم. برای حفاظت اتصال دو فاز ژنراتوری که در حالت خیلی استثنائی سیم پیچــی استاتور آن بصـــورت مثلث بسته شده است ،باید سیم پیچــی زکوندر ترانسفورماتورهای یک طــرف ژنراتــور را نیز بصــورت مثلث وصــل کرد.زیــرا همانطور که می دانیم اولاً جریان در سیمهای خروجی ژنراتور3 برابر جریان داخلی ژنراتور می باشد و در ثانی ایندو جریان نسبت به هم 30 درجه اختلاف فاز دارند و چــون ترانسفورماتور های جریان یک طرف ژنراتور در شاخه مثلث قرار می گیرد،اگر نسبت تبدیل ترانسفورماتورها 3 / باشــد و طرف زکوندر آن را بصورت اتصال مثلث ببندیم،جریانهای خروجی ترانسفـــورماتورهای جـــریان 3 برابر بزرگ خواهد شد و در این صورت می توان از 6 ترانسفورمـــاتور با نسبت تبدیل برابر استفاده کرد. در اتصـــال واحد ژنراتور ها (ژنراتور- ترانسفورماتور- شین)می توان فقط از یک رلـــه دیفرنسیال استفاده کرد و آنرا طوری بست که ژنراتور و ترانسفورماتور هر دو در مقــابل اتصال دو فاز حفاظت شوند.در این حالت باید نسبت تبــــــدیل ترانسفورماتورها را نیز در نظر گرفت و در ضمن نوع اتصال ترانسفورماتورقدرت در انتخاب ترانسفــــورماتورهای جریان موثر می باشد. اتصال کوتاه در استاتور ژنراتور در مرحله های ابتدایی و اولیـــــه سبب خراب شدن حلقه ای می شود که اتصالی شده ولی اگر این اتصالی به فوریت قطع نگردد حتــی سبب خراب شدن و سوزاندن آهن دندانه های استاتور نیز می گردد.از این جهت رلــــــه دیفرنسیال که برای حفاظت ژنراتور بکار برده می شود سبب قطع کلید دیژنگتور ژنراتور نیز می شود و در سیستم واحد (ژنراتور-ترانسفورماتور-شین)سبب قطع کلید ترانسفورماتور و یا اگــر دو کلید موجود باشد سبب قطع کلید ژنراتور و کلید ترانسفورماتور خواهد شد.در ضـــمن رله دیفرنسیال در موقع عمل کردن باعث برداشت مدار تحریک شده و دستگاه جرقـــــــه خاموش کن رانیز بکار می اندازد. در صورتیکه در اتصال واحد ژنراتور از دو رلــه دیفرنسیال استفاده شده باشد فقط رله دیفرنسیال ژنراتور بر روی دستگاه جرقه خاموش کن کار می کند.در بعضی مواقع شـاید بهتر باشد کــه رله دیفرنسیـال حتی بـر روی دستگاه های ترمز کننده توربین نیز موثر واقع شود. همچنین برای نشان دادن اتصال زمین در ژنراتور می توان از مـدار رلـه دیفرنسیال نیز استفاده کرد، بطوری که رله اتصال زمین بین نقطه صفر رلـه دیفرنسیـال و نقطه اتصال ستـاره ترانسفورماتور جریـان بسته مـی شود و بـدینوسیله از بکار بردن ترانسفورمـاتور جریان اضافی جهت رله اتصال زمین صرفنظر

 می شود. طرز کار این رله که یک رله آمپریک است بقرار زیر است: اگر یک اتصـال بدنـه در ژنراتـور یـا اتصال زمین در کـابـل رابـط بیـن ژنـراتـور تــا ترانسفورماتور جریان اتفاق افتد ارز هر سه فاز،جریان اتصال زمین عبور می کند که از نـظـر قــدر مطلـق و فـاز بـا هم برابر هستـنـد لـذا این سه جریـان در سیـم پیچی زکـونـدر ترانسفورماتورها القاء شده و مجموع آنها از رله اتصال زمین می گذرد وبا زمین مدارش بسته می شود. در صورتیکه اتصال زمین بعد از ترانسفورماتور جریان (در شبکه یا در سیمهای هوایی) باشد، باز هم جریان اتصال زمین از محل اتصال شده عبور می کند،ولی منتخبه جریانـها در طرف زکوندر ترانسفورماتورهای جریان صفر یا نزدیک صـفر خواهد بود از این رو رله اتصال زمین بدون جریان می ماند.بعبارت دیگر می توان با سنجش جریان ،به محل اتصال زمین پی برد. البته لازمه اینگونه حفاظت سلکتیو و محلـی، موجود بودن جریان زمین کافی است و باید دقـت کرد که از بکـار افتـادن بیجـای رله توسط جریـان خطای ترانسفورماتور جریان،نیز جلوگیری شـود به همین منظـور نمی توان رلـه را خیلی حسـاس نمود. بـا در نظر گرفتـن تـلفـات مغناطیسـی ترانسـفورماتورهای جریان و نسبت تبدیـل ترانسـفورمـاتورهای جریـان بطوریـکه جریان نامی زکوندر 5آمپر شود، بـاید جریان پریمر زمین در حدود2% جریان نامی پریمر ترانسفورماتور جریان باشد تا رله جواب دهد. در بیشتر اوقات ژنراتور شبکه ای را تغذیه می کند که دارای جریان کاپاسیـتـو زیـاد و یا جریـان باقیمـانده زیاد می بـاشد و می توان از این جریانها برای بکار انداختن رله استفاده کرد.البته در این حـالت وقتـی که اتصالی بین50%به پائین سیم پیچی ژنراتور اتفاق افتد ، چون ولتاژ جابجـایی کوچک مـی شود از جریان کاپاسیتیو نیز کـاسته می شود.

  معمولا ًدر صورتیـکه شبکه خاموش باشد ، جریان باقیمانده زمیـن خیلی کـم و در ضمن نسبـت تبدیل ترانسفورماتورهای جریان نیز در ژنراتورهای قوی بزرگتر است به این جهت جریانی که موقع اتصال زمین به رله می رسدآنقدر کم می شود که حتی رلـه قادر به قطع کردن مـدار در موقعی که اتصالی نزدیکیهای برن ژنراتور هم باشد ندارد. در این گونه موارد از یک سلف مخصوص به اسم سلف اتصال زمین استفاده می شود.سیم پیچی زکوندر این سلف بر روی مقاومت قابل تغـییری بسته شده اسـت و بـا بار گرفتن از آن در موقع اتصـال زمیـن ،می توان جریـان زمیـن را بطور قـابـل ملاحظه ای زیـاد کرد. در ضمن باید دقت کرد که جریـان اتصالی زمیـن از حد معینی تجاوز نکـند،زیرا زیادی جریان نیز باعث خسارت در محل اتصالی می شود.از این جهت بـاید بوسیله ای جریـان اتصال زمین را کنتـرل کرده و جریان لازم برای بکار افتادن رله را تولید کرد. از رله دیفرنسیال می توان برای حفاظت بعضی از خطوط انتقال انرژی بکار برده میشود و به دو دسته «طولی» برای سیم های ساده و«عرضی» برای سیمهای موازی تقسیم می- شود.این طــریقه حفاظت به جهت اینکه فقط خطای موجـود در محدوده خود را تعیین می- کند و نمی تواند حتی بعنوان رزرو،حفاظت قسمتهای دیگر شبکه را بعهده بگیرد نسبت به رله های دیگر مثل رله جــریان زیاد زمانی و رلـــه دیستانس در درجـــه دوم اهمیت قرار دارد.از این جهت هیچگاه سیمی را فقط با روش مقایسه حفاظت نمی کنند، بلکه همیشه این روش حفاظتی در کنار رله جریان زیاد زمانی و یا رله دیستانس در شبکه بکار برده می- شود. از این روش معمولاًموقعی استفاده می شــود که خواســته باشیم قطــعه سیم کوتاه یا شین اتصالی شده را در کمترین زمان ممکنه از شبکه خارج کنیم.

در ثانی ارزش این روش در حفاظت قطعه سیم کوتاه و یا رساناهای با مقاطع بزرگ می باشد،زیرا امپدانس چنین قطعه سیمی بقدری کوچک می شود که نمی توان برای حفاظت آن از رله دیستانس استفاده کرد. حدود امپدانس لازم برای استفاده از رله دیستانس از0.1 اهم به بالاست ، در مقایسه طولی ممکن است جریان ها،ولتاژها ، و یا جهت جریان ها با هم مقایســــــــــه شوند.                                                

امروزه با گستردگی شبکه های انتقال و توزيع نيروی الکتريکی و سيستم های توليد انرژی الکتريکی طبعا حفاظت از آنها از اهميت ويژِهای برخوردار خواهد گرديد . 
قبلا اغلب رله های حفاظتی با تکنولوژی الکترومکانيکی ساخته می شدند وهنوز هم اين رله ها در شبکه های الکتريکی مشغول به کار هستند مانند : رله های جريان زياد و اتصال کوتاه - رله های ارت فالت - رله های ديستانس - رله های ديفرانسيل و ....

با ظهور علم الکترونيک تکنولوژی ساخت اين رله ها تغيير يافت و رله های الکترونيک ساخته شدند واين  رله ها جای رله های مکانيکی را گرفتند .

طبعا اين رله ها از لحاظ دقت،  ابعاد،  مصرف انرژی  و مهمتر اين که ساخت تابع های پيچيده تر با اين تکنولوژی ممکن تر ميباشند ، دارای امتيازات بسياری بودند .
مهمتر اين که رله های حفاظتی که مهمترين قسمت يک سيستم الکتريکی هستند بايد عناصر قابل اعتماد و با دقتی باشند . و رله های الکترونيکی دارای اين امتيازات بودند .
تا اين که تکنولوژی جديدی ابداع شد !!!!

 با ورود ميکروپروسسورها تکنولوژی ساخت رله های حفاظتی متحول شد . با توجه به توانايی های بالای ميکروپروسسورها وقدرت برنامه ريزی آنها توانايی های کاربردی رله های حفاظتی نسل جديد نيز متحول گرديد و فزونی يافت وتوانايی های زير به آنها اضافه شدند : برنامه ريزی ساده اين رله ها جهت کاربردهای متفاوت که رله های چند تابعی نسل جديد معمولا به يک پی ال سی نيز مجهز هستند . اتصال رله های حفاظتی به باس های اطلاعاتی وارسال و دريافت سيگنالهای آنالوگ مانند کميت های الکتريکی وهمچنين اطلاعات مربوط به خطاها و تنظيم رله ها از طريق باسهای اطلاعاتی اتصال وبرنامه ريزی از طريق کامپيوترهای شخصی توسط نرم افزارهای کمپانی سازنده رله قدرت خطا يابی و چک کردن مدارات داخلی رله ها و ....

همانطوری که قبلا اشاره کرديم حفاظت سيستم های الکتريکی از اهميت بسيار زيادی برخوردار است و امروزه کمپانی های متعددی در حال طراحی و ساخت رله های حفاظتی می باشند . برخی از کمپانی های معتبر که در اين زمينه مشغول به فعاليت می باشند را معرفی می کنيم .

Siemens  -Alstom  - ABB  - GE Power  - Schneider  - CEE  - Reyroll

 

به طور کلی رله های حفاظتی بايد دارای مشخصات زير باشند :

سرعت عملکرد : اين پارامتر در رله های حفاظتی بسيار حائز اهميت است چون رله های حفاظتی هنگام خطا موظفند با سرعت هرچه تمامتر بخش های معيوب را از قسمت های سالم جدا نمايند .

حساسيت : اين پارامتر به حداقل جريانی که سبب قطع رله می گردد بر ميگردد .

تشخيص و انتخاب در شرايط خطا : اين پارامتر نيز بسيار مهم است زيرا در شبکه هايی که دارای چند باس بار و رله حفاظتی هستند هنگام وقوع خطا می بايد قسمت معيوب به درستی تشخيص داده شده و از شبکه جدا گردد و قسمتهای سالم به کار خود ادامه دهد.

پايداری : اين پارامتر به اين باز ميگردد که يک رله حفاظتی به تمامی خطاهايی که در محدوده حفاظتی خود به درستی عکس العمل نشان دهد و در مقابل خطاهای خطاهای اين محدوده عکس العملی نشان ندهد .

دسته بندی رله های حفاظتی بر اساس پارامترهای اندازه گيری :

الف) رله های جريانی : اين رله ها بر اساس ميزان جريان ورودی به رله عمل می کند . حال اين جريان می تواند جريان فازها – جريان سيم نول – مجموع جبری جريانهای فازها است (رله های جريان زياد – رله های ارت فالت و .... ) و حريان ورودی رله می تواند تفاضل دو يا چند جريان باشد ( رله های ديفرانسيل و رستريکت ارت فالت )

ب) رله های ولتاژی : اين رله ها بر اساس ولتاژ ورودی به رله عمل ميکند اين ولتاژ می تواند ولتاژ فازها باشد (رله های اضافه يا کمبود ولتاژ و ....) و يا ميتواند مجموع جبری چند ولتاژ باشد .

 رله تغيير مکان نقطه تلاقی بردارهای سه فاز

ج) رله های فرکانسی : اين رله ها بر اساس فرکانس ولتاژ ورودی عمل ميکند .

 رله های افزايش و کمبود فرکانس

د) رله های توانی : اين رله ها بر اساس توان عمل می کنند به عنوان مثال رله هايی که جهت توان را اندازه گيری می کنند يا رله هايی که توان اکتيو و راکتيو را اندازه گيری می کنند .

ه) رله های جهتی : اين رله ها از جنس رله های توانی هستند که بر اساس زاويه بين بردارهای ولتاژ و جريان عمل ميکنند مانند رله های اضافه جريان جهتی که در خطوط چند سوتغذيه رينگ و پارالل بکار می روند و يا رله های جهت توان که جهت پرهيز از موتوری شدن ژنراتور هنگام قطع کوپلينگ آن بکار ميرود .

و) رله های امپدانسی : مانند رله های ديستانس که در خطوط انتقال کاربرد فراوانی دارند .

ز) رله های وابسته به کميت های فيزيکی : مانند حرارت

 فشار. سطح مايعات و .... مانند رله بوخ هلتس ترانسفورمرها

ح) رله های خاص : رله هايی هستند که برای منظورهای خاص به کار ميروند مثلا رله تشخيص خطای بريکر – رله مونيتورينگ مدار تريپ بريکر – رله لاک اوت و .....

شركت BENDER آلمان يكي از شركت هاي معتبر در زمينه طراحي و ساخت رله هاي حفاظتي در سطح دنيا مي باشد. امروزه رله هاي حفاظتي BENDER آلمان با حدود 2000 نوع رله حفاظتي فشار ضعيف رنج بسيار قابل توجه اي را در زمينه حفاظتهاي مطرح شده در سيستم هاي الکتريکي فشار ضعيف پوشش مي دهد.
اين رله ها حفاظتي بر اساس استاندارد ها اروپائي و آمريکائي ساخته شده و با توجه به تنوع ولتاژ تغذيه و همچنين رنج عملکرد ، طيف وسيعي از نيازهاي موجود در سيستم هاي الکتريک را مرتفع مي کند. اين رله هاي حفاظتي به دو صورت نمايشگر LCD و LED بوده و قابليت اتصال به شبکه در اين رله ها و همچنين بكارگيري استاندارد هاي معتبر در طراحي و ساخت از جمله مهمترين ويژگي هاي اين محصولات مي باشد.

از ديگر ويژگي هاي اين سيستم ها دقت بسيار بالاي اين رله بوده که کاربرد آن را در سيستم ها با حساسيت و دقت بالا افزايش مي دهد. بهره گيري از چندين عملکرد حفاظتي در يک رله ( که رله ها جديد  ارائه شده است) استفاده از اين رله ها را از لحاظ اقتصادي نيز ( علاوه بر مزيت هاي فني ) مقرون به صرفه مي کند.

 

رله حرارتی ( بی متال)
دستگاههای الکتریکی را باید در مقابل خطرات و خطاهای احتمالی حفاظت کرد . یکی از راه های حفاظت موتورهای الکتریکی ، استفاده از رله حرارتی است .
رله حرارتی ، موتور را در مقابل اضافه بار حفاظت می نماید . ساختمان این نوع رله از دو فلز که دارای ضریب انبساط طولی مختلف هستند تشکیل شده است . چون در اثر گرما تغییر طول این دو فلز متفاوت است ، لذا باعث می گردد که یک کنتاکت به طور معمول بسته ، باز گردد . گرمای مورد نظر در یک سیستم الکتریکی بر اثر عبور جریان بیش از حد مجاز بوجود می آید . رله های حرارتی قابل تنظیم بوده و در مقابل اضافه بار از 1.05 تا 10 برابر جریان نامی ، موتور را قطع می کند.


رله حرارتی ( بی متال )



رله مغناطیسی

تعریف رله : رله ها وسایلی هستند که د رمدارهای الکتریکی قرار می گیرند . آنها خطاها را حس کرده و باعث قطع مدار می گردند .
رله مغناطیسی برای کنترل جریان اتصال کوتاه به کار می رود . اصول کار آن بر اساس پدیده الکترومغناطیس می باشد . این رله از یک هسته مغناطیسی که اطراف آن چندین دور سیم پیچیده شده است ، تشکیل می شود . عبور جریان اتصال کوتاه باعث مغناطیس شدن و جذب اهرم قطع می شود . بدیهی است که در جریان نامی دستگاه ، نیروی کشش مغناطیس برای جذب اهرم کافی نیست و رله مغناطیسی عمل نمی نماید.

رله های مغناطیسی معمولاً ، به همراه رله های حرارتی
در کلیدهای اتوماتیک ( محافظ ) مورد استفاده قرار می گیرند .


رله مغناطیسی

 

رله کنترل بار ـ مدل Olr

جایگزین بی متال

ـ قابلیت تحمل جریان راه اندازی با زمان قابل تنظیم

ـ رنجهای متنوع جریانی

ـ قابلیت تنظیم جریان مجاز

ـ قابلیت تنظیم زمان تاخیر در قطع برای اضافه جریان

ـ محافظت در برابر جریانهای لحظه ای بیش از دو برابر مقدار تنظیمی

ـ دارای عملکرد قفل شونده و اتوماتیک

ـ قابلیت تنظیم زمان تاخیر راه اندازی 5/1 تا 30 ثاینه

این دستگاه بمنظور کنترل جریان سه فاز خصوصا موتورهای سه فاز استفاده می شود. به هنگام راه اندازی و وصل

تغذیه دستگاه طی مدتی که قابل تنظیم است ، اضافه جریان (جریان راه اندازی) تشخیص داده نمی شود، پس از این

مدت، در صورت افزایش جریان از حد تنظیم شده زمانسنجی آغاز شده و پس از پایان مدت انتخاب شده رله خروجی

قطع می کند . در صورتیکه جریان بیش از دو برابر این حد افزایش یابد رله سریعا قطع می گردد. این رله در وضعیت قفل

شونده (با Reset) و اتوماتیک قابل استفاده است . در حالت اتوماتیک پس از قطع کردن رله اگر جریان کاهش یابد مجددا

رله وصل می شود . در حالت قفل شونده پس از کاهش جریان باید شستی RESET فشرده شود تا رله مجددا وصل
گردد.

رله کنترل بار ـ مدل Olm


جایگزین بی متال

مدار الکترونیکی با عمر بسیار زیاد

دقیق و مطمئن در تمامی شرایط

عدم وابستگی به دمای محیط

بدون استهلاک مکانیکی

دارای رنجهای متنوع جریانی : 1 تا 5 ، 4 تا 10، 6 تا 15، 12 تا 30، 24 تا 60، و 5 تا 50 آمپر

قابلیت زمان تاخیر در قطع توسط دسته DELAY

قابلیت تنظیم جریان توسط دسته AMPERS

داری دو حالت عملکرد قفل شونده و اتوماتیک

داری دو سیگنال نمایشگر (حالت خطا ، وصل خروج

حفاظت و کنترل خطوط فشار قوی از راه دور



PLC Power Line Carrier

توضيح در رابطه PLC (در قسمت ارتباط با اينترنت به وسيله خطوط برق) :
در مكانی كه شبكه مخابرات وجود ندارد با پستها چگونه ارتباط برقرار میشود؟
آيا شبكه های مخابراتی جوابگوِی نيازهای ارتباطی است ؟
آيا ارتباط تلفنی¢ میتوان داشت؟
آيا از اين روش تلگراف و پست تصويری ميتوان داشت؟
آيا وسايل شبكه را ميتوان از راه دور كنترل كرد؟
توسعه منابع توليد وانتقال و توزيع انرژی نياز مبرم به وجود يك شبكه مخابراتی بين نقاط كليدی سيستم برق رسانی را به وجود آورده است.

شرح كار PLC
در سيستمهای PLC اطلاعات ارسالی به صورت Single Side-Band (SSB) مدوله شده و در پهنای باند Khz 4 ارسال ميگردد.بسته به نوع كاربرد پهنای باند Khz 4 به كانالهای فرعی تقسيم شده و در هر كانال ، اطلاعات مربوط به يك سيگنال گنجانيده ميشود.

 


كاربردهای مختلف سيگنالهای PLC

1- ارتباط تلفنی : در شبكه های مخابراتی شركتهای برق منطقه ای كه شامل تعدادی مركز تلفن در پستهای كليدی ومهم شبكه فشارقوی می باشد.برای ارتباط ميان مراكز تلفنی عمدتاً از كانال PLC استفاده ميشود. همچنين از اين كانال برای ارتباط تلفنی ميان مشتركين با مراكز تلفنی كه عمدتاً پستهای فاقد مركز تلفنی اند استفاده ميشود.
2- تلگراف و پست تصويری : در شبكه های فشارقوی ميتوان جهت اعمال مديريت عملياتی مناسب از دورنويسها استفاده نمود. سرعت ارسال معمولاً بين 50الی 79 Bd بوده ، در پست تصويری بالاتر است.
3- كنترل و نشاندهی از راه دور : در شبكه های فشارقوی پيچيده ، كنترل وديسپاچينگ شبكه ، حلقه بسته ای را تشكيل می دهد كه در آن وضعيت دستگاههای بسياری از نقاط مختلف و دور از هم در شبكه در يك مركز مشخص ميشود.
4- حفاظت از راه دور : حفاظت در مقابل اتصال كوتاه، بوسيله رفع آن با بی برق كردن خط معيوب توسط دستگاههای تشخيص اتصال كوتاه رله های حفاظتی امكان پذير است. برای انجام اينكار و در اسرع وقت و در عين حال برای پيشگيری از قطع شدن ساير كليدها و رله های مربوط به شبكه برقراری يك مسير ارتباط علائم حفاظتی ما بين رله های حفاظتی ضروری است.
اين سيستم برای ارتباط دو طرفه ميان دو پست A,B يك زوج فرستنده و گيرنده در هر كدام از پستها قرار می گيرد.و چون دستگاههای فرستنده و گيرنده PLC را نمی توان مستقيماً به خط فشار قوی وصل كرد.به همين خاطر به تجهيزات واسطه ای نياز است تا هم سيگنال فركانس بالای PLC را به خط كوپل نموده و هم مانع از اتصال مستقيم ولتاژ بالا به دستگاههای حساس PLC بشوند به همين خاطراز خازنهای كوپلاژ استفاده می شود.كه با افزايش فركانس به طور اتصال كوتا عمل می كنند و در فركانسهای بالا به صورت اتصال باز در می آيند.معمولاً خازنهای كوپلاژ بين 2000pf تا 1000pf انتخاب می شوند.
:salar (7): در پستهای فشار قوی برای اندازه گيری ولتاژ و جريان خط از تقسيم كننده های ولتاژ خازنی به نام CVT استفاده می شود لذا از آنها می توان جهت خازن جدا كننده Ccoupl استفاده كرد.برای اينكه تلفات خط كم شود بايد حداكثر توان فرستنده به خط كوپله شده و توان برگشتی به حداقل خود برسد.وسيله ای كه جهت تطبيق امپدانس به كار می رود جعبه يا واحد تطبيق امپدانس ناميده می شود و با علامت اختصاری LMU (Line Matching Unit) نشان داده می شود.
برای اينكه سيگنال ارسالی توسط PLC به خطوط ديگر انتشار پيدا نكند بايد با قرار دادن مداری بر سر راه نشتی مانع از راه يابی آن به مسير ناخواسته شويم به عبارت ديگر در مقابل فركانسهای بالای PLC مقاومت زياد از خود نشان دهد. و در مقابل سيگنال فشارقوی 50 هرتز همانند يك اتصال كوتاه عمل كند با توجه به اين دو خصوصيت عنوان شده به نظر می رسد استفاده از دو سلف سری با خط انتقال در پستهای A,B را حل می كند.زيرا امپدانس سلفی XL=2∏FL با فركانس رابطه مستقيم دارد. كه به آنها Line trap نيز گفته می شود.
اما استفاده از يك سلف سری با خط انتقال مطلوب نمی باشد. چون با خازنهاى معادل ترانسفورماتورهاى موجود درپست بصورت سرى قرار گرفته و جنانچه اندر كتانس L و سوسپنانس خازنهاى معادل ترانسفورماتورهاى پست(C) به گونه اى باشند كه فركانس رزونانس با تشديد مجموع سری اين دو يعنی F=1/2∏√LC معادل فركانس كار دستگاه PLC شود. در اين فركانس مدار اتصال كوتاه بوده و در نتيجه نقطه سيگنال PLC به خط انتقال از ديد سيگنال PLC زمين شده و تمام سيگنال از دست می رود. به خاطر رفع اين عيب از يك مقاومت اهمی بالا با سلف سری شده است .
استفاده تلفات خط زياد خواهد شد.
+ نوشته شده در  88/10/09ساعت   توسط حمزه  | 

عوامل اصلي و مهم در طولاني تر كردن عمر مفيد ترانس

بازديد و تصفيه روغن ترانس يكي از عوامل اصلي و مهم در طولاني تر كردن عمر مفيد آن مي باشد . در صورتيكه بازديدهاي دوره اي قدرت عايقي روغن را ضعيف نشان دهد ، تصفيه ، لجن زدايي و رطوبت گيري از روغن ضروري خواهد بود. با توجه به اينكه طول عمر بسياري از ترانسفورماتورهاي موجود در نقاط مركزي و حساس شهرها زياد بوده و روغن آنها ديگر از مرغوبيت و عايقي لازم و استاندارد برخوردار نمي باشند، خطري پنهان و خزنده در ايجاد خاموشيهاي پيش بيني نشده و طولاني وجود دارد و در صورتي كه به آن توجه لازم نشود شركتهاي توزيع در سالهاي آتي با مشكلات زيادي از بابت سوختن ترانسفورماتور هاي خود روبرو خواهند شد
شركتهاي توزيع برق و مشتركين خصوصي با توجه به تبعات اقتصادي يا اجتماعي ناشي از خاموشيهاي لازم براي اين كار همواره نگراني هاي جدي از تصفيه روغن ترانس دارند چه بسا طفره رفتن و به تعويق انداختن تصفيه روغن ، براي گذشتن از پيكبار تابستاني يا اخذ مجوزهاي لازم براي خاموشي و يا فرصت يافتن براي خواباندن خط توليد ، منجر به بروز حوادث پيش بيني
نشده و بسيار پر هزينه اي بشود . اين مقاله راهكاري نو را در انجام عمل تصفيه روغن ترانسفورماتور در محل نصب ، بدون خاموشي و قطع نيروي برق و در شرايط باردار بودن كامل آن مطرح مي نمايد . اين روش برتري هاي چشمگيري از جمله رطوبت گيري هسته و سيم پيچي هاي ترانسفورماتور در حين انجام تصفيه روغن ، لجن زدايي از سطح داخلي مخزن ، بوبين ها و هسته
ترانسفورماتور، عدم نياز به خاموشي و بي برق نمودن ترانس در حين انجام تصفيه و ٠٠٠ را دارا مي باشد

مقدمه
بخش عمده اي از تأسيسات فعلي شركتهاي توزيع برق داراي عمر و قدمت قابل توجهي هستند . هر چند دستور العمل هاي لازم براي بازرسي ، سرويس و نگهداري دوره اي اين تأسيسات وجود دارد ، ولي همواره مشكلات اجرايي، هزينه هاينسبتاً بالاي تعميرات و مهمتر از همه مسئله محدوديت در اعمال خاموشي ، در انجام صحيح اين دستور العمل ها اخلال ايجاد مي كند . در بين اين تجهيزات، ترانسفورماتور بي شك حاد ترين وضعيت را دارد . ترانسفورماتورها با محدوديت هاي
بيشتري از حيث خاموشي و تعمير در محل مواجهند . به نحويكه گاهي عليرغم همه هزينه ها شركت هاي توزيع ’’ تعويض‘‘ آنها را بر تعميرشان ترجيح مي دهند.
معمولترين بخش از بازرسي هاي ترانس ، بازبيني كيفيت و قدرت عايقي روغن آن است . حيات ترانسفورماتور به شدت به كيفيت روغن آن وابسته است . يك روغن كثيف و ضعيف به سرعت ترانس را به آستانه سوختن هدايت مي كند .
در يك بررسي آماري مشخص شده است كه در نزديك به ٦٥ % موارد معيوب شدن ترانس ريشه در ضعف روغن آن داشته است

خواص روغن
بطور كلي دلايل اصلي بكار بردن روغنها در ترانسفورماتورها را مي توان بصورت زير خلاصه نمود :

١- عايق كاري الكتريكي

٢- كنترل درجه حرارت داخل ترانس و انتقال حرارت

٣- جلوگيري از خوردگي مواد عايق و قسمتهاي فلزي ترانسفورماتور

٤- طول عمر زيادتر و تضمين پايداري شيميايي براي ترانسفورماتور

٥- آب بندي و جمع آوري و حمل مواد ناخالص ناشي از كاربرد به خارج از محيط سيستم

٦- خاموش كردن جرقه الكتريكي

وظيفه يك روغن خوب به عنوان يك سيال عايق و يك ماده انتقال دهنده حرارت كه به نحو احسن انجام وظيفه مي كند

عبارت است از :

١- استقامت دي الكتريك ( يا ولتاژ شكست ) بالا

٢- قابليت انتقال حرارت خوب

٣- ويسكوزيته كم

٤- نقطه ريزش يا سيلان پائين

٥- نقطه اشتغال بالا

٦- تمايل به اكسيداسيون و تشكيل لجن كم كم

٧- ضريب تلفات عايق پائين

٨- ميزان تغييرات خواص در درجه حرارت بالا كم

٩- مقاومت مخصوص زياد


عواملي كه باعث فساد و خراب شدن روغن ترانس و در نتيجه عدول از خصوصيات استاندارد آن مي شود عبارتند از :

١- نفوذ رطوبت و آب

٢- درجه حرارت بالا

٣- اكسيداسيون و اسيدي شدن روغن

٤- وارد شدن ذرات معلق و ناخالصي در روغن

معمول است كه شركت هاي توزيع در دوره هاي شش ماهه با نمونه گيري و تست روغن ، در صورت لزوم اقدام به تصفيه روغن مي نمايند . در برخي از شركتهاي توزيع كه داراي دستگاه سيار تصفيه روغن هستند پس از اعمال خاموشي روغن ترانس در محل نصب ، تصفيه ميشود.
برخي شركتهاي ديگر كه اين امكانات را ندارند اقدام به تعويض ترانس و انتقال آن به محل تعميرگاه و جايگزيني ترانس جديد مي نمايند و يا كل روغن را در محل تعويض مي كنند . همة اين روشهاي سنتي داراي عيوبي هستند . حتي در بهترين حالت كه روغن در محل پست تصفيه مي شود لزوم ايجاد خاموشي طولاني نقصي اساسي خواهد بود. اين روش هاي تصفيه عيوب ديگري نيز دارند كه در ادامه به آنها اشاره خواهد شد .

چنانچه امكان تصفيه در محل نبوده و روغن ك ً لا عوض شود مشكلاتي به شرح زير وجود خواهد داشت :

١- لجن زدايي
لجن زدايي عم ً لا در داخل ترانس انجام نمي شود . در ترانسفورماتورها درجه آلودگي ناشي از اكسيداسيون باعث ايجاد رسوب و لجن مي شود . تشكيل رسوب بعلت كاهش هدايت حرارتي و پائين آوردن استقامت دي الكتريك روغن بسيار زيان بخش مي باشد . بطوريكه يك ورق نازك رسوب ، گراديان درجه حرارت مس به روغن را افزايش داده و در شرايط بارداري مشخص، درجه حرارت سيم پيچ بيش از حالت عادي (بدون رسوب ) مي گردد . متأسفانه هنگامي كه روغن
ترانسفورماتور ك ً لا تعويض گردد اين رسوبات و لجن ها بر روي بوبين ها و هسته و جداره هاي داخلي ترانس باقي مي ماند و دوباره با روغن جديد مخلوط شده و عم ً لا براي از بين بردن اين معضل كاري انجام نمي پذيرد

٢- رطوبت گيري
هنگام تخليه كامل روغن از داخل ترانس، رطوبت همچنان در بين هسته و سيم پيچها بجا مي ماند و جدا نمي شود. هنگامي كه روغن جديد به داخل ترانس پمپ مي شود. رطوبت و گازهاي باقي مانده از روغن قبلي با روغن جديد مخلوط شده و خواص روغن جديد را بسيار پائين مي آورد و حتي هنگامي كه با اتصال كوتاه كردن سيم پيچ هاي ثانويه اقدام بهرطوبت زدايي مي نماييم، به دليل حرارت ايجاد شده در سيم پيچ ها رطوبت از آنها تبخير شده ولي قسمتي از رطوبت جدا شده دوباره در خود روغن حل مي شود و ترانس رطوبت گيري كامل نمي شود .

٣- خاموشي نسبتاً طولاني
بايد توجه داشت كه تعويض روغن ترانسهاي هوايي ممكن است خيلي مشكل نباشد ولي همين كار در مورد يك ١٢٥٠ كه داراي ١١٠٠ ليتر روغن است، آن هم در حال نصب در پست، كاري بسيار مشكل خواهد بود . kVA ترانس تعويض ترانس به دليل نامناسب بودن روغن آن، احتما ً لا آخرين و غير اقتصادي ترين كاري است كه ميتوان انجام داد ولي برخي از شركتهاي توزيع كه فاقد امكانات لازم هستند . به ناچار و قبل از اينكه در يك نيمه شب ترانس سوختگي غافلگيرشان كند ، خاموشي لازم را اعمال كرده و ترانس را تعويض مي نمايند !

٤- اختلاط انواع روغن
در روش سنتي معمول كه روغن هاي مختلف در مخزن واحدي جمع آوري شده و سپس تصفيه ميشوند. اينكار بدليل اينكه روغن هاي مختلف با تركيبات متفاوت و خواص گوناگون با يكديگر تركيب مي گردند، باعث ميشود مخلوط حاصله پس از تصفيه، ديگر كيفيت قبلي را نداشته و بسرعت پير و فرسوده و غيرقابل استفاده شود. در صورتيكه با استفاده از مكانيسم پيشنهادي توسط اين دستگاه، روغن ترانس بدون تركيب شدن با روغن هاي ديگر به تنهايي تصفيه شده و خواص خود را پس از تصفيه شدن كام ً لا حفظ مي كند

دستگاهي كه در اين قسمت شرح خواهيم داد امكان تصفيه روغن را در حالت بارداري كامل ترانس و بدون هيچگونه خاموشي دارا بوده و مزاياي متعددي مي توان براي آن بر شمرد . دياگرام قسمتهاي مختلف اين دستگاه در شكل ( ١) نشان داده شده است



شكل ( ١) : بلوك دياگرام مكانيسم دستگاه پيشنهادي

اين دستگاه در عين حال داراي قابليت استفاده جهت تعويض كل روغن ، تخليه روغن و روغن گيري بطريق خلاء ترانسفورماتور را نيز دارد . مزاياي اين مكانيسم كه در عمل مشاهده شده است را بشرح زير مي توان فهرست نمود :

١- حفاظت ترانسفورماتور در حين انجام عمليات تصفيه روغن

الف – جلوگيري از تخليه روغن ترانس بيش از حد نرمال

ب – جلوگيري از ورود حباب هاي هوا ، همراه با روغن به داخل ترانس بواسطة استفاده از دو مخزن خلاء

ج – لجن زدايي به طريق آرام و جلوگيري از شناور شدن يك مرتبه لجن و رسوبات در روغن


٢- لجن زدايي كامل

با گرم كردن تدريجي روغن و افزايش زمان تصفيه ( كه بدليل عدم اعمال خاموشي نگراني از آن نيست ) و با ايجاد حالتي مشابه با گردش طبيعي روغن كه در بارداري عادي ترانس، در مجاورت سيم پيچ هاي تحت تنش الكتريكي و حرارتي قرار گرفته و مدام در حالت گردش از مركز به جداره هاي داخلي ترانس حركت ميكند، براي لجن زدايي كامل استفاده مينمائيم.
لجن هاي رسوب كرده در بدنه ، روي هسته خصوصًا در فضاي بين كلافهاي فشار ضعيف و فشار متوسط هنگامي كه ويسكوزيته روغن با اعمال تدريجي حرارت به پائين ترين سطح ممكنه رسيده و قابليت نفوذ پذيري آن در قسمت هاي مختلف ترانس بالا برده شود، از جاي خود كنده ميشوند. پس با گرم كردن تدريجي روغن ترانس توسط هيتر هاي دستگاه ، با فشار كمكي ميتوان لجنها را به تدريج بهمراه روغن، از ترانس خارج و توسط فيلتر هاي دستگاه از روغن جدا كرد . ميزان
لجن هاي جدا شده از روغن، به اين روش قابل ملاحظه مي باشد و روغن پس از پايان عمليات تصفيه ، كام ً لا شفاف و فاقد هرگونه رسوب و لجن خواهد شد . ضمن آنكه انجام كار بصورت تدريجي مشكلات ناشي از كنده شدن ناگهاني لجنها از بدنه را نيز نخواهد داشت.


٣- رطوبت گيري و جداسازي گازهاي محلول

تصفيه به اين روش به هيچ عنوان نياز به خشك كردن از طريق اتصال كوتاه سيم پيچ ها و تزريق جريان ندارد و بدين صورت انجام مي پذيرد كه دستگاه، روغن را پس از مكش از ترانس به آرامي گرم كرده و دوباره به داخل ترانس پمپ مي كند . با افزايش تدريجي حرارت و طولاني كردن مدت انجام آن ويسكوزيته روغن به پائين ترين حد ممكن مي رسد به گونه اي كه قابليت نفوذ پذيري آن در قسمت هاي مختلف سيم پيچ ها و هسته ترانس در حد لازم بالا ميرود. روغن پس از طي هر
بار گردشهاي كامل و متعدد در داخل ترانس و با نفوذ كامل در بخش هاي مختلف داخل ترانس رطوبت موجود را جذب كرده و سپس توسط سيستم پاشش و دو مخزن خلاء دستگاه كه در يكي از آنها، روغن را بصورت پاششي و قطره اي بوده و در ديگري در حال سكون و آرامش قرار مي گيرد، گازهاي محلول و رطوبت تبخير شده را بطور كامل از روغن جدا مي كند .


٤- حجم داخلي بسيار كم دستگاه

حجم روغني كه در قسمتهاي مختلف اين دستگاه بگردش در مي آيد بسيار كم است. به نحوي كه بدون كاهش يافتن سطح روغن ترانس از حد مجاز، مي تواند به كار عادي خود ادامه دهد و ترانس با كمبود سطح روغن مواجه نمي شود. اين امر تضميني براي جلوگيري نمودن از سوختن ترانس در حين انجام تصفيه مي باشد .


٥- استفاده از دو مكانيسم فيلتر

فيلتر ورودي دستگاه از ورقه هاي سلولزي مخصوص و فيلتر خروجي دستگاه از فيلتر هاي كائوچويي فشرده اسفنجي استفاده مي كند كه توانايي جداسازي ذرات بسيار ريز معلق در روغن را دارا مي باشد


٦- مزاياي اقتصادي

با توجه به كار دستگاه بصورت خط گرم بارزترين مزيت اقتصادي آن ، كاهش انرژي هاي توزيع نشده است . فرض ١٢٥٠ را با روش سنتي تصفيه كنيم و روغن ترانس كمي كثيف باشد اين كار با احتساب kVA كنيم بخواهيم روغن يك ترانس مقدمات و باز و بست لوله ها حدود ٨ ساعت وقت مي گيرد. اگر فرض كنيم اين ترانس بطور ميانگين در ٦٠ % بار نامي كار مي كرده است، بهاي انرژي توزيع نشدة آن عبارت خواهد بود از

:١٢٥٠ = صرفه جويي اقتصادي * ٠/٩ * %٦٠ * ١٦٠ * ٨ = ٨٦٤/ ريال ٠٠٠٠

و بهاي هر كيلو وات ساعت انرژي را بطور متوسط ١٦٠ ريال فرض كرده / براي سهولت ضريب قدرت را ثابت و برابر ٩ ترانس را برابر بگيريم، هزينه انرژي توزيع نشده بر جمع هزينه هاي offline و online ايم. حال اگر هزينه تصفيه روغن اضافه ميگردد. ضمن آنكه خاموشيهاي فوق نارضايتي مشتركين و در كارخانه هاي توليدي از offline تصفيه شده بصورتمدار خارج شدن خط توليد را در بر دارد برابر مي باشد .


٧- تبعات خاموشي براي مشتركين

تأمين انرژي مطمئن و ارزان و بدون قطعي همواره يكي از خواسته هاي مشتركين شركتهاي توزيع ميباشد. در اين راستا يكي از عوامل اصلي در عدم رضايت مشتركين خاموشيهاي مكرر و طولاني مدت است كه پيامدهاي اقتصادي و اجتماعي زيادي را در بر دارد. با استفاده نمودن از روش مذكور هم از خاموشيهاي طولاني مدت جلوگيري بعمل مي آيد و هم پيشگيري مطمئن براي جلوگيري از خاموشيهاي بعدي ناشي از سوختن ترانس را به دنبال دارد . ٦٣٠ ب رابر ٥ ساعت و براي يك ترانس kVA زمان ميانگين كاركرد دستگاه تصفيه پس از اتصال براي يك ترانسفورماتور
١٢٥٠ ب رابر ١٠ ساعت مي باشد كه بدليل عدم اعمال خاموشي، نگراني از بابت آن نيست . سيستم ارت حفاظتي kVA دستگاه نيز بصورت رينگ به سيستم ارت پست متصل مي شود .
ابعاد دستگاه با عرض ١٤٠ ( با احتساب گلگيرهاي جانبي برابر با ١٨٥ ) ، طول دستگاه ٢١٠ و ارتفاع آن برابر با ٢١٠ سانتيمتر مي باشد . حمل و نقل دستگاه نيز توسط يك دستگاه وانت يدك كش به آساني انجام پذير مي باشد و با وزن ٩٥٠ قابليت جابجايي و بهره برداري توسط دو نفر پرسنل را دارد . kg تقريبي


نتيجه گيري :

استفاده از مكانيسم پيشنهادي در اين مقاله به تصفيه بسيار بهتر روغن ترانس منجر مي شود كه در كنار عدم نياز به معرفي مي كند . به لحاظ اقتصادي كاربرد اين offline خاموشي، آن را جانشين بسيار مناسبي براي دستگاههاي تصفيه بصورت دستگاه كاملا توجيه پذير و منطقي است و خصوصًا در مناطق رطوبت خيز يا گرم مانند جنوب و شمال كشور كه با مشكلات بسيار زيادي از اين بابت سرو كار دارند، اين دستگاه مي تواند بسيار مفيد واقع شده و شعار هميشگي ’’ پيشگيري بهتر از
درمان است‘‘ را تحقق بخشد.

+ نوشته شده در  88/10/09ساعت   توسط حمزه  |