تعمیر و نگهداری ترانسفورماتور
آسیب دیدگی ترانسفورماتور معمولا به دو صورت اتفاق می افتد:
- قطع شدن رسانا های ترانسفورماتور
- رسانا شدن عایق ترانسفورماتور
متداول ترین توجه ای که به ترانسفورماتور ها می شود ارزیابی ظاهری است، به طور کلی ارزیابی ظاهری عموما شامل چک کردن شرایط خارجی و سیستم خنک کننده می باشد. ترانس های قدرت می بایست به صورت دوره ای مورد بررسی و ارزیابی قرار گیرند تا مشکلات در مراحل اولیه، تشخیص داده شوند و اصلاح گردند، قبل از آنکه به تعمیرات اساسی نیاز باشد.
بازبینی ترانسفورماتور های قدرت جهت تعمیر و نگهداری معمولا یک بار در هفته به صورت روتین انجام می گیرد، با این وجود دفعات بازدید می تواند متفاوت باشد. برای مثال، اگر نشانه ای از وجود یک مشکل که در حال فراگیر شدن باشد، می توان دفعات بازدید را افزایش داد. دوره تعمیر و نگهداری ترانسفورماتور می بایست مبتنی برملزومات قابلیت اطمینان تجهیزات و دستور العمل های توصیه شده توسط سازنده مقرر گردد.
فعالیت های تعمیر و نگهداری ممکن است برای هر دسته از تاسیسات در بازه های زمانی اجرا گردد ولی اکثر صنایع، معمولا یک بار یا دو بار در سال، برای اهداف تعمیر و نگهداری خاموشی کلی انجام می دهند. در ادامه فعالیت های معمول برای هر کدام از اعمال تعمیر و نگهداری ترانسفورماتور مورد بررسی قرار می گیرد.
بازرسی های روتین و تعمیرات حداقلی ترانسفورماتور
- چک کردن اتصالات و تجهیزات متصل به آن
- چک کردن سطح روغن و سیستم خنک کننده
- بست ها و سیستم های کنترل
- بازرسی ظاهری
- اندازه گیری مقادیر مقاومت عایق ها
- نمونه برداری از روغن و تشخیص نشتی
- آنالیز گاز ها از رله بوخهلتس
- سفت کردن کمربند ها و گیره ها
- اتصال مجدد و یا تعویض سیلیکاژل در محفظه تنفس
- دوباره پر کردن سطح روغن
- صافی روغن
تعمیرات معمولی
- باز کردن ترانس برای بازرسی و تعمیرات هسته های سیم پیچ
- چک کردن و تست ترانس جریان بوشینگ ها
- تعمیر اجزای ترانس شامل کنسرواتور، مخزن، OLTC، سیستم خنک کننده، واشر های سیلد کننده
تعمیرات اصلی و اورهال ها
- سفت کردن ورقه های هسته
- تعویض اتصالات سیم پیچ و بوشینگ ها
- اورهال های OLTC
- باز کردن ترانسفورماتور برای تعویض سیم پیچ ها و عایق
عوامل رایج آسیب دیدگی ترانسفورماتور
اضافه بار
در صورتی که اضافه ولتاژ شبکه، باعث بالا رفتن ولتاژ رسانا ها نسبت به بدنه و یا نسبت به فاز دیگر به مقداری بیش تر از استقامت عایق یا استقامت دی الکتریک گردد، در عایق قوس الکتریکی رخ می‌دهد و عایق خاصیت خود را از دست می‌دهد. در ادامه این روند، اگر ولتاژ بالا به صورت مداوم برقرار گردد، جریان نشتی عایق به تدریج بیشتر شده و دمای عایق بالا می‌رود و در نهایت باعث آسیب دیدن آن می‌گردد. البته در این شرایط باید کلید های حفاظتی ترانسفورماتور وارد عمل شوند. اگر بار ترانسفورماتور بالا رود به علت تولید حرارت در ترانسفورماتور باعث پارگی رسانا ها در نقاط ضعیف ترانسفورماتور می‌شود که این مورد بیشتر در ترانسفور ماتور هایی با سیم پیچ زیگزاگ در نقطه اتصال اتفاق می‌افتد. برای جلوگیری از خسارت ناشی از اضافه ولتاژ های گذرای خارجی مانند صاعقه، مناسب ترین راه نصب برقگیر می‌باشد.
آسیب مکانیکی
در اثر عواملی همچون حمل نادرست ترانسفورماتور با جرثقیل و یا هر وسیله دیگر، به علت تکان های شدید، هسته ترانسفورماتور که بر روی بدنه ثابت شده است جابه‌جا شده و باعث پارگی اتصال رسانا ها می‌گردد. همچنین اگر اتصال کوتاهی در ورودی یا خروجی ترانسفورماتور اتفاق افتد رسانا های ترانسفورماتور بر اثر اتصالی، نیرو های زیادی به یکدیگر وارد می‌نمایند. این نیرو ها ممکن است باعث پارگی رسانا‌ها و یا خرابی عایق خشک ترانسفورماتور گردد.
افزایش دما
افزایش دمای داخلی ترانسفورماتور به میزان بیشتر از حد تحمل عایقی ترانسفورماتور موجب آسیب دیدگی آن می‌گردد. در صورت بالا رفتن دما، هدایت عایق ها بر خلاف رسانا ها بیشتر می‌شود و جریان نشتی بیش از حد در عایق باعث سوختن ترانسفورماتور می‌گردد. یکی از دلایل افزایش دمای ترانسفورماتور، بالا رفتن دمای محیط است. دمای شرایط کاری برای دریافت قدرت نامی، توسط سازنده تعیین می‌گردد. همچنین باید میزان کاهش قدرت به ازای افزایش دما نیز به وسیله سازنده بیان شود. برای رفع این مشکل می توان از سیستم خنک کننده با کارایی بالاتری استفاده کرد.
پیری ترانسفورماتور
وقتی ترانسفورماتور به مدت طولانی در شبکه مورد استفاده قرار گیرد، عایق خشک ترانسفورماتور کم کم خاصیت اولیه خود را از دست می‌دهد که حتی با تعویض روغن هم دیگر به حالت اولیه بر نمی‌گردد. عمر مفید ترانسفورماتور معمولا از طرف شرکت سازنده اعلام می گردد. استفاده از لوازمی مثل روغن ترانسفورماتور مرغوب و واشر های مناسب جهت آب بندی در بالا بردن عمر ترانسفورماتور بسیار موثر است.
مشکل در روغن ترانسفورماتور
اگر سطح روغن در داخل ترانسفورماتور کاهش یابد و به جای آن هوا در داخل تانک ترانسفورماتور نفوذ کند، با توجه به پایین بودن استقامت الکتریکی هوا نسبت به روغن قوس الکتریکی رخ می‌دهد. بازدید های دوره‌ای و مداوم از ترانسفورماتور می تواند در این خصوص راهگشا باشد. ارتفاع روغن در شیشه روغن، خیسی روی درپوش، رادیاتور ها و زیر ترانسفورماتور معیار مناسبی از آگاهی نشت روغن می‌باشد.
نفوذ رطوبت
وجود ذرات آب در روغن به شدت استقامت الکتریکی روغن ترانسفورماتور را کاهش می‌دهد که باعث بروز قوس در روغن ترانسفورماتور می‌شود. نمونه برداری و تست روغن ترانسفورماتور ها در دوره های از پیش تعیین شده اطلاع دقیقی از نفوذ رطوبت به داخل تانک ترانسفورماتور فراهم می‌کند.
آلودگی روغن ترانسفورماتور
طی دوره کاری ترانسفورماتور با توجه به گردش روغن در بین رسانا ها و هسته، روغن کهنه می‌شود و نیز ذراتی از سطح آن ها کنده می‌شود که این ذرات به صورت لجن در ته تانک ترانسفورماتور انباشته می‌گردند. در ادامه وجود ذرات در روغن موجب کاهش استقامت الکتریکی روغن می‌گردد. تست روغن به صورت برنامه ریزی شده روش مناسبی برای پی بردن به وجود آلودگی روغن ترانسفورماتور است.
روغن ترانسفورماتور باعث انتقال حرارت و عایق جریان الکتریسیته می باشد. در بین سیم پیچ ها، در بین ورقه ها و در اطراف هسته و اتصالات درونی به عنوان عایق عمل می کند و از اتصال کوتاه جلوگیری می کند. در ولتاژ های بسیار بالا احتمال اتصال کوتاه به دلیل پرش جریان وجود دارد که روغن با حفاظت خود از این اتفاق جلوگیری می کند. گاهی هسته ترانسفورماتور در زمان تشکیل میدان مغناطیسی در بخش های مختلف به شدت گرم می شود و باعث ذوب شدن سیم پیچ می شود و در نتیجه ترانس از کار می افتد. بخاطر همین امر بدنه ترانسفورماتور را به صورت پره دار می سازند تا گرما سریع تر به هوای آزاد منتقل شود.
تعمیرات ترانسفورماتور
به طور کلی در تعمیر ترانس برق صنعتی، موارد زیر تعویض یا تعمیر می شوند:
- گرفتن نشتی روغن ترانس
- تعویض یا تعمیر کلید کنتاکتوری تنظیم ولتاژ
- تعویض هسته ترانسفور ماتور
- تعمير يا تعويض قطعات و تجهيزات ترانسفورماتور
- تعمير يا تعويض بوبين هاي فشار ضعيف و قوی
- تعمیر و ترمیم قطع شدگی های تمام اتصالات داخل مجموعه ی اکتیو پارت
- تعویض یا تعمیر تجهیزات معیوب جانبی ترانسفور ماتور
قطعات موثر در خرابی ترانسفورماتورها
کویل ها
کویل ها زمانی دچار خرابی می شود که عایق آن ها از بین رود. عایق کویل ها به دلیل رطوبت، افزایش دما، لرزش، فشار مکانیکی حاصل از خرابی ها ممکن است سوراخ یا از بین رود.
بوشینگ
بوشینگ ها در اثر افزایش عمر و مرور زمان دچار خرابی می شوند. همچنین آلودگی ها و رطوبت داخلی هم مانع انجام فعالیت درست بوشینگ ها می شود. همچنین باید توجه داشته باشید که روند خرابی بوشینگ ها به راحتی قابل تشخیص نیست.
هسته
خرابی که برای هسته به وجود می آید در صورت جدا سازی هسته یا افزایش دمای هسته به دلیل لایه برداری از اتصال کوتاه به وجود می آید. همچنین میله های کف باز هم ممکن است صدماتی به ترانس وارد کنند.
تخریب عایق
تخریب عایق منجر به افزایش اتصال کوتاه در شار مغناطیسی جهت تولید جریان دایره کوتاه و پایدار شده و این اتصالات گرمای بیش از حدی تولید می کند که ممکن است مشکلات زیادی ایجاد کند.
مشکلات دیگر
دلایل دیگری وجود دارد که باعث خرابی ترانسفورماتور می شود از جمله: آلودگی روغن، نشت روغن، ولتاژ غیر طبیعی و حوادث طبیعی مثل صاعقه، سیل، آتش سوزی و...
چه عواملی باعث خرابی سیم پیچ ها می شود؟
- عدم ثبات عایق بر روی هادی ها
- وجود اتصالات کوتاه بین حلقه های مجاور
- اتصالات کوتاه به دلیل رطوبت
- از بین رفتن عایق های دور کناری ترانسفورماتور به دلیل درست انجام نشدن عملیات خشک سازی در زمان اعمال ولتاژ
- امواج گذرا می تواند باعث ایجاد اتصال کوتاه و در نهایت منجر به سوراخ شدن عایق ها شود.
عیب یابی و آموزش تعمیر ترانسفورماتور
عیب یابی ترانسفورماتور به دو روش زیر انجام می‌شود:
- آنالیز گاز
- تست های دوره ای
در روش عیب یابی ترانسفورماتور به روش آنالیز گاز، ابتدا نمونه گیری روغن همانند معمول انجام می گیرد. پس از آن جدا‌سازی گاز از روغن و آنالیز گاز انجام می شود و بر حسب درصد گاز های موجود در روغن می توان مشکلات ترانسفورماتور را مشخص کرد. با توجه به نسبت گاز ها می توان به تشخیص پدیده هایی همچون تخلیه جزیی، تخلیه کرونا، قوس با حرارت زیاد و اضافه بار در ترانسفورماتور پی برد و عیب را در داخل ترانسفورماتور شناسایی کرد.
روغن عایق ترانسفورماتور باید قابلیت جذب گاز های تحت فشار را داشته باشد تا بتوان با تجزیه گاز های محلول در آن به تشخیص نارسایی و علل بروز شرایط غیر عادی در کار ترانسفورماتور پی برد. ترکیب های هیدروژن به همراه هیدروکربن های ساده تر همانند متان، اتان، اتیلن و استیلن نسبت های مختلفی ایجاد می کنند که به عنوان شاخصی از دمای تولید شده در روغن ترانسفورماتور قابل بررسی است. به عنوان مثال میزان بالای هیدروژن نشان دهنده بمباران یونی به دلیل تخلیه جزیی می باشد.
بر اساس جدول استاندارد IEEE می توانیم صحیح تر این معایب را تشخیص دهیم.
جدول مقادیر TCDG
| سطوح ارزیابی |
شرایط |
مقدار TCDG |
| سطح 1 |
اگر سطح گاز های موجود در روغن در این سطح باشد نشان دهنده ی این است که ترانس سالم است. |
720 |
| سطح 2 |
اگر مقدار TDCG در این سطح باشد یعنی گاز قابل اشتعال بیشتر از حالت کار عادی است، در نتیجه به بازرسی بیشتری نیاز دارد، این احتمال را دارد که ترانسفورماتور چند خطای عملکرد داشته باشد. |
721-1921 |
| سطح 3 |
وجود TDCG در این سطح بیانگر این است که سطح بالایی از روغن در حال تجزیه شدن است. باید بازرسی و رسیدگی بیشتری داشته باشیم چون یک یا چند خطا وجود دارد و باید ترانس را تعمیر کنیم. |
1921- 4630 |
| سطح 4 |
مقدار TDCG در این سطح نشان دهنده مشکل جدی می باشد و باید ترانس را هر چه سریع تر تعمیر کرد و احتمال کار منجر به خرابی می شود. |
4630< |
آزمایشات مختلف برای تعمیر ترانسفورماتور برق صنعتی انجام می گیرد که در ادامه مورد بررسی قرار می گیرند.
- آزمایش سیم پیچ ها:
سیم پیچ ترانسفورماتور ها از جنبه های زیر مورد بررسی و آزمایش قرار می‌گیرند:
- قطع شدن
- اتصالی داشتن با نقاط دیگر ترانسفورماتور
- آسیب دیدگی یا فرسودگی سیستم عایق بندی
- تغییر مکان فیزیکی
- شل شدن اتصالات
- اندازه گیری مقاومت اهمی سیم پیچ های ترانسفورماتور:
در زمان تعمیر ترانس برق صنعتی هر گونه اتصالی، آسیب دیدگی، شل شدن و فرسودگی بیش از حد بوبین ها، مقاومت اهمی آن ها را تغییر می‌دهد، با سنجش مقاومت اهمی سیم پیچ ها، به وجود عیب در ترانس ها می توان پی برد.
- آزمایش نسبت تبدیل سیم پیچ ها:
نسبت ولتاژ بخش فشار قوی ترانسفورماتور به ولتاژ بخش فشار ضعیف ترانسفورماتور، نسبت تبدیل ترانس است. با اندازه گیری عملی این مقدار و مقایسه ی آن با میزان اسمی نسبت که در پلاک ترانس قید شده است، می توان به سلامت سیم پیچ های ترانس پی برد. هرگاه نسبت تبدیل متفاوت با میزان اسمی آن باشد، به معنی از خط خارج شدن تعداد قابل توجه ای از سیم بوبین هاست.
- آزمایش پلاریته ترانسفورماتور:
پلاریته ترانسفورماتور به نحوه ی اتصالات داخلی آن مربوط می شود. در تعمیر و نگهداری ترانسفورماتور، باید به این مسئله توجه داشت که پلاریته ی صحیح ترانس زمانی اهمیت می یابد که قرار باشد چند ترانسفورماتور به شکل موازی به هم مرتبط شوند.
آزمایش پلاریته ترانسفورماتور در هنگام تعمیر ترانس برق صنعتی به دو شکل صورت می گیرد:
- با استفاده از ضربه القایی
- با استفاده از اعمال ولتاژ متناوب
چگونه مانع اضافه بار شدن ترانسفورماتور شویم؟
انتخاب بهینه قدرت ترانس برای تغذیه شبکه بسیار مهم است. اصولا در بررسی ترانس ها وجود بار بین 30 تا 40 درصد را کم بار می دانند و وجود بار بیش از 70 درصد را پر بار می نامند. برای بررسی میزان بار اضافی ترانس فورماتور از روش آمپراژ گیری استفاده می کنند. به این صورت که ترانس ها را از نظر تعداد فیوز سوزی و افتادن کلید کل ها در روز قبل بررسی می کند و در نتیجه بررسی اگر ترانسفورماتور دچار بار اضافی شده باشد اقدام به تعویض ترانسفورماتور با قدرت بالاتر می کنند.
برای جلوگیری از اضافه بار شدن ترانس ها بهتر است از اتصالات استاندارد در رئوس تیرها و تابلو برق ها و جعبه فیوزها استفاده کرد.
تست های رایج تعمیر و نگهداری و عیب یابی ترانسفورماتور
در ادامه تست های روتین اجزا ترانسفورماتور را که با هدف تعمیر و نگهداری و عیب یابی انجام می گیرد، بررسی می کنیم.
هسته
روغن عایق
- تست قدرت دی الکتریک
- ضریب توان-ضریب تلفات
- شمارش اسید
- مهار کننده اکسیژن
- آنالیز گاز های محلول
بوشینگ ها
- تلفات دی الکتریک
- ضریب توان
- سطح روغن (در صورت امکان)
- بازرسی ظاهری برای ترک ها و کثیفی
- کاپاسیتانس
- دما
کنسرواتور
- کالیبراسیون گیج سطح
- ظاهری (نشتی روغن و نشتی دیافراگم)
- سیستم هوای ورودی
مخزن و متعلقات
- نشانگر دمای سیم پیج
- اسکن مادون قرمز دما
- آنالیز عیوب (التراسونیک)
- آنالیز ارتعاش
- رله بوخهلتس (ظاهری و چک کردن گاز)
- رله تشخیص عیب فشار (تست عملکرد)
- آنالیز صدا
سیستم خنک کننده
- بلبرینگ های پمپ (ارتعاش، صدا و دما)
- چک کردن رادیاتور
- فن ها و کنترل (چک کردن چرخش)
- تمیزی تیغه های فن و رادیاتور
- پمپ های روغن
سیم پیچ ها
- افت ولتاژ امپدانسی-راکتانس نشتی
- جریان اضافی و تلفات مقاومتی
- آنالیز های رفت و برگشتی پاسخ فرکانسی (SFRA)
- ضریب توان-ضریب تلفات
- مقاومت DC
- نسبت تبدیل
خدمات ارائه شده توسط هایپر صنعت فامکو
پایه ریزی یک برنامه متداول تعمیر و نگهداری پیش گیرانه، می تواند ریسک خرابی تجهیزات را به حداقل رسانده و مشکلات ناشی از آن خرابی را به پایین ترین سطح برساند و منجر به تشخیص عیوب در قدم های اولیه عیب یابی گردد. تعمیر و نگهداری ترانسفورماتور توسط شرکت های بزرگ از جمله هایپر صنعت فامکو صورت می پذیرد.
برای اطلاع از قیمت تعمیر ترانسفورماتور یا تعمیر تجهیزات برق صنعتی دیگر، می توانید با کارشناسان هایپر صنعت فامکو تماس بگیرید.
دیـــدگاه‌ها
شما هم درباره این کالا دیدگاه ثبت کنید.