نظر به اهميت ويژه ترانسهاي شبكه، همواره مواظبت و نگهداري آنها از مسائل مهم در صنعت برق بوده و هم چنين در صورت صدمه ديدن ترانس، هزينه مربوطه بالا و خاموشي تحميـل شده طولاني مدت خواهد بود. در اين گزارش ابتدا علل آسيب ديدگي ترانسها بحث گرديده و سپس راههاي پيش گيري آن بيان ميگردد.

اصولاً آسيب ديدگي ترانس به دو صورت اتفاق مي افتد :

1-  هادي شدن عايق ترانس
2-  پاره شدن يا قطع شدن هاديهاي ترانس. هر دو مورد ذكر شده پيامد سه عامل افزايش دماي داخل ترانس، اضافه ولتاژ و ضربات مكانيكي است كه ذيلاً به توضيح آنها مي پردازيم :

الف ) افزايش حرارت داخل ترانس بيشتر از حد تحمل ترانس (يعني بيشتر از حد تحمل عايق ترانس) موجب آسيب ديدگي عايق ترانس ميگردد. عايقها بر خلاف هاديها در صورت بالا رفتن حرارت، هدايتشان بيشتر شده و جريان نشتي بيش از حد در عايق باعث سوختن ترانس ميگردد.

ب ) اگر اضافه ولتاژ حادث شده در شبكه باعث بالا رفتن نسبت به بدنه و يا نسبت به فاز ديگر) بيشتر از حد استقامت حرارتي عايق(ولتاژ هاديها گردد موجببروز قوس در عايق شده و عايق خاصيت خود را از دست مي دهد و يا اگر ولتاژ بالا بافركانس نامي بصورت مداوم برقرار گردد جريان نشتي عايق تدريجاً بيشتر شده و دمايعايق بالا مي رود كه نهايتاً حرارت بالا باعث آسيب ديدن عايق مي گردد

ج ) در صورت حمل نادرست ترانس چه با جرثقيل و يا هر وسيله ديگر بهعلت تكانهاي شديد، هسته ترانس كه بر روي بدنه ثابت شده جابجا گشته و منجر به پارهگي نقاط اتصال هاديها ميگردد و هم چنين اگر اتصال كوتاهي در ورودي يا خروجي ترانساتفاق افتد هاديهاي ترانس بر اثر اتصالي، نيروهاي زيادي به يكديگر واردمي نمايند(هاديهاي حامل جريان به يكديگر نيرو وارد مي كنند كه به جريان عبوري وفاصله هاديها از يكديگر وابسته است) اين نيروها اغلب باعث پاره گي هاديها و ياخرابي عايق خشك ترانس ميگردد. اگر بار ترانس نيز بالا رود به علت توليد حرارت درترانس باعث پاره گي هاديها در نقاط ضعيف ترانس مي شود كه اين مورد بيشتر درترانسهايي باسيم پيچي زيگزاگ در نقطه اتصال اتفاق 2مي افتد

عواملي كه باعث صدمه ديدن ترانس ميگردند:

اضافه بار: اگر بنا به هر علتي از جمله زياد شدن بار شبكه، نشتروي مقره ها و هاديها، بار ترانس زياد گردد و كليد كل تابلوي ترانس عمل ننمايد باازدياد جريان هاديهاي ترانس تلفات اهمي ترانس بالا رفته و حرارت توليدي ، بيشتر ازحرارت تبادلي بوده و براحتي دفع نمي گردد كه باعث صدمه ديدن عايق ترانس مي گردد

نشت روغن: اگر سطح روغن در داخل ترانس كاهش يابد و به جاي روغنهوا در داخل تانك ترانس نفوذ كند ، با توجه به پايين بودن استقامت الكتريكي هوانسبت به روغن باعث بروز قوس در ترانس شده و آسيب مي بيند

نفوذ رطوبت: وجود ذرات آب در روغن بشدت استقامت الكتريكي روغنترانس را كاهش ميدهد كه باعث بروز قوس در روغن ترانس مي شود

اضافه ولتاژهاي موقت: هر چند طبق استاندارد هر ترانسي مي تواندولتاژي بيشتر از حد نامي را طي مدت زمان كوتاهي تحمل كند (حتي مورد تست قرارمي گيرد) اما اين اضافه ولتاژها باعث به اشباع رفتن هسته و ايجاد هارمونيك مي گرددكه هارمونيكهاي بالاي فركانس نامي ، تلفات هسته را بالا برده و نهايتاً حرارت ايجادشده در هسته و عدم تبادل حرارتي لازم موجب آسيب )ديدن عايق مي شود (اين حرارت درمحاسبات طراحي وارد نمي گردد

آلودگي روغن ترانس: طي دوره كاري ترانس با توجه به گردش روغندر بين هاديها و هسته، روغن كهنه شده و هم چنين سطح آنها را مي شويد و ذرات كندهشده از ديواره ها معمولاً بصورت لجن در ته تانك ترانس انباشته مي گردد. وجود ذراتفوق در روغن موجب كاهش استقامت الكتريكي روغن ميگردد

اضافه ولتاژهاي گذرا: اضافه ولتاژهاي گذرا در شبكه معمولاً بهدو صورت نمايان ميگردند ا

لف ) صاعقه كه اضافه ولتاژ خارجي است. ب ) كليدزني كه اضافه ولتاژداخلي است اگر تعداد اضافه ولتاژهايي كه به ترانس ميرسند زياد باشند يا حدولتاژهاي آنها بالا باشد باعث تخريب عايق مي گردند. گاهاً اضافه ولتاژها در حدينيستند كه ابتدائاً عايق را خراب نمايند بلكه به علت رزونانس يا فرورزونانس رفتنترانس و خواص سلفي و خازني باعث بروز قوس از سر ترانس ، يا بالا رفتن دماي ترانسميگردد

عمر بالاي ترانس: وقتي ترانس به مدت طولاني در شبكه مورداستفاده قرار گيرد، عايق خشك ترانس كم كم خاصيت اوليه خود را از دست ميدهد كه حتيبا تعويض روغن هم ديگر به حالت اوليه برنمي گردد. (عمر مفيد ترانس معمولاً از طرفشركت سازنده داده مي شود.)

بالا رفتن دماي محيط: افزايش دماي محيط موجب آسيب ديدگي ترانسميگردد. بدين صورت كه وقتي تفاوت دماي داخل ترانس و محيط پست در اثر افزايش حرارتمحيط كم گردد تبادل حرارتي بين ترانس و هواي پست كم شده و حرارت توليد شده در ترانسحبس گرديده و عايق ترانس صدمه مي بيند. دماي شرايط كاري جهت اخذ قدرت نامي توسطسازنده تعيين مي گردد كه مي بايست ميزان كاهش قدرت به ازاي افزايش درجه حرارت نيزقيد شود

بروز جرقه يا هارمونيك در ولتاژ اوليه: بنا به هر علتي اگر دراوليه ترانس، ولتاژ همراه هارمونيك باشد باعث بوجود آمدن فلوهاي متناظر با همانهارمونيك ها در هسته ترانس ميگردد، كه اين هارمونيك هاي فركانس بالا موجب بالا رفتنتلفات فوكو و هيسترزيس در هسته مي شود و ترانس از بالا رفتن حرارت ناشي از آن صدمهمي بيند. گاهاً به علت رطوبت محيط يا وجود آلودگي بر روي مقره ها و يا نزديك شدنشاخه درختان به خط تحت ولتاژ و… قوس بوجود مي آيد و به علت بالا بودن مقاومت دربرخي از اين اتصالات و دور بودن از ابتداي فيدر، اين قوسها باعث عملكرد رله پستمادر نمي گردند. وجود قوس و قابل ملاحظه بودن امپدانس قبل از محل عيب موجب ريپل هايولتاژ روي موج ولتاژ مي شوند. ريپل هاي ولتاژ داراي هارمونيك هاي بالا بوده واشكالاتي را براي دستگاههاي الكتريكي مورد تغذيه روي آن فيدر پيش مي آورد

راههاي پيشگيري ابتدا بايد خاطرنشان ساخت كه ترانسها براي تلفات استاندارد و قابلمحاسبه فركانس اصلي طراحي مي گردند و هر گونه تلفات اجباري خارج از مقدار محاسبهشده در برآوردها ناديده گرفته مي شود. لذا تلفات ناشي از هارمونيك ها و افزايشولتاژ شبكه براي ترانس مضر مي باشد. مگر اينكه در شرايط جديد تقاضاي ديگري برايساخت ترانسها با قدرت تحمل بيشتر مدنظر باشد. براي مثال مي توان هسته ترانسها را بهعلت وجود هارمونيك ، بزرگتر از حد فعلي در نظر گرفت. (در حال حاضر ترانسهايي )برايتلفات بيشتر طراحي ميگردند

پيشگيري از بروز اضافه بار براي ترانسها: انتخاب بهينه قدرتترانس جهت تغذيه در شبكه بسيار مهم مي باشد. در اين راستا آگاهي از رفتار بار وبارگيريهاي مداوم ترانس در نحوه تصميم گيري حائز اهميت است. معمولاً ترانسهايي كهبارشان كمتر از %30 تا %40 بار ناميشان باشند كم بار و اگر بيشتر از %70 بار نامي باشند پر بار تلقي ميگردند. استفاده از ثبات جهت مطالعه و بررسي رفتار بار درمناطق مختلف ، الگوي مناسب از رفتار بار را براي ترانسهاي شبكه بدست ميدهد ومي توان با استفاده از آنها به مطالعه شبكه پرداخت. در حالحاضر به علت كمبود نيرويانساني و وسايل از ترانسهاي خاص، آمپراژگيري ميگردد. بدين صورت كه با توجه به آمارفيوزسوزي و افتادن كليدكل ها در روز قبل ، از آن ترانسها بارگيري به عمل مي آيد ودر صورت اضافه بار بودن ترانس نسبت به تعويض آن اقدام مي شود و ترانس با قدرت بيشترجايگزين ميگردد استاندارد بودن اتصالات در تابلوها و رئوس تيرها و جعبه فيوزها ازاتلاف انرژي جلوگيري كرده و از اضافه بار شدن بي مورد ترانسها جلوگيري ميكند

نشت روغن ترانس: بازديد هاي دوره اي و مداوم پست هاي توزيعميتواند در اين خصوص راهگشا باشد. در بازديدها ارتفاع روغن در شيشه روغن نما،  خيسيروي درپوش ، رادياتورها و زير ترانس ملاك مناسبي از آگاهي نشت روغن مي باشد كه درحال حاضر اين عمل انجام ميگيرد

نفوذ رطوبت: نمونه برداري و تست روغن ترانسها طي برنامه هاي ازپيش تعيين شده اطلاع دقيقي از نفوذ رطوبت به داخل تانك ترانس بدست ميدهد. در حالحاضر همراه با تعميرات خط، ترانسهاي هوائي و سرويس پست هاي زميني ، نمونه گيري وتست روغن انجام ميگيرد كه طول دوره هاي بازديد و سرويس حدود يك بار در هر سالميباشد ولي با توجه به شرايط جوي برخي مناطق ، طول دوره بازديد بايد كاهش يابد

اضافه ولتاژهاي موقت: در شبكه هاي توزيعي كه طول فيدرهايكوتاه باشد، احتمال بروز اضافه ولتاژهاي موقت در اين شبكه ها وجود ندارد مگر اينكهاضافه ولتاژ از شبكه فوق توزيع سرايت نمايد

آلودگي روغن ترانس: تست روغن بصورت برنامه ريزي شده روش مناسبيبراي آگاهي يافتن از آلودگي روغن ترانس است

اضافه ولتاژهاي گذرا: براي جلوگيري از خسارت ناشي از اضافه ولتاژهاي گذراي خارجي (صاعقه) مناسبترين راه، نصب برقگير در پستهاي هوائي و نقاط ارتباطي سركابلها و خطوط هوائي مي باشد. براي كاهش تعداد كليدزني راه حل پيشنهادي ، كاهش بار فيدرها باايجاد فيدرهاي جديد، كوتاه كردن طول فيدرها با ايجاد پست هاي فوق توزيع و ايجادنقاطي مجهز به دستگاههاي جداكننده مناسب نظير سكشنالايرز و استفاده از كليد در مسيرفيدرها مي باشد. همچنين تنظيم رله ها با استفاده از محاسبات اتصال كوتاه شبكه لازماست

عمر بالاي ترانس: در حال حاضر با تعويض ترانسهاي با عمر بالا ،ترانسهاي قديمي از شبكه جدا شده و بعد از بازيابي به شبكه برمي گردند. ولي در عململاحظه ميشود تعدادي از ترانسهاي سرويس شده ، پس از بهره برداري مجدداً معيوبميگردند. لذا ضروريست نظارت بر كيفيت تعميرات و تستهاي لازم، دقيقتر صورت گيرد. اگرروند بازيابي و سرويس ترانس مناسب و دقيق باشد و هم چنين با استفاده از تست هاييدقيق در اندازه گيري تلفات بي باري ترانس مي توان از پايداري و سلامت عايق خشكترانس مطمئن شد. البته لازم به ذكر است، استفاده از لوازمي مثل روغن ترانس مرغوب وواشرهاي مناسب جهت آب بندي در بالا بردن عمر ترانس بعد از بازيابي بسيار مؤثر است

بالا رفتن دماي محيط: براي تبادل حرارتي بيشتر در فصول گرم دراغلب پست هاي زميني از فن استفاده مي گردد، اما براي ترانسهاي هوائي چنين راهي وجودندارد. اگر هواي محيط گرم شود به علت كاهش اختلاف دماي داخل ترانس و هواي اطرافتبادل حرارتي كم شده و ترانس گرمتر مي شود. بنابراين بهترين راه چاره كاهش بارترانس در اين مواقع مي باشد كه در فصول گرم بار ترانس زير بار نامي باشد، امامتأسفانه پيك بار شبكه هنگام گرما به علت استفاده از كولرهاي گازي اتفاق مي افتد ودر فصول ديگر گاهاً بار ترانسها از %40 بار نامي نيز كمتر مي باشد

جرقه و9 هارمونيك در اوليه ترانسهاي توزيع: در برخي از پستهايزميني به علت شرايط نامناسب ساختماني و شرايط تابلوهاي فرسوده ، روي مقره هاياتكايي و هم چنين در شبكه هاي هوائي روي مقره ها و بوشينگها قوسهايي بوجود مي آيدكه گاهاً ماندگار نيز مي باشند. اين قوسها ريپل هاي ولتاژ را در شبكه بوجودمي آورند. جهت جلوگيري از اين پديده ها بايستي بازديدهاي دوره اي از شبكه و پستهايزميني و شاخه زني و سرويس به موقع خطوط و پست ها را افزايش داده و دقت بيشتري را دراين خصوص مبذول نمود. مطابق با استاندارد، شاخه زني بايد بگونه اي باشد كه طي فاصلهزماني 2سال يك بار شاخه زني انجام گيرد اما با شرايط جوي برخي مناطق و نوع درختانگاهاً در هر سال دو بار شاخه زني لازم است

جلوگيري از پاره گي هاديهاي ترانس: بيشتر اوقات در حملنامناسب ترانس، هاديهاي ترانس پاره مي شوند. اگر دقت بيشتري در هنگام حمل ترانسانجام گيرد و در هنگام بارگيري و نصب سعي گردد تا ترانس به آرامي جابجا شود وهنگامي كه ترانس بر روي جرثقيل يا هر وسيله جابجا كننده قرار ميگيرد بتوان ازتكانهاي شديد ناشي از جاده جلوگيري نمود و هم چنين بار ترانس همواره زير بار نامينگه داشته شود، باعث مي گردد تا هاديهاي ترانس قطع نگردند. اما براي جلوگيري ازپاره گي هاديها ناشي از اتصال كوتاه در سيم پيچي اوليه و يا ثانويه ترانس تنهامي توان به استاندارد نمودن اتصالات ورودي و خروجي ترانس اشاره نمود

دانشنامه مرجع مهندسی ایران

www.Smsm.ir

نوع مطلب : مهندسی برق - قدرت
نوشته شده در یکشنبه ۱۲ دی ۱۳۸۹ توسط SMSM |           |