ترانسفورماتورقدرت
ترانسفورماتور قدرت :
ترانس قدرت مهمترين و گران قيمت ترين تجهيز يك پست فشار قوي كه عمل تبديل نسبت ولتاژ هاي مختلف را بر عهده دارد. اين مو ضوع چنان با اهميت است كه در هنگام نام گذاري يك پست نسبت تبديل ترانس هاي قدرت ذكر مي گردد.
انواع ترانس ها از نظر ساخت:
ترانسفورماتور : داراي دو سيم پيچ اوليه و ثانويه (در بعضي از انواع اتصالات سيم پيچ ثالثيه) مي باشد كه سيم پيچه اوليه و ثانويه (و ثالثيه) از لحاظ الكتريكي نسبت هم يكديگر عايق مي باشند.
اتوترانسفورماتور : ترانسفورماتوري كه در آن، قسمتي از سيم پيچي در هر دو مدار اوليه و ثانويه مشترك باشد، اتوترانسفورماتور ناميده ميشود. در يك ترانسفورماتور دو سيم پيچه، اوليه و ثانويه از لحاظ الكتريكي نسبت هم يكديگر عايق مي باشند، در حاليكه در يك اتوترانسفورماتور دو سيم پيچي از لحاظ الكتريكي مرتبط می باشند.
ترانس زمين :
انواع ترانس ها از نظر نسبت تبديل :
- ترانسفورماتور افزاينده : ترانسي است كه ولتاژ اوليه نسبت به ثانويه كمتر است.
كاهنده : ترانسي است كه ولتاژ اوليه نسبت به ثانويه بيشتر است.
- اتو ترانسفورماتور افزاينده : ترانسي است كه ولتاژ اوليه نسبت به ثانويه كمتر است.
كاهنده : ترانسي است كه ولتاژ اوليه نسبت به ثانويه بيشتر است.
ترانس هاي قدرت معمولا به دو دسته عمده ترانسفورماتور و اتو ترانسفورماتور طراحي و ساخته مي شود. در مواردي كه نسبت تبديل بزرگتر از 2 باشد از ترانسفورماتور (كه به اختصار ترانس ناميده مي شود)استفاده مي شود مانند ترانس هاي 20/63 و 230/63 و… و در مواردي كه نسبت تپديل كوچكتر از 2 مي باشد از اتو ترانس استفاده مي شود مانند اتو ترانس هاي 400/230 اتو ترانس داراي خصوصيات ديگري از جمله درصد تنظيم ولتاژ بهتر ، راندمان بيشتر ، امپدانس درصد كمتر نيز مي باشد كه در طراحي ها مد نظر قرار مي گيرد.
يكي ديگر از نكات مهم در ساخت ترانس ها نوع اتصال سر بندي سيم پيچ هاي ترانس است كه ممكن است به صورت Υ يا Δ باشد .
در اتصال ستاره ولتاژ فاز به زمين (Vφ ) كمتر از ولتاژ فاز به فاز با به عبارتي ولتاژ خط ( VL ) است (به نسبت 3√ /1 )، درحالي كه اندازه جريان خط (IL) با جريان فاز (Iφ) برابر است (IL= Iφ ).
در اتصال Δ ولتاژ فاز به زمين با ولتاژ خط برابر است ولي ميزان جريان فاز كمتر از جريان خط است. از اين ويژگي در طراحي ترانس استفاده مي گردد بدين صورت كه معمولا ترانس هاي فوق توزيع به صورت Υ Δ ساخته مي شوند چون ولتاژ در سمت اوليه نسبت به ثانويه و جريان در ثانويه نسبت به اوليه بيشتر است .
در اين نوع سربندي به دليل وجود يسم پيچ مثلث هارمونيكهاي مضرب سه حذف مي گردند. در ترانس هاي انتقال ممكن است از اتصال ΥΥ و اتو ترانس استفاده گردد كه در اين صورت ، جهت حذف هارمونيك سوم لازم است سيم پيچ سومي به صورت مثلث در ترانس تعبيه گردد كه گاهي اوقات از اين سيم پيچ جهت مصارف داخلي پست نيز استفاده مي گردد. مع الوصف در ذيل به معرفي قطعات مختلف يك ترانس قدرت خواهيم پرداخت.
- هسته ترانس:
هسته ترانسفورماتور ها از ورقه هاي ميكا به ضخامت حدوداً 0.33 mm ساخته مي شوند كه خاصيت مغناطيسي خوبي داشته و از اين جهت مورق ساخته مي شوند كه ميزان جريانهاي گردابي را كاهش دهند.
با چيدن ورقه ها كنار هم ساقها و يوغها و در نهايت هسته نشكيل مي گردد و بر اساس نوع طراحي ترانس ممكن است هسته تك فاز يا سه فاز و سه ، چها و يا پنج ستونه طراحي گردد. در بعضي از موارد نيز جهت تعديل بار و افزايش استحكام مكانيكي ممكن است هسته به صورت زرهي طراحي گردد.
- سيم پيچ:
سيم پيچ از مفتول يا تسمه هاي مسي ساخته مي گردد كه جهت عايق كاري با لاك اندود مي گردند و يا كاغذ اشباع شده با روغن به دور آن پيچيده مي شود. از آنجا كه در جريانهاي زياد لازم است سطح مقطع سيم پيچي زياد گردد به ناچار چند تسمه را روي هم قرار داده و با هم كاغذ پيچ مي كنند. ترانسها به طور معمول داراي سيم پيچ اوليه ، سيم پيچ ثانويه و در ترانسهاي اتصال YY سيم پيچ سوم ( جهت حذف هارمونيك هاي مضرب سه ) مي باشند.
- تانك ترانسفورماتور:
كليه متعلقات ترانس قدرت نظير هسته ، سيم پيچ HV ، سيم پيچ LV ، يوغ و روغن و … در داخل يك تانك كه از ورقه فولاد ساخته مي شود قرار مي گيرد. بسته به حجم ترانس قدرت ضخامت ورقه فولادي بكار رفته در تانك ترانس نيز تغيير خواهد كرد.
- روغن:
در ترانسهاي قدرت از روغن به دو منظور استفاده مي گردد كه عبارتند از :
- – افزايش خاصيت عايقي كاغذ مورد استفاده در سيم پيچي با اشباع كاغذ از روغن ، بدين صورت كه با نفوذ روعن در حفره هاي موجود در كاغذ قدرت عايقي كاغذ بسيار مطلوبتر مي گردد.
- – خنك كاري ، بدين صورت كه روغني كه در مجاورت سيم پيچ است گرم شده و به سمت بالا حركت مي كند و از آنجا وارد رادياتور شده و خنك مي گردد و از قسمت پايين رادياتور خارج و وارد تانك مي گردد و بدين ترتيب گرماي سيم پيچ به بيرون منتقل مي گردد.
- كنسرواتور:
در قسمت فوقاني ترانس قرار داشته و به عنوان منبع ذخيره روغن استفاده مي گردد، بنا براين تا سطح مشخصي از آن پر روغن و عايقي هوا مي باشد ، همچنين اگر بعد از گرم شدن ترانس روغن داخل تانك افزايش حجم يابد مقداري از روغن وارد كنسرواتور مي گردد و اين كار مانع انفجار تانك بر اثر افزايش روغن مي گردد. همچنين وقتي بر اثر سرد شدن ترانس حجم روغن داخل تانك كاهش يابد مقداري روغن از كنسرواتور وارد تانك مي گردد و كمبود روغن آن را جبران مي كند. كنسرواتور ها داراي دو قسمت مي باشد :
- كنسرواتور مربوط به تانك اصلي
- كنسرواتور مربوط به تپ چنجر
- رادياتور:
همانگونه كه قبلا عنوان شد سيم پيچ بر اثر عبور جريان از آن گرم شده و گرماي توليدي به روغن مجاور آن منتقل مي گردد. روغن گرم شده لازم است كه خنك شود تا بتواند مجددا سيم پيچ را خنك كند به اين منظور روغن گرم شده وارد يك سري شبكه رادياتي كه در پهلوي ترانس نصب گرديده است شده و با عبور هوا از لابه لاي اين شبكه رادياتوري ،گرما از روغن به هوا منتقل مي گردد و روغن سرد شده از قسمت پايين تانك مجددا وارد تانك ترانس مي گردد. حركت روغن در داخل رادياتور ها به چند صورت امكان پذير است كه عبارتند از :
- ONAN : در اين طرح حركت روغن و هوا هر دو به صورت طبيعي مي باشد و از هيچ فن و يا پمپي استفاده نشده است.
- ONAF : در اين طرح حركت روغن به صورت طبيعي و بدون پمپ صورت گرفته ولي حركت هوا با اجبار (استفاده از فن ) صورت مي گيرد. اگر ترانس به طور مطلوب خنك نگردد امكان اخذ توان نامي از ترانس وجود ندارد و ضروريست كمتر از توان نامي ترانسفورماتور از آن بارگيري گردد
- OFAF :در اين طرح حركت روغن و هوا هر دو به صورت اجباري مي باشد يعني از پمپ جهت حركت بهتر روغن و از فن جهت حركت بهتر هوا استفاده شده است.
- ONWF :در اين طرح كه بسيار كم مورد استفاده قرار مي گيرد روغن حركت طبيعي داشته و با پاشيدن آب بر روي رادياتور روند خنك كاري ترانس بهتر مي گردد.
- سیستم(Force Water- Direct Oil) ODWF
در ترانسفورماتورهاي با قدرت بسيار بالا ، به منظور كاهش هر چه بيشتر دماي سيم پيچ ها و هسته بايد روغن را توسط پمپ ها ، با فشار و جهت مناسب از قسمت تحتاني تانك ترانسفورماتور ها به داخل سيم پيچ ها و هسته هدايت نمود. همچنين مشابه روش قبل ، با استفاده از رادياتور و چرخش روغن در داخل آن و به واسطه تماس غير مستقيم با آب خنك كنندگي ، دماي روغن به مقدار مورد نظر كاهش مي يابد كه البته از اين سيستم امروزه كمتر استفاده مي شود.
- فن:
جهت بهتر نمودن گردش هوا در لا به لاي پره هاي رادياتور، از فن استفاده مي گردد. فن ها به صورت سه فاز بوده (گاهي اوقات ممكن است تك فاز هم باشند) و بعضي از طراحي ها در كنار رادياتور و در بعضي ديگر در قسمت زيرين رادياتور نصب مي گردد. لازم است جهت چرخش فن به صورتي باشد كه هوا را به سمت رادياتور ها بدمد كه اين موضوع و نيز كنترل سالم بودن فن ها يكي از آيتم هايي است كه بهره بردار بايد در بازديد هاي خود مورد توجه قرار دهد. وجود فن و كاركرد آن به قدري در سيستم خنك كاري ترانس تاثير دارد كه در صورت عدم وجود فن تا حدود 25% توان نامي ترانس كاهش يابد. در ترانسهاي فوق توزيع معمولا از يك گروه فن استفاده مي گردد ولي در ترانسهاي انتقال جهت كنترل مصرف بهينه و افزايش عمر فنها از چند گروه فن استفاده مي گردد.
- تابلوي فن:
مدار فرمان فن ها در داخل اين تابلو مي باشد. بدين صورت كه معمولا جهت هر فن يك كنتاكتور مجهز به بي متال وجود دارد و در صورتي كه در فن يا مسير تغذيه آن اتصالي رخ دهد اين رله عمل نموده و كنتاكتور آن قطع مي گردد و از گسترش حادثه جلو گيري مي گردد. در اين زمان ساير فن ها به كار خود ادامه مي دهند. همچنين كليه تغذيه فن ها در اين تابلو قرار دارد. از آنجا كه انبساط و انقباض روغن باعث تغيير حجم آن مي گردد به همين علت با يك يا چند لوله ارتپاطي روغن با هوا در ارتپاط است تا عمل دم و بازدم هوا يا تنفس ترانس انجام گيرد.
بوشينگ ها:
سر سيم پيچ هاي اوليه و ثانويه از طريق بوشينگ ها به بيرون منتقل مي شوند تا ترانس بتواند با شبكه پارالل شود. بوشينگ ها با توجه به سطح ولتاژ داراي ابعاد مختلفي مي باشد. در ترانس های kv 20/63 بوشينگهاي فاز و نوترال از نظر اندازه همه با هم برابرند و بوشينگهاي kv 20 نيز به همين صورت. به دليل اينكه در حالت عادي ولتاژ نقطه نوترال ترانسفورماتور صفر است در ترانس هاي انتقال معمولا بوشينگ نوترال سمت HV كوچكتر از بوشينگهاي فاز بوده و به اندازه بوشينگ هاي فشار ضعيف است . جهت افزايش خاصيت عايقي بو شينگ هاي 20kv و بالاتر ، دورن آنها روغن وجود دارد به همين دليل داراي يك پيچ هوا گير بوده كه لازم است در زمان سرويس ها و در صورت لزوم هواگيري شود چرا كه روغن تانك و روغن بوشينگ يكي بوده و به هم ارتپاط دارند و معمولا نشتي بوشينگ ها نيز از همين نقطه مي باشد. در سالهاي اخير بيشتر از بوشينگ هاي خازني استفاده مي شود كه روغن داخل آنها از روغن تانك جدا بوده و به همين علت داراي يك گيج نشان دهنده سطح روغن مي باشند كه لازم است توسط بهره بردار تحت كنترل قرار گيرند.
- سيستم تنفسي ترانس:
وقتي كه روغن ترانس گرم يا سرد شده و تغيير حجم مي دهد به ناچار بايد اين فشار را كنترل كرد.بدين منظور چند لوله از كنسرواتور با هواي آزاد در ارتپاط است تا مقداري از هواي داخل كنسرواتور خارج گردد تا با تپادل هواي داخل كنسرواتور با بيرون ، فشار كنترل گردد. به اين تپادل ارتپاط بين ترانس و بيرون ، تنفس ترانس مي گويند. سيستم تنفسي ترانس داراي اجزاء ذيل مي باشد كه عبارتند از :
- محفظه سيليكاژل : در انتهاي لوله هاي تنفسي كنسرواتور محفظه سيليكاژل قرار دارد. در اين محفظه دانه هاي بنفش سيليكاژل قرار دارند كه جاذب رطوبت بوده و رطوبت هوا در هنگام عبور از لابه لاي اين دانه ها جذب دانه هاي سيليكاژل شده و هواي خشك وارد ترانس ميگردد . دانه هاي سيليكاژل كه رطوبت جذب مي كنند تغيير رنگ داده به رنگ صورتي و در نهايت سفيد در مي آيند.
- محفظه روغن : همچنين در قسمت زيرين اين محفظه ، يك محفظه روغن وجود دارد كه وظيفه آن جذب آلاينده هاي فيزيكي هوا مي باشد. بنا براين هواي ورودي به كنسرواتور عاري از ذرات معلق مي باشد.
Air Bag . 3
در مكانهايي كه آلودگي يا رطوبت هوا زياد باشد همچنين در ترانس هاي انتقال به دليل حساسيت و قيمت بسيار بالا ، لازم است كه از تماس مستقيم هوا با روغن ترانس جلوگيري گردد تا كيفيت روغن حفظ شود.
بدين منظور در داخل كنسرواتور يك يا دو كسيه هوا (به صورت بالش) وجود دارد و ارتباط هواي بيرون از طريق سيستم تنفسي با هواي داخل اين كيسه برقرار مي باشد و هواي بيرون هيچ ارتپاطي با روغن نخواهد داشت.
- تپ چنجر :
همانگونه كه مي دانيم در ترانس ها بنا براين با تغيير تعداد دور مي توان نسبت تبديل را در ترانس ها تغيير داد بنابراين به منظور اصلاح ولتاژ خروجي ترانس هاي قدرت از يك سري سيم پيچ اضافه روي سيم پيچ هاي اوليه يا ثانويه يا هر دو استفاده مي شود كه با افزودن يا از دور خارج كردن اين سيم ها به سيم پيچ اصلي مي توان نسبت تبديل ترانس را تغيير داد كه اين افزايش و كاهش تعداد دور سيم پيچ ها توسط تپ چنجر صورت مي گيرد.
تپ چنجر ها اغلب به دو دسته تقسيم مي شوند:
- تپ چنجرهاي غير قابل قطع زير بار ترانس (Off Load Tap Changer )
- تپ چنجرهاي قابل قطع زير بار ترانس (On Load Tap Changer )
تپ چنجرهاي غير قابل قطع زير بار ترانس (Off Load Tap Changer ) اغلب در ترانس هاي توزيع به كار مي روند و لازم است جهت تغيير تپ حتما ترانس را بي برق نمود.
در ترانس هاي قدرت ، از تپ چنجر قابل قطع زير بار( On Load Tap Changer )استفاده مي شود زيرا ممكن است زمان بار گيري از ترانس ( بدون قطع ترانس ) نياز به جبران يا كاهش ولتاژ خروجي يا به عبارت بهتر تنظيم ولتاژ ترانس نمود. نكته : معمولا ولتاژ شبكه در زمان پيك بار كاهش و در زمان كاهش مصرف افزايش مي يابد ، بنا براين در بهره برداري از ترانس هاي قدرت توجه به اين نكته (تنظيم ولتاژ ) از جايگاه خاصي برخوردار است.
تپ چنجر( On Load Tap Changer ) داراي دو قسمت است:
الف)
( Diverter Switch ) دايورتر سوئيچ
دايورتر سوئيچ به قسمتي از تپ چنجر اطلاق مي گردد كه عمل تعويض سر سيم پيچ ها توسط آن انجام مي شود با توجه به اينكه اين تعويض در حين بار گيري انجام مي گردد و در نتيجه آرك و جرقه به دنبال داردو زودتر دچار لجن گرفتگي مي شود به همين علت اين قسمت در داخل محفظه يا تانك جداگانه اي كه در دل تانك اصلي مي باشد جاي داده شده است و روغن آن نيز از روغن تانك اصلي ايزوله مي باشد و خرابي آن هيچ تاثيري روي روغن تانك اصلي ندارد و از طريق ورودي خاصي تعويض مي گردد.
ب)
( Selector Switch) سلكتور سوئيچ
انتخاب تپ توسط سلكتور سوئيچ انجام مي شود بدين ترتيب كه هر گاه تغيير به تپ جديدي مد نظر باشد ابتدا تپ سلكتور بر روي تپ مورد نظر رفته و سپس عمل تعويض تپ توسط دايورتر سوئيچ انجام شده و جريان به تپ جديد منتقل مي گردد.
- مراحل تعويض تپ :
فرض كنيد در حالتي هستيم كه تپ سلكتور T1 روي تپ 3 قرار دارد و جريان تپ 3 از طريق كنتاكت D1 و مقاومت R1 عبور مي نمايد ( لازم به ذكر است در اين حالت هر دو كنتاكت R1 و D1 در مدار بوده ولي به دليل وجود مقاومت R1 جريان بار از طريق كنتاكت D1 عبور كرده و تقريبا جرياني از شاخه R1 عبور نمي كند) و تپ سلكتور T2 روي تپ 4 است. به عنوان مثال تغيير از تپ 3 به 2 مد نظر است. مراحل كار را مي توان به صورت ذيل بيان نمود.
1 – تپ سلكتور T2 به روي تپ 2 منتقل مي گردد.
- – دايورتر سوئيچ شروع به حركت نموده و از كنتاكت d1 جدا مي گردد. در اين حالت كل جريان بار از طريق مقاومت R1 عبور مي كندكه به دليل وجود تلفات در مقاومت لازم است كه هر چه سريعتر از اين وضعيت نيز عبور گردد.
- – حركت دايورتر سوئيچ ادامه يافته تا اينكه به R2 نيز متصل مي گردد. در اين حالت جريان بار از طريق هر دو تپ و از طريق مقاومتهاي R1 و R2 عبور مي نمايد. در اين وضعيت به علت وجود اختلاف ولتاژ بين تپ 2 و 3 يك جريان گردشي نيز بين دو تپ ايجاد مي گردد كه لازم است تپچنجر هر چه سريعتر از اين حالت خارج شود.
- – با ادامه حركت دايورتر سوئيچ مقاومت R1 از مدار خارج شده و جريان تپ 2 قطع مي گردد و جريان بار توسط تپ 3 از طريق مقاومت R2 تامين مي گردد كه به دليل وجود تلفات در مقاومت لازم است كه هر چه سريعتر از اين وضعيت نيز عبور گردد.
- – حركت دايورتر سوئيچ ادامه يافته و به كنتاكت D2 نيز متصل مي گردد. در اين حالت هر دو كنتاكت R2 و D2 در مدار بوده ولي به دليل وجود مقاومت R2 جريان بار از طريق كنتاكت D2 عبور كرده و تقريبا جرياني از شاخه R2 نمي گذرد. در اين حالت پروسه تعويض تپ كامل شده است.
در طول اين زمان مسير جريان بار كاملا بسته مانده و به هيچ عنوان باز نمي شود و كل فرايند مراحل 1 الي3 در كسري از ثانيه ( زير 50MS) انجام مي پذيرد تا باعث تجزيه روغن تپ چنجر نشود و حداقل آرك بوجود آيد.
- مكانيزم فرمان تپ چنجر:
جهت برقراري ارتپاط سيستم فرمان به تپ شًًَچنجر مكانيزمي بر روي ترانس نصب مي گردد كه از طريق سيستم گيربكس به تپ چنجر داخل تانك متصل مي باشد . در اين مكانيزم كليه فرمان هاي الكتريكي و مكانيكي جهت تغيير تپ وجود دارد كه قطعات مهم آن عبارتند از :
الف – پوش باتوم هاي (يا كليدهاي چرخشي ) فرامين بالا و پايين (Rise & Low ): كه با اين پوشباتوم ها مي توان به صورت الكتريكي نسبت به تغيير تپ در محل(Local ) اقدام نمود.
- – هندل تغيير تپ : در مواردي كه ولتاژ AC پست قطع مي باشد و نتوان به صورت الكتريكي به تپ چنجر فرمان داد مي توان توسط هندل به صورت دستي اقدام به تغيير تپ نمود.
- – نمايشگر پوزيشن تپ كه يك نمايشگر مكانيكي مي باشد و لازم است اپراتور شماره آن را با تپ پوزيشن داخل اتاق كنترل مقايسه نمايد و از يكسان بودن آنها مطمئن گردد.
- – نمراتور تپچنجر : نمايشگر تعداد عملكرد تپ چنجر مي باشد و جهت كنترل زمان اورهال تپ چنجر مورد استفاده قرار مي گيرد.
- – بوش باتوم قطع اضطراري تپ چنجر: پس از هر بار فرمان الكتريكي تغيير تپ ، در انتهاي مسير تعيير تپ ، ميكروسوئيچ ها عمل نموده و از حركت بيشتر موتور تپ چنجر جلوگيري مي گردد. اگر به هر دليلي اين ميكروسوئيچها عمل ننموده و تپ چنجر شروع به تغيير تپهاي زيادي مي نمايد( كه بسته به Rise و Low بودن فرمان خطرات خاص خود را به دنبال خواهد داشت) اپراتور بايد سريعا توسط اين بوش باتوم نسبت به قطع اضطراري تپ چنجر اقدام نمايد.
- – سيستم گرمايش (هيترها ) و روشنايي كه لازم است هميشه تحت كنترل باشد.
- رله هاي مكانيكي ترانسفورماتور :
- 1. رله بوخهلتس : هنگامي كه در داخل ترانس تخليه جزئي حاصل شود اين فالت توسط ساير رله ها قابل تشخيص نيست. در محل وقوع تخليه الكتريكي (روغن مجاور آن ) تجزيه و توليد گاز هاي مختلف مي كند.
اين گاز ها به دليل سبكتر بودن به سمت بالا حركت كرده و در مسير حركت خود به سمت كنسرواتور (كه بالاترين قسمت ترانس است) وارد رله بو خهلتس مي گردند و زير سقف اين رله جمع مي شوند با جمع شدن هوا در اين قسمت سطح روغن داخل رله كاهش يافته و در نتيجه گوي هاي شناور به سمت پايين حركت نموده و ميكرو سوئيچ مربوط به آلارم تحريك مي گردد.اگر اين روند ادامه يابد و حجم گاز بيشتر شود گوي دوم كه مربوط به تريپ است نيز به سمت پايين حركت نموده و ميكرو سوئيچ تريپ عمل مي نمايد و بدين ترتيب ترانس از مدار خارج مي گردد. همچنين اگر در داخل ترانس يك اتصالي شديد حادث شود حجم روغن و گاز به شدت افزايش يافته و روغن با سرعت زياد به سمت كنسرواتور حركت مي كند كه در اين حالت ممكن است بدون تحريك ميكروسوئيچ آلارم مستقيما فرمان تريپ صادر گردد چرا كه حركت شديد روغن گوي دوم مربوط به تريپ را جابجا نموده و ميكروسوئيچ آن عمل خواهد نمود.اين رله در مسير لوله هاي ارتپاط بين تانك و كنسرواتور قرار دارد.
2-جانسون :اين رله در مسير لوله ارتپاطي محفظه تپ چنجر به كنسرواتور تپ چنجر قرار گرفته است و شكل ظاهري اين رله تا حدودي به رله بوخهلس شبيه است با اين تفاوت كه اصلا به حجم گاز حساسيت نداشته و عملكرد آن صرفا به سرعت حركت روغن مربوط مي شود. وقتي كه در تپ چنجر اتصالي رخ دهد حجم روغن به شدت افزايش يافته و روغن به سمت كنسرواتور حركت مي كند. حركت سريع روغن در داخل رله جانسون سبب مي گردد كنتاكت رله عمل نموده و فرمان تريپ صادر گردد و ترانس از مدار خارج شود. اين رله صرفا داراي عملكرد تريپ مي باشد.
3-ترمومتر روغن : اين ترمومتر داراي يك سنسور حرارتي مي باشد كه بر روي سقف ترانس نصب شده است و دماي روغن را اندازي گيري نموده و نمايش مي دهد. همچنين داراي دو كنتاكت جهت ارسال فرامين ورود و خروج فن ها بوده و نيز 2 كنتاكت آلارم و تريپ مي باشد كه در صورت تجاوز دما از حد مجاز ابتدا آلارم و سپس فرمان تريپ را صادر مي كند.
4-ترمومتر سيم پيچ : اين ترمومتر همانند ترمو متر روغن بوده با اين تفاوت كه داراي يك قسمت مچينگ مي باشد. اين ترمومتر داراي دو قسمت مي باشد:
قسمت اول : همانند ترمومتر روغن است.
قسمت دوم : جهت اعمال تاثير جريان سيم پيچ ترانس توسط يك CT كه بر روي فاز وسط سمت LV (در ترانس هاي انتقال فاز هاي وسط HV و LV) نصب مي شود از جريان فاز نمونه گيري نموده و اين جريان از يك مقاومت عبور داده شده و باعث توليد حرارت مي گردد و حرارت توليد شده به دماي ترمومتر قسمت اول اضافه مي گردد. اين موضوع سبب مي گردد و دماي ترمومتر سيم پيچ از دماي ترمومتر روغن بيشتر باشد. هر چه جريان ترانس بيشتر شود مقدار اين حرارت بيشتر شده و ترمومتر سيم پيچ نيز دماي بيشتري نشان مي دهد. به همين دليل است كه بايد حتما دماي ترمومتر سيم پيچ از دماي ترمومتر روغن بيشتر باشد و تنها در مواقعي كه ترانس خاموش است يا بار بسيار كمي دارد ترمومتر سيم پيچ و ترمومتر روغن دماي يكساني را نشان مي دهند.
5-رله نشانگر سطح روغن (Oil level ) : از آنجا كه نبايد هيچ گاه قسمت هاي اكتيو پارت ترانس و به عبارتي تانك ترانس فاقد روغن باشد لازم است سطح روغن در كنسرواتور تحت كنترل بوده كه اين كار توسط رله نشانگرسطح روغن انجام مي گيرد. اگر به هر دليلي سطح روغن كاهش يا افزايش يابد آلارم توسط رله صادر مي گردد. توجه شود كه اين رله فاقد كنتاكت تريپ است. از آنجا كه كنسرواتور ترانس قدرت داراي دو قسمت مجزاي كنسرواتور تانك و كنسرواتور تپ چنجر مي باشد بنابراين براي هر قسمت لازم است يك رله نمايشگر سطح روغن بر روي كنسرواتور نصب گردد.
6-رله فشار شكن (pressure relay valve ): اين رله به صورت يك سوپاپ اطمينان براي تانك اصلي عمل مي كند و در صورتي كه داخل ترانس اتصالي رخ دهد فشار روغن تانك اصلي افزايش يافته و در نتيجه رله عمل نموده و روغن ترانس از رله به بيرون مي ريزد و مانع انفجار ترانس مي گردد هم زمان با اين عملكرد كنتاكتهاي كمكي روي رله عمل نموده و فرمان تريپ صادر شده و ترانس از مدار خارج مي گردد .
ترانس قدرت بسته به ابعاد آن ممكن است داراي بيش از يك رله فشار شكن باشد.
از آنجا كه محفظه تپ چنجر از محفظه تانك اصلي مجزا مي باشد براي آن نيز يك رله فشار شكن در نظر گرفته شده است كه قبل از انفجار محفظه تپ چنجر عمل مي نمايد و فرمان تريپ صادر مي كند
7-شير يك طرفه (Non Return Valve ) : در ترانس هاي انتقال بين رله بو خهلتس و كنسرواتور تانك يك شير يك طرفه قرار دارد كه در صورتي كه روغن به سرعت از سمت كنسرواتور به سمت تانك سر ريز شود عمل مي نمايد و صرفا فرمان تريپ دارد.
8-دستگاه هيدران : اين دستگاه گازهاي محلول بخصوص هيدروژن و آب موجود در روغن ترانس را به صورت دائمي اندازه گيري نموده و به يك نرم افزار تعريف شده در سيستم كامپيوتر اتاق كنترل جهت ثبت و آناليز ارسال و در آنجا با ذكر تاريخ ذخيره مي گردند. با توجه به مقادير تنظيمي بر روي نرم افزار اين امكان فراهم شده است كه در صورت افزايش بيش از حد تعيين شده هيدروژن و يا آب آلارم صادر نمايد. همچنين مقادير مذكور را مي توان از روي خود دستگاه نيز قرائت نمود.
پلاك مشخصات ترانس قدرت:
هر ترانسي داراي پلاكيست كه در آن مشخصات مهم و كاربردي ترانس مذكور در آن قيد شده است كه به اختصار مواردي از آن بيان مي گردد
- توان نامي : MVA 30/22.5 در صورت استفاده از فن مي توان توان نامي MVA 30 و در غير اين صورت تنها MVA 22.5 را مي توان از ترانس اخذ نمود.
- گروه برداري : گروه برداري بيان كننده نحوه سربندي سيم پيچ فازها بوده و نوع اتصال ستاره (Y ) ، مثلث (Δ) ؛ زيگزاگ (Z) يا اتوترانس بودن (a) و همچنين ميزان اختلاف فاز بين اوليه و ثانويه را به صورت مضربهايي از 30 درجه بيان مي كند. به عنوان مثال گروه برداري YND11 بدين مفهوم است كه سربندي سيم پيچ اوليه به صورت ستاره (Y ) و مركز ستاره زمين شده (N) و سربندي سيم پيچ ثانويه مثلث (Δ) بوده و ثانويه نسبت به اوليه 330 درجه پيش فاز (11*30=330) يا 30 درجه پس فاز مي باشد.
- نوع سيستم خنك كنندگي : ONAF
- تعداد تپهاي ترانس و نسبت تبديل در هر تپ
- امپدانس اتصال كوتاه يا امپدانس درصد Uk% : امپدانس ترانس در حالت اتصال كوتاه مي باشد كه به صورت درصد بيان مي گردد.
- كلاس عايقي كه بيان كننده حد تحمل حرارتي عايق ترانس مي باشد.
نكات مهم در بهره برداري از ترانس:
1.انجام بازديد هاي روزانه ، هفتگي و ماهانه
- هر ساعت يكبار نسبت به بازديد ظاهري ترانس و ثبت دماهاي ترمومتر ،روغن وسيم پيچ اقدام گردد.
- توجه گردد كه ورود و خروج فن با توجه به تنظيمات ترمومتر صورت مي گيرد.
- توجه به وجود نشتي روغن به خصوص از قسمت بوشينگ ها و نيز توجه به نشان دهنده روغن بوشينگ ها ( در صورت وجود)
- جهت چرخش فن ها و نيز سالم بودن آنها تحت كنترل باشد.
- لمس رادياتورها و شناسايي رادياتورهاي سرد و اطلاع رساني به مسئولين زيربط جهت رفع اشكال.
- روشنايي ، هيتر و آبندي تابلو كنترل فن و تابلو تپ چنجر كنترل گردد.
- به نشان دهنده سطح روغن كنسرواتور (تانك و تپچنجر ) توجه گردد و در صورتي كه نزديك به سطح Min يا Max بود ثبت و جهت رفع اشكال به مسئولين زيربط اعلام گردد.
- در زمان بهره برداري پارالل ترانسها بايد به نكات توجه كرد
الف – نسبت تبديل ترانسها يكي باشد بنابراين نمي توان ترانسهايي كه داراي تعداد تپ هاي متفاوتي مي باشند را به صورت پارالل بهره برداري نمود مگر در بعضي تپ هاي خاص ب – امپدانس درصد مساوي يا نزديك به هم داشته باشند
- – عمر ترانسها نزديك به هم باشد چرا كه با افزايش عمر ترانس پارامترهايي نظير امپدانس درصد ، تلفات ، قدرت عايقي و … تغيير مي نمايد
- – حتي المقدور ظرفيت ترانسها يكسان يا نزديك به هم باشد تا از اضافه بار ترانس كوچكتر جلوگيري به عمل آيد.
- – با توجه به شرايط فوق مي بايست از ترانسها روي يك تپ بهره برداري گردد در غير اين صورت جريان گردشي (Ic) حاصل از اختلاف تپ در ترانس ها در بين آنها برقرار و باعث توليد توان راكتيو و در نتيجه تلفات مي گردد.در اين صورت ترانسي كه در تب بالاتري بهره برداري مي گردد بر خلاف ترانس ديگر توان راكتيو بيشتري را به شبكه تحويل مي دهد .
وظايف بهره بردار در صورت بروز هر يك از آلارمها يا تريپهاي ترانسفورماتور به شرح ذيل مي باشد :
آلارم درجه حرارت روغن و سيم پيچ :
در صورتي كه اين آلارم ها ظاهر شد اپراتور لازم است نسبت به بازديد از ترانس اقدام نمايد و از روشن بودن فن ها و گرم بودن رادياتورها مطمئن گردد. ميزان بار ترانس را كنترل كند و در صورت امكان و نياز شبكه از جبران سازهاي خازني استفاده نمايد و در صورتي كه اقدامات فوق موثر واقع نگرديد جهت كاهش بار هماهنگي هاي لازم را با ديسپاچينگ بعمل آورد.
تريپ درجه حرارت روغن و سيم پيچ:
در صورت تريپ ترانس توسط اين رله ها لازم است تا سرد شدن ترانس از برقداري آن خودداري نمود. ولي تا قبل از آن مي توان از كاركرد درست فن ها و جهت چرخش آنها اطمينان حاصل نمود و اقدامات لازم جهت بارگذاري كمتر ترانس با هماهنگي ديسپاچينگ بعمل آيد.
آلارم رله بوخهلتس:
با ظاهر شدن اين آلارم لازم است سريعا به مركز كنترل اطلاع رساني شده و هماهنگي هاي لازم جهت قطع ترانس بعمل آيد. پس از قطع نيز نبايد ترانس به هيچ عنوان وصل شود تا توسط گروههاي تعميراتي بررسي لازم بعمل آيد.
تريپ رله بوخهلتس:
در صورت تريپ ترانس توسط رله بوخهلتس بايد توجه داشت كه ضمن اطلاع رساني به مركز كنترل تا قبل از انجام بررسي هاي لازم توسط گروه تعميرات از وصل ترانس خودداري گردد. در اين وضعيت مي توان نسبت به بازديد ظاهري از ترانس نيز اقدام نمود.
آلارم سطح روغن :
در صورت بروز اين آلارم ابتدا نسبت به بررسي و بازديد از ترانس اقدام نموده و سپس موضوع به مركز كنترل اطلاع رساني گردد.
تريپ رله جانسون:
با عملكرد اين رله ضمن اعلام به ديسپاچينگ بايد بازديد از ترانس به عمل آيد و تا قبل از انجام بررسي هاي لازم توسط گروه تعميراتي ، نسبت به بر قراري ترانس اقدام نگردد.
تريپ رله فشار شكن:
با عملكرد اين رله ضمن اعلام به ديسپاچينگ بايد بازديد از ترانس به عمل آيد و تا قبل از انجام بررسي هاي لازم توسط گروه تعميراتي ، نسبت به بر قراري ترانس اقدام نگردد.
تريپ رله فشار شكن تپچنجر:
با عملكرد اين رله ضمن اعلام به ديسپاچينگ بايد بازديد از ترانس به عمل آيد و تا قبل از انجام بررسي هاي لازم توسط گروه تعميراتي ، نسبت به بر قراري ترانس اقدام نگردد.
:Non Return Valve تريپ رله
با عملكرد اين رله ضمن اعلام به ديسپاچينگ بايد بازديد از ترانس به عمل آيد و تا قبل از انجام بررسي هاي لازم توسط گروه تعميراتي ، نسبت به بر قراري ترانس اقدام نگردد. تمام دستورالعمل هاي بيان شده فوق لازم است در خصوص ترانس هاي زمين ،مصرف داخلي وكمپكت نيز اجرا گردد.
:(Sub Station Transformer)ترانس مصرف داخلي
اين ترانس ها يك ترانس با قدرت حدوداً 50 الي 250 كيلو ولت آمپر براي مصرف داخلي و همچنين تغذيه دستگاه تصفيه روغن ترانس تعبيه شده است به طوري كه ولتاژ را به سطح ولتاژ 380 ولت فاز به فاز تبديل مي كنند. مصارف عمده پست عبارتند از هيتر ها ، روشنايي محوطه و تاسيسات الكتريكي اتاق كنترل و فيدرخانه، تغذيه موتور تپ چنجر و غيره مي باشد. اين ترانس ها نيز مانند ترانس قدرت و داراي تانك و كنسرواتور و … بوده ولي ترمومتر سيم پيچ ،Pressure Relay و Non Return Valve را ندارد و همچنين تپخير آن به صورت Off Load مي باشند. بنابراين رله جانسون نداشته و كنسرواتور آنها يك پارچه و مربوط به تانك بوده و يك Oil Level دارند. اين ترانسها معمولاً داراي گروه برداري DY1 يا DZ1 مي باشند.
نكته: در صورتي كه روغن ترانس هيچ گونه ارتباطي با هواي آزاد نداشته باشد به آن ترانس هرمتيك مي گويند. بعضي از انواع نوع هرمتيك ممكن است كنسرواتور نيز نداشته باشند.
مشخصه هاي مهم ترانس زمين عبارتند از :
- ولتاژ اوليه و ثانويه
- گروه برداري
- توان نامي
- امپدانس اتصال كوتاه
🙁Ground Transformer)ترانس زمين
درحال حاضر، نقطه صفر (نوترال) اغلب شبك ههاي فوق توزيع و انتقال به طور مستقيم و يا ازطريق يك وسيله محدودكننده جريان، زمين مي شوند. در سيستمهايي كه نقطه صفر آنها زمين نشده باشد، درشرايط بروز اتصال كوتاه نامتعادل، مانند اتصالي فاز به زمين :
اولا: چون مسير عبور جريان اتصالي به زمين وجود ندارد تشخيص خطا توسط رله هاي اضافه جريان و ارت فالت ممكن نخواهد بود .
ثانيه : ولتاژ فازهاي سالم م يتواند آنقدر افزايش يابد كه سبب ايجاد قوس الكتريكي بين قسمتهاي برقدار تأسيسات و زمين و درنتيجه از بين رفتن تجهيزات سيستم وعاي قبندي آن شود.
بنابراين لازم است نقطه صفر سيستم به زمين اتصال يابد . در سيستم هايي كه اتصال ستاره و يا زيگزاگ و … مي باشند مي توان مستقيما نقطه صفر را اتصال زمين نمود ( بدون مقاومت محدود كننده يا با مقاومت محدود كننده ، سلف). اما در خصوص سيستمهايي با آرايش مثلث به دليل نبود نقطه صفر ، اتصال مستقيم امكان پذير نبوده و لازم است از ترانس زمين استفاده نمود.
به طوركلي جهار هدف عمده در استفاده از ترانسفورماتور زمين مدنظر است :
- – ايجاد نقطه صفر مصنوعي براي اتصال مثلث طرف ثانويه يا ثالثيه ترانسفورماتورهاي قدرت
- – ايجاد شرايط مناسب جهت برقراري جريان اتصال كوتاه نامتعادل از طريق زمين و در نتيجه جلوگيري از اضافه ولتاژ فازهاي سالم
- برقراري جريان اتصال كوتاه نامتعادل از طريق زمين و در نتيجه تشخيص خطا و عملكرد رله ها
- محدودنمودن جريان اتصال كوتاه تك فاز
ساختمان ترانسفورماتور زمين:
همچنان كه در شكل فوق مي بينيم ترانس زمين به صورت زيگزاگ سيم پيچي مي گردد. مهمترين مشخصه يك ترانس زمين، جريان نوترال و راكتانس مؤلفه صفر آن است . از آنجا كه قسمت عمده راكتانس مؤلفه صفر در يك سيستم با ترانسفورماتور زمين ، مربوط به راكتانس اين ترانسفورماتور است. لذا ترانسفورماتور زمين با توجه به راكتانس توالي مثبت سيستم و قدرت ترانس هاي اصلي محاسبه و نصب مي گردد . به طور كل ترانسفورماتور زمين بايد به گون هاي انتخاب شود كه در شرايط اتصالي استحكام كافي ازنظر مقاومت حرارتي و مكانيكي را داشته باشد. ترانس زمين صرفا بوشينگهاي HV وجود دارد و فاقد بوشينگ LV مي باشد بنابراين از نظر ظاهري هم مي توان به راحتي ترانس زمين را شخيص داد.
مشخصه هاي مهم ترانسفورماتور زمين:
- جريان نوترال
- امپدانس مولفه صفر Z0
- مدت زمان تحمل جريان اتصال كوتاه
- خصوصيات ظاهري اين ترانس مانند ترانس مصرف داخلي است
- صرفاً سيم پيچ اوليه دارد و بنابراين فقط بوشينگهاي اوليه را دارا است و فاقد سيم پيچ ثانويه است
- فاقد تپ چنجر مي باشد
- گروه برداري آنها Z (زيگزاگ) مي باشد.
ترانس كمپكت:
در بسياري از موارد براي كاهش هزينه ها ، ترانس مصرف داخلي و زمين باهم تركيب و به صورت كمپكت ساخته مي شوند كه وظايف ترانس مصرف داخلي و ترانس زمين را همزمان پوشش مي دهد. اين ترانس از نظر ظاهر همانند ترانس مصرف داخلي مي باشد و صرفاً تفاوت ظاهري آن حجيم تر بودن آن و نيز بوشينگ نوترال HV آن است. در ترانس كمپكت همه موارد مطرح شده در خصوص مشخصات و موارد كاربرد و نكات مهم در ساخت ترانس زمين و مصرف داخلي صادق بوده و اغلب آنها داراي گروه برداريZy1 مي باشند.
راكتور شنت:
راكتور شنت (موازي) يكي از اجزاي اصلي در عملكرد موثر خطوط انتقال فشار قوي طويل مي باشد. جبران سازي رأكتانس خازني خطوط انتقال براي جلوگيري از اضافه ولتاژ كنترل نشده خصوصا در شبكه هاي كم بار با طول زياد يا سيستم هاي كابلي طولاني از وظايف اين اداوت است. همچنين بهبود پايداري و بازدهي انتقال انرژي و كاهش اضافه ولتاژهاي فركانس قدرت از مزاياي اصلي بكارگيري راكتورهاي شنت به هنگام قطع ناگهاني بار يا بي بار شدن ناگهاني در شبكه مي باشد.اين راكتورها را مي توان مستقيما به ولتاژ شبكه فشار قوي متصل يا آنها را به سيم پيچ ثالثيه ترانسفورماتور شبكه وصل كرد كه هم براي كار دائم و هم براي كليد زني مناسب مي باشند..تشابهات طراحي راكتورهاي شنت با ترانسفورماتورهاي قدرت اين امكان را ايجاد كرده است كه كارخانجات ترانسفورماتور سازي اقدام به ساخت راكتور شنت نمايند. راكتورها از نظر ظاهري بسيار شبيه به ترانس قدرت مي باشند با اين تفاوت كه صرفا داراي بوشينگهاي HV بوده و فاقد بوشينگ LV مي باشند. از ديگر تفاوتهاي ظاهري مي توان به نبود تپ جنجر و متعلقات مربوطه اشاره كرد.
به دليل تشابه بسيار زياد راكتور با ترانس بيشتر نكات مربوط به بهره برداري از ترانس قدرت براي راكتور نيز صادق مي باشند.
تست هاي راه اندازي ترانسفورماتورها :
تستهاي مربوط به ترانسفورماتور به روتين تيت ، تايپ تست و تستهاي خاص Spetiol Test تقسيم مي گردند. تستهاي روتين براي كليه ترانسها انجام مي گردد. تايپ تستها با توجه بعضي خصوصيات ترانس ( قدرت نامي ، سطح ولتاژ ، …) و تستهاي خاص بنا بر درخواست كارفرما انجام مي گردد. در ايستگاههاي برق تستهاي ذيل در زمان راه اندازي انجام مي گيرد كه عبارتند از :
- نسبت تبديل
- تقسيم شار
- پيوستگي (ترانسهاي OLTC)
- جريان بي باري
- مقاومت DC
- تانژانت دلتا ( معمولا ترانسهاي لايه انتقال )
ID @ABARMOHANDESIاینستاگرام وتلگرام
درباره ابرمهندسی
بنام یزدان اینجانب محمدی هستم 12سال در زمینه برق فعالیت دارم ونسبت به این علم علاقه زیاد دارم وتمایل دارم که تجربیاتم را در خدمت کسانی که به این رشته علاقه مند هستند بگذارم امیدوارم که این آموزشات مفید باشند.....
نوشته های بیشتر از ابرمهندسی
دیدگاهتان را بنویسید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.