در ترانسفورماتور خشک به نام “Dryformer “ نیازی به روغن جهت خنک شدن بار به عنوان دی الکتریک ندارد. در این ترانسفورماتور به جای استفاده از هادیهای مسی با عایق کاغذی از کابل پلیمری خشک با هادی سیلندری استفاده میشود.
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: در ژوئیه ۱۹۹۹، شرکت ABB، یک ترانسفورماتور خشک به نام "Dryformer " ساخته است که نیازی به روغن جهت خنک شدن بار به عنوان دی الکتریک ندارد. در این ترانسفورماتور به جای استفاده از هادیهای مسی با عایق کاغذی از کابل پلیمری خشک با هادی سیلندری استفاده میشود. تکنولوژی کابل استفاده شده در این ترانسفورماتور قبلاً در ساخت یک ژنراتور فشار قوی به نام "Power Former" در شرکت ABB به کار گرفته شده است. نخستین نمونه از این ترانسفورماتور اکنون در نیروگاه هیدروالکترولیک "Lotte fors” واقع در مرکز سوئد نصب شده که انتظار میرود به دلیل نیاز روزافزون صنعت به ترانسفورماتور هایی که از ایمنی بیشتری برخوردار باشند و با محیط زیست نیز سازگاری بیشتری داشته باشند، با استقبال فراوانی روبرو گردد.
ایده ساخت ترانسفورماتور فاقد روغن در اواسط دهه ۹۰ مطرح شد. بررسی، طراحی و ساخت این ترانسفورماتور از بهار سال ۱۹۹۶ در شرکت ABB شروع شد. ABB در این پروژه از همکاری چند شرکت خدماتی برق از جمله Birka Kraft و Stora Enso نیز بر خوردار بوده است.
تکنولوژی
ساخت ترانسفورماتور فشار قوی فاقد روغن در طول عمر یکصد ساله ترانسفورماتورها، یک انقلاب محسوب میشود. ایده استفاده از کابل با عایق پلیمر پلی اتیلن (XLPE) به جای هادیهای مسی دارای عایق کاغذی از ذهن یک محقق ABB در سوئد به نام پرفسور "Mats lijon” تراوش کرده است.
تکنولوژی استفاده از کابل به جای هادیهای مسی دارای عایق کاغذی، نخستین بار در سال ۱۹۹۸ در یک ژنراتور فشار قوی به نام " Power Former” ساخت ABB به کار گرفته شد. در این ژنراتور بر خلاف سابق که از هادیهای شمشی (مستطیلی) در سیم پیچی استاتور استفاده می‌شد، از هادیهای گرد استفاده شده است. همانطور که از معادلات ماکسول استنباط میشود، هادیهای سیلندری، توزیع میدان الکتریکی متقارنی دارند. بر این اساس ژنراتوری می‌توان ساخت که برق را با سطح ولتاژ شبکه تولید کند بطوریکه نیاز به ترانسفورماتور افزاینده نباشد. در نتیجه این کار، تلفات الکتریکی به میزان ۳۰ در صد کاهش می‌یابد.
در یک کابل پلیمری فشار قوی، میدان الکتریکی در داخل کابل باقی می‌ماند و سطح کابل دارای پتانسیل زمین می‌باشد. در عین حال میدان مغناطیسی لازم برای کار ترانسفورماتور تحت تاثیر عایق کابل قرار نمی‌گیرد. در یک ترانسفورماتور خشکاستفاده از تکنولوژی کابل، امکانات تازه‌ای برای بهینه کردن طراحی میدانهای الکتریکی و مغناطیسی، نیروهای مکانیکی و تنش‌های گرمایی فراهم کرده است.
در فرایند تحقیقات و ساخت ترانسفورماتور خشک در ABB، در مرحله نخست یک ترانسفورماتور آزمایشی تکفاز با ظرفیت ۱۰ مگا ولت آمپر طراحی و ساخته شد و در Ludivica در سوئد آزمایش گردید. " Dry former” اکنون در سطح ولتاژ‌های از ۳۶ تا ۱۴۵ کیلو ولت و ظرفیت تا ۱۵۰ مگا ولت آمپر موجود است.
نیروگاه مدرن Lotte fors
ترانسفورماتور خشک نصب شده در Lotte fors که بصورت یک ترانسفورماتور – ژنراتور افزاینده عمل می‌کند، دارای ظرفیت ۲۰ مگا ولت امپر بوده و با ولتاژ ۱۴۰ کیلو ولت کار می‌کند. این واحد در ژانویه سال ۲۰۰۰ راه اندازی گردید. اگر چه نیروگاه Lotte fors نیروگاه کوچکی با قدرت ۱۳ مگا وات بوده و در قلب جنگلی در مرکز سوئد قرار دارد، اما به دلیل نوسازی مستمر، نیروگاه بسیار مدرنی شده است. در دهه ۸۰ میلادی، توربین‌های مدرن قابل کنترل از راه دور در ان نصب شد و در سال ۱۹۹۶، کل سیستم کنترل آن نوسازی گردید. این نیروگاه اکنون کاملاً اتوماتیک بوده و از طریق ماهواره کنترل میشود.
ویژگیهای ترانسفورماتور خشک
ترانسفورماتور خشک دارای ویژگیهای منحصر بفردی است از جمله:
۱ - به روغن برای خنک شده با به عنوان عایق الکتریکی نیاز ندارد.
۲ - سازگاری این نوع ترانسفورماتور با طبیعت و محیط زیست یکی از مهمترین ویژگیهای آن است. به دلیل عدم وجود روغن، خطر آلودگی خاک و منابع آب زیر زمینی و همچنین احتراق و خطر آتش سورزی کم میشود.
۳ - با حذف روغن و کنترل میدانهای الکتریکی که در نتیجه آن خطر ترانسفور ماتور از نظر ایمنی افراد ومحیط زیست کاهش می‌یابد، امکانات تازه‌ای از نظر محل نصب ترانسفورماتور فراهم میشود. به این ترتیب امکانات نصب ترانسفورماتور خشک در نقا شهری و جاهایی که از نظر زیست محیطی حساس هستند، فراهم میشود.
۴ - در ترانسفورماتور خشک به جای بوشینگ چینی در قسمتهای انتهایی از عایق سیسیکن را بر استفاده میشود. به این ترتیب خطر ترک خوردن چینی بوشینگ و نشت بخار روغن از بین میرود.
۵ - کاهش مواد قابل اشتعال، نیاز به تجهیزات گسترده آتش نشانی کاهش میدهد. بنابراین از این دستگاه‌ها در محیط‌های سر پوشیده و نواحی سرپوشیده شهری نیز می‌توان استفاده کرد.
۶ - با حذف روغن در ترانسفورماتور خشکنیاز به تانک‌های روغن، سنجه سطح روغن، آلارم گاز و ترمومتر روغن کاملاً از بین میرود. بنابراین کار نصب آسانتر شده و تن‌ها شامل اتصال کابل‌ها و نصب تجهیزات خنک کننده خواهد بود.
۷ - از دیگر ویژگیهای ترانسفورماتور خشککاهش تلفات الکتریکی است. یکی از راههای کاهش تلفات و بهینه کردن طراحی ترانسفورماتور، نزدیک کردن ترانسفورماتور به محل مصرف انرژی تا حد ممکن است تا از مزایای انتقال نیرو به قدر کافی بهره برداری شود. با بکار گیری ترانسفورماتور خشک این امر امکان پذیر است.
۸ - اگر در پست، مشکل برق پیش آید، خطری متوجه عایق ترانسفورماتور نمی‌شود. زیرا منبع اصلی گرما یعنی تلفات در آن تولید نمی‌شود. بعلاوه، چون هوا واسطه خنک شدن است و هوا هم مرتب تعویض و جابجا میشود، مشکلی از بابت خنک شدن ترانسفورماتور بروز نمی‌کند.
نخستین تجربه نصب ترانسفورماتور خشک
ترانسفورماتورخشک برای اولین بار در اواخر سال ۱۹۹۹ در Lotte fors سوئد به آسانی نصب شده و از آن هنگام تاکنون به خوبی کار کرده است. در آینده‌ای نزدیک دومین واحد ترانسفورماتور خشک ساخت ABB (Dry former) در یک نیروگاه هیدروالکتریک در سوئد نصب میشود.
چشم انداز آینده تکنولوژی ترانسفورماتور خشک
شرکت ABB در حال توسعه ترانسفورماتور خشک Dryformer است. چند سال اول از آن در مراکز شهری و آن دسته از نواحی که از نظر محیط زیست حساس هستند، بهره برداری میشود. تحقیقات فنی دیگری نیز در زمینه تپ چنجر خشک، بهبود ترمینال‌های کابل و سیستم‌های خنک کن در حال انجام است. در حال حاضر مهمترین کار ABB، توسعه و سازگار کردن Dryformer با نیاز مصرف کنندگان برای کار در شبکه و ایفای نقش مورد انتظار در پست هاست.
منبع: مرجع مقالات برق
لینک کوتاه
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.