روغن ترانسفورماتور

فصل اول

کاربرد روغن در ترانسفور ماتور

1- 1 ) مقدمه:

روغن ترانسفورماتور یکی از مشتقات نفتی است . روغن پایه به طور کلی یک ماده ئیدروکربنی می باشد . از پالایش یک برش نفتی مناسب روغن ترانسفورماتور بدست می آید روغن ترانسفورماتور موارد مصرف کاملا اختصاصی دارد و همه مساله مقدار قابل توجهی از آن در تاسیسات صنعت برق کشور و پخش توزیع بمصرف می رسد . کاربرد این روغن به عنوان یک عایق الکتریکی و یک سیال خنک کننده ترانسفورماتور و دژنکتورها می باشد . این روغن از جمله روغنهای وارداتی به کشور می باشد که سالیانه مبلغ قابل ملاحظه ای به واردات آن اختصاص داده می شود . بنابراین بررسی شناخت و کاربرد صحیح روغن در ترانس های توزیع بمنظور بهره برداری بهینه از این نوع تجهیزات گران قیمت در شبکه توزیع از اهمیت خاصی برخوردار است . لذا در جزوه حاضر سعی گردیده است هر چند بطور خلاصه نکاتی در مورد مشخصات فنی وشیمیائی انواع روغنها ، نحوه نگهداری در زمان بهره برداری ، نمونه برداری و کنترل کیفیت و سرویس آن ارائه گردد.

2-1) خواص روغن

بطور کلی دلائل اصلی بکار بردن روغن ها در ترانسفورماتور ها را می توان به صورت خلاصه زیر بیان نمود:

الف) عایق کاری الکتریکی

ب)کنترل درجه حرارت داخلی ترانس و انتقال حرارت

د)جلوگیری از خوردگی مواد عایق و قسمتهای فلزی ترانسفور ماتور

ه) آببندی و جمع آوری و حمل مواد ناخالصی ناشی از کارکرد به خارج از محیط سیستم

و) خاموش کردن جرقه الکتریکی

قبل از معرفی استاندارد های متداول در جهان و تعریف این خصوصیات شیمیایی و الکتریکی روغنهای ترانس ،وظایف یک روغن خوب را بعنوان یک سبال عایق و یک ماده انتقال دهنده حرارت که بنحواحسن انجام وظیفه می کند،عبارتند از:

الف) استقامت دی الکتریک ( یا ولتاژ شکست)                          بالا

ب) قابلیت انتقال حرارت                                                           خوب

ج} ویسکرزیته                                                                          کم

د) نقطه ریزش یا سیلان                                                             پایین

ه) نقطه اشتغال                                                                          بالا

و) تمایل به اکسیداسیون و تشکیل لجن                                     کم

ز) ضریب تلفات عایق( tan )                                                       پایین

ک) میزان تغییرات خواص و درجه حرارت بالا                            کم

ل) مقاومت مخصوص                                                                   زیاد

3-1) شرایط کار روغن

 

خواص عمده روغن ازنظر ارزیابی قابلیت سرویس دهی آن به شرایط محیط بهره برداری از آن بستگی دارد.قبل از انتخاب روغن باید شرایط سرویس و مکان مورد استفاده را ملاحظه نموده مهمترین عوامل بر روی خواص و شرایط روغن عبارتند از:

الف) تغییرات درجه حرارت محیط (ماگزیمم دما در طول سال )

ب) بار سیستم و سطوح ولتاژ مورد استفاده

ج) آلودگی و ناخالصی های موجود

د) امکان حضور هوا و نفوذ آن در سیستم روغن

ه) فضا و موقیت نصب ترانس از لحاظ حریق و…

و) عملیات و نحوه نگهداری واحدها

عواملی که باعث فساد و خراب شدن روغن ترانس و در نتیجه عدول از خصوصیات استاندارد آن می شود عبارتند از:

الف) نفوذ رطوبت و آب

ب) درجه حرارت بالا و شدید

ج) اکسید اسیون و اسیدی شدن روغن

د) وارد شدن ذرات معلق و ناخالصی در روغن

4-1) استاندارد روغن های عایق

بر حسب شرایط سرویس اشاره شده در فوق روغن ترانسفور ماتور و دژنکتور ها باید دارای خصوصیات استاندارد باشند

علاوه بر استاندارد بین المللی برق IEC” ” که مبنای استناد در این جزوه است. استانداردهای متداول دیگری نیز وجود دارند که عبارتند از : استاندارد آلمان “VDE” استاندارد بریتانیا “BS” استاندارد آمریکا “ASTM”و استاندارد جنرال الکتریک “GEC”

از نظر درجه بندی روغن ،روغنهای ترانسفور ماتور بر حسب ویسکوزیته ( چسبندگی جنبشی ) به سه نوع کلاس I و کلاس II و کلاس III تقسیم می شوند . مشخصات روغن ترانسفورماتور براساس استاندارد IEC-296″” آمده است . و همچنین کپی کامل این استانداردها برای روغنهای دارنده مواد افزودنی و غیرمواد افزودنی در ضمیمه ( شماره 1 الف) آورده شده است .                                             فصل دوم:

مشخصات روغن ترانسفورماتور

برای آشنایی و مشخص شدن ارتباط مشخصات روغن و شرایط سرویس و بهره برداری در ترانسفورماتور ها می توات خواص روغن ها را در سه حالت کلی بررسی نمود که عبارتند از : خواص فیزیکی، الکتریکی، و شیمیایی روغن ترانسفورماتور ها که بطور اختصار مورد بررسی قرار می گیرند:

3-2 ) خواص فیزیکی روغن ترانسفورماتور

از مشخصات گفته شده در جدواول استاندارد در فوق، آزمایشهای مربوطه به طبیعت فیزیکی روغن عبارتند از: ویسکوزیته ( چسبندگی جنبشی یا غلظت )، نقطه اشتعا ل در محیط بسته ، دانسبته ( با چگالی) و نقطه ریزش ، می باشند .

1-1-2) ویسکوزیته روغن: از مشخصه های روغن های خوب کمتر بودن ویسکوزیته ( یا درجه چسبندگی جنبشی)آن است زیرا هر چقدر ویسکوزیته کمتر باشد روغن براحتی می تواند : به عنوان یک سیال انتقال دهنده حرارت انجام وظیفه نماید . با توجه به اینکه جابجایی روغن در انتقال حرارت بسیار موثر است ( به طوری که حتی گاهی برای این منظور از پمپ و سیر کولاسیون روغن در ترانسهای بزرگ استفاده می شود ) حرارت تولید شده در داخل ترانسفورماتور بوسیله انتقال و جابجائی روغن از عایقهای جامد نزدیک هسته به روغن عایقی منتقل شده و این سیلان روغن می باشد که قادر است هر چه زودتر این حرارت را به سطح : خارجی ترانس رسانده و یا در رادیاتورها بوسیله تبادل حرارت ترانس را خنک کند . عامل تعیین کننده در این عمل مقدار ویسکوزیته می باشد هر چقدر ویسکوزیته کمتر باشد . این فرآیند براحتی انجام می شود .

ویسکوزیته بوسیله لوله شیشه ای شکل مدرج به نام ” ویسکومتر” اندازه گرفته می شود . لذا برای تعیین ویسکوزیته در دمای C20به عنوان مبناء مدنظر قرار می گیرد .

همانطوریکه در جدول استاندارد IEC بر حسب ویسکوزیته به دو گروه اصلی بنام های ” کلاس I” و کلاس “II تقسیم می شوند . تغییرات ویسکوزیته این دو گروه از روغنها بر حسب تغییرات دما در شکل شماره (1 ) نشان داده شده است . انتخاب هر یک از این دو دسته از روغنها به نسبت زیادی به شرایط آب و هوا یی محل استفاده از روغن در ترانس ها بستگی دارد . در منطقه آذربایجان بعلت سردی هوا روغن کلاس II مورد استفاده قرار می گیرد . که دارای نقطه ریزش پایین تر و ویسکوزیته کمتر می باشد .

• نقطه اشتعال در محیط بسته:
• درجه حرارتی که در آن گازهای جمع شده در بالای روغن شعله ور می گردد را نقطه اشتعال گویند. برای جلوگیری از تلفات تبخیر ، نقطه اشتعال باید ثابت نگهداشته شود . به منظور رعایت اصول ایمنی نقطه اشتعال باید بالا در نظر گرفته شود . البته چون درجه حرارت روغن در زمان سرویس و بهره برداری خیلی پایین تر از نقطه اشتعال مجاز می باشد . اختلاف کوچک در مقدار نقطه اشتعال اهمیت چندانی نخواهد داشت . نقطه اشتعال روغن در محیط بسته توسط دستگاهی به نام ( پنسکی – مارتن) اندازه گیری می شود
• دانسیته ( یا چگالی) روغن: باید با شرایط محیط بهره برداری ترانسفورماتور متناسب باشد . بنابر استاندارد IEC مقدار حداکثر دانسیته در دمای C20مقدار 895/. گرم به سانتی متر مکعب می باشد.
• نقطه ریزش :

یا حداقل درجه حرارت خمیری شدن روغن در مناطق سردسیر مانند آذربایجان باید دارای مقدار مناسب باشد و به حدکافی پایین در نظر گرفته شود . نقطه ریزش کمترین درجه حرارتی است که در آن می توان روغن جاری ( ریخته) شود به طوری که در مواردی که سیستم از سرویس خارج می شود و شرایط محیط نیز سرد باشد هیچگونه امکان یخ زدن روغن نباشد . برای اکثر نقاط ، نقطه ریزش C30- انتخاب می شود .

2- خواص الکتریکی روغن ترانسفورماتور:
گروه دیگر از مشخصات روغن مربوطه به آزمایش های الکتریکی روغن می باشد که استفاده روغن به عنوان عایق خوب را مشخص کرده و علاوه بر آن شرایط فیزیکی روغن را تعیین می نماید . تحمل الکتریکی روغن به طور خیلی زیاد تحت تاثیر ناخالصی های موجود در روغن می باشد . بنابراین خواص الکتریکی روغن باید به طور مرتب آزمایش شود این مشخصات عبارتند از : استقامت دی الکتریک ، ضریب تلفات عایقی ( یا تانژانت دلتا) و مقاومت مخصوص .

1-2-2) استقامت دی الکتریک یا ولتاژ شکست عایقی:

برای استفاده از روغن ترانسفورماتور به عنوان عایق بایستی عاری از رطوبت و ذرات معلق ناخالصی ها باشد . پایین آمدن مشخصه دی الکتریک ناشی از رطوبت و اجسام خارجی باعث کم شدن ولتاژ شکست عایقی روغن می شود .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

استقامت دی الکتریک مهمترین مشخصه الکتریکی روغن محسوب می شود بنابراین روغن باید عاری از هر گونه ناخالصی و به ویژه آب باشد . اصطلاحا به روغن تمیز ( رطوبت زداشده) و تصفیه شده روغن (خشک) گفته می شود . روغن نو به دلیل پالایش دقیق آن تقریبا عاری از آب و ناخالصی ها است و از این جهت نگهداری آن اهمیت ویژه ای دارد .

ناخالصی ها عمدتا می توانند شامل : پوسته های فاسد شده پوشش تانک روغن ، ذرات فیبر و کاغذ عایقی ، ذرات روغن فاسد شده در سرویس و …… باشد . ذرات آب جذب شده نیز در نتیجه رطوبت موجود در مخازن ذخیره و تاسیسات ترانسفورماتور و یا از طریق نفس کشیدن ترانسفورماتور ( عمل دم و بازدم منبع انبساط در اثر تغییرات دما) وحتی به واسطه عمل اکسید اسیون روغن رطوبت ایجاد می گردد .

جذب رطوبت توسط روغن استقامت دی الکتریک آن را به میزان قابل ملاحظه ای پایین آورده تلفات عایقی آن را بالا می برد . مقادیر بیشتر آب به صورت ذرات ریز شناور درروغن و یا به صورت قطرات درشت ته نشین می گردد . اثر اینگونه ناخالصی ها بر روی استقامت دی الکتریک روغن در مجاورت یکدیگر بسیار شدید می باشد .

به دلیل امکان جذب رطوبت در حمل و نقل روغن ، ذخیره سازی و شارژ روغن در مراحل نصب و بهره برداری باید استقامت دی الکتریک روغن های نو وتصفیه شده بیش از حد مجاز تعیین شده در جدول استاندارد در نظر گرفته شود تا در طول انجام آن مراحل دوام روغن از دست نرود .

روش اندازه گیری استقامت دی الکتریک ( ولتاژ شکست عایقی) توسط دستگاههایی که برای این منظور ساخته شده است انجام می گیرد . در فصل سوم یک نمونه کامل از دستگاه و استاندارد مربوطه تحت عنوان آزمایش اندازه گیری ولتاژ شکست عایقی شرح داده خواهد شد.

2-2-2) ضریب تلفات عایقی (تانژانت دلتا) :

با قرار گرفتن عایقها در میدان الکتریکی علاوه بر تلفات اهمی یک تلفات دی الکتریک ناشی از جریان نشتی از عایق به وجود می آید . در مدلسازی الکتریکی یک عایق آن را به صورت یک خازن سری شده با یک مقاومت نشان می دهند . مقدار تلفات دی الکتریک ناشی از نشتی محدود جریان عایق است که متناسب با فرکانس نیز می باشد . زاویه اختلاف فاز به اندازه بین ولتاژ دو سر خازن و ولتاژ قرار گرفته بر روی عایق بوجود می آید .

با قرار گرفتن ولتاژ الکتریکی به دو سر عایقها در آنها مقدار تلفات توان ظاهری ( اکتیو) که ناشی از مقاومت عایق با عبور جریان حقیقی ) IW) از آن می باشد ، به تلفات توان راکتیو که ناشی از شدت جریان خازنی عبوری از عایق ( IC) مقدار تلفات پدید آمده قابل بیان خواهد بود که آن را با ” &TAN” نشان می دهند .

 

 

 

 

 

 

 

 

برای اندازه گیری تانژانت دلتا از پلهای اندازه گیری استفاده می شود یک روش اندازه گیری با استفاده از پل شرینگ در فشار قوی می باشد . که با استفاده از خازنهای معیار استاندارد که هیچگونه تلفات توان الکتریکی ( اکتیو) ندارند استفاده می شود . از آنجایی که اغلب عایق های جامد به همراه روغن بکار برده می شوند ، ولتاژ الکتریکی فشار قوی اعمالی به دستگاه بطور سری بر روی عایقها تقسیم می شود و به دلیل کوچک بودن عدد عایقی روغن ولتاژ بیشتری بر روی آن خواهد افتاد به عبارت دیگر در ترانسفورماتورهای توزیع که از عایقهای ” کاغذ- روغن” استفاده شده است . ولتاژ الکتریکی بزرگتری بر روی روغن عایق قرار می گیرد . پس مقدار ضریب تلفات ( TAG) در این دستگاهها از حساسیت قابل توجهی برخوردار می شوند . بنابراین در کاربرد عایقهای ” کاغذ – روغن ” باید سعی شود تا ضریب تلفات پایین انتخاب شود . در استفاده از روغنهای عایق مقدار قابل ملاحظه ای از آنها بعلت بالا بودن ضریب تلفات قابل استفاده نخواهند بود

• روغن با کیفیت خوب
• روغن با کیفیت متوسط

3-4روغن با کیفیت نا مطلوب

5- مایع عایق ساخته شده بر مبنای بنزول

3-2 -2) مقاومت مخصوص( P ) عایق :

نشان دهنده کیفیت الکتریکی روغن و کار آیی روغن عایقی می باشد . سنجش مقاومت الکتریکی روغن نیز مانند اندازه گیری ضریب تلفات مبین کیفیت روغن می باشد . در عملیات برخی از ترانسفورماتورها تنش های الکتریکی زیادی پیش می آید . و از این نظر قابلیت مقاومت الکتریکی روغن در ارزیابی روغن متداول شده است . روش اندازه گیری بوسیله اعمال ولتاژ DC بین دو الکترود و اندازه گیری جریان عبوری می باشد در صنعت معمولا بوسیله مگرزدن این مقادیر ثبت و مقایسه می شود .

 

 

3-2) خواص شیمیایی روغن ترانسفورماتور:

مشخص های شیمیایی روغن ترانسفورماتور برای هر دو کلاس I وII مشترک می باشد و به طور کلی عبارتند از :

مقدار سولفور خورنده ، مقدار آب محلول در روغن و پایداری روغن در مقابل اکسید اسیون که خود شامل اسیدیته کل و لجن ته نشینی در روغن می باشد . قبل از پرداختن به این مشخصات داشتن یک دید کلی از ساختمان مولکولی و شیمیائی روغن نفتی بسیار کمک خواهد نمود تا در این بحث و در دیگر فرآیندهای شیمیایی روغن از قبیل اضافه کردن مواد ضد اکسید کنندگی ، مخلوط کردن روغنها و تصفیه شیمیایی روغن و …….

1-3-2) ساختمان مولکولی روغنهای عایق:

از جمله عایقهای مایع در صنعت برق روغنهای معدنی ( یا به عبارتی دیگر روغنهای نفتی) می باشند که از ترکیبات ئیدروکربن تشکیل شده اند این روغنها از پالایش نفت خام بدست می آیند . از روغنهای معدنی به دست آمده در پالایشگاهها تنها تعدادی از آنها برای عایقهای الکتروتکنیک مناسب می باشند . بنابراین روغنهایی که برای این منظور بکار برده می شوند کاملا شناخته شده بوده و به آنها روغنهای عایق اطلاق می شود .

روغنهای عایق از لحاظ ساختمان مولکولی شیمیایی به سه دسته اصلی تقسیم می شوند .

الف) روغنهای متانی ( پارافننیک) که بیش از 2 وزن آنها پارافین بوده و پیوند مولکولی آنها زنجیره ای است.

3

ب) روغنهای نفتی ( نفتنیک) که بیش از 2 وزن آنها نفتاست و پیوند مولکولی آنها حلقوی می باشند

ج) روغنهای متانی – نفتی که در آنها نسبت نفت به متان هیچ کدام به حد قابل قبول توجهی زیادتر از یکدیگر نیستند.

ئیدروکربنها در اثر تنشهای بسیار شدید نظیر آنچه در کابلهای فشار قوی به وجود می آید تمایل به تصاعد گاز دارند . این گازها عمدتا از ئیدروژن و احتمالا تعداد کمی از هیدروکربنهای سبک تشکیل یافته اند. در نتیجه این عمل مواد پلیمری سنگین نیز به ماهیت مومی شکل به وجود می آیند . تمایل روغنهای پایه نفتنیک به تصاعد گاز بسیار کمتر از روغنهای پایه پارافنتیک است . بنابراین برخی از استانداردها برای حصول اطمینان از جذب گازهای متصاعد شده وجود مقدار حداقلی از ترکیبات حلقوی روغن( روغن با پایه نفتنیک) را جزوه مشخصات آن قید می کنند . روغنهای پالایش شده در ایران به علت نوع نفت خام موجود در ایران، از پایه پارانفتنیک می باشد در صورتی که روغنهای وارداتی از خارج اکثرا پایه نفتنیک دارند.

نقطه انجماد روغنهای پایه پارافنتیک ( متانی) بالا بوده و زودتر یخ می زنند لذا از این جهت در دستگاههای نصب شده در محوله آزاد نباید مورد استفاده قرارگیرد . در حالی که در روغنهای نوع نفتنیک نقطه انجماد پایین تری دارند . ( روغن های کلاس II ) . بنابراین روغنهای عایقی مورد استفاده در فشار قوی اجازه ندارند مقادیر زیادی از ترکیبات کربنی سیر نشده به همراه داشته باشند . بنابراین روغنهای ترکیبات کربنی پارافنتیک یا فنتیک با رابطه CH3( CH2)20CH3 مورد استفاده قرار می گیرد .

2-3-2-) سولفور خورنده :

نفت خام معمولا حاوی ترکیبات گوگردی نیز می باشد که اکثر آنها در ضمن فرآیندهای پالایش از نفت جدا می شوند . این پارامتر نشان دهنده مقادیر کم سولفور آزاد خورنده در روغن می باشد . وجود سولفور خورنده در روغن منجر به ایجاد خوردگی حفره ای و رسوب سیاه در سطح مس عاری از پوشش در ترانسفور ماتور می گردد که این مسئله مانع دفع حرارت از ترانس و نتیجتا کم کردن کارآیی آن می شود.

3-3-2) مقدار رطوبت در روغن:

در طول مدت زمان بهره برداری و کار روغن بدلائل مختلف مشخصات روغن در ترانسفورماتور تغییر می کند یکی از عوامل این تغییر جذب رطوبت می باشد. جذب رطوبت توسط روغن ، استقامت الکتریکی آنرا به میزان قابل ملاحظه ای کاهش داده ، تلفات عایقی را افزایش می دهد و در نتیجه نقش عایقی روغن تحت تاثیر سوء آن واقع می شود . بدین لحاظ ثبت و اندازه گیری مقدار رطوبت روغن از مشخصات شیمیایی آن تلقی می شود . استقامت الکتریکی روغن به میزان زیاد بستگی به رطوبت آن دارد مقدار آبی که روغن در درجه حرارت 20C می توان در خود حل کند در حدود    40PPM الی 100PPM می باشد . مقادیر بیشتر آب به صورت ذرات ریز شناور در روغن و یا به صورت قطرات درشت ته نشین می گردد در شکل شماره 6 اثر آب در روغن بر روی مقاومت مخصوص و ضریب تلفات عایقی نشان داده شده است . راه ها ی جلوگیری از نفوذ رطوبت درزمان بهره برداری در فصل سوم آمده است .

4-3-2) پایداری در مقابل اکسید اسیون: مقاومت روغن در مقابل اکسید شدن یکی دیگر از مشخصات مهم آن می باشد . برای شناخت این خاصیت باید دو مقدار عدد خنثی سازی و مقدار لجن موجود در روغن بررسی شود . پایداری روغن نو در مقابل اکسید اسیون معمولا بر حسب نتایج آزمایش پیر کردن مصنوعی روغن ( که به صورت مشابه با عملکرد واقعی روغن در شرایط سرویس در طول عمر مفید روغن آن می باشد) بیان می شود .

بعد از آزمایش نمونه روغن ، نتایج از نظر درجه آلودگی ناشی از اکسیداسیون که باعث حضور رسوب و لجن می شود با مقدار استاندارد مقایسه می گردد . اطلاع از درجه فساد مجاز روغن که در آن حد، رسوب و لجن موجود در روغن ایجاد مسئله مهمی نمی نماید و مجاز است ، مهم می باشد. زیرا همانطوریکه قبلا نیز بیان گردید تشکیل رسوب به علت کاهش هدایت حرارتی ، بسیار زیان بخش می باشد به طوری که یک ورق نازک رسوب گرادیان درجه حرارت مس به روغن را افزایش داده ، در شرایط باری مشخص درجه حرارت سیم پیچ بیش از حالت عادی ” بدون رسوب” می گردد . به عنوان مثال اگر در بارنامی درجه حرارت کوئیل سیم پیچ C60 باشد برای نمونه افزایش درجه حرارت به 62 ظاهرا خیلی قابل اهمیت به نظر نمی رسد ولی از نگهداری و حفاظت ، عمر عایق از سلولز (کاغذ- روغن) روی مس با افزایش حرارت 4 درجه تقریبا به اندازه 30% کاهش می یابد . و از طرف دیگر از بین بردن رسوب و لجن روی سیم پیچ ترانسفورماتور در نقاط غیر قابل دسترس کاری مشکل است . نتیجه این توضیحات اینکه این قبیل ترانسفورماتور ها که به طور دائم در یک درجه حرارت کمی بالاتر از درجه حرارت معمولی کار می کنند با کاهش شدید عمر عایق و افزایش درجه فساد روغن مواجه خواهند شد. به همین مناسبت نگهداری روغن و آزمایشهای دوره ای از آن و تصفیه روغن از کارهای مهم در زمینه نگهداری بهینه کل ترانسفورماتور های شبکه محسوب می شود .

تست پایداری در مقابل اکسیداسیون برای روغنهای نو مهم تر بوده برای روغنهای در سرویس از اهمیت کمتری برخوردار است این تست نشان دهنده وجود بازدارنده های طبیعی در روغن می باشد که خصوصیات ضد اکسیدکنندگی در روغن بوجود می آورند ، می باشد.

 

1-4-3-2) عدد خنثی سازی:

اندازه گیری اسیدته کل روغن مناسبترین و سریعترین راه ارزیابی قابلیت روغن برای عدم تشکیل اسید در سرویس ( زمان بهره برداری) بوده و افزایش آن مشخص کننده ضرورت احیاء یا تعویض روغن ترانسفورماتور می باشد.

عدد خنثی سازی مشخص کننده میزان اسیدهای آزاد آلی و غیر آلی موجود در روغن بوده و بر حسب میلی گرم پتاس( KOH) مورد نیاز برای خنثی کردن کل این اسیدهای آزاد در یک گرم روغن بیان می شود.

اکسید اسیون روغن در سرویس نتیجهواکنش بین ئیدرو کربنهای موجود در روغن و اکسیژن می باشد. اکسیزن ممکن است به واسطه تماس روغن با هوای محیط در ضمن تنفس ( یا همان دم و بازدم) ترانسفورماتور ، به صورت اتمسفری بوده و یا ممکن است به علت گاززدائی ناقص از روغن به صورت حل شده در آن باقی مانده باشد . همچنین اکسیژن می تواند از اثر حرارت بر عایق سلولزی به وجود آمده باشد . اکسید اسیون روغن یک واکنش زنجیره ای بوده که در اثر آن اسیدهای آلی و لجن تشکیل می شود . مس زیاد موجود در ترانسفور ماتور نیز می تواند به صورت یک کاتالیزور قوی در اکسید اسیون عمل کرده ، فرآیند را تشدید کند از اینرو حتی الامکان از مس عاری از پوشش در ترانسفورماتور های قدرت استفاده نمی شود . در این موارد مس با کاغذ پوشیده شده و یا با فلز قلع آبکاری می شود . محصولات اکسید اسیون برای سیستم عایقی ترانسفورماتور زیان آور می باشند .

2-4-3-2) رسوب یا لجن ته نشینی:

بالا رفتن رسوب و لجن قابل ته نشین از میزان مشخص شده استاندارد ، نشان دهنده نا مناسب بودن روغن بکار رفته در ترانسفورماتور می باشد.

میزان آلودگی ومحصولات زوال روغن مشخص کننده لجن قابل ته نشینی می باشد . میزان این آلودگی ها برای روغن در سرویس به وسیله نمونه برداری و آزمایش تعیین می شود ( روش آزمایش در ضمیمه ( II –ج) از طرف دیگر اسیدهای به وجو آمده میزان لجن ایجاد شده را که بر روی سیم پیچ ها و دیگر قسمت ها ترانسفورماتور رسوب خواهد نمود و افزایش می دهد این مسئله از چرخش مناسب روغن و انتقال طبیعی حرارت نیز جلوگیری می کند و زوال مواد عایق را تسریع می بخشد، که بسیار نامطلوب خواهد بود. برای جلوگیری از این رویدادها از مواد آلی که از عمل اکسید اسیون جلوگیری می کنند به روغن می افزایند و به آن مواد بازدارنده یا پایدار کردن روغن در مقابل اکسید اسیون می گویند .

4-2) افزودن مواد ضد اکسید اسیون در روغن:

اضافه کردن مواد بادارنده اکسید اسیون علاوه بر افزایش مقاومت روغن در برابر اکسید شدن نقش کاتالیزوری فلزات مانند مس سیم پیچ ها را در عمل اکسید اسیون خنثی می نماید.

مصرف روغنهای دارای مواد بازدارنده بایستی طیق ضوابط استاندارد باشد. بنابراین مواد بازدارنده بقسمی انتخاب می گردندکه مشخصات اصلی روغن را برای مدت طولانی زمان بهره برداری از آن حفظ نماینداین زمان که در پایان آن اسید یته روغن شروع به ظاهر شدن می نماید را گ دوره القایی” می گویند. بعد از پایان این دوره روغن از مواد بازدارنده عاری شده ، فساد روغن شروع می گردد و پیشروی آن درست مانند روغنی است که از ابتدا بدون ماده بازدارنده بوده است .

از سال 1979 میلادی مصرف مواد افزودنی به مقدار کم جهت کاهش میزان اکسید اسیون ، اهمیت ویزه ای در صنعت ساخت روغن ها عایق پیدا نموده در مورد روغن ترانسفورماتور به علت شرایط خاص این روغن ، از جمله زمان بهره برداری نسبتا طولانی آن و شرایط کاربرد متعدد آنها، لزوم بررسی اثر و قابلیت این مواد و تعریف حد استانداری برای آن کاری طولانی و بس دشوار می نمود و مجوز بکار بردن مواد آنتی اکسید اسیون با احتیاط صادر می شده است . با مرور زمان آزمایش های متعددی در آزمایشگاه انجام گردید و کارآئی روغنها در عمل مورد بررسی قرار گرفت و بر حسب نتایج حاصله ، استفاده از روغنهای محتوی مواد آنتی اکسید اسیون اکنون رو به افزایش است.

مواد آنتی اکسید اسیون را بر حسب مکانیسمی که برای واکنش های اکسید اسیون محتمل است به دو گروه می توان تقسیم نمود:

الف) آنتی اکسیداسیون های مستقیم:

این گروه واکنش های زنجیره های اکسید اسیون را شکسته و از فعالیت پر اکسیدها جلوگیری می کند .

ب) آنتی اکسیداسیونهای غیر مستقیم:

این گروه فلزات را که به عنوان کاتالیست واکنش اکسید اسیون محسوب می شوند را از فعالیت باز داشته و یا حتی خنثی می کنند.

از بین مواد آنتی اکسید اسیون مستقیم که در روغن نرانسفورماتور بکار می رود می توان : DBPC را نام برد که به مقدار 3/0 درصد وزن به روغن اضافه می گردند . به این مواد بازدارنده و روغنی که این مواد به آن اضافه شده است روغن با مواد افزودنی ضد اکسید اسیون می گویند.

مطابق نتایج آزمایشگاهی پیر کردن مصنوعی روغن، دوام روغن محتوی مواد آنتی اکسید اسیون بسیار زیادتر از دوام همان روغن بدون مواد آنتی اکسید اسیون می باشد . ولی تطبیق این تفاوت با تست واقعی روغن در ترانسفورماتور های حقیقی معلوم می شود . اضافه کردن ماده ضد اکسید اسیون در حالت گردش روغن انجام می گیرد تا به خوبی با آن مخلوط گردد. در برخی از روغنهااز هر دو نوع آنتی اکسید اسیون مستقیم و غیر مستقیم استفاده شده است که تاثیر آنها بیشتر از اثر آنتی اکسید اسیون مستقیم به تنهایی می باشد . این گونه روغن ها بیشتر در کشور استرالیا متداول شده اند و گفته می شود که میزان تغییرات اسید یته این نوع روغنها در سرویس به یکدهم میزان تغییرات اسیدیته روغن بودن مواد افزودنی می رسد. با توجه به نیاز در بکار گرفتن روغن در درجه حرارتهای بالا و با حجم کمتر ، تمایل به استفاده از مواد افزودنی ضد اکسید اسیون رو به افزایش است.

5-2) مخلوط کردن انواع مختلف روغن :

گاهی به دلائلی روغن ترانسفورماتورها کم می شود و می بایست به آن روغن اضافه نمود که اصطلاحا ” شارژروغن” میگویند. مخلوط کردن انواع مختلف روغن ها بدون مطالعه مجاز نیست زیرا از نظر بررسیامکان اختلاط روغن ترانس بایستی کلیه موارد ذیل به طور آزمایشگاهی مطالعه شود .

الف) کلاس روغنهای عایق ، روغنهای دارای سه کلاس می باشند که دمای ریزش ویسکوزیته و اشتعال آنها فرق می کند .

ب) ساختمان مولکول شیمیایی ، روغنها با پایه نفتنیک و روغن های با پایه پارافنیک دارای عکس العمل های جداگانه می باشند.

ج) میزان خاصیت اسیدی ، روغنهای دارای مواد افزودنی ضد اکسید کنندگی و بدون مواد افزودنی ، درجه اسیدی و مقدار لجن مربوط به خود را داشته و نباید مخلوط شوند .

لذا در صورتی که اجبار به مخلوط کردن دو نوع روغن مختلف به میزان معینی باشد می توان ابتدا مقداری از این مخلوط را با همان درصد اختلاط تهیه و مصنوعا پیر نمود اگر پایداری مخلوط در مقابل اکسید اسیون همچنان پا بر جا بوده و با توجه به درجه حرارت محیط بهره برداری دمای منجمد شدن روغن و ویسکوزیته نتیجه قابل قبول باشد ، مخلوط کردن دو نوع روغن به میزان در نظر گرفته شده بلامانع خواهد بود .

6-2 ) روغنهای مخصوص:

ترانسفورماتورها ی با روغنهای معمولی باید در مکانی بکار روند که در معرض آتش و انفجار نباشند و احتمال جرقه ای دائمی در اثر قطع و وصل کلید وجود نداشته همچنین برای نصب ترانس در زیر زمین ها و مناطق مهم دستور العمل های خاصی وجود دارد این موارد درسیستم های توزیع به علت شرایط محیط بهره برداری و محدودیتهای اجرائی ، کاربرد ترانسهای مخصوص همچون ترانس های خشک و ترانسهای مقاوم در برابر آتش سوزی و انفجار بسیار کاربرد پیدا نموده است .

روغنهایی که در ترانس های مخصوص بکار می روند قابل اشتغال نبوده و کهنه نمی شوند .پس لجنی نیز تشکیل نمی شود اما از نظر اقتصادی نسبت به روغنهای معمولی گرانتر هستند . با در نظر گرفتن مناطق پر تراکم مانن شهرهای پرجمعیت، مراکز تجاری و اداری بزرگ و حتی داخل سالن کارخانجات استفاده از ترانسهای مخصوص در زیر زمین ها و فضاهای محدود اجتناب ناپذیر می باشد . روغنهای سنتزی مقاوم در برابر حریق برای این ترانسها قابل استفاده می باشد ولی خواص الکتریکی آنها مانند روغنهای عایقی نمی باشند این روغنها تحت شرایطی می توانند تولید اسید نموده و زمانی که تحت قوس الکتریکی قرار می گیرند در حضور آب خوردگی شدید را ایجاد می کنند . این نوع روغنها همچنین لعاب عایقها و همچنین لاستیک را در خود حل می نمایند بنابراین نبایستی آنها را در ظروف که دارای این نوع پوششها هستند بکار می روند . این روغنهای مخصوص را می توان به شرح ذیل بر شمرد .

آسکارل ، کلوفن، پیرالنو سیلیکونو ئیدروکربورهای کلرینه مانند پنتا کلرو ر- دی فنیلو تری کلرو بنزن، پیراکلر .

ترانسهای کلوفن: در این نوع ترانس ها روغن از حلقه های مانند شکل روبه رو تشکیل شده است بدین ترتیب که ماده دی فنیل با جایگزینی شش اتم کلرو بجای ئیدروژن به ماده هگزا کلرودی فنیل تبدیل می شود. در این روغن به خاطر است کلرو با ئیدروژن حالت ضد اشتعال و ضد انفجار به وجود می آید اما بدلیل سرطان زائئ کلرو و اثر منفی آن بر روی پوست از این ترانسها چند استفاده گسترده ایی نمی شود .

ترانسهای سیلیکون :

ترانسهایی که از روغن سیلیکون پر شده اند دارای استقامت خوبی در مقابل رطوبت و تغییرات دما هستند و دارای عمر بهره برداری زیادی می باشند بنابراین کاربرد وسیعی دارند . سیلیکون روغنهای مایع بدون رنگ هستند که در حوزه های حرارتی وسیع درجه غلظت خود را از دست نمی دهند . و در مقابل حرارت زیاد و مواد شیمیایی استقامت عایقی خود را نگه می دارند.

در کشورهای پیشرفته و در مراکز پایتختهای بزرگ هزاران دستگاه از این ترانس به کار رفته است رنج کاری این روغنها در ترانسها 250 کیلو ولت آمپر الی 3 مگاولت آمپر و برای ولتاژهای 11 تا 35 می باشد.

سیلیکون از خانواده مواد معدنی است، که ارتباط آنها با یکدیگر به صورت حلقه ای یا زنجیره ای و شبیه به ئیدروکربن ها است . این ماده دارای استقامت زیاد در مقابل حرارت می باشد و همچنین این ماده خاصیت ویسکوزیته خود را از دست نمی دهد و تا دمای C 100 می تواند گرم شود در حالی که در ترانسهای روغنی تا C60 نباید گرم شود . این روغنها در ترانسهای KV630 استفاده بیشتری شده است . زیرا دارای مقاومت الکتریکی خوبی نیز هستند یکی دیگر از مزایای اینگونه ترانسها نسبت به ترانسهای روغنی حجم کمتری اشغال می کنند . ترانسفورماتور های پر شده از سیلیکون تا قدرت KVA 500 دارای همان ابعاد هندسی است که یک ترانسفورماتور روغنی KVA200دارا می باشد . بنابراین حجم ترانسهای سلیکونی 2حجم ترانسهای روغنی با قدرت مشابه می باشد .

سرویس و نگهداری روغن:

( 1-3)   مقدمه:

ازآنجائیکه ترانسفورماتور مهم ترین و گرانقیمت ترین تجهیزات شبکه های برق رسانی می باشد حفاظت و نگهداری آن از اهمیت ویژه ای برخوردار خواهد بود . از طرفی ترانسفورماتورها پایدارترین و مطمئن ترین تجهیزات پستها می باشند که نسبت به سایر تجهیزات شبکه احتیاج به مراقبت بسیار کمتری دارند ، اما نباید فراموش کرد که بعضی از قسمتها ی ترانسفورماتور به مرور زمان یا به علت شرایطنا مطلوب کار و یا در اثر فشارهای ناشی از حوادث غیر مترقبه شبکه و یا حتی بی توجهی در امر سرویس دوره ای، دستخوش تغییرات و صدماتی می گردد که در صورت عدم رسیدگی به موقع می تواند موجب ضایعات جبران ناپذیر گردد. در این رابطه می توان به اهمیت کنترل کیفیت روغن در زمان بهره برداری و سرویس های دوره ای که شامل تست روغن ترانس نیز می شود ، اشاره نمود. با صرف هزینه ای بسیار ناچیز برای بررسی به موقع و دوره ای بر روی روغن های نمونه برداری شده در فواصل زمانی منظم و بررسی های آزمایشگاهی بر روی آنها ما قادر خواهیم بود از سلامت کار ترانسفورماتور اطمینان حاصل نموده و به موقع با تعویض یا تصفیه روغن و خارج نمودن ناخالصی ها ی مضر و رطوبت از آن از احتمال بروز خرابی های جدی که موجب خارج شدن ترانس از مدار و ضایعات سرمایه ای بزرگ می شود جلوگیری نمود . به منظور دست یابی به یک روغن مناسب در طول عمر مفید بهره برداری از ترانس باید تغییرات خواص روغن بوسیله انجام آزمایشهای دوره ای و براساس برنامه زمان بندی شده ، کنترل گردد. دوره زمانی آزمایش روغن در زمان بهره برداری بر حسب سطوح ولتاژ مختلف ترانسفورماتورها را نشان می دهد . هر گونه تغییر مشخصات روغن بهترین معرف تغییرات تدریجی و یا ناگهانی کارکرد ترانسفورماتورها می باشد ، که باید در پرونده های مربوط به هر ترانسفورماتور که در واقع شناسنامه ترانس می باشد ثبت ونگه داری شود . و اگر هر کدام از مشخصات روغن به مقدار حدی خود برسد تدابیری متناسب با آن اتخاذ نمود . در نتیجه کنترل ، و بازرسی و اقدامات انجام شده بر روی ترانس ها ، حتی نتایج تست های روغن پس از تصفیه در سالهای متمادی و با تعمیرات اساسی در این شناسنامه ها جهت پی گیری بعدی ذخیره می گردد. توضیحاتی که در این فصل خواهد آمد کلیه روشهای کنترل و نگه داری را بغیر از یک روش که جدیدا از اهمیت فراوانی برای ترانسفورماتورهای فشار قوی، برخوردار شده است و برای ترانسفورماتورهای توزیع کاربرد ندارد را بررسی می کند و آن تجزیه گازهای محلول در داخل روغن ترانس می باشد که امکان بسیار مناسبی برای تشخیص نوع عیب را تازمانهای نزدیک قبل از وقوع عیب را امکان پذیر نموده است .

2-3 ) – نگهداری روغن:

واضح است که پیشرفت و بهبود در امر نگهداری و سرویس به موقع روغن به کاهش مسائل علمی مربوطه به آن کمک می کند . نکته ای که توسط استفاده کنندگان ترانس مطرح گردیده اطلاع از درجه فساد روغن و عوامل آن می باشد که در دو حالت روغنهای نو ( استفاده نشده) و روغنهای در سرویس ( در حال بهره برداری) مطرح می باشد .

1-2-3) روغنهای نو:

نظریه اکثر قریب به اتفاق استفاده کنندگان این است که بهتر است روغن ترانسفورماتور بعد از خروج از پالایشگاه بلافاصله در داخل تانک ترانسفور ماتور تزریق نموده و استفاده نمود .زیر نگه داری و انبارداری روغنها خود دارای دستور العمل ها و شرایط ویژه ای می باشد . در پالایشگاه مقدار رطوبت داخل روغن 30PPM بوده و حتی در فرآیند پالایش روغن که دارای عملیات ویژه گاززدائی نیز باشد مقدار به PPM10تنزل می کند . با این حال در مراحل حمل و نقل و عملیات جابه جائی و تزریق روغن به تانک ترانسفورماتور تماس آن با هوا اجتناب ناپذیر بوده عملیات گاز زدائی و عمل فیلتر اسیون و تصفیه قبل از مصرف و یا راه اندازی انجام می شود . (عملیات روغن زنی) به ترانسفورماتورهای فشار قوی خود دارای مراحلی است که در دستورالعمل های نصب و راه اندازی آنها بیان شده است . در این نوع ترانسهای بسیار بزرگ منبع انبساط و قسمتی از روغن ترانسفورماتور به صورت جداگانه ای به محل حمل می گردد و فضای خالی ترانسفورماتور با گاز ازت تحت فشار پر می شود و در پوششهای آن آب بندی می گردد . برای حفظ استقامت الکتریکی دی الکتریک باید کلیه پیش بینی ها ی لازم در کارگاه نصب به عمل آید تا از نفوذ هر گونه رطوبت و هوای غبار آلود به سطح روغن یا حباب هوا به داخل تانک ترانسفورماتور و منبع انبساط جلوگیری گردد.

مشخصات ارائه شده توسط استاندارد ( 296-IEC) برای روغنهای نو و استفاده نشده می باشد و شامل روغنهای دارای مواد افزودنی ضد اکسید اسیون ، و بدون آن می باشد

2-2-3 ) روغن در سرویس :

پس از آن که یک روغن مورد بهر ه برداری قرار می گیرد بر حسب نوع روغن و شرایط سرویس دو نوع تغییر در آن مشاهده می شود که موجب تقلیل کیفیت روغن و کاهش عمر مفید آن می شوند .

الف) تغییراتی که در اثر عوامل خارجی که ناخالصی محسوب می شوند ، در روغن به وجود می آیند . میزان اینگونه تغییرات به شرایط کار ترانس و نوع روغن و نحوه نگه داری از سیستم بستگی داشته و به مقدار آلودگی روغن با ناخالصی های خارج از سیستم محدود می شود .

ب ) تغییرات شیمیایی روغن ، که عمدتا ناشی از اکسید اسیون آن می باشند . میزان اکسید اسیون روغنها بستگی به میزان درجه حرارت ، گذشت زمان، حضور کاتالیست ، حضورهوا و نوع روغن و شرایط سرویس بستگی دارد . در اثر اکسید اسین روغن ، ویسکوزیته آن خود به خود افزایش یافته ، اسیدیته آن بالا می رود و رنگ روغن کدر و تیره می شود . مواد رسوب تشکیل می شوند .

دوام روغن در ترانسفورماتورهابه شرایط روغن و شرایط کار ترانس بستگی دارد و معمولا از آن طول عمری بیش از 15 سال انتظار می رود . در طول زمان بهره برداری روغن به تدریج کیفیت اولیه خود را از دست می دهد اسیدیته آن افزایش یافته استقامت دی الکتریک آن کاهش می یابد . آب به صورت آزاد و گاهی به صورت امولسیون با روغن و همچنین ترکیباتی به شکل لجن در آن دیده می شوند لذا رنگ و بوی آن تغییر می کند . ئیدرو کربنهای سبک و نیز گازها شامل COو CO2 و H2 و ئیدروکربنها ی سبکتر به صورت محلول در روغن مشاهده می شوند .

تمام این تغییرات در روغن در شرایط کار عادی ترانسفورماتور و در یک زمان به وجود نمی آیند بلکه منشاء اینگونه تغییرات متفاوت بوده و اثر متقابل بر روی هم دارند .

3-3) کنترل کیفیت روغن در زمان بهره برداری:

مصرف کنندگان روغن ترانسفورماتور در کشورهای مختلف برای کنترل کیفیت و نگهداری روغن ترانسفور ماتور دستورالعمل های مخصوص بخود دارند و در این خصوص یک دستورالعمل عمومی از طرف ( 422 – IEC ) نیز توصیه شده است . بمنظور کنترل کیفیت روغن ترانسفورماتور در زمان بهره برداری و تجزیه و تحلیل علل فساد آن اندازه گیری سالیانه این مشخصات روغن بسیار مفید است :

• استقامت دی الکتریک                                                                                                                            156) ELECTIC   STRENGTH(IEC-

• اسیدیته روغن                                                                                                                                  NETRALIZATION VALUE ( iec-296)

• ضریب تلفات عایقی                                                                                                                           factor( iec- 250)   DIELCTRIC DISSIPATION

• کشش سطحی                                                                                                                                       INTERFACTAL TENSION(IEC_296a)

-مقدار گازهای حل شده در روغن                                                                                                                      DISSOLEDGAS( IEC-5999)

و در مقایسه با روغن نو علاوه بر این مقادیر ، رنگ و بو روغن اطلاعات مفیدی در این زمینه می توانند بدست دهد . استقامت دی الکتریک روغن در زمان بهره برداری اهمیت فراوانی دارد و مقدار آن باید به طور منظم کنترل و ثبت شود . و در صورتی که مقدار آن کمتر از حد مجاز گردید روغن باید تحت عمل تصفیه فیزیکی قرار گیرد .

تغییرات اسیدیته روغن در زمان بهره برداری معمولا به عنوان معیاری جهت تعیین عمر مفید روغن تلقی می شود و در بعضی موارد تغییرات آن بطور دقیق کنترل می شود ، افزایش ناگهانی آن معرف شرایط کار غیر عادی ترانسفورماتور می باشد .

همانطوریکه در جدول آورده شده حد مجاز اسیدیته برای سرویس روغن در ترانسفور ماتور در حدود 0/5MGKOHH/G.OIL می باشد . ضریب تلفات عایقی و کشش سطحی روغن نیز جهت کنترل کیف یت روغن و تفسیر علل فساد آن بکار می روند ولی مقدار اسیدیته روغن معیارز اص لی است . زیرا همانطوریکه قبلا گفته شد اکسید اسیون روغن و حضور ترکیبات قطبی محلول در روغن موجب تشدید فساد روغن شده و بالاخره حالت تشکیل لجن در روغن به وجود می آید که در این صورت روغن باید تعویض یا احیاء شود .از مقدار گازهای محلول در روغن برای کنترل کیفیت و آنالیز آنها در تجزیه و تحلیل و علل بروز شرایط غیر عادی در کار ترانسفورماتور های بزرگ استفاده می شود .

 

 

 

 

 

 

4-3) – برنامه آزمایش روغن:

علاوه بر موارد ذکر شده در فوق ، از مهمترین آزمایشات الکتریکی ، فیزیکی، و شیمیایی دیگر که در مو.رد روغن متداول می باشد و دارای دستور العمل های بین المللی توصیه شده ای نیز می باشند موارد زیر را می توان نام برد .

• عدد دی الکتریک                                                                                                                                                         PERMITTIVITY

-ضریب شکست نو ر                                                                                                                                                REFRACTIVE INDEX

-رنگ ووضعیت ظاهری                                                                                                                         COLOR VISUAL EXAMINATION

• ویسکوزیته                                                                                                                                                                   VISCOSITY

-نقطه اشتعال                                                                                                                                                              FLASH PIONT

-وزن مخصوص                                                                                                                                                  SPECIFIC GRAVITY

-نقطه ریزش                                                                                                                                                             POUR POINT

-تعداد و ابعاد ذرات معلق در روغن                                                                                                                                     PARTICLES

-پیر کردن مصنوعی روغن                                                                                                                                QXIDATION STABILITY

اندازه گیری و آزمایش کلیه مشخصاتی که در مورد روغن ترانسفور ماتور ذکر شد بسیار پرزحمت می باشد و نتیجه ای که از این اندازه گیری بدست می آید باید بر حسب مورد و نیاز انجام شود لذا آزمایشهایی که در موارد خاص و برای ترانسهای با توانهای بالا و در سطوح فشار قوی انجام می شود بسته به مسئله مورد نظر مشخص می شود.

انجام آزمایش بر روی روغن در ترانس های قدرت در مواقع زبر صورت می گیرد .

الف) آزمایش روغن نو قبل از پر کردن به ترانسفور ماتور

ب) آزمایش روغن قبل از برق دار کردن ترانسفور ماتور

ج) آزمایش های دوره ای روغن در محل

د) آزمایش دوره ای روغن در آزمایشگاه

ه) آزمایش روغن پس از وقوع حوادث برای روشن شدن علت حادثه

شرکتهای سازنده ترانسفورماتور قدرت برای موارد الف و ب و ج معمولا دستور العمل هایی می دهند و در مورد آزمایشهای دوره ای روغن در آزمایشگاه معمولا شرکتهای برق منطقه ای و توزیع برق با توجه به امکانات و برنامه زمان بندی خود روشهای متناسب را با در نظر گرفتن اهمیت ترانسفورماتور انجام می دهند و آزمایشهای بعد از حادثه از مفصل ترین آزمایشها می باشد .

1-4-3) آزمایشهای دوره ای روغن:

به استناء زمان نصب و شروع بهره برداری از ترانس و سال اول که براساس اهمیت ترانس و امکانات ممکن است تعداد دفعات آزمایش از یک الی 2 با در سال باشد .بر مبنای نتایج آزمایشهای فوق اگر مشخصات تعیین شده جوابگوی مقادیر حدی داده شده در استاندارد نباشد می توان تصمیم به تصفیه یا تعویض روغن گرفت.

5-3) نمونه برداری روغن:

در طول عمر ترانسفورماتور های قدرت نمونه برداری روغن باید حداقل سالی یک مرتبه صورت گیرد . البته شرایطی نیز وجود دارد که بیش از یک مرتبه در سال نمونه برداری را تجویز می کند . مقدار روغن نمونه برای آزمایشهای عادی I M 500 و برای آزمایش اسیدی MI 100می باشد . طریقه نمونه برداری در استاندارد ( 567- IEC) شرح داده شده است . نظربه اینکه نمونه روغن نشان دهنده آلودگی و رطوبت روغن می باشد ، لازمه نتایج دقیق آزمایش ، یک نمونه برداری صحیح می باشد . بنابراین تاکید بر بکار گیری ظروف تمیز و خشک و مطمئن بودن وسائل نمونه برداری ، لازم است . محافظت روغن از کثافت هوا در موقع نمو نه برداری و بخصوص محکم نمودن درب ظرف روغن تا زمان رساندن نمونه بر آزمایشگاه ضروری است

ظروف نمونه برداری حتما باید از شیشه یا استنلی استیل باشند در شکل زیر دو ظرف فلزی مخصوص نمونه برداری دیده می شود ظرف استنلی استیل درجه بندی شده و قوطی فلزی قابل حمل می باشد . در صورت استفاده از ظروف شیشه ای باید رنگی بوده و آنرا در یک زر ورق غیر قابل نفوذ و غیر شفاف پوشاند. هرگز نباید از ظروف نمونه برداری پلاستیکی استفاده کرد .

محل های گوناگونی برای نمونه برداری روغن از تانک وجود دارد در گزارش نمونه برداری محل نمونه برداری از روی تانک ترانس نیز یادداشت می شود . نمونه روغن معمولا توسط شیر تخلیه که در ته تانک روغن قرار دارد برداشته می شود . قبل از برداشتن مقدار نمونه به آرامی شیز تخلیه روغن را باز کرده تا مقداری روغن دور ریخته شود تا تمام اجسام و مواد دیگر در داخل لوله تمیز شود و سپس شیر را ببندید قبل از اینکه ظرف را پر کنید آن را نیز با روغن نرانسفور ماتور شستشو دهید و بعد نمونه برداری انجام می گیرد و درب ظرف محکم می گردد . اگر روغن موقعی که هنوز داغ است برداشت شود بهتر مشخص کننده وضعیت کیفی روغن خواهد بود . کارهایی که شرح داده شد می بایست سریع و بدون وقفه انجام گیرد تا حتی المکان از مجاورت روغن با هوا جلوگیری شود . مقررات ایمنی لازم را می بایست هنگام نمونه برداری روغن به خاطر اشتعال زا بودن آن رعایت نمود .

• بررسی روغن نمونه برداری شده:

همانطوریکه قبلا اشاره شد با توجه به گرایش این جزوه به ترانسهای با قدرت کمتر از MVA 2 که کاربرد در شبکه های توزیع خواهند داشت . بررسی بر روی روغن نمونه برداری شده برای این گروه از ترانسها توضیح داده می شود پرواضح است که ترانسفورماتورها ی شبکه های فشار قوی و فوق توزیع از حساسیت بالا و دارای بررسی به مراتب کاملتری خواهند بود .

1-6-3) رنگ و شکل ظاهری:

بعضی اوقات ، ظاهر روغن نمونه اطلاعات جالبی را ارائه می دهد . عدم شفافیت غالبا بعلت رطوبت می باشد به خصوص اگر تیرگی بعد از سرد شدن روغن ظاهر شود . اگر در موقع برداشتن نمونه روغن که هنوز داغ است روغن خیلی تیره باشد توصیه می شود که مقدار کمی از آن جهت آزمایش های جزء به جزء در لوله آزمایش ریخته شود و اگر روغن شفاف شود باید تحت آزمایشات شیمیایی قرار گیرد .

رنگ خیلی تیره روغن ممکن است به علت اکسیده شدن آن تا سر حد تشکیل رسوب باشد گرچه امکان دارد این رنگ تیره به علت کثافت و ناخالصی های موجود در روغن مانند ترکیبات قیری نیز باشد . بوی اسیدی زیاد نیز در صورت وجود به علت نسبت بیش از حد اسیدها به علت فساد و زنگ زدگی داخل تانگ و در بالای سطح روغن باشد . مخصوصا اگر روغن دارای رطوبت نیز باشد .

2-6-3) اندازه گیری خاصیت اسیدی روغن:

دو روش در صنعت برق معمول می باشد روش اول از فنل فتالئین برای تعیین حالت خنثی روغن بکار می رود و در صنایع الکتریکی بطور وسیعی مورد استفاده بوده است ، روش دوم استفاده از قلیای آبی می باشد . در روش اول الکل اتیلیک یا الکل متیلیک صنعتی به نمونه روغن اضافه می شود و مخلوط جوشانده می گردد قبل از تیتر کردن اسید توسط محلول قلیای استاندارد ، چون الکل از روغن جدا می شود و در زیر آن قرار می گیرد و تا اندازه ای توسط آن رنگین می گردد ، رنگ قرمز توسعه یافته توسط فنل فتالئین در حالت خنثی روغن همیشه نمی تواند به آسانی تشخیص داده شود .

روش دوم احتیاجی به حرارت و مجزا شدن روغن از محلول را ندارد و تغییر رنگ قلیای آبی توسط اپراتورها براحتی مشاهده می گردد . این تغییر رنگ در صورت لزوم می تواند تیتر گردد تا مقدار اسیدیته فورا مشخص گردد تا از اثر دی اکسید هوا بر روی نتیجه آزمایش نیز جلوگیری شود . آزمایش اسیدی بودن روغن علاوه بر زمان نصب ترانسهای قدرت در اوایل کار ترانس سالی یک مرتبه و سپس دو سال یک مرتبه صورت می گیرد طبق استاندارد IEC مقدار 5/0 میلی گرم پتاس سوز آور (   MG   KOH )   بعنوان حداکثر خاصیت اسیدی در زمان بهره برداری ترانسفورماتور معمولی شناخته شده است

است و در کمتر از این حد رسوبی تشکیل نمی گردد و کار ترانسفورماتورها معمولا         G       بدون مسئله و مشکلات رسوب و لجن برای مدت 20 سال رضایتبخش خواهد بود با افزایش بار و سطح ولتاژ درجه اسیدی روغن نیز افزایش می یابد و اگر درجه اسیدی روغن به این حد برسد روغن باید تعویض یا تصفیه شیمیایی گردد.

• استقامت دی الکتریک یا ولتاژ شکست:

از آنجایی که یک روغن عایقی خوب باید دارای استقامت دی الکتریک بالایی باشد ، یکی از متداولترین آزمایشهای بر روی روغن نمونه برداری شده و کنترل های دوره ای ، تست استقامت دی الکتریک می باشند و این آزمایش در محل نصب ترانس نیز قابل انجام است . در بررسی خاصیت عایقی روغن و استقامت دی الکتریک ، آنرا تحت تاثیر ولتاژ متناوب قرار می دهند و این ولتاژ به تدریج زیاد می گردد تا ولتاژ شکست که اولین جرقه بین دو الکترود می باشد ظاهر گردد . روش انجام آزمایش و استانداردهای آن به همراه یک نمونه کامل دستگاه اندازه گیری اتوماتیک استقامت دی الکتریک روغن در فصل چهارم بطور مبسوط آورده شده است .

استقامت دی الکتریک از مشخصات شیمیایی روغن تبعیت نمی کند بلکه مقدار ولتاژ شکست ( KV) تحت تاثیر شدید آب و مقدار رطوبت موجود در روغن می باشد. الف) تغییر استقامت دی الکتریک روغن را برای مقدار آب محلول در روغن بر حسب مقدار درصد وزنی آب در میلیون ( P.P.M) نشان می دهد . بنابراین آب به عنوان یکی از عوامل مخرب روغن شناخته شده است و چون مقدار حلالیت ذرات آب تابعی از درجه حرارت روغن نیز می باشد تاثیر درجه حرارت روغن نیز بر روی استقامت دی الکتریک در شکل نشان داده شده است

استقامت دی الکتریک روغن هایی که دارای حد مورد قبول استاندارد نباشد را می توان به وسیله تصفیه فیزیکی یا همان فیلتر اسیون روغن تمیز و خشک نمود و ولتاژ شکست آنرا بهبود بخشید .

7-3) تصفیه روغن ترانسفور ماتور :

یکی از روشهای افزایش دوام روغن در زمان بهره برداری احیاء و بازسازی روغن است . در حال حاضر احیاء و اصلاح اغلب روغنها عمل متداولی است این عمل بر حسب شرایط بهره برداری از ترانس ها و کیفیت روغن در زمان بهره برداری به طور متناوب و یا بر حسب نتایج آزمایش روغن انجام پذیرمی گردد و مهم ترین نقش اثر احیاء و اصلاح روغن افزایش عمر مفید تجهیزات سیستم است . تصفیه روغن به دو صورت می باشد که هر دو شامل روشهای ته نشین سازی ، فیلتر اسیون ، سانتر یفوژ و تصفیه مجدد می باشد .

هرگاه عمل تصفیه و احیاء روغن به صورت آبگیری و خشک کردن روغن باشد اصلاحا تصفیه فیزیکی خوانده می شود و زمانی که روغن به شرایط تشکیل لجن با افزایش میزان اکسید اسیون رسیده باشد عمل تصفیه فیزیکی به تنهایی قادر به جبران و احیاء فساد روغن نبوده لذا” تصفیه فیزیکی شیمیایی ” روغن باید انجام گردد که در آن استفاده از فیلترهای فعال ( اکتیو) مورد نظر است در اینجا روغن در یک سیستم مستقل و متمرکز که در طی آن استفاده از عملیات مختلف پالایش مجدد روغن شامل تصفیه با حلا لها ، تصفیه با اسید سولفوریک و فیلترهای فعال می باشد ، شرایط روغن را می توان تا حد شرایط روغن نوارتقاء داد این روش برای مصرف کنندهای بزرگ و یا کارخانه های ترانسفور ماتور سازی و تعمیرات ترانسفور ماتور احیای شیمیایی روغن مقرون به صرفه می باشد .

1-7-3) تصفیه فیزیکی روغن:

در ایران کاملا معمول و رایج است . در این تصفیه روغن صورت پیوسته و در یک مدار بسته از قسمت پایین ترانسفور ماتور به کمک یک پمپ مکیده شده گرم می شود سپس روغن را از یک فیلتر عبور می دهند تا ذرات معلق در آن جذب گردد . این فیلتر خنثی و از جنس کاغذ و یا چینی است . بعد از آن روغن را وارد یک محفظه نسبتا بزرگ که خلاء شده است می نمایند تا رطوبت آن بخار شود . برای جدا شدن رطوبت از روغن ، سطح تماس روغن با هوا ( خلاء ) انجام می گردد در نتیجه استفاده از این سیستم علاوه بر گرفتن تمام آب آزاد از روغن مقدار آب محلول در آن را تا مقدار ppm10کاهش می دهد .

و مقدار گاز حل شده به 25/0 درصد حجم کاهش می یابد . اصول کامل و یک نمونه از این دستگاه که به صورت پر تابل می باشد.

2-7-3) تصفیه فیزیکی شیمیایی روغن:

در محل نصب ترانسفورماتور معمول نیست در اینجا در مورد نوعی تصفیه که اصلاحا احیاء فیزیکی و شیمیایی خوانده می شود صحبت خواهد شد .

در این روش علاوه بر تصفیه فیزیکی، روغن از خاک رنگبر عبور داده می شود و خواص فیزیکی و شیمیایی آن تغییر می نماید. خاک رنگبر در ایران جهت تصفیه روغن نباتی خوراکی نیزمصرف زیادی دارد. با افزایش میزان اکسید اسیون ، شرایط تشکیل لجن در روغن ایجاد می شود و چون عمل تصفیه فیزیکی به تنهایی قادر به جبران تغییرات شیمیایی ناشی از فساد روغن نیست ، روغن به تدریج کارآیی خود را از دست می دهد . و بالاخره حالتی پیش می آید که تکرار عمل تصفیه فیزیکی به تدریج کارآئی خود را از دست می دهد و بالاخره حالتی پیش می آید که تکرار عمل تصفیه فیزیکی تغییری در شرایط آن نشان نمی دهد.

برای این منظور علاوه بر دستگاه تصفیه فیزیکی به آن یک پمپ و یک منبع اضافه می گردددر این منبع خاک رنگبر ریخته شده و پمپ روغن گرم را از این خاک عبور می دهد در بعضی از دستگاههای تصفیه فیزیکی شیمیایی دو منبع خاک رنگبر وجود دارد که در آن صورت زمانی که از یک منبع روغن عبور داده می شود می توان خاک مصرف شده منبع دیگر را عوض نمود و آن را تمیز نموده دوباره پر کرد قیمت دستگاه اضافی برای تصفیه شیمیایی در مقایسه با عملکرد آن زیاد نیست و عمر آن به واسطه سادگی طولانی است .

با انجام تصفیه فیزیکی شیمیایی عدد اسیدی به 2 0/0 میلیگرم koh برای هر گرم روغن می رسد و دیگر خواص روغن مانند ضریب تلفات عایقی و مقاومت مخصوص آن نیز در این تصفیه بهبود می یابند .

این تصفیه را می توان مانند تصفیه فیزیکی در سیستم بسته انجام داد یعنی از ترانسفورماتور روغن را مکیده تصفیه نمود و دوباره وارد ترانسفورماتور کرد . ولی اگر احتمال به وجود آمدن لجن برود و یا کاغذ ترانسفورماتور رطوبت جذب کرده باشد بهتر است ابتدا روغن را در داخل یک منبع جداگانه که به این منظور به کنار ترانسفورماتور آورده می شود وارد نموده سپس سیم پیچی های کف تانک را از لجن تمیز نمود. برای تمیز نمودن سیم پیچها به آن روغن تمیز می پاشند و سپس با قرار دادن خلاء کاغذ را خشک می کنند . بهترین روش برای خشک کردن کاغذ خلاء می باشد . البته به شرط آنکه تانک ترانسفورماتور قابلیت خلاء گیری را داشته باشد . خشک کردن بوسیله خلاء تنها قدری طول می کشد در این روش بهتر است گرما هم وارد ترانسفورماتور شود برای این منظور در یک تانک جداگانه روغن را تا حدود c 50 گرم می کنند وسپس آن را برای مدتی کوتاه وارد ترانسفورماتور می نمایند و سپس دوباره روغن را خارج می کنند البته برای سرعت عمل باید از والوهای بزرگ ترانسفورماتور استفاده نموده و لوله های ضخیم به آن وصل کرد و از پمپ قوی روغن استفاده نمود و پر کردن تا نیمه اغلب به کار سرعت بیشتری می دهد و حرارت به قسمتهای دیگر از طریق مس منتقل می گردد . باید دقت داشت که نقش عمده را خلاء بازی می کند و حرارت برای تبخیر آب است گاهی نیز از هوای خشک و گرم برای این منظور استفاده می شود و سپس روغن تصفیه شده را وارد ترانسفورماتور می نمایند . البته در اینجا نیز موقع وارد کردن روغن ترانسفورماتور تحت خلاء قرار دارد . تصفیه فیزیکی شیمیایی با خرج بیشتری همراه است . مقدار خاک رنگبر لازم بستگی به میزان کهنگی روغن دارد و بین 1تا 7% وزن روغن می باشد ولی با توجه به قیمت این مقدار خاک رنگبر در مقایسه با هر لیتر روغن نو جهت تعویض که بایداز خارج وارد شود این تصفیه بسیار به صرفه خواهد بود به ویژه اگر ترانسفورماتور تحت شرایط سخت نبوده و بیش از حد گرم نمی شود . عمل تصفیه فیزیکی، شیمیایی فقط یکبار در طول عمر ترانسفورماتور کفایت می نماید با توجه به اینکه روغن تعویضی و یا خارج شده از ترانسفورماتور جز به عنوان یک سوخت نا مرغوب مانند نفت مازوت ارزش دیگری ندارد تفاوت قیمت تعویض روغن با تصفیه به کمک خاک رنگبر قابل توجیه می باشد ضمنا باید متوجه بود که بر اثر باقی ماندن مقداری لجن در لابه لای سیم پیچ ها، روغن نو با سرعت بیشتری خراب می شود . به طوریکه هیچ فایده ای از این خرج اضافه به دست نمی آید .

اغلب شرکتهای تولید و توزیع برق ترجیح می دهند همیشه همراه با تصفیه فیزیکی عمل تصفیه و احیاء با خاک رنگبر را نیز با صرف حدود 1 درصد وزن خاک رنگبر انجام دهند تا همیشه روغن در وضعیت خوب باشد

3-7-3) دستگاه تصفیه فیزیکی شیمیایی روغن:

قسمت تصفیه فیزیکی شیمیایی جهت احیاء روغن پر شده در ترانسفور ماتورها یی که مدت زیادی کار کرده و یا معیوب شده و از مدار خارج گردیده اند ، می باشد این دستگاه امکان بهره برداری بیشتر را برای آنها به وجود می آوردو در ترانسفور ماتورهایی که روغن آنها بر اثر کارکرد زیاد روغن و یا ذرات معلق جامد نامحلول در آن فاسد شده باشد ، استفاده می کنند . خاک رنگبر جذب کننده و خارج کننده این مواد از روغن می باشد و در واقع نوعی پالایش و نقش احیاء روغن را ایفا می کند .

منبع ها طوری ساخته شده اند که به صورت آونگ بوده حالت چرخشی بر روی دو بازوی نگهدارنده خود را دارند و به راحتی باباز کردن درب منبع خاک رنگبر ، امکان تعویض و استفاده مجدد آن به راحتی انجام میگیرد . واحد اضافه کننده مواد ضد اکسید اسیون دارای یک تانک می باشد که از ته ظرف روغن وارد می شود و بوسیله عبور از یک نازل مواد dbpc بطرف بالا مکیده می گردد و داخل تانک dbpcمی گردد و بهمین ترتیب یک درصد کمی از مواد dbpcاز میان این نازل با روغن مخلوط می گردد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

دستگاه تصفيه فيزيكي شيمايي روغن: دستگاه تصفيه فيزيكي شيمايي با دو منبع خاك رنگبر كه داراي يك واحد اضافه كننده مواد ضد اكسيداسيون نيز مي باشد .

قسمت تصفيه فيزيكي شيمايي جهت احيا روغن پر شده در ترانسفورماتورهايي كه مدت زيادي كار كرده و يا معيوب شده و از مدار خارج گرديده اند مي باشد اين دستگاه امكان بهره برداري بيشتر را براي آنها بوجود مي آورد و در ترانسفورماتورهايي كه روغن آنها بر اثر كاركرد زياد روغن و يا ذرات معلق جامد نامحلول در آن فاسد شده باشد استفاده مي كنند خاك رنگبر جذب كننده و خارج كننده اين مواد اروغن مي باشد در واقع نوعي پالايش و نقش احيا روغن را ايفا مي كند.

منبع ها طوري ساخته شده اند كه بصرت آونگ بوده حالت چرخشي بر روي دو بازوي نگهدارنده خود دارند و به راحتي با باز كردن درب منبع خاك رنگبر امكان تعويض و استفاده مجدد آن به راحتي انجام مي گيرد.

واحد اضافه كننده مواد ضد الكسياسيون داراي يك تانك مي باشد كه از نه ظرف روغن وارد مي شود و بوسيله عبور از يك نازل مواد بطرف بالا مكيده مي گرددو داخل تانك   DBPC مي گردد و به همين ترتيب يك درصد كمي از مواد DBPC از ميان اين نازل با روغن مخلوط مي گردد.

خشك كردن ترانسفورماتور

در صورتي كه بهر دليلي سطح روغن ترانسفورماتور براي مدتي پايين تر از سطح هسته و سيم پيچي داخل ترانسفورماترو قرار گيرد همچنين در صورتي كه روغن موجود در ترانسفور ماتور با روغني كه بدان افزوده ميشود مشكوك باشد در اين صورت احتمال جذب رطوبت توسط مواد عايق و در نتيجه پايين آمدن استقامت الكتريكي آنها وجود دارد در چنين حالتي اگر ولتاژ استقامت الكتريكي عايق بين سيم پيچي ها و بدنه كمتر از 30 كيلو ولت (طبق استاندارد ASTM-227 باشد لازمست كه عمليات خشك گرداني عايق و روغن داخل ترانسفورماتور در محل انجام گيرد.

خشك كردن ترانسفورماتور در محل به روشهاي مختلف امكان پذير مي باشد از جمله با استفاده از دستگاههاي تصفيه روغن و خشك گرداني تحت خلا كه مورد استفاده ن بيشتر در ترانسفورماتروهاي بزرگ است و در بخش قبل به آن اشاره شد و كاربرد آن در ترانسفورماتورها يتوزيع در صورت لزوم مي بايد بر اساس دستورالعمل سازنده انجام گيرد.

ساده ترين روش متداول براي خشك كردن ترانسفورماتورهاي كوچك( ترانسفورماتورهاي توزيع) روش اتصال كوتاه و استفاده از گرماي حاصل اجريان الكتريكي در سيم پيچ ترانسفورماتور است .

در اين روش مي‌بايد ابتدا جداره مخزن ترانسفورماتور را در حد امكان با پوششهاي عايق گرما پوشاند تا افزايش درجه حرارت آن سريعتر انجام گيرد سپس اصال كوتاه سيم پيچي فشار ضعيف و اعمال ولتاژي معادل U-U_n. U­_k/100+%10 در طرف فشار قوي ترانسفورماتور جرياني معادل شدت جريان نامي در سيم پيچ ثانويه آن برقرار نمود. در اين رابطه U_k همان امپدانس اتصال كوتاه است كه معمولا روي پلاك مشخصه ترانسفورماتور نوشته شده است بعنوان مثال چنانچه U_k=%6 باشد ولتاژ اتصال كوتاه در سطح 20 كيلو ولت برابر 1200=100/6 ×20000=U ولت خواهد گرديد.

براي خشك كردن يك ترانسفورماتور توزيع به روش اتصال كوتاه وجود يك ترانسفورماتور افزاينده سه فاز با ولتاژ ثانويه 1/2 KV الي 2KV و ظرفيتي بيش از تلفات مس (تلفات اتصال كوتاه) ترانسفورماتور اصلي مورد نياز مي باشد.

قبل از شروع عمل خشك كردن بايد سطح روغن خزن انبساط در جاي مناسب خود باشد پس از اعمال ولتاژ اتصال كوتاه مي بايد درجه حرارت روغن كم كم به 90 الي 100 درجه سانتيگراد برسد. درجه حرارت ترانسفوماتور بايد به مدت 3 الي چهار ساعت در اين حد باقي بماند تا رطوبت موجود در روغن و مواد عايق آن بتدريج به منبع انبساط كه درجه حرارت ان كمتر است منتقل گردد. پس از اين مدت بايد روغن موجود در منبع انبساط را تعويض نمود و داخل آن را با روغن گرم شستشو داد و سپس به روشي كه در زير شرح داده خواهد شد آن را ا روغن ازه پر و شارژ نمود با توجه به آتش گير بودن روغن ترانسفورماتونر در طي اين عمليات نبايد نكات ايمني را ا نظر دور داشت.

روغن زدن و يا شارژ روغن ترانسفورماتور

در صورتي كه منبع انبساط روغن در محل نصب گرديد با ارتفاع سطح روغن بر روي درجه روغن نما با در نظر گرفتن تعميرات درجه حرارت محل پايين تر از حد تعيين شده باشد مي‌بايد مقداري روغن ايق به منبع انبساط اضافه شود در اين حالت چنانچه روغن عايق كارخانه سازنده در ظروف در بسته و مطمئني در كارگاه موجود باشد مي توان آن را با اطمينان مورد استفاده قرار داد. به هنگام اضافه كردن روغن ترانسفورماتور بايد توجه داشت كه اختلاف درجه حرارت بين روغن تازه و روغن موجود در ترانسفورماتور نبايد از 5 درجه سانتيگراد تجاوز نمايد.

چنانچه سطح روغن ترانسفورماتور پايين تر از درپوش آن باشد بايد روغن به ارامي از دريچه بالاي تانك بداخل آن ريخته شود و سپس اين دريچه بخوبي مسدود و آب بندي گردد. سپس باقي روغن ا دريچه خزن انبساط ريخته شود تا از جميع شدن هوا در زير پوش جلوگيري بعمل ايد در اين هنگام بايد مجاري هواگيري پوشينگ ها باز باشد تا هواي موجود انها تخليه گردد.

سپس همينكه روغن ا اين مجاري سريز نمود پيچ هاي مربوطه بايد محكم و اب بندي شوند.

جزئنات مربوط به هواگيري بوشينگ و مجاري آنها مي بايد بر اساس دستورالعملهاي سازنده انجام شود.

وقتي كه سطح روغن به ارتفاع 30 تا 40 ميليمتري بالاي خط نشان روي درجه روغن نما انبساط رسيد كار روغن زني ترانسفورماتور انجام يافته است .

به هنگام هواگيري ترانسفورماتور مي بايد دريچه بالايي رله بوخهر لت نيز بطور متنواب با و بسته ميشود تا جريان روغن آن ديده شود . همچنين به منظور اطمينان از كاركرد درست رله بوخهلتز مي بايد ترانسفورماتور را موقع نصب با قراردادن قطعات اهنين در زير چرخ از طرف منبع انبساط روغن آن كمي بالاتر آورد تا بقاياي هواي موجود و حبابهاي گازي كه ممكن است در ان جمع شده باشد به طرف رله برخهولتز و منبع انبساط رانده مي شود.

در عمليات روغن زني بايد توجه داشت كه روغن مورد استفاده ترانسفورماتور مي بايد ازنظر همخواني با كليه نيازهاي استانداردها چك شود و نيز كمبود روغن ترانسفورماتور فقط با همان نوع روغني كه قبلا درآن بوده است جبران گردد. در طي اين عمليات بايد آتش گير بودن روغنترانسفورماتور از نظر ايمني بطور جدي مورد توجه قرار بگيرد.

توصيه هاي كلي :

با توجه به مطالب ارائه شده مي توان پيشنهادات زير را جه بهره برداري با راندمان بهتر و عمر طولاني تر از ترانسفورماتورهاي قدرت در پستها ارائه نمود بدين طريق هزينه اي كه طرف برنامه ريزي مي گردد درطولاني مدت در ازاي هزينه هاي سنگين و ناگهاني صدمات جبران پذير احتمالي ترانسفورماتورها كه مي تواند منجر به خروج آنها از شبكه با خسارات كلي و با حتي منجر به تعويض كامل آنها و عمري كوتاه تر شود جبران مي گردد.

1-طبق دستورالعملهاي استاندارد در دوره هاي پيشنهاد شده از روغن ترانسفورماتور نمونه برداري شده و به مركز موجود آزمايش و كنترل روغن ارسال تا با حداقل و مسائل لازم و صرف هزينه كمي اين ازمونهاي دوره اي انجام شود.

2-تغييرات مشخصات اين روغنها كه بهترين معرف تغييرات تدريجي يا ناگهاني در كاركرد ترانسفورماتور مي باشد در پرونده هاي مربوط به هر ترانسفورماتورها كه در واقع تاريخچه كار ان مي باشد حتما ثبت و نگهداري شود.

3-چنانچه نتايج ازمون تغييرات نامطلوبي را نشان داد عليت پيگيري شده و چنانچ ناشي از تنش الكتريكي ناگهاني و نامطلوبي در كار شبكه يا ترانسفورماتور باشد در جهتا رفع برآمده و اگر ناشي از افزايش عمر روغن باشد در حد مقادير حدي تعيين شده در جداول باشد دستور تصفيه فيزيكي يا احيا فيزيكي شيمايي روغن و خشك كردن ترانس و با پاك كردن تانك از لجن صادر و تحت نظر كادر متخصص در كارگاه تعميرات ترانس انجام داده مي شود.

4-نتايج كليه آزمونها و حتي پس از تصفيه نيز جهت پيگيري هاي بعدي ثبت گردد.

5-با مهر و موم كردن كامل ترانسفورماتور و عبيه امكانات انبساط روغن و دستگاه تنفس كننده (سيليكاژل) روغن را كاملا از هوا دور نگه داشته شود زيرا يكي از عوامل تشديد فساد روغن حضور هوا مي باشد.

6-قبلا توضيح داده شد كه كنترل درجه حرارت روغن بسيار مهم است زيرا افزايش 4 درجه سانتيگراد تقريبا عمر موثر عايق سلولز را حدود 30 درصد كاهش مي دهد و فعل انفعالات شيمايي با افزايش درجه جرارت به اندازه 8 درجه سانتيگراد به مقدار دو برابر مي شودوبه فساد روغن كمك مي منمايد لذا با كاهش درجه حرارت محيط توسعه تهيوه عمر آن را افزايش مي دهيم.

7- در فواصل زماني مساوي مثلا هر سه سال يكمرتبه در صورت امكان روغن ترانسفورماتور هخاي با ظرفيت بالا و مهم را توسط دستگاه تصفيه و فيلتراسيوم بازسازي كنيم كه اين عمل خود باعث كاهش مسائل روغن مي گردد.

8- از مخلوط كردن روغن ها با درجه الودگي متفاوت و از محصولات مغاير با يكديگر است.

 

ادوات و تجهيزات روغن :

دستگاه تست ولتاژ شكست

دستگاه ازمايش ولتاژ شكست براي مشخص كردن استقامت دي الكتريكي عايقها بكار برده مي شوند روش انجام آزمايش بصورت مشخص در منابع استاندارد (IEC-156) آورده شده است لذا در اين گونه آزمايشات عايق تحت ولتاژ متناوب فشار قوي قرار مي گيرد تا شكست الكتريكي اتفاق افتد.

ولتاژ شكست دي الكتريك مقدار ولتاژي است كه در ان اولين جرقه بين دو الكترود ظاهر مي شود خواه گذرا يا دائم باشد. طبق استاندارد IEC تعيين ولتاژ شكست براي روغنها بايد شش مرتبه تكرار شود و ولتاژ شكست الكتريكي روغن مقدار متوسط شش نتيجه بدست امده است .

بعلتا روتين و تكراري بودن روش آزمايش براي هر نمونه روغن دستگاههاي اتوماتيكي براي اين اين منظور ساخته شده است دو نمونه از اين دستكاه ها را مربوط به كارخانه زيمنس و باور كه بصورت نيمه اتوماتيك و اتوماتيك مي باشند را نشان مي دهد .

ساختمان اين دستگاهه ها به گونه اي است كه براي آزمايش مواد عايقي از جمله جامد، مايع و گازها قابل بهره برداري مي باشند. در اينجا روش آزمايش استقامت دي الكتريكي روغن ترانسفورماتورهاي قدرت ترانسفورماتورهاي توزيع و روغن دژنكتورها و كابل ها توضيح كامل داده خواهد شد. تنظيم دستگاه و اجرا آزمايش بر مبنا استاندارد IEC-156 به شرح زير مي باشد.

فاصله هوايي براي گوي هاي با شعاع 5/12 ميلي متر كه به فاصله بين الكترودها 5/2 ميلي متر و بر روي محور افقي قرار دارند مي باشد. (در ضميمه III ديگر اشكال مربوط به گوي ها و ديگر روشها استاندارد آورده است ) در شكل شماره 11 محفظه و الكترودهاي نرمال آزمايش روغن ديده مي شود . جنس الكترودها ا مس و برنج (برنز) يا فولاد ضد زنگ مي باشد.

بعد از اينكه از تميز بودن محفظه مطمئن گريدند محفظه را به آرامي ا خط مشخص شده بر روي ان پر مي كنيم . تا ديگر حباب هوا وجود نداشته باشد دماي روغن بايد حدودا 15 تا 25 درجه سانتيگراد باشد روش روتين شده انجام بصورت تكراري براي شش مرتبه براي ك نمونه روغن توسط دستگاه تست دي الكتريك انجام مي شود شكل شماره توضيحات يك نمونه از اين دستگاهها را كه در كارگاه تعميرات ترانس شركت توزيع برق آذربايجان شرقي استفاده مي شود را نشان مي دهد .

-نحوه كار دستگاه اندازه گيري استقامت دي الكتريك: بعد از تنظيمات مورد نظر و پر كردن محفظه از روغن نمونه برداري شده جهت ازمايش كلاهك محافظ (محفظه فاراده) را بسته و قفل مي كنيم. در كيله دستگاههاي اندازه گيري فشار قوي بخاطر اينكه با ولتاژ هاي بالا سروكار دارند علاوه بر ضرورت زمين كردن دستگاهها از محفظه هاي ايمني خاصي بنام محفظه فاراد كه بصورت كلاهك مي باشد استفاده مي شود. اين كلاهك نقش حفاظتي در موقع انجام آزمايش دارد و در هر مرحله انجام آزمايش كه اين كلاهك برداشته شود جريان قطع شده ازمايش متوقف مي شود و بايد براي ادامه از اول شروع نمود.

با زدن كليد اصلي آزمايش شروع مي شود بر طبق استاندارد دوره زماني ميراكننده اي وجود دارد كه بنام مقدمه وقفه گفته شده بايد بعد ا ريختن روغن صبر نمود و سپس ولتاژ اعمال نمود كليد تنظيم زمان در مقدار (ه) قرار مي دهيم ا طرف ديگر چون مقدار ولتاژ شكست به سرعت افزايش ولتاژ اعمالي نيز بستگي (معكوس) دارد لذا بايد مقدار (Kv/S) را روي يكي ا مقادير رنج هاي (5,4,3,2,1,0/5) فيكس نمود.

حال با زدن كليد شروع آزمايش ولتاژ شروع به افزايش مي نمايد و نمايش دهنده ولتاژ مقدار آن را هر لحظه نشان مي دهد تا جائي كه ولتاژ شكست اتفاق بيافتد و نتيج استقامت دي الكتريكي معلوم شود. بعد از هر شكست بهم زدن داخل روغن بطور خودكار براي مدت يكي دقيقه شروع به كار كرده تا مسير هادي شده بين دو الكترود و حباب هواهاي ايجاد شده احتمالي را از بين ببرد. اين اندازه گيري بعد از ثبت مقدار اول بصورت متوالي براي 5 بار ديگر تكرار مي شود كه مدت زمان براي شروع آزمايش از هر شكست راي مي توان در مقادير 5و4و3و2و1   دقيقه تنظيم نمود. در مراكز آزمايشگاهي برق براي ثبت مدارك و نتايج از فرمهاي مطابق نمونه صفحه 1 بعد استفاده مي شود:

دستگاه تصفيه روغن ترانسفورماتور:

در صورتيكه نتايج ازمايش روغن ضرورت انجام فيلتراسيون براي روغن ترانس را تجويز كند با انتقال دستگاه تصفيه روغن به محل نصب ترانس عمل تصفيه فيزيكي انجام خواهد شد.

در اين دستگاه كه معموا جهت گرفتن مواد معلق و ناخالصي با استفاده ا فيلترها مي باشد و براي جدا كردن رطوبت روغن از سيستم ابگيري در خلا استفاده مي شود اين روش در ايران كاملا معمول و رايج مي باشد در اين عمل تصفيه روغن بصورت پيوسته و در يك مدار بسته از قسمت پايين ترانسفورماتور و بكمك يك پمپ مكيده شده طي فرايندي گرم و عمل فيلتر كردن آغاز مي گردد:

روغن ابتدا از يك فيلتر صافي فشرده عبور نموده ذرات درشت تصفيه اوليه مي شود سپس روغن وارد محفظه اي نسبتا بزرگ نموده و گرم مي نمايند از آنجائيكه گرماي اضافي باعث تبخير مواد ضد اكسيداسيون مي گردد درجه حرارت را بيش از 60 اختيار نيم كنند براي جدا كردن رطوبت از روغن بايد سطح تماس روغن و هوا (خلاء) را زياد نمود اين عمل بصورت پودر كردن روغن و پاشيدن آن به داخل محفظه خلاء انجام ميگرد ظروف مذكور تحت خلا كمتر يا مسايو مي باشد.

در طول اين مرحله گاز و رطوبت روغن حذف مي شود روغن خشك و گاززدا شده كه كف محفظه جمع ميشود و ا طريق پمپم و با عبور ا فلتر شني بر روي سين هاي كه داخل محفظه فيلتر خلا ء قرار دارند مي ريزند تا هممان با تبخير آب گازهاي حل شده در روغن نيز خارج گردد و سپس روغن به داخل ترانس باگرداند مي شود پس از اينكه مرحله تصفيه فيزيكي دستگاه مقدار آب در روغن به مقدار 10 مقدار گاز حل شده به 25/0 درصد حجم كاهش مي يابد در اين دستگاه تصفيه روغن بايستي داراي 2 پمپ خلا مستقل باشد يكي براي ظرف پاشش و گرمايش روغن و ديگري براي توليد خلا در خود ترانسفورماتور بدين ترتيب مي توان در ضمن خشك كردن و گاز دار كردن روغن خلاء را در تانك ترانس برقرار نمود.

ظرفيت محفظه پاشش روغني در اين دستگاه ها مقدار 1000 الي 2000 ليتري مي باشد.

منبع انبساط يا كنسرواتور :

با توجه به تغييرات بار و درجه حرارت محيط ترانسفورماترور به تبع آن درجه حرارات روغن ترانسفورماترو تغيير مي نمايد و اين تغيير غييرات درجه حرارت اينجاد تغييراتي در حجم روغن داخل ترانسفورماتور مي نمايد لذا براي اينكه مطمئن باشيم داخل تانك همواره پر از روغن مي باشد براي ترانسفورماتور هاي بالاتر از 6 ميلو ولت و 25 كيلو ولت آمپر يك منبع انبساط در بالاي تانك قرار مي دهند كه به آن منبع ذيخره يا منبع كنسرواتور نيز مي گويند منبع انبساط معمولا يك ظرف فلزي استوانه اي شكل مي باشد كه با تانك ترانسفورماتور مرتبط است .

همانطوريكه درجه حرارت روغن افزايش مي يابد و حجم روغن زياد مي شود و روغن اضافي از طريق لوله مرتبط بطرف منبع انبساط رفه و هنگامي كه درجه حرارت كاهش مي يابد . مجددا روغن به تانك بر مي گردد. حجم روغن داخل منبع انبساط به 8 الي 10 درصد روغن كل ترانسفورماتور مي رسد و اين بدان دليل است كه تحت هيچ شرايطي نبايستي منبع روغن ترانس بدون روغن بماند. از 45- درجه تا 40+ درجه سانتيراد و دربارداري تا بي باري كاملا روغن بايد تامين شود براي كنترل سطح روغن از روغن نما استفاده مي شود منبع انبساط را بر روي نگه دارنده هاي به اندازه طول بوشينگ هاي فشار قوي بالا نگه مي دارند تا در هر شرايطي بالاترين نقطه اين بوشينگ ها خالي از روغن نگردد.

روغن نما يا نشان دهنده سطح روغن :

در روي ديواره هاي منبع انبساط يك نشان دهنده شيشه اي قرار دارد كه ارتفاع روغن را نشان مي دهد كه روي آن معمولا تا 3 درجه حرارت مختلف علامت گذاري شده كه در ان درجه حرارات ها سطح روغن نبايستي پايين تر از علامت مزبور باشد. نوع ديگر روغن نما بصورت عقربه اي مي باشد كه داراي شناوري در داخل منبع انبساط مي باشد.

دستگاه تنفس كننده يا رطوبت گير :

ترانسفورماتور در حين كارگرم شد و اگر با هوا ارتباط داشته باشد رطوبت آنرا نيز جذب مي كند و همچنين اكسيژن هوا باعث اكسيده شدن روغن گرم و كدر و سياه شدن ان مي شود با افزايش اين امر لجن سياهي در كف ترانسفورماتور روي سيم پيچ ها مي نشيند و باعث گرم تر شدن ترانسفورماتور ميگردد و همچنين رطوبت جذب شده ايجاد اسيدهاي اضافي در داخل روغن كرده و باعث از بين رفتن عايق ترانسفورماتور مي گردد قسمت عمده رطوبت از طريق هواي خارج وارد ترانسفورماتور مي گردد.

رطوبت گير وظيفه دارد كه هوايي كه را مخزن انبساط روغن از بيرون ميكشد از گردو غبار و رطوبت پاك كند و در واقع بعلت تغييرات بار ترانس و درجه حرارت محيط دماي روغن ترانس تغيير كرده و سطح روغن در داخل مخزن انباسط نوسانهايي خواهد داشت كه براي آنكه اين نوسانات در يك مخزن كاملا بسته نمي تواند صورت گيرد بالاي مخزن انبساط را در رابطه يا هواي خارج قرار داده اند و مخزن ا اين طريق چيزي شبيه بهدم و بازدم انجام مي دهد .

چون روغن به منظور عايق كاري سيم پيچ از بدنه و نيز به منظور خنك كردن ترانس به كار مي رود اگر رطبت و گرد و غبار داخل آن شود خصوصيات استاندارد خود را از دست مي دهد لذا حفاظت آن در مقابل اين دو عامل جوي لازم است .

رطوبت گير شامل محفظه اي است كه از دانه هاي رطوبت گير (سيليكاژل) تزريق شده به وسيله كرات كبالت پر شده است . اين دانه ها در حالت خشك برنگ ابي مي باشد ولي زماني كه ا رطوبت اشباع شدند برنگ صورتي كم رنگ در مي آيد. در زير اين محفظه و سر راه ورود هوا به محفظه هاي محتوي دانه هاي سليكاژل ظرفي از روغن( و گاهي فيلتري از جنس اسفنج وينيل) قرار دارد در كف ظرف روغن دانه هاي اكسيد آلومينيوم فعال شده قرار مي دهند كه وظيفه آن بالا بردن چسبندگي روغن براي جذب بهتر ذرات گردوغبار است .

زماني كه هوا بداخل ترانس كشيده مي شود ابتدا ا داخل روغن فيلتر عبور مي كند بدين وسيله ذرات گردو غبار و كثافت هوا جذب مي شود و در نتيجه هواي تميز و خشك وترد مخزن بالاي ترانس مي گردد ظرف شيشه اي روغن علاوه بر جذب ذرات گردو غبار اين حس را دارد كه محفظه دانه هاي رطوبت گير را از هواي خارج ايزوله مي كند تا تنها رطوبت ان قسمت از هوا كه بدرون مخزن ذخيره روغن كشيده مي شود و اين عمل عمر سليكاژل را زيادتر مي كند.

نگهداري و سرويس رطوبت گير (دستگاه سيليكاژل):

مقدار سليكاژل داخل دستگاه رطوبت گير براي استفاده به مدت شش ماه تا يكسال كافي است اين زمان بيستگي به اندازه ترانس ميزان بار و شرايط محيط دارد. (در ضمن حجم دستگاه رطوبت گير در ترانس ها مختلف ا روي همين عوامل عيين مي شود) نخستين بار كه ترانس مورد بهره برداري قرار مي گيرد بايد مرتبا و بطورمرتب و مكرر رطوبت گير را مورد بازرسي قرار دادو تغيير رنگ و كيفيت آنرا در كارت شناسنامه اي هر ترانس ثبت نمود تا در شرايط جوي خاص در مورد ترانس مورد نظر عمر دانه هاي رطوبت گير حدودا درچه دوره اي زماني ميباشد تعيين مي شود در تمامي دستورالعمل هاي بهره برداري از ترانس آمده است كه :

زماني كه الي دانه هاي رطوبت گير تغيير رنگ داده باشد و برنگ صورتي كم رنگ در آمده باشد حتما بايد دانه هاي سليكاژل را تعويض نمود دانه هاي تغيير رنگ داده و رطوبت دار سليكاژل را طبق پروسه اي خاص و بوسيله حرارت مي توان خشك و احيا نمود و براي استفاده در دفاعات بعد در ظرفي عاري از هر گونه رطوبت و منفذ ذخيره و نگهداري كرد.

اصل ماده رطوبت گير سيلكاژل مي باشد و دانه هاي رات كبالت تنها به عنوان معرف براي سنجش ميزان رطوبت جذب شده توسط سيليكاژل بكار ميرود كه با تغيير رنگش از آبي كبالتي به صورتي كمرنگ مرطوب شدن دانه ها را نشان مي دهد براي خشك كردن سليكاژل آنرا بمدت دو ساعت با درجه حرارت 150 تا 200 درجه حرارات مي دهند وقتي رنگ تمامي دانه هاي سليكاژل برنگ آبي كبالتي درآمد عمل خشك كردن كامل شده است در ضمن توصيه مي شود كه اگر روغن ظرف پايين رطوبت گير بوسيله گردو غبار و كثافت آلوده شده وباقطره اي آب در آن مشاهده گرديد روغن مربوطه تعويض گردد.