بررسی عوامل داخلی و خارج ایجاد خطا در ترانسفورماتور

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز:علل و عوامل مختلفی می‌توانند ترانسفورماتور‌های قدرت را تهدید کرده و در نتیجه باعث سوختن آن‌ها شوند. از جمله این عوامل می‌توان به عوامل داخلی و خارجی و غیر الکتریکی و عامل بهره برداری اشاره کرد.

در بحث عیوب داخلی؛ عیوب الکتریکی وعیوب حرارتی که باعث تخلیه جزئی وکرونا خواهد شد. همچنین عیوب ایزولاسیون داخلی ناشی از عیوب با عوامل قبل از قوس به صورت تخلیه جزئی ویا قطع هادیهای وعیوب در سیم پیچ‌ها وعیوب در ایزولاسیون خارجی ترانسفورماتور که شامل قوس به شاخکهای برق گیر بوشینگ‌ها وعیوبی همچون عیب در دستگاه تپ چنجر وکاهش سطح روغن، عیب درتابلو کنترل و… نام برد.

یکی از عوامل خارجی اضافه بار می‌باشد که این اضافه بار به زمان مجاز بستگی دارد، چرا که عمر یک ترانسفورماتور، شدیداً تحت تأثیر افزایش درجه حرارت سیم پیچ‌ها و افزایش درجه حرارت روغن آن است که این افزایش درجه حرارت به سبب مقدار باری است که روی آن گذاشته می‌شود، اضافه بار‌ها سبب افزایش زیاد درجه حرارت (سیم پیچهای روغن) خواهد شد وفساد عایق‌ها ورغن را بدنبال خواهد داشت و…عوامل دیگری که باعث صدمه ترانسفورماتورهای قدرت می‌شوند، عوامل مؤثر در افزایش درجه حرارت روغن ودرجه حرارت سیم پیچ وهمچنین اثر اضافه ولتاژهای ناشی از تخلیه جوی وسوئیچینگ (Restrike) که در صورتیکه این اضافه ولتاژ مهار نشوند باعث خسارت وصدمه بسیار جدی به تجهیزات خصوصاً ترانسفوماتور خواهد بود.

در صورتیکه برآورد تحمل ایزولاسیون داخلی (BIL) واضافه ولتاژ تخلیه جوی وسوئچینگ در طراحی در حد مطلوب واستاندارد در نظرگرفته نشود عامل بسیار مهم درتخریب ترانس خواهد بود.

همچنین مخرب‌ترین عامل که ترانسفورماتورهای قدرت را تهدید می‌کند وجود اتصال کوتاه وعدم عملکرد رله حفاظتی است که این اتصال کوتاه باید به گونه‌ای کنترل شوند که در این فصل راههای مقابله با اضافه ولتاژ وکاهش قدرت اتصال کوتاه توضیحات لازم داده شده است.

بطور کلی عواملی که ترانسفورماتور قدرت را تهدید کرد. وموجب آسیب جدی ویا سوختن آن می‌شود می‌توان بصورت زیر تقسیم بندی می‌شوند:

۱ - عوامل داخلی

۲ – عوامل خارجی

۳ - عوامل غیر الکتریکی

۴ -عامل بهره برداری

۱ - ۳ - عوامل داخلی:

۱ - اتصال حلقه ۲ - اتصال زمین ۳ - وضعیت عایقبندی ترانسفورماتور

وبطورکلی مجموعه عیوب داخلی که از داخل به ترانسفورماتور صدمه وارد می‌نماید. مانند ضعف عایقی سیم پیچ‌ها، نامطلوب بودن روغن ترانسفورماتور، اشکال درهسته، تپ چنجر به علت ضربه خوردگی ویا عیب در مکانیزم، وجود رطوبت ویا کاهش روغن در اثر نشت باعث بروز عیوب داخلی می‌شوند.

عیوب داخل ترانسفورماتور به دو گروه تقسیم می‌شوند:

الف. – عیوب الکتریکی: که در اغلب موارد با انجام اقداماتی می‌توان سبب تخفیف آن گردد.

ب) – عیوب حرارتی: که در بسیاری از موارد اقدام خاصی در مورد آن‌ها می‌توان انجام داد.

عیوب الکتریکی

اهم این نوع عیوب عبارتند از::

– تخلیه جزئی (Partial discharges):

به تخلیه‌ای می‌گوئیم که از طریق ایجاد پل در داخل عایق بین دو هادی ایجاد می‌شود که بهرحال نیازمند دو قطب متقابل می‌باشد.

– کرونا Corona:

به تخلیهایی می‌گوئیم که دارای یونیزاسیون ضعیف بوده واز نوع پلاسمای سرد ودر داخل محفظه‌های گاز داخل عایق ایجاد می‌گردد.

به عنوان مثال عایقهایی که به طور ناقص غوطه ور در روغن شده اند ویا رطوبت آن‌ها کاملاً جذب نشده باشد محیطی مناسب جهت تشکیل کرونا می‌باشد.

تخلیه الکتریکی که همراه با عبور قوس وشکست عایقی می‌باشد عبارتند از::

Sparkover- تخلیهایی که در داخل روغن ایجاد می‌شود.

Puncture – تخلیه‌ای که داخل عایق جامد صورت می‌گیرد.

Flashover- تخلیه‌ای که از طریق سطح عایقهای جامد انجام می‌گیرد.

Tracking- تخریب فراینده سطح عایق بصورت Local ونهایتاً نفوذ وایجاد هدایت از داخل آن (شکست عایقی)

Sparking discharges – شکست موضعی عایقی با شدت یونیزاسیون زیاد که به آن آرکینگ کوچک می‌گویند.

عیوب روی داده در محدوده داخل ترانسفورماتور

· عیوب ایزولاسیون داخلی (عیوب در محفظه بسته):

– عیوب با عوامل قبل از قوس به صورت تخلیه جزئی ویا قطع هادیهای ارتباطی وعیوب در سیم پیچ‌ها

– عیوب با تبدیل لحظه‌ای به قوس کامل.

– عیوب روی داده در هسته.

۳) عوامل غیر الکتریکی.

۱ - کمبود روغن ۲ - نقص فنی در دستگاه خنک کنندگی ۳ - نقص فنی در تنظیم کننده ولتاژ ترانسفورماتور (تپ چنجر).

۴) عامل بهره برداری.

درحیطه بهره برداری عواملی مانند انتخاب نادرست تجهیزات از نظر کیفیت وطراحی عدم کنترل ونظارت در نصب شبکه‌های انتقال وتوزیع، وهمچنین عدم داشتن حفاظتهای لازم وعدم آموزش درست واصولی مسئولین بهره برداری واپراتور‌ها از دستورالعمل‌های مربوط به بهره برداری ترانسفورماتور می‌تواند عاملی در کاهش طول عمر ترانس یا سوختن آن شود.

عیوب داخل ترانسفورماتور به دو گروه تقسیم می‌شوند:

عیوب در ایزولاسیون خارجی ترانسفورماتور:

– قوس در شاخکهای برق گیر بوشینگ‌ها

– قوس در سطح خارجی بوشینگ (آلودگی محیط)

– قوس ترمینال – ترمینال در بوشینگ‌ها

عیوب روی داده در شبکه وتأثیر مستقیم در کار ترانسفورماتور

– عیوب مختلف فاز – فاز وفاز – زمین درشبکه وبرقراری جریان‌های عیب تحت عنوان Through fauit درسیم پیچهای ترانسفورماتور.

– اضافه ولتاژهای موقت شبکه.

– اضافه ولتاژهای موجی (تخلیه جوی وقطع ووصل).

– کاهش فرکانس واشباع هسته.

– اضافه بار (over load).

عیوب جنبی ترانسفورماتور منجر به عیب در ترانسفورماتور در دراز مدت

– قطع مدار خنک کنندگی وافزایش درجه.

– عیب در دستگاه Tap changer.

– عیب در تابلو کنترل (قطع تغذیه AC و DC کمکی).

– کاهش سطح روغن.

عیوب حرارتی:

یکی از عمده‌ترین عیوب ترانسفورماتور‌ها اشکالات حرارتی آن‌ها می‌باشند که بصورتهای مختلف ظاهر می‌شوند عبارتند از::

عوامل خارجی (خطاهای خارجی)


عواملی که ترانسفورماتور را از خارج تهدید می‌کند عبارتند از:

۱ - اضافه بار

۲ - ازدیاد ولتاژ دراثر موج سیار

۳ - اتصال کوتاه در شبکه (بخصوص اتصال شین).

۴ - نزدیک شدن پرندگان یا حیوانات موزی به بوشینگ‌ها.

این عوامل درسوختن ترانسفورماتور‌ها بسیار مؤثرند. این عامل‌ها ممکن است بر اثرعیوب در شبکه انتقال ویا شبکه فشار ضعیف باشد وباعث عبورجریان بیشتر ازحد مجاز در سیم پیچ‌ها گردد. واز لحاظ ایزولاسیون نیز مشکل آفرین بوده و اگر تجهیزات حفاظتی شامل (انواع رله‌های حفاظتی) نتوانند شبکه را ازترانسفورماتور جدا کنند. درنتیجه موجب تهدید جدی ترانس می‌شوند. اضافه ولتاژ صاعقه همزمان بر روی برقگیر‌ها حائز اهمیت می‌باشد. همچنین اثر نیروهای الکترودینامیکی ناشی از اتصال کوتاه‌های شدید اثرات نامطلوب بار روی سیم پیچهای ترانسفورماتور خواهد گذاشت. ودر بعضی موارد حیوانات موزی جهت استفاده از گرمای ترانس خود را به بالای ترانس رسانده وباعث اتصال کوتاه روی بوشینگهای LN می‌شوند، یا اینکه پرندگان در فواصی بین بوشینگ‌ها قرار می‌گیرند.

 

 

منبع: سایت تخصصی برق قدرت