برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)



بازدید و تصفیه روغن ترانس یكی از عوامل اصلی و مهم در طولانی تر كردن عمر مفید آن می باشد . در صورتیكه بازدیدهای دوره ای قدرت عایقی روغن را ضعیف نشان دهد ، تصفیه ، لجن زدایی و رطوبت گیری از روغن ضروری خواهد بود. با توجه به اینكه طول عمر بسیاری از ترانسفورماتورهای موجود در نقاط مركزی و حساس شهرها زیاد بوده و روغن آنها دیگر از مرغوبیت و عایقی لازم و استاندارد برخوردار نمی باشند، خطری پنهان و خزنده در ایجاد خاموشیهای پیش بینی نشده و طولانی وجود دارد و در صورتی كه به آن توجه لازم نشود شركتهای توزیع در سالهای آتی با مشكلات زیادی از بابت سوختن ترانسفورماتور های خود روبرو خواهند شد .

شركتهای توزیع برق و مشتركین خصوصی با توجه به تبعات اقتصادی یا اجتماعی ناشی از خاموشیهای لازم برای این كار همواره نگرانی های جدی از تصفیه روغن ترانس دارند چه بسا طفره رفتن و به تعویق انداختن تصفیه روغن ، برای گذشتن از پیكبار تابستانی یا اخذ مجوزهای لازم برای خاموشی و یا فرصت یافتن برای خواباندن خط تولید ، منجر به بروز حوادث پیش بینی

نشده و بسیار پر هزینه ای بشود . این مقاله راهكاری نو را در انجام عمل تصفیه روغن ترانسفورماتور در محل نصب ، بدون خاموشی و قطع نیروی برق و در شرایط باردار بودن كامل آن مطرح می نماید . این روش برتری های چشمگیری از جمله رطوبت گیری هسته و سیم پیچی های ترانسفورماتور در حین انجام تصفیه روغن ، لجن زدایی از سطح داخلی مخزن ، بوبین ها و هسته

ترانسفورماتور، عدم نیاز به خاموشی و بی برق نمودن ترانس در حین انجام تصفیه و ٠٠٠ را دارا می باشد . نتایج این مقاله بساخت یك نمونه عملی در شركت توزیع برق شهرستان اصفهان منجر شده كه هم اكنون با موفقیت در حال بهره برداری می باشد .











مقدمه

بخش عمده ای از تأسیسات فعلی شركتهای توزیع برق دارای عمر و قدمت قابل توجهی هستند . هر چند دستور العمل های لازم برای بازرسی ، سرویس و نگهداری دوره ای این تأسیسات وجود دارد ، ولی همواره مشكلات اجرایی، هزینه هاینسبتاً بالای تعمیرات و مهمتر از همه مسئله محدودیت در اعمال خاموشی ، در انجام صحیح این دستور العمل ها اخلال ایجاد می كند . در بین این تجهیزات، ترانسفورماتور بی شك حاد ترین وضعیت را دارد . ترانسفورماتورها با محدودیت های

بیشتری از حیث خاموشی و تعمیر در محل مواجهند . به نحویكه گاهی علیرغم همه هزینه ها شركت های توزیع ’’ تعویض‘‘ آنها را بر تعمیرشان ترجیح می دهند.

معمولترین بخش از بازرسی های ترانس ، بازبینی كیفیت و قدرت عایقی روغن آن است . حیات ترانسفورماتور به شدت به كیفیت روغن آن وابسته است . یك روغن كثیف و ضعیف به سرعت ترانس را به آستانه سوختن هدایت می كند .



در یك بررسی آماری مشخص شده است كه در نزدیك به ٦٥ % موارد معیوب شدن ترانس ریشه در ضعف روغن آن داشته .[ است [١





خواص روغن





بطور كلی دلایل اصلی بكار بردن روغنها در ترانسفورماتورها را می توان بصورت زیر خلاصه نمود :

١- عایق كاری الكتریكی

٢- كنترل درجه حرارت داخل ترانس و انتقال حرارت

٣- جلوگیری از خوردگی مواد عایق و قسمتهای فلزی ترانسفورماتور

٤- طول عمر زیادتر و تضمین پایداری شیمیایی برای ترانسفورماتور

٥- آب بندی و جمع آوری و حمل مواد ناخالص ناشی از كاربرد به خارج از محیط سیستم

٦- خاموش كردن جرقه الكتریكی





وظیفه یك روغن خوب به عنوان یك سیال عایق و یك ماده انتقال دهنده حرارت كه به نحو احسن انجام وظیفه می كند

عبارت است از :



١- استقامت دی الكتریك ( یا ولتاژ شكست ) بالا

٢- قابلیت انتقال حرارت خوب

٣- ویسكوزیته كم

٤- نقطه ریزش یا سیلان پائین

٥- نقطه اشتغال بالا

٦- تمایل به اكسیداسیون و تشكیل لجن كم كم

٧- ضریب تلفات عایق پائین

٨- میزان تغییرات خواص در درجه حرارت بالا كم

٩- مقاومت مخصوص زیاد





عواملی كه باعث فساد و خراب شدن روغن ترانس و در نتیجه عدول از خصوصیات استاندارد آن می شود عبارتند از :



١- نفوذ رطوبت و آب

٢- درجه حرارت بالا

٣- اكسیداسیون و اسیدی شدن روغن

٤- وارد شدن ذرات معلق و ناخالصی در روغن

معمول است كه شركت های توزیع در دوره های شش ماهه با نمونه گیری و تست روغن ، در صورت لزوم اقدام به تصفیه روغن می نمایند . در برخی از شركتهای توزیع كه دارای دستگاه سیار تصفیه روغن هستند پس از اعمال خاموشی روغن ترانس در محل نصب ، تصفیه میشود.

برخی شركتهای دیگر كه این امكانات را ندارند اقدام به تعویض ترانس و انتقال آن به محل تعمیرگاه و جایگزینی ترانس جدید می نمایند و یا كل روغن را در محل تعویض می كنند . همة این روشهای سنتی دارای عیوبی هستند . حتی در بهترین حالت كه روغن در محل پست تصفیه می شود لزوم ایجاد خاموشی طولانی نقصی اساسی خواهد بود. این روش های تصفیه عیوب دیگری نیز دارند كه در ادامه به آنها اشاره خواهد شد .



چنانچه امكان تصفیه در محل نبوده و روغن ك ً لا عوض شود مشكلاتی به شرح زیر وجود خواهد داشت :



١- لجن زدایی

لجن زدایی عم ً لا در داخل ترانس انجام نمی شود . در ترانسفورماتورها درجه آلودگی ناشی از اكسیداسیون باعث ایجاد رسوب و لجن می شود . تشكیل رسوب بعلت كاهش هدایت حرارتی و پائین آوردن استقامت دی الكتریك روغن بسیار زیان بخش می باشد . بطوریكه یك ورق نازك رسوب ، گرادیان درجه حرارت مس به روغن را افزایش داده و در شرایط بارداری مشخص، درجه حرارت سیم پیچ بیش از حالت عادی (بدون رسوب ) می گردد . متأسفانه هنگامی كه روغن

ترانسفورماتور ك ً لا تعویض گردد این رسوبات و لجن ها بر روی بوبین ها و هسته و جداره های داخلی ترانس باقی می ماند و دوباره با روغن جدید مخلوط شده و عم ً لا برای از بین بردن این معضل كاری انجام نمی پذیرد

.

٢- رطوبت گیری

هنگام تخلیه كامل روغن از داخل ترانس، رطوبت همچنان در بین هسته و سیم پیچها بجا می ماند و جدا نمی شود. هنگامی كه روغن جدید به داخل ترانس پمپ می شود. رطوبت و گازهای باقی مانده از روغن قبلی با روغن جدید مخلوط شده و خواص روغن جدید را بسیار پائین می آورد و حتی هنگامی كه با اتصال كوتاه كردن سیم پیچ های ثانویه اقدام به

رطوبت زدایی می نماییم، به دلیل حرارت ایجاد شده در سیم پیچ ها رطوبت از آنها تبخیر شده ولی قسمتی از رطوبت جدا شده دوباره در خود روغن حل می شود و ترانس رطوبت گیری كامل نمی شود .



٣- خاموشی نسبتاً طولانی

باید توجه داشت كه تعویض روغن ترانسهای هوایی ممكن است خیلی مشكل نباشد ولی همین كار در مورد یك ١٢٥٠ كه دارای ١١٠٠ لیتر روغن است، آن هم در حال نصب در پست، كاری بسیار مشكل خواهد بود . kVA ترانس تعویض ترانس به دلیل نامناسب بودن روغن آن، احتما ً لا آخرین و غیر اقتصادی ترین كاری است كه میتوان انجام داد ولی برخی از شركتهای توزیع كه فاقد امكانات لازم هستند . به ناچار و قبل از اینكه در یك نیمه شب ترانس سوختگی غافلگیرشان كند ، خاموشی لازم را اعمال كرده و ترانس را تعویض می نمایند !



٤- اختلاط انواع روغن



در روش سنتی معمول كه روغن های مختلف در مخزن واحدی جمع آوری شده و سپس تصفیه میشوند. اینكار بدلیل اینكه روغن های مختلف با تركیبات متفاوت و خواص گوناگون با یكدیگر تركیب می گردند، باعث میشود مخلوط حاصله پس از تصفیه، دیگر كیفیت قبلی را نداشته و بسرعت پیر و فرسوده و غیرقابل استفاده شود. در صورتیكه با استفاده از مكانیسم پیشنهادی توسط این دستگاه، روغن ترانس بدون تركیب شدن با روغن های دیگر به تنهایی تصفیه شده و خواص خود را پس از تصفیه شدن كام ً لا حفظ می كند.



شرح روش پیشنهادی :



دستگاهی كه در این قسمت شرح خواهیم داد امكان تصفیه روغن را در حالت بارداری كامل ترانس و بدون هیچگونه خاموشی دارا بوده و مزایای متعددی می توان برای آن بر شمرد . دیاگرام قسمتهای مختلف این دستگاه در شكل ( ١) نشان داده شده است .




























شكل ( ١) : بلوك دیاگرام مكانیسم دستگاه پیشنهادی

این دستگاه در عین حال دارای قابلیت استفاده جهت تعویض كل روغن ، تخلیه روغن و روغن گیری بطریق خلاء ترانسفورماتور را نیز دارد . مزایای این مكانیسم كه در عمل مشاهده شده است را بشرح زیر می توان فهرست نمود :





١- حفاظت ترانسفورماتور در حین انجام عملیات تصفیه روغن

الف – جلوگیری از تخلیه روغن ترانس بیش از حد نرمال



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



ج – لجن زدایی به طریق آرام و جلوگیری از شناور شدن یك مرتبه لجن و رسوبات در روغن



٢- لجن زدایی كامل



با گرم كردن تدریجی روغن و افزایش زمان تصفیه ( كه بدلیل عدم اعمال خاموشی نگرانی از آن نیست ) و با ایجاد حالتی مشابه با گردش طبیعی روغن كه در بارداری عادی ترانس، در مجاورت سیم پیچ های تحت تنش الكتریكی و حرارتی قرار گرفته و مدام در حالت گردش از مركز به جداره های داخلی ترانس حركت میكند، برای لجن زدایی كامل استفاده مینمائیم.

لجن های رسوب كرده در بدنه ، روی هسته خصوصًا در فضای بین كلافهای فشار ضعیف و فشار متوسط هنگامی كه ویسكوزیته روغن با اعمال تدریجی حرارت به پائین ترین سطح ممكنه رسیده و قابلیت نفوذ پذیری آن در قسمت های مختلف ترانس بالا برده شود، از جای خود كنده میشوند. پس با گرم كردن تدریجی روغن ترانس توسط هیتر های دستگاه ، با فشار كمكی میتوان لجنها را به تدریج بهمراه روغن، از ترانس خارج و توسط فیلتر های دستگاه از روغن جدا كرد . میزان

لجن های جدا شده از روغن، به این روش قابل ملاحظه می باشد و روغن پس از پایان عملیات تصفیه ، كام ً لا شفاف و فاقد هرگونه رسوب و لجن خواهد شد . ضمن آنكه انجام كار بصورت تدریجی مشكلات ناشی از كنده شدن ناگهانی لجنها از بدنه را نیز نخواهد داشت.







٣- رطوبت گیری و جداسازی گازهای محلول



تصفیه به این روش به هیچ عنوان نیاز به خشك كردن از طریق اتصال كوتاه سیم پیچ ها و تزریق جریان ندارد و بدین صورت انجام می پذیرد كه دستگاه، روغن را پس از مكش از ترانس به آرامی گرم كرده و دوباره به داخل ترانس پمپ می كند . با افزایش تدریجی حرارت و طولانی كردن مدت انجام آن ویسكوزیته روغن به پائین ترین حد ممكن می رسد به گونه ای كه قابلیت نفوذ پذیری آن در قسمت های مختلف سیم پیچ ها و هسته ترانس در حد لازم بالا میرود. روغن پس از طی هر

بار گردشهای كامل و متعدد در داخل ترانس و با نفوذ كامل در بخش های مختلف داخل ترانس رطوبت موجود را جذب كرده و سپس توسط سیستم پاشش و دو مخزن خلاء دستگاه كه در یكی از آنها، روغن را بصورت پاششی و قطره ای بوده و در دیگری در حال سكون و آرامش قرار می گیرد، گازهای محلول و رطوبت تبخیر شده را بطور كامل از روغن جدا می كند .





٤- حجم داخلی بسیار كم دستگاه



حجم روغنی كه در قسمتهای مختلف این دستگاه بگردش در می آید بسیار كم است. به نحوی كه بدون كاهش یافتن سطح روغن ترانس از حد مجاز، می تواند به كار عادی خود ادامه دهد و ترانس با كمبود سطح روغن مواجه نمی شود. این امر تضمینی برای جلوگیری نمودن از سوختن ترانس در حین انجام تصفیه می باشد .



٥- استفاده از دو مكانیسم فیلتر



فیلتر ورودی دستگاه از ورقه های سلولزی مخصوص و فیلتر خروجی دستگاه از فیلتر های كائوچویی فشرده اسفنجی استفاده می كند كه توانایی جداسازی ذرات بسیار ریز معلق در روغن را دارا می باشد

.









٦- مزایای اقتصادی



با توجه به كار دستگاه بصورت خط گرم بارزترین مزیت اقتصادی آن ، كاهش انرژی های توزیع نشده است . فرض ١٢٥٠ را با روش سنتی تصفیه كنیم و روغن ترانس كمی كثیف باشد این كار با احتساب kVA كنیم بخواهیم روغن یك ترانس مقدمات و باز و بست لوله ها حدود ٨ ساعت وقت می گیرد. اگر فرض كنیم این ترانس بطور میانگین در ٦٠ % بار نامی كار می كرده است، بهای انرژی توزیع نشدة آن عبارت خواهد بود از

:

١٢٥٠ = صرفه جویی اقتصادی * ٠/٩ * %٦٠ * ١٦٠ * ٨ = ٨٦٤/ ریال ٠٠٠

٠ و بهای هر كیلو وات ساعت انرژی را بطور متوسط ١٦٠ ریال فرض كرده / برای سهولت ضریب قدرت را ثابت و برابر ٩ ترانس را برابر بگیریم، هزینه انرژی توزیع نشده بر جمع هزینه های offline و online ایم. حال اگر هزینه تصفیه روغن ا ضافه میگردد. ضمن آنكه خاموشیهای فوق نارضایتی مشتركین و در كارخانه های تولیدی از offline تصفیه شده بصورت

مدار خارج شدن خط تولید را در بر دارد










. برابر می باشد . offline هزینه های ساخت دستگاه تقریبًا با هزینه های ساخت دستگاه های شكل ( ٢) : نمونه ای از انجام عملیات تصفیه روغن در پست عمومی شركت توزیع برق شهرستان اصفهان





٧- تبعات خاموشی برای مشتركین



تأمین انرژی مطمئن و ارزان و بدون قطعی همواره یكی از خواسته های مشتركین شركتهای توزیع میباشد. در این راستا یكی از عوامل اصلی در عدم رضایت مشتركین خاموشیهای مكرر و طولانی مدت است كه پیامدهای اقتصادی و اجتماعی زیادی را در بر دارد. با استفاده نمودن از روش مذكور هم از خاموشیهای طولانی مدت جلوگیری بعمل می آید و هم پیشگیری مطمئن برای جلوگیری از خاموشیهای بعدی ناشی از سوختن ترانس را به دنبال دارد . ٦٣٠ ب رابر ٥ ساعت و برای یك ترانس kVA زمان میانگین كاركرد دستگاه تصفیه پس از اتصال برای یك ترانسفورماتور

١٢٥٠ ب رابر ١٠ ساعت می باشد كه بدلیل عدم اعمال خاموشی، نگرانی از بابت آن نیست . سیستم ارت حفاظتی kVA دستگاه نیز بصورت رینگ به سیستم ارت پست متصل می شود .

ابعاد دستگاه با عرض ١٤٠ ( با احتساب گلگیرهای جانبی برابر با ١٨٥ ) ، طول دستگاه ٢١٠ و ارتفاع آن برابر با ٢١٠ سانتیمتر می باشد . حمل و نقل دستگاه نیز توسط یك دستگاه وانت یدك كش به آسانی انجام پذیر می باشد و با وزن ٩٥٠ قابلیت جابجایی و بهره برداری توسط دو نفر پرسنل را دارد . kg تقریبی







نتیجه گیری :





استفاده از مكانیسم پیشنهادی در این مقاله به تصفیه بسیار بهتر روغن ترانس منجر می شود كه در كنار عدم نیاز به معرفی می كند . به لحاظ اقتصادی كاربرد این offline خاموشی، آن را جانشین بسیار مناسبی برای دستگاههای تصفیه بصورت دستگاه كاملا توجیه پذیر و منطقی است و خصوصًا در مناطق رطوبت خیز یا گرم مانند جنوب و شمال كشور كه با مشكلات بسیار زیادی از این بابت سرو كار دارند، این دستگاه می تواند بسیار مفید واقع شده و شعار همیشگی ’’ پیشگیری بهتر از

درمان است‘‘ را تحقق بخشد .











منابع

١] – مشكوه الدینی ، محمدرضا : بررسی آماری عیوب ترانسفورماتورهای توزیع : دومین كنفرانس شبكه های توزیع برق ]

اصفهان ١٣٧١

٢] - ز ٠ خادیاكوف : تعمیر ترانسفورماتورهای قدرت : ترجمة مهندس هوشنگ علیمردانی : توانیر ١٣٨٠ ]


http://www.ml.blogfa.com/post-106.aspx

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :