روغن در ترانسفورماتورهای قدرت
روغن ترانسفورماتور بخش تصفیه شده روغن معدنی می باشد که در دمای بین 250 تا 300 درجه سانتی گراد به جوش آمده است . این روغن پس از تصفیه از لحاظ شیمیایی کاملاً خالص بوده و تنها شامل هیدروکربنهای مایع می باشد
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: روغن ترانسفورماتور بخش تصفیه شده روغن معدنی می باشد که در دمای بین 250 تا 300 درجه سانتی گراد به جوش آمده است . این روغن پس از تصفیه از لحاظ شیمیایی کاملاً خالص بوده و تنها شامل هیدروکربنهای مایع می باشد. روغن ترانسفورماتور دو وظیفه اساسی بر عهده دارد:
اول اینکه بعنوان عایق الکتریکی عمل می نماید و ثانیاً حرارت های ایجاد شده در قسمتهای برقدار ترانسفورماتور را به خارج منتقل می کند.
با ولتاژ های بالایی که هم اکنون در شبکه انتقال انرژی صورت می گیرد نیاز به روغن ترانسفورماتور ها بعنوان عایق الکتریکی و وسیله خنک کننده افزایش یافته است.چنانچه روغن خالص باشد مشخصات الکتریکی آن خوب خواهد بود و نیز اگر ویسکوزیته (چسبندگی) روغن کم باشد ، خاصیت خنک کنندگی بهتری خواهد داشت و POUR POINT آن پائین خواهد بود . به هر حال ویسکوزیته روغن را نمی توان بسیار پائین انتخاب کرد زیرا در این صورت flash point روغن پائین تر خواهد آمد و از روغن با flash point پائین نبایستی استفاده کرد.پائین ترین حد flash point در اینگونه موارد 130 درجه سانتی گراد در نظر گرفته میشود.در عین حال ویسکوزیته روغن نباید به اندازه کافی پائین باشد تا p.p روغن کمتر از 40- درجه سانتی گراد باشد.( در بعضی کشورهای اروپای شمالی از روغنهایی با p.p پائیت استفاده میشود ) .
خصوصیات یک روغن ایده آل میتواند آیتمهای زیر را در بر داشته باشد :
1- استقامت الکتریکی بالایی داشته باشد.
2- انتقال حرارت را بخوبی انجام دهد .
3- جرم مخصوص پائینی داشته باشد . در روغن هایی که جرم مخصوص پائینی دارند ، ذرات معلق براحتی و به سرعت ته نشین میگردند و این خاصیت باعث تسریع در روند هموژنیزه روغن میشود.
4- ویسکوزیته پائینی داشته باشد، روغنی که وسکوزیته پائینی دارد سیالیت آن بهتر است و بیشتر است و در نتیجه خاصیت خنک کنندگی بهتری خواهد داشت.
5- Pour point پائینی داشته باشد .روغنی که Pour point پائینی دارد در درجه حرارت های پائین حرکت خود را از دست خواهد داد.
6- Flash point بالایی داشته باشد. Flash point مشخص کننده تمایل روغن به تبخیر شدن میباشد. هر چه Flash point روغن پائین تر باشد تمایل به تبخیر شدن در روغن بیشتر است.هنگامی که روغن تبخیر میشود ، ویسکوزیته آن بالا میرود و روغن های تبخیر شده ترکیبات اتش زایی را با هوای بالای روغن ایجاد می کنند.
7- به مواد عایقی و استراکچر فلزی نمی بایستی آسیبی برساند.
8- خاصیت شیمیایی پایداری داشته باشد.این مسئله به عمر بیشتر روغن کمک خواهد کرد.
اول اینکه بعنوان عایق الکتریکی عمل می نماید و ثانیاً حرارت های ایجاد شده در قسمتهای برقدار ترانسفورماتور را به خارج منتقل می کند.
با ولتاژ های بالایی که هم اکنون در شبکه انتقال انرژی صورت می گیرد نیاز به روغن ترانسفورماتور ها بعنوان عایق الکتریکی و وسیله خنک کننده افزایش یافته است.چنانچه روغن خالص باشد مشخصات الکتریکی آن خوب خواهد بود و نیز اگر ویسکوزیته (چسبندگی) روغن کم باشد ، خاصیت خنک کنندگی بهتری خواهد داشت و POUR POINT آن پائین خواهد بود . به هر حال ویسکوزیته روغن را نمی توان بسیار پائین انتخاب کرد زیرا در این صورت flash point روغن پائین تر خواهد آمد و از روغن با flash point پائین نبایستی استفاده کرد.پائین ترین حد flash point در اینگونه موارد 130 درجه سانتی گراد در نظر گرفته میشود.در عین حال ویسکوزیته روغن نباید به اندازه کافی پائین باشد تا p.p روغن کمتر از 40- درجه سانتی گراد باشد.( در بعضی کشورهای اروپای شمالی از روغنهایی با p.p پائیت استفاده میشود ) .
خصوصیات یک روغن ایده آل میتواند آیتمهای زیر را در بر داشته باشد :
1- استقامت الکتریکی بالایی داشته باشد.
2- انتقال حرارت را بخوبی انجام دهد .
3- جرم مخصوص پائینی داشته باشد . در روغن هایی که جرم مخصوص پائینی دارند ، ذرات معلق براحتی و به سرعت ته نشین میگردند و این خاصیت باعث تسریع در روند هموژنیزه روغن میشود.
4- ویسکوزیته پائینی داشته باشد، روغنی که وسکوزیته پائینی دارد سیالیت آن بهتر است و بیشتر است و در نتیجه خاصیت خنک کنندگی بهتری خواهد داشت.
5- Pour point پائینی داشته باشد .روغنی که Pour point پائینی دارد در درجه حرارت های پائین حرکت خود را از دست خواهد داد.
6- Flash point بالایی داشته باشد. Flash point مشخص کننده تمایل روغن به تبخیر شدن میباشد. هر چه Flash point روغن پائین تر باشد تمایل به تبخیر شدن در روغن بیشتر است.هنگامی که روغن تبخیر میشود ، ویسکوزیته آن بالا میرود و روغن های تبخیر شده ترکیبات اتش زایی را با هوای بالای روغن ایجاد می کنند.
7- به مواد عایقی و استراکچر فلزی نمی بایستی آسیبی برساند.
8- خاصیت شیمیایی پایداری داشته باشد.این مسئله به عمر بیشتر روغن کمک خواهد کرد.
خصوصیات روغن ترانسفورماتور :
روغنی که در ترانسفورماتور بکار میرود می بایستی دو خصیصه زیر را داشته باشد :
1- روغن باید تمییز باشد .مواد جامد معلق یا ترکیبات شیمیایی زیان آور و یا آب در آن هرگز موجود نباشد.
2- روغن از لحاظ شیمیایی بایستی پایدار باشد .تغییرات روغن با توجه به گرما و اکسیژنی که با آن در تماس باشد در درجه حرارت کار نرمال ترانس میبایستی تا حد امکان کم باشد.
ناخالصی ها :
ناخالصی ها در اولین قدمخاصیت الکتریکی روغن را تحت تاثیر قرار می دهد. با توجه به نوع ناخالصی تاثیر پذیری روغن متفاوت خواهد بود.بطور مثال :
1- ذرات جامد با قطر بیشتر از mμ 15 و قطرات کوچک آب استقامت دی الکتریک روغن را کاهش میدهد.
2- چنانچه ذرات جامد در روغن باشد ، استقامت دی الکتریک روغن توسط آب های غیر محلول در روغن کاهش خواهد یافت.
3- ذرات جامد بسیار کوچک (mμ 15> ) برای مثال ترکیبات قطبی حل نشده در میدانهای الکتریکی بالا تلفات دی الکتریکی در روغن را بالا خواهد برد.
به هر حال هر چه میزان ناخالصی ها در روغن بیشتر باشد،تاثیر پذیری روغن بیشتر خواهد شد.بنابر این برای انواع مختلف نا خالصی ها و خصوصیات الکتریکی وابسته به روغن می بایستی محدودیت هایی در نظر گرفت. البته این حدود تابع ولتاژ وسایلی است که بدان وابسته می باشند. برای استقامت دی الکتریکی ، این حدود در جدول زیر می آید.
استقامت دی الکتریک روغن ترانسفورماتور و یا روغن دیژنکتور مطابق با استاندارد IEC 422(1973)
ولتاژ شکست الکتریکی مجاز |
ولتاژ نامی |
تجهیزات |
|
>50 KV >40 KV >30 KV |
>170 KV 70 KV…….170 KV < 70 KV |
ترانسفورماتورهای قدرت و اندازه گیری |
|
>30 KV > 20 KV |
≥ 170 KV < 170 KV |
دیژنکتور |
چنانچه ولتاژ شکست الکتریکی روغن مطابق با جدول بالا نباشد این بدان معنی است که روغن شامل ذرات جامد ناخالصی و یا آب است. حد اکثر میزان آب مجاز در روغن مطابق IEC ۴۲۲، mg/dm۳، ۲۰ برای ولتاژهای بیش از ۱۷۰ کیلو ولت و mg/dm۳، ۳۰ برای ولتاژهای کمتر از ۱۷۰ کیلو ولت میباشد.
برای ضریب پراکندگی دی الکتریک (tg δ.) که تابع ذرات کوچک و ترکیبات قطبی حل نشده در روغن میباشد، حدود کاملاً مشخص نمی‌باشد. معمولاً میتوانیم حد بالای tg δ. را / ۰۰ ْ. ۴۰۰ برای درجه حرارت ۹۰ درجه سانتی گراد را در نظر بگیریم برای برخی روغن‌ها به هر حال حد بالای tg δ. را میتوانیم تا/ ۰۰ ْ. ۲۰۰۰ در نظر بگیریم.
زوال و اضمحلال روغن:
از آنجا که روغن یک ترکیب آلی است زوال و تاثیر ناپذیری آنرا در مقابل گرما و اکسیژن نمی‌توانیم کاملاً از بین ببریم؛ بنابراین روغن اکسیده میشود و ترکیبات اسیدی و قطبی به تبع آن بوجود می‌آید و کشش سطحی روغن در مقابل آب کاهش می‌باید.
از طرف دیگر ترکیبات اسیدی بر کاغذ و تخته‌های فشرده شده عایق‌های سیم پیچی‌ها تاثیر نامطلوبی خواهد گذاشت. در حقیقت سلول‌های عایقی هنگامی که تحت حرارت قرار می‌گیرند در محیط اسیدی سریعتر از محیط خنثی ترد و شکننده میشوند.
تشکیل لجن و کثافات در روغن ترانسفورماتور از پیامدهای دیگر زوال و اضمحلال روغن میباشد. پس از این مرحله تغییرات در روغن نسبتاً سریعتر صورت می‌گیرد. برای مثال کشش سطحی در این مرحله از مقدار اولیه خود N/M ۳ - ۱۰ * ۴۵ به مقدار N/M ۳ - ۱۰ * ۱۵ کاهش می‌یابد. لجن و کثافات هنگامی که در روغن ترانسفورماتور تشکیل میشوند، بر روی سیم پیچی‌ها رسوب می‌کنند و باعث میگردند که سیم پیچی‌ها بطور موثر خنک نشوند.
هنگامیکه اسیدیته (Neutralization value) روغن بسیار بالا باشد و یا کثافات در روغن مشاهده شده است توصیه میشود اقدامات آمده در جدول انجام گیرد. همانگونه که خواهید دید از ته نشین شدن و رسوب هر گونه کثافات در روغن ترانس باید جلوگیری بعمل آید.
اقداماتی که باید انجام گیرد |
لجن و کثافاات |
مقدار خنثی ( neutralization value) mg KOH/g |
|
--------------------- |
--------------------------- |
< 0.2 |
|
کنترل و بازرسی را در فواصل کوتاه تری انجام دهید . روغن را مرمت و یا تعویض نمائید |
قابل کشف نمی باشد |
0. 2 ……… 0.3 |
|
کنترل و بازرسی را در فواصل کوتاه تری انجام دهید . روغن را مرمت و یا تعویض نمائید |
قابل کشف نمی باشد |
0.3 ………. 0.5 |
|
روغن را تعویض نمائید |
-------------------------- |
> 0.5 |
تجزیه و تحلیل گاز‌ها برای آشکار کردن نقصهای ابتدایی در ترانسفورماتور:
عایق‌ها در یک ترانسفورماتور تنها به دلیل حرارت و تجزیه شیمیایی زائل نمی‌شوند، بلکه تخلیه الکتریکی نیز در این فرایند موثر می‌باشند. بوسیله تخلیه الکتریکی و درجه حرارت نسبتاً بالای محیط، روغن و کاغذ به مواد گازی از قبیل: هیدروژن – متان – اتیلن – استیلن – و اکسید کربن تجزیه میگردند. این پدیده در ترانسفورماتور بدین معنی است که نقصی وجود دارد. این نقص میتواند کاملاً بی ضرر باشد و نیز میتواند بسیار جدی بوده و دیر یا زود منتهی به عملکرد بد ترانسفورماتور شود.
منشاء و میزان گازهای مختلف تولید شده بستگی به نوع و جدی بودن خطا دارد؛ بنابراین با بررسی گازهای حل نشده در روغن ترانسفورماتور نیاز به بازدید و تعمیر ترانسفورماتور آشکار می‌گردد. برای مثال اضافه حرارت روغن باعث ایجاد گاز متان و اتیلن، تخلیه الکتریکی جزئی در روغن باعث ایجاد هیدروژن و تخلیه الکتریکی شدید، گاز استیلن در روغن ایجاد خواهد نمود.
به هر حال، چگونگی بررسی اینگونه گازهای ایجاد شده در روغن و تجزیه و تحلیل آن‌ها هنوز کاملاً قطعی نشده و در کشورهای مختلف در این خصوص مطابق با استاندارد‌های IEC تحقیقات ادامه دارد.
نظارت بر روغن و رطوبت گیر:
بررسی روغن‌های نمونه برداری شده از ترانس که در فواصل منظمی صورت می‌گیرند، نظارت خوبی بر کار ترانسفورماتور خواهد بود. با این عمل نه تنها برخی مشخصات روغن در زمانهای معینی ضبط می‌گردد، بلکه همچنین میزان پیشرفت و تغییرات این مشخصه با زمان نیز آشکار خواهد شد؛ که این خود مبنای بهتری برای ارزیابی وضعیت روغن میباشد. چنانچه نتایج بعضی از اندازه گیری‌ها هماهنگ با نتایج قبلی نباشد، این بدان معنی است که در اندازه گیری‌ها و یا هنگام نمونه برداری خطایی وجود داشته است. روغن نمونه برداری شده براحتی بوسیله آلودگی و رطوبت شیر‌ها و یا بطری نمونه برداری، آلوده می‌گردد و بنابراین نمونه برداری از روغن ترانسفورماتور بایستی با حد اکثر دقت صورت گیرد.
ترکیب روغن‌ها:
چه نوع روغنی را میتوانیم به ترانسفورماتور‌ها اضافه نمائیم؟ در حقیقت ترکیب دو نوع روغن متفاوت میتواند نتایج غیر قابل انتظاری به همراه داشته باشد. بازدارنده اکسیداسیون دو روغن ممکن است بر یکدیگر تاثیر گذاشته و یا ترکیبات ناشی از کهولت در یک روغن میتواند رسوبات ایجاد کند در حالیکه این رسوبات توسط روغن دوم رقیق گردد. به هر حال روغن‌ها می‌توانند به دلایل مختلفی با یکدیگر نا سازگار باشند.
در موارد نامشخص، آزمایشات مربوط به ترکیبات دو نوع روغن متفاوت میتواند انجام شود. معمولاً باید اصول زیر را همواره در ترکیب دو نوع روغن متفاوت مراعات نمود.
روغن دو نوع ترانسفورماتور را در صورت داشتن شرایط زیر می‌توان ترکیب نمود.
۱ - مطابق با استاندارد واحدی باشند.
۲ - شامل باز دارنده اکسیداسیون یکسان و یا باز دارنده اکسیداسیون قابل مقایسه‌ای باشند.
۳ - مقدار خنثی (Neutralization value) کوچکتر از mg KOH/g ۰. ۵ داشته باشد.
۴ - میزان آب در روغن از g/g μ. ۲۰ کمتر باشد.
عایق‌ها در یک ترانسفورماتور تنها به دلیل حرارت و تجزیه شیمیایی زائل نمی‌شوند، بلکه تخلیه الکتریکی نیز در این فرایند موثر می‌باشند. بوسیله تخلیه الکتریکی و درجه حرارت نسبتاً بالای محیط، روغن و کاغذ به مواد گازی از قبیل: هیدروژن – متان – اتیلن – استیلن – و اکسید کربن تجزیه میگردند. این پدیده در ترانسفورماتور بدین معنی است که نقصی وجود دارد. این نقص میتواند کاملاً بی ضرر باشد و نیز میتواند بسیار جدی بوده و دیر یا زود منتهی به عملکرد بد ترانسفورماتور شود.
منشاء و میزان گازهای مختلف تولید شده بستگی به نوع و جدی بودن خطا دارد؛ بنابراین با بررسی گازهای حل نشده در روغن ترانسفورماتور نیاز به بازدید و تعمیر ترانسفورماتور آشکار می‌گردد. برای مثال اضافه حرارت روغن باعث ایجاد گاز متان و اتیلن، تخلیه الکتریکی جزئی در روغن باعث ایجاد هیدروژن و تخلیه الکتریکی شدید، گاز استیلن در روغن ایجاد خواهد نمود.
به هر حال، چگونگی بررسی اینگونه گازهای ایجاد شده در روغن و تجزیه و تحلیل آن‌ها هنوز کاملاً قطعی نشده و در کشورهای مختلف در این خصوص مطابق با استاندارد‌های IEC تحقیقات ادامه دارد.
نظارت بر روغن و رطوبت گیر:
بررسی روغن‌های نمونه برداری شده از ترانس که در فواصل منظمی صورت می‌گیرند، نظارت خوبی بر کار ترانسفورماتور خواهد بود. با این عمل نه تنها برخی مشخصات روغن در زمانهای معینی ضبط می‌گردد، بلکه همچنین میزان پیشرفت و تغییرات این مشخصه با زمان نیز آشکار خواهد شد؛ که این خود مبنای بهتری برای ارزیابی وضعیت روغن میباشد. چنانچه نتایج بعضی از اندازه گیری‌ها هماهنگ با نتایج قبلی نباشد، این بدان معنی است که در اندازه گیری‌ها و یا هنگام نمونه برداری خطایی وجود داشته است. روغن نمونه برداری شده براحتی بوسیله آلودگی و رطوبت شیر‌ها و یا بطری نمونه برداری، آلوده می‌گردد و بنابراین نمونه برداری از روغن ترانسفورماتور بایستی با حد اکثر دقت صورت گیرد.
ترکیب روغن‌ها:
چه نوع روغنی را میتوانیم به ترانسفورماتور‌ها اضافه نمائیم؟ در حقیقت ترکیب دو نوع روغن متفاوت میتواند نتایج غیر قابل انتظاری به همراه داشته باشد. بازدارنده اکسیداسیون دو روغن ممکن است بر یکدیگر تاثیر گذاشته و یا ترکیبات ناشی از کهولت در یک روغن میتواند رسوبات ایجاد کند در حالیکه این رسوبات توسط روغن دوم رقیق گردد. به هر حال روغن‌ها می‌توانند به دلایل مختلفی با یکدیگر نا سازگار باشند.
در موارد نامشخص، آزمایشات مربوط به ترکیبات دو نوع روغن متفاوت میتواند انجام شود. معمولاً باید اصول زیر را همواره در ترکیب دو نوع روغن متفاوت مراعات نمود.
روغن دو نوع ترانسفورماتور را در صورت داشتن شرایط زیر می‌توان ترکیب نمود.
۱ - مطابق با استاندارد واحدی باشند.
۲ - شامل باز دارنده اکسیداسیون یکسان و یا باز دارنده اکسیداسیون قابل مقایسه‌ای باشند.
۳ - مقدار خنثی (Neutralization value) کوچکتر از mg KOH/g ۰. ۵ داشته باشد.
۴ - میزان آب در روغن از g/g μ. ۲۰ کمتر باشد.
منبع: وبلاگ کوچکسرائی
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.