عوامل سوختن ترانسفورماتورهای برق در ایران:
در مورد” عوامل سوختن ترانسفورماتورهای برق در ایران “طبق مطالعات و گزارشات میدانی انجام شده پس از اضافه ولتاژ، نفوذ رطوبت در روغن ترانس و در نتیجه از بین رفتن خواص شیمیایی و فیزیکی روغن ترانس دومین عامل خرابی و کوتاه شدن عمر متوسط ترانسفورماتورهای برق در ایران بوده و این عامل بزرگ خرابی به علت عدم توجه بهارزش و اهمیت نقش ماده سیلیکاژل در ترانسفورماتورهای برق میباشد . در کشور انگلستان عمر متوسط ترانسفورماتورهای برق ۵۶ سال ودر حال افزایش به بیش از ۰۸ سال میباشد، اما در کشور ما به دلیل عدم توجه و اهمیت به سرویس و نگهداری و مخصوصا کیفیت مواد، عمر متوسط بهره برداری از ترانسفورماتورها به کمتر از ۰۸ سال رسیده است.
انواع عیوب ترانسفورماتور
امکان وقوع انواع مختلفی از عیوب در ترانس وجود دارد. بهطورکلی عیوب ترانس را میتوان ناشی از عوامل زیر دانست:
– عیوب الکتریکی داخلی:
که شامل اتصال کوتاههای فاز به زمین، فاز به فاز، اتصال کوتاه بین حلقه های سیم پیچ در یک فاز و …
– عیوب الکتریکی خارجی:
که میتوانند آثار نامطلوبی بر ترانس قدرت وارد کنند. این عیوب عبارتاند از: اضافه بار، اتصال کوتاه در شبکه، افت فرکانس و …
– عیوب غیرالکتریکی:
– که عبارتاند از کاهش سطح روغن، عیب در سیستم خنککن، نقص عایقی، عیب در سیستم تپچنجر و … که در نهایت سبب عیب الکتریکی میشوند.
عیوب سیم پیچ ترانسفورماتور:
عیوبی که در اثر تضعیف ایزوالسیون در سیم پیچ های ترانسفورماتورهای قدرت به صورت اتصال حلقه- اتصال بدنه- سوختن شیلدها رخ میدهد.
این عیوب در اثر ضعف در طراحی یا عدم بهرهبرداری صحیح و یا به موقع سرویس نشدن طبق استانداردهای طراحی به وجود میآید.
عیوب تپ چنجر:
عیوبی که در رابطه با تپچنجر رخ میدهند، مربوط است به کنتاکتهای متحرک، سلکتور سوئیچ، دایروتر سوئیچ و مقاومتهای محدودکننده جریان (در هنگام تعویض تپ). این عیوب در اثر ضعف طراحی یا ضعیف شدن خاصیت عایقی روغن ترانس در اثر جرقه های ناشی از تعویض تپ به صورت خوردگی در روی سطح کنتاکتها به وجود میآیند.
این پدیده در صوتی که سرویس و بازسازی نشود در هنگام تغییر عملیات تغییر تپ با زدن قوس سبب تجزیه روغن عایق، سوختن عایقهای جامد، سوختن مقاومتهای محدودکننده جریان و تخریب قسمتهای دیگر میشود.
عیوب هسته:
اشکال در هسته ترانس میتواند در اثر ضعف طراحی، مونتاژ نادرست کارخانه و یا استفاده از اجناس نامرغوب در هسته باشد. این عوامل سبب افزایش فلوی مغناطیسی، اشباع هسته و داغ شدن آن میگردد و در نتیجه تلفات در داخل ترانس افزایش یافته و خرابی عایق و هسته را به دنبال خواند داشت.
عیوب مربوط به تأسیسات جانبی:
این عیوب شامل سوراخ شدن تانک روغن، ایجاد ترکهای موئی در بوشینگها، از بین رفتن سیلیکا ژل و ورود رطوبت به داخل ترانس و … است.
با توجه به آمار ترانسهای معیوب، مشاهده میشود که سیم پیچها و عایق اصلی و تپ چنجر قسمتهای مهمی هستند که باید مانیتور شوند.
خطاهای ترانسفورماتور
بطور کلی خطاهای ترانسفورماتور به شش دسته زیر تقسیم میشوند .
الف – خطاهای سیم پیچ و ترمینال
ب – خطاهای هسته
د – خطاهای تجهیزات جانبی ترانسفورماتو
ر – خطاهای تپ چنجر قابل تغییر زیر بار
ز – خطاهای شرایط بهره برداری غیر نرمال
م – خطاهای خارجی سنگین
با توجه به گوناگونی خطاها در ترانسفورماتورو اهمیت باالی آن در شبکه و ارزش اقتصادی انواع حفاظتها در طیف گسترده
برای ترانسفورماتور در نظر گرفته میشود که بشرح زیر است .
۱ – حفاظت جریان زیاد فاز و نوترال
۲ – حفاظت خطاهای زمین محمدود شده
۳ – حفاظت دیفرانسیل
۴ – حفاظت شار زیاد
۵ – حفاظت امپدانسی
۶ – حفاظت جریانی سیم پیچ سوم
۷ – حفاظت تپ چنجر
۸ – حفاظت اتصال زمین تانک روغن
۹ – حفاظت رله بوخهلتس
۱۱ – حفاظت در مقابل فشار و آزادسازی فشار
۱۱ – حفاظت نرخ افزایش فشار روغن
حفاظت ترانسفورماتور به دو سیستم اصلی وحفاظت پشتیبان تقسیم بندی شده که بشرح زیر است :
رله های اصلی:
- رله افت ولتاژ
- رله دیفرانسیل
- رله اضافه شار
رله اضافه شار: که در حفاظت بعضی از ترانسفورماتورهای قدرت بکار گرفته میشود به دو پارامتر ولتاژ و فرکانس حساس است.
رله اضافه شار در ترانسفورماتورهای منصوب در پستهای نیروگاهی کاربرد دارد زیرا که این ترانسفورماتورها، بیش از ترانسفورماتورهای منصوب در پستهای واسطه و معمولی در معرض وقوع تغییرات فرکانس و تغییرات ولتاژ هستند.
کاهش فرکانس افزایش جریان و افزایش شار را بدنبال دارد و اضافه ولتاژ فرکانس قدرت نیز بنوبه خود افزایش جریان و در نتیجه افزایش شار زیاد را در پی خواهد داشت و اگر این دو یعنی کاهش فرکانس و افزایش ولتاژ همزمان روی دهد، میزان افزایش شار بسیار بزرگ خواهد بود و از همین رو این رلهها به حاصل تقسیم ولتاژ بر فرکانس به گونهای حساس طراحی میشوند تا با تجاوز شار از حد معینی، ادامه روال ایجاد شده میسر نباشد. البته در این حفاظت، نیازی به عملکرد سریع نداشته و قطع آنی موردنظر نخواهد بود.
رله های پشتیبان:
-رله جریان زیاد نوترال
-رله جریان زیاد زمانی طرف ثالثیه و ترانسفورماتور زمین – کمکی
حفاظت های الكتریكی
رله بوخهلتس دوعملكرد دارد:
-نسبت به جریان روغن حساس است و در صورتیكه جریان روغن از یك حد معین تجاوز نماید سیگنال تریپ ارسال مي كند.
درترانسفورماتورهاي كوچك از نوع تك شناوره معمولاا استفاده مي شود . رله هاي بوخهلتس هم به گاز و هم به جریان روغن حساس هستند در حالیكه
رله حفاظتي كلید تنظیم ولتاژ فقط به جریان روغن حساس است.
وقتي تحت شرایط خاصي در ترانسفورماتور حبابهاي گاز تولید مي شوند این حبابها به سمت منبع انبساط حركت كرده و باعث عملكرد شناورها می شوند كه بسته به میزان گاز سیگنال آلارم و یا تریپ ارسال مي شود.
در صورت وجود خطاهای نه چندان شدید مثل داغ شدن قطعات فلزی، وجود hot spot و … در ترانسفورماتور، بصورت موضعی نقاط داغ بوجود
میآیند كه این نقاط داغ باعث تجزیه مواد عایقي جامد و مواد سلولزی می شوند كه خود باعث بوجود آمدن حبابهای گاز در ترانسفورماتور میشوند
این خصوصیت در طراحي رله بوخهلتس یا Gas actuated relay استفاده شده است .
از این رله فقط در ترانسفورماتورهایي كه منبع انبساط دارند و مخزن کاملا با روغن پر شده و تانک ترانسفورماتور توسط یک لوله به
ترانسفورماتور اضافه مي شود، حبابهاي هوا مي توانند به همراه روغن وارد مخزن شده و سپس به مرور وارد رله شده و باعث ارسال سیگنال آلارم شوند.
در صورت عبور جریان هاي شدید اتصال كوتاه از سیم پیچ ها، این جریان ها باعث داغ شدن سیم پیچ و روغن شده و میتوانند
باعث جریان و حركت روغن با سرعتي بالاتر ازحد عملكرد رله بوخهلتس و نهایتاا عملكرد شناور پاییني و ارسال سیگنال تریپ شوند.
بعضي از سازندگان شیب ۲تا ۳درجه و بعضی ۱/۲تا ./,۳ را پیشنهاد مي كنند.
همچنین باید از وضعیت شناورها و اینكه داراي منفذ نمی باشند اطمینان خاطر حاصل كرد براي اینكار شناورها را در روغن داغ فرو می كنند.