Print Friendly and PDF

فیلترینگ ترانسفورماتور

روغن در ترانس های قدرت نقش بسیار مهمی دارد.از جمله نقش ترانس های قدرت عایق كنندگی، خنك كنندگی و تشخیص عیب از جمله مهمترین وظایف روغن می باشند. با کهنه شدنترانسفورماتور ، روغن ترانس بعضی از خصوصیات شیمیایی و الكتریكی خود را از دست می دهد. از جمله مهمترین این خصوصیات می توان به خصوصیات الكتریكی كه حائز اهمیت می باشند، اشاره نمود.

دلایل اصلی كه روغن ترانسفورماتورهای قدرت را دچار مشكل می نمایند عبارتند از:

۱) افزایش ذرات معلق در روغن

۲) وجود آب به مقدار زیاد در روغن

۳) وجود آلودگی های شیمیایی مانند اسیدیته و…

مسائل فوق باعث تغییر پارامترهای متعدد می شوند. به عنوان مثال افزایش ذرات معلق و وجود آن باعث كاستن قدرت دی الكتریك روغن و افزایش اسیدیته، باعث خوردگی كاغذ و اجزای داخلی ترانسفورماتور می شود. برای بهبود روغن ترانسفورماتوری كه دچار ضعف های متعدد شده است می توان از فیلتراسیون استفاده نمود. با فیلتر نمودن روغن می توان ذرات معلق آن را جدا نمود و در نتیجه ولتاژ شكست را بالا برد. می توان با خلاء نمودن روغن ، آب را بصورت بخار از روغن جدا نمود. حذف آلودگی های شیمیایی فقط با كمك فیلترهای شیمیایی ممكن است.

از جمله مهمترین آلودگی كه روغن ترانسفورماتور را تحت تأثیر قرار می دهد وجود آب به مقدار كم در داخل روغن است. جدا نمودن آن در داخل ترانسفورماتور به راحتی امكان پذیر نمی باشد. علت این مسأله وجود مقادیر بسیار زیاد آب داخل كاغذ ترانسفورماتور می باشد كه با جدا نمودن آب روغن دوباره جایگزین آن می شود.

تصفیه فیزیکی روغن :

در ایران کاملا معمول و رایج است .در این تصفیه روغن به صورت پیوسته و در یک مدار بسته از قسمت پائین ترانس به کمک یک پمپ مکیده شده و گرم می شود .سپس روغن را از یک فیلتر عبور می دهند تا ذرات معلق در آن جذب گردد . این فیلتر خنثی و از جنس کاغذ و یا چینی است .بعد از آن روغن را وارد یک محفظه نسبتا بزرگ که خلاء شده است می نمایند تا رطوبت آن بخار شود .برای جدا شدن رطوبت از روغن ، سطح تماس روغن وهوا (خلاء ) را زیاد می نمایند . این عمل یا به صورت پودر کردن روغن و یا پاشیدن آن به داخل محفظه خلاء انجام می گردد در نتیجه استفاده از این سیستم علاوه بر گرفتن تمام آب آزاد از روغن مقدار آب محلول در آن را تا مقدار10 ppm کاهش می دهد و مقدار گاز حل شده به 0.25 درصد حجم کاهش می یابد .

تصفیه فیزیکی شیمیایی روغن :

در محل نصب ترانس معمول نیست. در اینجا در مورد نوعی تصفیه که اصطلاحا احیاء فیزیکی شیمیایی خوانده می شود صحبت خواهد شد .این تصفیه در صورتی لازم می شود که مشخصات روغن به مقادیر حدی جدول زیر رسیده باشد.حد مشخصات روغن برای انجا م تصفیه فیزیکی شیمیاییدر این روش علاوه بر تصفیه فیزیکی ، روغن از خاک رنگبر عبور داده می شود. و خواص فیزیکی و شیمیایی آن تغییر می کند . خاک رنگبر در ایران جهت تصفیه روغن نباتی خوراکی نیز مصرف زیادی دارد . با افزایش میزان اکسیداسیون ، شرایط تشکیل لجن در روغن ایجاد می شود و چون عمل تصفیه فیزیکی به تنهایی قادر به جبران تغییرات شیمیایی ناشی از فساد روغن نیست ، روغن به تدریج کارآیی خود را از دست می دهد و بالاخره حالتی پیش می آید که تکرار عمل تصفیه فیزیکی تغییری در شرایط آن نشان نمی دهد .برای این منظور علاوه بر تصفیه فیزیکی به آن یک پمپ و یک منبع اضافه میگردد .در این منبع خاک رنگبر ریخته شده و پمپ ، روغن گرم را از این خاک عبور می دهد . در بعضی از دستگاه های تصفیه فیزیکی شیمیایی دو منبع خاک رنگبر وجود دارد .که در ان صورت زمانی که از یک منبع روغن عبور داده می شود می توان خاک مصرف شده منبع دیگر را عوض نمود و آن را تمیز نموده و دوباره پر نمود .قیمت دستگاه اضافی برای تصفیه شیمیایی در مقایسه با عملکرد آن زیاد نیست و عمر ان به واسطه سادگی طولانی است .با انجام عمل تصفیه فیزیکی شیمیایی عدد اسیدی به 0.02 میلی گرم KOH   برای هر گرم روغن می رسد و دیگر خواص روغن مانند ضریب تلفات عایقی و مقاومت مخصوص ان نیز در این تصفیه بهبود می یابد .این تصفیه را می توان مانند تصفیه فیزیکی در سیستم بسته انجام داد یعنی از ترانس روغن را مکیده تصفیه نمود و دوباره وارد ترانس نمود. ولی اگر احتمال به وجود آمدن لجن برود و یا کاغذ ترانس رطوبت جذب کرده باشد بهتر است ابتدا روغن را داخل یک منبع جداگانه که به این منظور کنار ترانس آورده می شود وادر نموده سپس سیم پیچی های کف تانک را از لجن تمیز نمود .برای تمیز نمودن سیم پیچ ها به آن روغن تمیز می پاشند و سپس با قرار دادن خلاء آن را خشک می کنند .بهترین روش برای خشک کردن کاغذ خلاء می باشد والبته به شرط آنکه تانک ترانس قابلیت خلاءگیری را داشته باشد .خشک کردن به وسیله خلاء تنها قدری طول می کشد. در این روش بهتر است گرما هم وارد ترانس شود برای این منظور در یک تانک جداگانه روغن را تا حد 50˚c   گرم می کنند و سپس آن را برای مدتی کوتاه وارد ترانس می نمایند و سپس دوباره روغن را خارج می کنند .البته برای سرعت عمل باید از والوهای بزرگ ترانس استفاده نمود و لوله های ضخیم به ان وصل کرد و از پمپ قوی روغن استفاده نمود و پر کردن تا نیمه اغلب به کار سرعت بیشتری می دهد و حرارت به قسمتهای دیگر از طریق مس منتقل می گردد. باید دقت داشت که نقش عمده را خلاء بازی می کند و حرارت برای تبخیر آب است .گاهی نیز از هوای خشک و گرم برای این منظور استفاده میشود و سپس روغن تصفیه شده را وارد ترانس می نمایند . البته در اینجا نیز موقع وارد کردن روغن ترانس تحت خلاء قرار دارد.تصفیه فیزیکی شیمیایی با خرج بیشتری همراه است .مقدار خاک لازم رنگبر بستگی به میزان کهنگی روغن دارد و بین 1 تا 7 درصد روغن دارد . ولی با توجه به قیمت این مقدار خاک رنگبر در مقایسه با قیمت هر لیتر روغن نو جهت تعویض که باید از خارج وارد شود این تصفیه بسیار به صرفه خواهد بود .به ویژه اگر ترانس تحت شرایط سخت نبوده و بیش از حد گرم نمی شود . عمل تصفیه فیزیکی شیمیایی فقط یکبار در طول عمر ترانس کفایت می نماید . با توجه به اینکه روغن تعویضی یا خارج شده از ترانس جزء به عنوان یک سوخت نامرغوب مانند نفت مازوت ارزش دیگری ندارد تفاوت قیمت تعویض روغن با تصفیه به کمک خاک رنگبر قابل توجیه می باشد . ضمنا باید متوجه بود که بر اثر باقی ماندن مقداری لجن بر لابه لای سیم پیچ ها ، روغن نوبا سرعت بیشتری خراب می شود .بطوریکه هیچ فایداه ای از این خرج اضافی بدست نمی آید .

دستگاه تصفیه فیزیکی شیمیایی روغن :

در شکل زیر یک نمونه از دستگاه تصفیه فیزیکی شیمیایی با دو منبع خاک رنگبر که دارای یک واحد اضافه کننده مواد اکسیداسیون نیز می باشد نشان داده شده است .قسمت تصفیه فیزیکی شیمیایی جهت احیاء روغن پر شده در ترانس هایی که مدت زیادی کار کرده و یا معیوب شده و از مدار خارج گردیده اند ، می باشد .این دستگاه امکان بهر برداری بیشتر را برای آنها به وجود می آورد و در ترانس هایی که روغن آنها بر اثر کارکرد زیاد روغن و یا ذرات معلق جامد نامحلول در آن فاسد شده باشد ، استفاده می کنند .خاک رنگبر جذب کننده و خارج کننده این مواد از روغن می باشد و در واقع نوعی پالایش و نقش احیاء روغن را ایفا می کند .منبع ها طوری ساخته شده اند که به صورت آونگ بوده حالت چرخشی بر روی دو بازوی نگهدارنده خود را دارند و به راحتی با باز کردن درب منبع خاک رنگبر ، امکان تعویض و استفاده مجدد آن به راحتی انجام می گیرد .واحد اضافه کننده مواد ضد اکسیداسیون دارای یک تانک می باشد که از ته ظرف روغن وارد می شود و به وسیله عبور از یک نازل مواد DBPC به طرف بالا مکیده می گردد و داخل تانک DBPC   می گردد و به همین ترتیب یک درصد کمی از مواد DBPC  از میان این نازل با روغن مخلوط می گردد .

دستگاه احیا کننده فیزیکی شیمیایی به همراه مواد اضافه کننده ضد اکسیداسیون

 

1- مجرای ورود روغن                                                   7- نشان دهنده جریان روغن

2- مجرای خروجی روغن                                               8- بازوهای آونگی منبع

3- اولین منبع خاک رنگبر                                               9- فشار سنج

4- دومین منبع خاک رنگبر                                             10- بدنه

5- تانک اضافه کننده مواد ضد اکسیداسیون                DBPC_11نگهدارنده پوشش دستگاه

6- نازل و خارج کننده مواد                                             12- نگهدارنده ظرف آونگ

خشک کردن ترانسفورماتور

در صورت که به هر دلیلی سطح روغن ترانس برای مدتی پائین تر از سطح هسته و سیم پیچی داخل ترانس قرار گیرد ، همچنین در صورتی که روغن موجود در ترانس یا روغنی که به آن افزوده می شود مشکوک باشد ، در این صورت احتمال جذب رطوبت توسط مواد عایق و در نتیجه پائین آمدن استقامت الکتریکی آنها وجود دارد .در چنین حالتی اگر ولتاژاستقامت الکتریکی عایق بین سیم پیچ ها و بدنه کمتر از 30 کیلو ولت ( طبق استاندارد ASTM-227 ) باشد لازم است که عملیات خشک گردانی عایق و روغن داخل ترانس در محل انجام گیرد خشک کردن ترانس در محل های مختلف به روش های مختلف امکان پذیر می باشد از جمله با استفاده از دستگاه های تصفیه روغن و خشک گردانی تحت خلاء که مورد استفاده آن بیشتر در ترانس های بزرگ می باشد و در بخش قبل به آن اشاره شد و کاربرد ان در ترانس های توزیع در صورت لزوم میباید بر اساس دستورالعمل سازنده انجام گیرد .ساده ترین روش برای متداول برای خشک کردن ترانس های کوچک ، روش اتصال کوتاه و استفاده از گرمای حاصل از جریان الکتریکی در سیم پیچ ترانس است .در این روش می باید ابتداجداره مخزن ترانس را در حد امکان با پوشش های عایق گرما پوشاند تا افزایش درجه حرارت ان سریعتر انجام گیرد .سپس با اتصال کوتاه سیم پیچی فشار ضعیف و اعمال ولتاژی معادل U= Ua*Uk/ 100 ± 10%    در طرف فشار قوی ترانس  ، جریانی معادل شدت جریان نامی در سیم پیچ های ثانویه آن برقرار نمود .در این رابطه Uk  همان امپدانس اتصال کوتاه است که معمولا روی پلاک مشخصه ترانس نوشته شده است .به عنوان مثال چنانچه Uk = 6 % باشد ولتاژ اتصال کوتاه در سطح 20 کیلوولت برابر  U= 20000*6/100=1200 ولت خواهد گردید .برای خشک کردن یک ترانس توزیع به روش اتصال کوتاه وجود یک ترانسفورماتور افزاینده سه فاز با ولتاژ ثانویه 1.2 KV  الی 2KV  و ظرفیتی بیش از تلفات مس ( تلفات اتصال کوتاه ) ترانسفورماتور اصلی مورد نیاز می باشد. قبل از شروع عمل خشک کردن باید سطح روغن مخزن انبساط در جای مناسب خود باشد پس از اعمال ولتاژ اتصال کوتاه می باید درجه حرارت روغن کم کم به 90 الی 100 درجه سانتی گراد برسد و درجه حرارت ترانس باید به مدت 3 الی 4 ساعت در این حد باقی بماند تا رطوبت موجود در روغن و مواد عایق آن به تدریج به منبع انبساط که درجه حرارت آن کمتر است منتقل گردد . پس از این مدت باید روغن موجود در منبع انبساط را تعویض نمود و داخل ان را با روغن گرم شستشو داد و سپس به روشی که در زیر شرح داده خواهد شد آن را از روغن تازه شارژ و پر نمود .

 

روغن زدن و یا شارژ روغن ترانسفورماتور :

در صورتی که منبع انبساط روغن در محل نصب گردیده یا ارتفاع سطح روغن بر روی درجه روغن نما با در نظر گرفتن تغییرات درجه حرارت محل پائین تر از حد تعیین شده است ، می باید مقداری روغن عایق به منبع انبساط اضافه شود . در این حالت چنانچه روغن عایق کارخانه سازنده در ظروف در بسته و مطمئنی در کارگاه موجود باشد ، میتوان آنرا با اطمینان مورد استفاده قرار داد . به هنگام اضافه کردن روغن ترانس باید توجه داشت که اختلاف درجه حرارت بین روغن تازه و روغن موجود در ترانس نباید از 5 درجه سانتی گراد تجاوز نماید .چنانچه سطح روغن ترانس پائین تر از درپوش آن باشد باید روغن به آرامی از دریچه بالای تانک بداخل آن ریخته شود و سپس این دریچه به خوبی مسدود و آب بندی گردد . سپس باقی روغن از دریچه مخزن انبساط ریخته شود تا از جمع شدن هوا در زیر درپوش جلوگیری به عمل آید .در این هنگام باید مجاری هواگیری بوشینگ ها باز باشد تا هوای موجود آنها تخلیه گردد . سپس همینکه روغن از این مجاری سرریز نمود پیچ های مربوطه باید محکم و آب بندی شوند .جزئیات مربوط به هواگیری بوشینگ و مجاری آنها می باید براساس دستورالعمل های سازنده انجام شود .وقتی که سطح روغن به ارتفاع 30 تا 40 میلیمتری بالای خط نشان روی درجه روغن نمای منبع انبساط رسید کار روغن زنی ترانس انجام شده است .به هنگام هواگیری ترانس میباید دریچه بالایی رله بوخهلتز نیز به طور متناوب باز و بسته شود تا جریان روغن آن دیده شود .همچنین به منظوراطمینان از کارکرد درست رله بوخهلتز میباید ترانس را موقع نصب با قراردادن قطعات آهنی در زیر چرخ از طرف منبع انبساط روغن آن کمی بالاتر آورد تا بقایای هوای موجود و حبابهای گازی که ممکن است در ان جمع شده باشد به طرف رله بوخهلتز و منبع انبساط رانده شود .در عملیات روغن زنی باید توجه داشت که روغن مورد استفاده ترانس می باید از نظر همخوانی با کلیه نیازهای استانداردها چک شود و نیز کمبود روغن ترانس فقط با همان نوع روغنی که قبلا در آن بوده است جبران گردد. در طی این عملیات باید آتش گیر بودن روغن ترانس از نظر ایمنی بطور جدی مورد توجه قرار گیرد.

توصیه های کلی  :

با توجه به مطالب ارائه شده می توان پیشنهادات زیر را با توجه به بهره برداری با راندمان بهتر و عمر طولانی تر از ترانس های قدرت در پستها ارائه نمود ، بدین طریق هزینه ای که صرف این برنامه ریزی می گردد در طولانی مدت در ازای هزینه های سنگین و ناگهانی صدمات جبران ناپذیر احتمالی ترانس ها که می تواند منجر به خروج آنها از شبکه با خسارات کلی و یا حتی منجر به تعویض کامل آنها و عمری کوتاهتر شود ، جبران می گردد:

1- طبق دستورالعمل های استاندارد در دوره های پیشنهاد شده از روغن ترانس نمونه برداری شده و به مراکز موجود آزمایش و کنترل روغن ارسال تا با حداقل وسائل لازم و صرف هزینه کمی این آزمونهای دوره ای انجام گردد .

2- تغییر مشخصات این روغنها که بهترین معرف تغییرات تدریجی یا ناگهانی در کارکرد ترانس می باشد در پرونده های مربوط به هر ترانس که در واقع تاریخچه کار آن می باشد ثبت و نگهداری گردد .

3- چنانچه نتایج آزمون تغییرات نامطلوبی را نشان داد ، علت پیگیری شده و چنانچه ناشی از تنش های الکتریکی ناگهانی و نامطلوبی درکار شبکه یا ترانس باشد در جهت رفع بر آمده و اگر ناشی از افزایش عمر روغن باشد در حد مقادیر حدی تعیین شده در جداول باشد دستور تصفیه فیزیکی یا احیاء شیمیایی روغن و خشک کردن ترانس و یا پاک کردن ترانس از لجن صادر و تحت نظر کادر متخصص در کارگاه تعمیرات ترانس انجام می شود .

4- نتایج کلیه آزمونها و حتی پس از تصفیه نیز جهت پیگیری های بعدی ثبت گردد .

5- با مهروموم کردن کامل تانک ترانس و تعبیه امکانات انبساط روغن و دستگاه تنفس کننده(سیلیکاژل ) روغن را کاملا از هوا دور نگه داشته شود زیرا یکی از عوامل تشدید فساد روغن حضور هوا می باشد .

6- قبلا توضیح داده شد که کنترل درجه حرارت روغن بسیار مهم است زیرا افزایش 4˚c تقریبا عمر موثر عایق سلولز را حدود 30 % کاهش می دهد و فعل و انفعالات شیمیایی با افزایش درجه حرارت به اندازه 8˚c مقدار دو برابر می گردد و به فساد روغن کمک می نماید لذا با کاهش درجه حرارت محیط توسط تهویه ،عمر ان را افزایش می دهیم .

7- در فواصل زمانی مساوی مثلا هر سه سال یکمرتبه در صورت امکان روغن ترانس های با ظرفیت بالا و مهم را بادستگاه تصفیه و فیلتراسیون بازسازی کنیم که این خود باعث کاهش مسائل روغن می گردد .

8- از مخلوط کردن روغن ها با درجه آلودگی متفاوت و از محصولات مغایر با یکدیگر خودداری گردد.

 

مطالب مرتبط

فقط با یک کلیک,ما را در گوگل محبوب کنید.