معرفی استاندارد IEEE C57.125 براي بررسي علل سوختن ترانسفورماتورهای قدرت

استاندارد IEEE C57.125، روشي منظم را براي بررسي علل سوختن ترانسفورماتورها ارائه مي‌دهد. اين استاندارد به منظور تحليل عيب ترانسفورماتورهاي قدرت تهيه شده است ليكن از آن مي توان در مورد هر نوع ترانسفورماتور جريان متناوب نيز استفاده نمود .

اين استاندارد به منظور بررسي منظم شواهد موجود در بروز يك حادثه و تعيين علت آن، يك روش مدون و جامع ارائه داده است. در اين رابطه، جمع آوري اطلاعات اولين مرحله از روند تشخيص عيب ترانس زمين مي باشد. جمع‌آوري اطلاعات در دو مرحله انجام مي‌شود. قبل از عزيمت به سايت و در سايت، آنچه در مرحله اول در مورد ترانسفورماتور جمع‌آوري مي‌گردد، جهت شناخت بيشتر و بازدهي بهتر بازديد از ترانسفورماتور در سايت مي باشد. برخي از اطلاعات موردنياز قبل از انجام بازديد به صورت زير مي باشند.

×دستورالعمل بهره‌برداري از ترانسفورماتور شامل نقشه‌ها، توضيحات اجزا ترانسفورماتور و عكس‌هاي كارخانه‌اي

×گزارش تست‌هاي انجام شده در كارخانه و سايت

×گزارش بازرسي‌هاي دوره‌اي

×نقشه تك‌خطي پست

×طرح حفاظت ترانسفورماتور و پست

×سابقه تعميرات ترانسفورماتور كه مي‌‌تواند حاوي مشكلات قبلي ترانسفورماتور باشد

×تنظيمات برخي تجهيزات كنترلي و رله‌هاي حفاظتي

همچنين به همراه داشتن برخي تجهيزات مانند دوربين فيلمبرداري و عكاسي، بطري‌ها نمونه‌گيري روغن ترانسفورماتور، لباس و عينك كار و چراغ‌قوه توصيه شده است.

پس از جمع‌آوري اطلاعات اشاره شده در فوق، مسئله مهم انجام به موقع بازرسي از پست مي‌باشد. در واقع اطلاعات موجود در پست و ترانسفورماتور مي‌تواند با گذشت زمان دچار تغيير شود. بهتر است كه دو نفر به صورت جداگانه عمليات بازرسي از ترانسفورماتور آسيب ديده را انجام ‌دهند. اين مسئله به علت پوشش خطاهاي هر يك از آنها مي‌باشد.

در اين مرحله از جمع‌آوري اطلاعات مواردي نظير شرايط پست در زمان حادثه، شرايط فيزيكي ترانسفورماتور و شرايط الكتريكي آن پس از بروز حادثه (از طريق تست‌ها) بايد مدنظر باشد كه در ادامه به آنها پرداخته مي شود.

1-1-1-جمع‌آوري اطلاعات پس از وقوع حادثه

1- شرايط خارجي ترانسفورماتور

×طوفان و يا صاعقه در منطقه

×صداي غير عادي يا بوي غير طبيعي

×مواد ته‌نشين شده يا لجن خارج شده از ترانسفورماتور

×حيوانات مرده در اطراف ترانسفورماتور و يا شواهد حضور حيوانات بدون اينكه مرده باشند

×شي خارجي در اطراف ترانسفورماتور

×اجزا سوخته شده و داغ قابل رويت، با چشم و يا اشعه مادون قرمز

×شواهد خرابكاري

×مصاحبه با شاهدان و اپراتورهاي پست حاضر در زمان حادثه

×حوادث رخ داده در شبكه

×آرايش كليدها در پست در زمان حادثه

2- برقگيرها

×عملكرد مناسب برقگيرها (ممكن است براي انجام اين كار نياز به حمل برقگيرها به يك آزمايشگاه باشد)

×خواندن شمارنده عملكرد برقگير

×شرايط فيزيكي و ظاهري برقگير

×شرايط الكتريكي برقگير

×اتصال زمين برقگير

3- تانك اصلي

×وجود شكم و برآمدگي

×ترك خوردگي و شكستگي

×نشتي در بدنه و يا واشرهاي آب‌بندي

×علائم دماي بالا در بدنه

×سطح روغن در محفظه كنسرواتور

×وضعيت تابلو كنترل ترانسفورماتور

4- بوشينگ‌ها

×نشتي ها

×شكستگي در چيني بوشينگ

×ترك خوردگي

×سطح روغن

پس از بررسي شرايط ظاهري ترانسفورماتور مطابق موارد فوق، نياز است شرايط رله‌هاي حفاظتي ترانسفورماتور و آلارم‌هاي آن به شرح زير نيز بررسي‌ شوند:

5- شرايط رله هاي حفاظتي

6- دماي ترانسفورماتور

7- سطح روغن

×تانك اصلي

×كنسرواتور

1-1-2-تست‌هاي الكتريكي پس از حادثه

قبل از انجام تست‌هاي الكتريكي لازم و ضروري است كه از جدا بودن ترانسفورماتور از شبكه و يا هر نوع منبع قدرت ديگري اطمينان حاصل شود. ضمنا لازم است ترانسفورماتور از دو طرف زمين شود تا از تخليه كامل الكتريكي آن نيز اطمينان حاصل گردد. عدم وجود گازهاي قابل احتراق نيز بايد تاييد گردد. تست‌هاي الكتريكي مورد نياز جهت تعيين وضعيت ترانسفورماتور در زير آمده‌اند:

1- مقاومت عايقي

×سيم‌پيچ‌ها نسبت به زمين (11 و 4)

×هسته نسبت به زمين (5)

2- ساير تست‌هاي رايج ترانسفورماتور

×ضريب توان عايقي (1)

×مقاومت DC سيم‌پيچ (2 و 4)

×ولتاژ شكست روغن (در محل بايد انجام شود) (4)

3- ساير تست‌هاي تشخيص عيب (در صورت لزوم)

×تست ولتاژ پايين ضربه (3 و 4 و 2)

×تست ولتاژ القايي (2)

×تست امپدانس (تك‌فاز) (3 و 4و 2)

اعداد درج شده در هر مورد تست بخش‌هاي خاصي را در بر مي‌‌گيرد كه در زير به آنها اشاره مي‌شود:

1- عايق اصلي ترانسفورماتور

2- عايق اصلي در سيم‌پيچ‌هاي اتصال كوتاه شده

3- آسيب‌هاي مكانيكي ناشي از نيروهاي اتصال كوتاه و غيره

4- جهت تشخيص محل آسيب

5- وجود مسير الكتريكي از هسته به زمين

نمونه‌گيري و تست گازها و روغن ترانسفوماتور نيز طبق اين استاندارد در محل پست و در آزمايشگاه انجام خواهد شد. البته بايد توجه داشت كه نمونه‌گيري‌ها قبل از باز كردن ترانسفورماتور جهت بازرسي بايد صورت گيرند. تست‌هاي مورد نياز در ادامه آمده‌اند.

1- تست‌هاي داخل پست

×اندازه‌گيري مقدار گاز در محفظه گاز ترانسفورماتورهاي بدون تنفس يا در رله تشخيص گاز (بوخهلتس) در ترانسفورماتورهاي با محفظه كنسرواتور و تنفس

×نقطه شبنم در محفظه گاز

2- تست‌هاي آزمايشگاهي

×آناليز انواع گاز در محفظه گاز ترانسفورماتورهاي بدون تنفس و در رله بوخهلتس در ترانسفورماتورهاي با محفظه كنسرواتور و تنفس

×آناليز DGA روغن

×آناليز مواد فلزي و غير فلزي معلق در روغن

×مقدار رطوبت در روغن

تست‌هاي فوق به صورت كلي عيب ترانسفورماتور را مشخص خواهد كرد. جدول (2-1) تست‌هاي الكتريكي و تست هاي روغن را براي هر نوع خطا پيشنهاد مي‌كند كه مي‌توان از آنها جهت تاييد نتايج حاصل از آناليز گازها بهره گرفت.

جدول (2-1): تست هاي تشخيصي براي تاييد نتايج حاصله از آناليز گازها ( تست‌هاي بيشتر با اولويت انجام از راست به چپ)

نتايج بدست آمده از تست‌هاي معرفي شده جدول (2-1) بهره‌برداران و مهندسين را به نتايج اوليه‌اي خواهد رساند. جدول (2-2) تحليل‌هاي اوليه را با توجه به نتايج تست‌هاي مذكور ارائه مي‌دهد. البته تست DGA در هر يك از موارد ذيل مي‌توانند تاييد كننده باشد.

جدول (2-2): تحليل‌هاي اوليه با توجه به نتايج تست‌ها

پس از بررسي‌هاي ظاهري ترانسفورماتور و انجام تست‌هاي مورد نياز مناسب است ترانسفورماتور باز شود و از قسمت‌هاي داخلي آن بازديد به عمل مي‌آيد. عمليات بازبيني داخلي ترانسفورماتور بايد قبل از حمل آن جهت تعميرات مورد نياز در سايت انجام شود. اين بدان علت است كه حمل ترانسفوماتور مي‌تواند باعث تخريب شواهد موجود در آن گردد. جهت ورود به ترانسفورماتور، روغن آن بايد خارج گردد. به علت جلوگيري از ورود رطوبت هوا به عايق ترانسفورماتور زمان قرار گيري سيم‌پيچ‌ها و عايق ترانسفورماتور در معرض هوا بايد حداقل باشد.

1-1-3-موارد مربوط به بازرسي از تانك اصلي ترانسفورماتور

بازرسي از ترانسفورماتور آسيب ديده در سايت در جهت يافتن محل و شدت خطا مي تواند بسيار مفيد باشد. در اين رابطه موارد زير بايد مورد توجه قرار گيرد.

1- روغن

×بوي روغن

×رنگ روغن

×تعيين رطوبت معلق و محل آن

2- آلودگي

×مقدار

×محل

×نمونه‌برداري جهت تست در آزمايشگاه

3- سوختگي، تغيير رنگ و يا رسوب در

×ديواره تانك

×ترمينال‌هاي بوشينگ

×اتصالات مسي

×باس بارها

×ساير تجهيزات داخلي

4- اتصالات نامناسب در

×ترمينال هاي تپ‌ها

×بوشينگ‌ها

×بست‌ها

×اسپيسرها

×تسمه‌ها و مهارهاي نگهدارنده هسته

5- كربنيزه شدن‌ها

×محل

×مقدار

×آسيب به چيني

×عايق اسفنجي شده

6- شرايط سيم‌پيچ‌ها و ترمينال ها

×اتصالات ترمينال ها

×سيستم نگهدارنده سيم‌پيچ

×اعوجاج سيم‌پيچ

×جابجايي سيم‌پيچ

×تغيير رنگ عايق‌ها

×اعوجاج و جابجايي ترمينال ها

×تشخيص نقاط داغ محلي

×زياد گرم شدگي اتصالات

7- شرايط هسته

×سيم‌كشي الكتريكي

×زياد گرم شدگي

×نتايج غيرعادي تست مقاومت هسته به زمين

×سطح روغن در تانك اصلي

×اتصالات زمين هسته

×زنگ‌زدگي در هسته (مقدار و محل)

×شرايط چفت و بست‌هاي يوغ

×شل بودن ورق هاي هسته

×شرايط ظاهري هسته مانند جوش خوردگي و يا تغيير شكل

تا اين مرحله از بازرسي‌ها در سايت صورت مي‌گرفت. استاندارد IEEE همچنين پيشنهادهايي جهت بررسي ساير مدارك ترانسفورماتور ارائه داده است. پيشينه ترانسفورماتور در زمان ساخت يكي از اين موارد است.

در اين راستا اطلاعاتي نظير نقشه‌هاي داخلي و نحوه ساخت و مونتاژ ترانسفورماتور موردنياز مي باشند. لذا استاندارد پيشنهاد مي‌دهد كه يك كار گروه مشترك بين بهره‌برداران و سازندگان در اين خصوص تشكيل شده و موارد در آن كار گروه مطرح و بررسي گردند.

نحوه حمل و نقل يك ترانسفورماتور نيز مي‌تواند تاثير عمده‌اي در عملكرد آن داشته باشد. نگهداري ترانسفورماتور در انبار و حفا‌ظت آن در مقابل عامل رطوبت نيز از اهميت بالايي برخوردار است. تست كارخانه‌اي و تست‌هاي زمان نصب ترانسفورماتور در پست نيز جز اطلاعات تاثيرگذار در تحليل عيوب رخ داده محسوب مي‌شوند.

اطلاعات زمان بهره‌برداري ترانسفورماتور و محدوديت‌هاي بارگيري از آن نيز بايد مورد بررسي قرار گيرد. تنظيمات سيستم حفاظت ترانسفورماتور و عملكردهاي اين سيستم در طول دوره بهره‌برداري و تست‌هاي عملكردي سيستم حفاظت مي‌تواند بسيار مفيد باشد. خطاهاي رخ داده در شبكه موثر بر ترانسفورماتور مورد مطالعه، شرايط محيطي در طول دوره بهره‌برداري مانند اصابت صاعقه در نزديكي ترانسفورماتور نيز جز فاكتورهاي مهم هستند.

سابقه تعميرات و نگهداري و نحوه برنامه‌ريزي براي آن نيز تاثير بسزايي در ميزان استقامت يك ترانسفورماتور در حوادث رخ داده در شبكه خواهد داشت كه نياز است مورد بررسي قرار گيرد.

1-1-4- موارد مربوط به دمونتاژ ترانسفورماتور

براي يافتن علت عيب در ترانسفورماتور در برخي موارد نياز به بازكردن اجزاي آن مي باشد. در اين رابطه بايد يك برنامه دقيق طرح ريزي شده و با گروه تعميرات شركت سازنده ترانسفورماتور نيز بايد هماهنگي هاي لازم صورت بگيرد. در هنگام باز كردن اجزا بايد اطلاعات هر كدام دقيقا ثبت شده و از هر وضعيت عكس گرفته شود. در اين رابطه موارد زير بايد مورد توجه قرار گيرند.

1- آسيب‌ديدگي هسته - شكست عايقي هسته به علت

×عبور جريان زمين از طريق هسته

×زياد گرم شدگي هسته به علت فلوي مغناطيسي بالا

×لايه‌هاي هسته به هم جوش خورده

2- وجود آثار شكست عايقي ناشي از

×رطوبت

×آلودگي

×مشكلات فواصل عايقي

×تخليه جزيي (كرونا)

×وجود سوراخ در عايق

×طول و مسير اين آثار

×هادي‌هاي سوخته شده و يا ذوب شده

×وجود هاديها بين اسپيسرهاي شعاعي

3- شواهد عيوب شعاعي

×كشيدگي هادي‌ها

×تخريب شعاعي به سمت داخل هادي‌ها

×هادي‌هاي حلزوني شكل شده

4- شواهد عيوب محوري

×كج شده هاديها

×عيب در ميله هاي نگهدارنده

×تخريب سيم‌پيچ و كلمپ‌هاي آن

5- شواهد عيوب مكانيكي

×شواهد ساييدگي مكانيكي عايق هاي هاديها (در اسپيسرهاي كناري و شعاعي بررسي شوند)

×جابجايي محيطي هادي‌ها

×شواهد وجود جسم خارجي (مكان آنها)

×شكست عايقي در ميله هاي نگهدارنده هسته

×زياد گرم شدگي به علت فلوي بالا در هسته

×جابجايي يا تخريب سيستم نگهدارنده

×عدم همراستايي اسپيسرهاي بين سيم‌پيچ‌ها در ترانس هاي نوع هسته ستوني كه نشانه شل بودن سيم پيچ ها است

×اسپيسرهاي واشري تخت و بست هاي ناهمگون و يا با اتصال نامناسب به نگهدارنده در سيم پيچ هاي نوع زرهي و پنكيك

×شل شدن يا آسيب به اتصال زمين هسته در اثر جابجايي

6- شواهد عيوب حرارتي

×عايق تغيير رنگ يافته در فازهايي كه معيوب نيستند.