چکیده :

از آن جایی که ترانسفورماتور در شبکه قدرت از اهمیت بالایی برخوردار است و با هر­گونه آسیب دیدگی در ترانسفورماتورتولید انرژی در واحدهای متصل به آن در نیروگاه متوقف شده و همچنین عواقبی مانند تعمیرات ترانسفورماتور،ضرر ناشی از عدم برق­رسانی به موقع به مشترکین و ….به دنبال دارد بنابراین جا دارد درکلیه مراحل که شامل طراحی ،نصب و راه اندازی و نگهداری ترانسفورماتور و ….. دقت لازم اعمال شود.

ما در این پروژه سعی کرده­ایم نقش هر یک از اجزای ترانسفورماتور  و همچنین نقش نگهداری و بازدیدهای به موقع از ترانسفورماتور در تخریب ترانسفورماتور مورد بررسی قرار گیرد .

آنالیز گازی روغن ترانسفورماتور به منظور تشخیص خطا و عیب­یابی آن یکی مهم­ترین موضوعات است که در این پروژه بررسی می­شود و از آن­جا که تحلیل گازی و بازدید از ترانسفورماتور به صورت دائم و بازه های پیوسته زمانی نقش بالایی در سلامتی ترانسفورماتوردارد در آخر سعی کرده­ایم مانیتورینگ که از تکنولوژی­های جدید در نگهداری ترانسفورماتور می­باشد را بیان کنیم.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                       شماره صفحه

چکیده                                                                                                                                         1

 مقدمه                                                                                                                      3-2

فصل اول : اجزای ترانسفورماتورها و نقش آن­ها در بروز عیب                                                       4

1-1- مقدمه­ای بر فصل                                                                                            5

1-1-1- هسته                                                                                                   8-6

1-1-2- سیم­پیچ                                                                                              10-8

1-1-3- تپ­چنجر                                                                                           11-10

1-1-4- تانک و رادیاتورها                                                                                  13-12

1-1-5- کنسرواتور                                                                                          14-13

1-1-6- بوشینگ                                                                                           15-14

1-2- تجهیزات حفاظتی و اندازه­گیری

1-2-1- رله بوخهلتز                                                                                        16-15

1-2-2- ترمومتر روغن                                                                                     17-16

1-2-3- ترمومتر درجه حرارت سیم­پیچ                                                                    18-7

1-2-4- ارتفاع سنج روغن                                                                                      18

1-2-5- رطوبت گیر                                                                                             18

1-2-6- فشار شکن                                                                                         19-18

1-2-7- سیستم عایقی                                                                                    21-19

فصل دوم : مروری بر استانداردهای جهانی معتبر درباره ترانسفورماتور                                      22

2-1- ضرورت استانداردها                                                                                       23

2-2- استاندارد IEC

2-2-1- استاندارد IEC-296                                                                                  23

2-2-2- استاندارد IEC-354                                                                                  24

2-2-3- استاندارد IEC-422                                                                                  24

2-2-4- استاندارد IEC-599                                                                             25-24

2-3- استاندارد IEEE

2-3-1- IEEE-C57.104                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  25 2-3-2- IEEE-C57.106                                                                                                                                 25

2-3-3- EEE-C57.125                                                                                          26-25

2-3-4- EEE-C57.12.00                                                                                   26

فصل سوم : بررسی روغن ترانسفورماتور                                                                               27

3-1- مقدمه­ای بر فصل                                                                                         28

3-2- عوامل مؤثر بر خواص روغن                                                                              29

3-2-1- عوامل مؤثر بر شرایط و خواص روغن                                                               29

3-2-2- عوامل مؤثر بر فساد روغن                                                                            29

3-3- خواص روغن ترانسفورماتور                                                                              29

3-3-1- خواص فیزیکی                                                                                   30-29

3-3-2- خواص شیمیایی                                                                                       30

3-3-3- خواص الکتریکی                                                                                      30

3-3-1-1- پایداری در برابر اکسیداسیون                                                                31-30

3-3-1-2- کشش سطحی روغن                                                                              31

3-3-1-3- نقطه ریزش روغن                                                                                 31

3-3-1-4- ویکسوزیته روغن                                                                                  31

3-3-1-5- دانسیته روغن                                                                                      31

3-3-2-1- سولفور خورنده                                                                                        32-31

3-3-2-2- مقدار آب                                                                                                    32

3-3-2-3- عدد اسیدی                                                                                                 32

3-3-3-1- استقامت دی الکتریکی روغن                                                                       33-32

3-3-3-2- استقامت ضربه دی الکتریکی                                                                             33

3-3-3-3- ثابت دی الکتریک روغن                                                                             34-33

3-4- تست­های مربوط به روغن طبق استاندارد IEC-296                                                    34

3-4-1- دی اکسید گوگرد                                                                                    34

3-4-2- آب موجود در روغن                                                                                 34

3-4-3- تست­های سالیانه و حدود مجاز                                                                            34

3-5- نمونه­گیری روغن                                                                                    35-34

3-6- تصفیه روغن                                                                                               35

3-6-1- تصفیه فیزیکی                                                                                         35

3-6-2- تصفیه شیمیایی                                                                                           36-35

3-7- خشک کردن ترانسفورماتور                                                                                 37-36

3-8- روغن زدن یا شارژ روغن ترانسفورماتور                                                                        37

3-9- مخلوط کردن روغن­های مختلف                                                                           38-37

3-10- آزمایش­های قبل و بعد از پر کردن روغن در ترانسفورماتور                                               38

3-11- پیشنهادات مهم جهت نگهداری بهتر روغن و جلوگیری از فساد آن                                41-38

فصل چهارم : عیب­یابی ترانسفورماتور                                                                            42

4-1- عیوب ترانسفورماتور و دیاگرام آیشی کاوا                                                                 45-43

4-2- آمار خرابی ترانسفورماتورها                                                                                 47-45

4-3- عوامل زمینه­ساز سوختن ترانسفورماتورهای توزیع                                                     48-47

4-3-1- زمینه­های ایجاد و گسترش جریان اتصال کوتاه                                                          48

4-4- زمینه­های ایجاد جریان­های اضافه بار                                                                         48

4-5- زمینه­های پیدایش نشت روغن                                                                                48

4-6- زمینه­های سوختن ترانسفورماتور به علت اضافه ولتاژ                                               49-48

4-7- سوختن ترانسفورماتور به علت جریان هجومی                                                             49

4-8- پیشنهادات برای جلوگیری از سوختن ترانسفورماتورهای توزیع                                   50-49

فصل پنجم : تحلیل وضعیت ترانسفورماتور با استفاده از تحلیل وضعیت روغن و عایق جامد              51

5-1- مقدمه­ای بر فصل                                                                                               52

5-2- تعیین و تحلیل وضعیت ترانسفورماتور                                                                      52

5-3- تحلیل وضعیت ترانسفورماتور                                                                                 52

5-3-1- تحلیل وضعیت عایق روغن                                                                                52

5-3-2- تحلیل وضعیت عایق جامد                                                                           54-53

5-4- چگونگی تشکیل گازها                                                                                         55

5-5- نسبت گازها                                                                                                 56-55

5-6- غلظت گازها                                                                                                      56

5-7- انواع عیوب در ترانسفورماتور                                                                                  56

5-8- آلارم­های مربوط به افزایش در غلظت و نسبت گازها                                                58-56

5-9- روش پیشنهادی در تفسیر DGA                                                                            58

5-10- روند عیب­یابی ترانسفورماتور به روش DGA                                                             58

5-10-1- نمونه گیری                                                                                           60-59

5-10-2- جداسازی گازهای محلول در روغن به کمک دستگاه استخراج                               61-10

5-10-3- آنالیز گاز به کمک دستگاه کروماتوگراف                                                         62-61

5-11- تشخیص نوع عیب داخلی ترانسفورماتور بر اساس حجم گاز قابل احتراق  موجود در

گاز                                                                                                                        62

5-11-1- روش گازهای کلیدی                                                                                     63

5-12- تشخیص نوع عیب به روش نسبت گازهای قابل احتراق تولید شده                             64-63

5-12-1- روش دورنبرگ                                                                                        66-64

5-12-2- تشخیص عیب به روش نسبت راگرز                                                                    66

5-12-3- تشخیص نوع خطا به روش نسبت گازها مطابق جدول تفسیر DGA                        68-67

5-12-4- تشخیص نوع عیب به روش نسبت گازها معرفی شده توسط استاندارد          IEC-59978-69

5-12-4- تشخیص نوع عیب به روش الگوی گازها                                                               78

5-12-5- تشخیص نوع عیب به روش نمایش هندسی از نسبت­های گاز                                      78

5-12-5-1- روش نمایش هندسی دوم از نسبت­های گاز                                                       78

5-12-5-2- روش نمایش هندسی دوم از نسبت­های گاز                                                  79-78

5-12-5-3- روش نمایش هندسی سوم با نمودار مثلث                                                    80-79

فصل ششم : ارزیابی عمر  عایقی و مقدار پیری ترانسفورماتور تحت تنش­های حرارتی و الکتریکی       81

6-1-  مقدمه                                                                                                            82

6-2-  مدل عمر عایقی بر مبنای تنش حرارتی                                                                    83

6-3- مدل ترکیبی عمر شامل تنش­های حرارتی و الکتریکی                                              84-83

6-4- پیری عایقی و استفاده از ضریب پیری در تعیین کاهش طول عمر                                     85 6-5- تعیین دمای نقطه داغ                                                                                     86-85

6-5- معادلات پیری عایقی و ضریب نرخ پیری                                                              87-86

6-6- یک مثال عملی تعیین پیری عایقی ترانسفورماتور                                                   89-87

6-7- نتیجه­گیری                                                                                                 91-89

فصل هفتم : عملیات نگهداری و مانیتورینگ وضعیت ترانسفورماتور                                           92

7-1- مقدمه                                                                                                              93

7-2- معرفی سیستم مانیتورینگ آنلاین ترانسفورماتور                                                      94-93

7-3- قابلیت­های سیستم­های مانیتورینگ آنلاین ترانسفورماتور                                                 95

7-3-1- اندازه­گیری دماهای بالا و پایین روغن                                                                     95

7-3-2- محاسبه دمای نقطه داغ سیم­پیچ                                                                      96-95

7-3-3- محاسبه پیری حرارتی عایق ترانسفورماتور                                                                96

7-3-4- آشکارسازی گازهای محلول                                                                                 96

7-3-5- اندازه­گیری رطوبت در روغن                                                                          97-96

7-3-6- کنترل سیستم­های خنک کنندگی                                                                        97

7-3-7- پیش­بینی زمان سرویس تجهیزات خنک کننده                                                         97

7-3-8- اندازه­گیری دمای روغن تپ چنجر                                                                        97

7-3-9- پیش­بینی زمان سرویس قطعات تپ­چنجر                                                               98

7-3-10- تعیین عملکرد رله­های حفاظتی                                                                         98

7-3-11- محاسبه ظرفیت اضافه بار                                                                           99-98

7-4- اهداف مورد نظر در مانیتوررینگ                                                                             99

7-5- ویژگی­های سیستم­های مانیتوررینگ آنلاین ترانسفورماتور                                              99

7-6- نمونه اجرا شده                                                                                          100-99

نتیجه­گیری و پیشنهادات                                                                                           101

فهرست اشکال

شکل 1-1 :   نمایش اجزای بیرونی ترانسفورماتور                                                                     6

شکل 1-2 :   نمایش یک نمونه تپ چنجر                                                                            11

شکل 1-3 :   نمایش نمونه­ای از کنسرواتور                                                                           13

شکل 1-4 : بوشینگهای فشار قوی و فشار ضعیف در یک ترانسفورماتور توزیع                                 14

شکل 1-5 : نمایش یک نمونه ترمومتر                                                                                           17

شکل 1-6 : رطوبت گیر و ماده سیلیکاژل آبی رنگ موجود در آن                                                18

شکل 1-7 : اجزای تشکیل دهنده مواد عایقی در ترانسفورماتور قدرت                                          21

شکل 3-1 :  نمایی از حالت فیزیکی یک روغن استاندارد                                                          30

شکل 3-2 :  منحنی تغییرات مقاومت عایقی برحسب زمان خشک کردن                                      37

شکل 4-1 : دیاگرام آیشی کاوا برای تشخیص علل خرابی ترانسفورماتور                                        44

شکل 5-1 :  منحنیهای مربوط به ارزیابی وضعیت ترانسفورماتور با استفاده از تست­های کاغذ              54

شکل 5-2 :  دستگاه جداسازی گاز از روغن                                                                          61

شکل 5-3 :  دستگاه کروماتوگراف                                                                                     62

شکل 5-4 :  فلوچارت روش نسبت دورنبرگ                                                                        65

شکل 5-5 :  روش نمایش هندسی  از نسبت­های گاز                                                              79

شکل 5-6 : نمایش مثلث از نسبت­های گاز                                                                          80

شکل 6-1 : کاهش عمر عایقی با افزایش دما                                                                        91

شکل 7-1 : نمایش شبکه اینترنت که برای ارتباط­دهی بین قسمت­های مختلف به کار می­رود            93

فهرست جداول

جدول 3-1 : اسقامت ضربه دی الکتریک روغن با توجه به مقادیر PAC و حجم آروماتیک­های آن         31

جدول 3-2 : مشخصات روغن بعد از انجام تصفیه                                                                    34

جدول 3-3 : حدود مجاز برای روغن های در حال بهره برداری                                                                37

جدول 3-4 : تست های روغن که باید در فواصل گفته شده انجام شوند                                    38-37

جدول 4-1 : ماهیت عیوب و خطاها و نمونه های آن                                                                         43-42

جدول 4-2 : آمار محل عیب ترانسفورماتورهای قدرت صدمه دیده ایران                                  44-43

جدول 4-3 : ترانسفورماتورها در آمریکا                                                                          45-44

جدول 5-1 : حدود 90 درصد مقادیر واقعی غلظت گازهای محلول در روغن مشاهده شده در ترانسفورماتورهای صنعتی                                                                                               54

جدول 5-2 : حدود 90 درصد مقادیر واقعی غلظت گازهای محلول در روغن مشاهده شده در ترانسفورماتورهای اندازه گیری                                                                                          55

جدول 5-3 : حدود 90 درصد مقادیر واقعی غلظت گازهای محلول در روغن مشاهده شده در ترانسفورماتورهای اندازه گیری                                                                                          55

جدول 5-4 : غلظت گازهای محلول در روغن                                                                        61

جدول 5-5 : تشخیص نوع عیب ، بر اساس گازهای کلیدی به روش دورنبرگ                                63

جدول 5-6 : جدول تفسیر DGA                                                                                      65

جدول 5-7 : طرح تفسیر ساده DGA                                                                            66-65

جدول 5-8 : تفسیر ساده DGA ، جهت تشخیص نوع عیب در بوشینگ­ها                                     66

جدول 5-9 : نسبت گازهای محلول در روغن ترانسفورماتور و کد اشکالات بر اساس استاندارد

IEC 599                                                                                                        67

جدول 5-10 :  مقایسه نتایج عیبیابی روی چند نمونه ترانسفورماتور                                            69

جدول 5-11 :  نتایج آنالیز گازهای ترانسفورماتورنمونه در تاریخ 15/07/64                                  69

جدول 5-12 :  نتایج آنالیز گازهای ترانسفورماتورنمونه در تاریخ 21/12/69                                   70

جدول 5-13 :  نتایج آنالیز گازهای ترانسفورماتورنمونه در تاریخ 07/11/71                                   71

جدول 5-14 :  نتایج آنالیز گازهای ترانسفورماتورنمونه در تاریخ 30/08/72                                   72

جدول 5-15 :  نتایج آنالیز گازهای ترانسفورماتورنمونه در تاریخ 30/08/73                                   72

 

جدول 5-16 :  نتایج آنالیز گازهای ترانسفورماتورنمونه در تاریخ 24/04/74                                   72

جدول 5-17 :  نتایج آنالیز گازهای ترانسفورماتورنمونه در تاریخ 30/08/77                                   72

جدول 6-1 :  نتایج تست های آزمایشگاهی و مقایسه با مقادیر تخمین زده شده                             87

جدول 6-2 :  تعیین مقدار پیری یک ترانسفورماتور قدرت 100 مگا ولت آمپر                           88-87

مقدمه :

اهمیت بازدید و سرویس و نگهداری به­قدری مهم است که طبق مطالعات به­عمل آمده و بررسی­های انجام شده داخلی و بین المللی، نحوه و دقت در سرویس و نگهداری و بازدیدهای دوره ای و پیش­گیرانه نسبت به سایر عوامل موثر بر عمر ترانسفورماتور سهم بیشتری دارد (. (% 30 کل عوامل داخلی نظیر مشخصات فنی، طراحی و ساخت و حمل و نصب وراه اندازی ، تعمیر قطعات و از طرف دیگر آمار ترانسفورماتورهای صدمه دیده نشان می­دهد که وجود اشکالات ممکن است مربوط به تجهیزات جانبی ترانسفورماتور باشد که اکثرا در دسترس بوده و با انجام بازدیدهای مرتب و دقیق، معایب قابل تشخیص و پیش­گیری می­باشند. لذا تهیۀ یک دستورالعمل نگهداری برای ترانسفورماتورها ضروری به نظر  می­رسد. امروزه بحث نگهداری در سیستم قدرت بخصوص درمورد ترانسفورماتورها بسیار مورد توجه قرار گرفته و به­عنوان عاملی که می­تواند در بهبود و بالا بردن عمرتجهیز و نیز در بالا بردن قابلیت اطمینان تجهیز و کل سیستم موثر باشد، قلمداد می­شود.

حال که این­قدر به نگهداری صحیح اهمیت می­دهیم چه راه­حلی اتخاذ کنیم تا این­که بتوانیم از خطاهایی که ممکن است در آینده نیز به وقوع بپیوندند مطلع شویم؟

آیا می­توانیم از وقایع ناگهانی مانند اتصال کوتاه ،رعد و برق و … جلوگیری کنیم؟

در پاسخ به سؤالات بالا می­توان گفت که می­توان به وسیله تکنیک مانیتورینگ تا حد زیادی از اتفاقاتی که در آینده قرار است برای ترانسفورماتور بیافتد مطلع شویم ولی این تکنیک فقط در مورد خطاهای تدریجی جواب می­دهد ولی در مورد خطاهای ناگهانی مانند مواردی که در بالا ذکر شد جواب­گو نمی­باشد که البته رله­های حفاظتی تا حد قابل قبولی در این موارد عمل می­کنند.

حال با این پیش­زمینه هایی که حاصل شد می­رویم تا در فصل اول نقش اجزای ترانسفورماتور و کیفیت ساخت این اجزا را در خرابی ترانسفورماتور مورد بررسی قرار دهیم .

این پروژه شامل فصول زیر می­باشد:

فصل اول : اجزای ترانسفورماتورها و نقش آن­ها در بروز عیب

فصل دوم : مروری بر استانداردهای جهانی معتبر درباره ترانسفورماتور

فصل سوم : بررسی روغن ترانسفورماتور

فصل چهارم : عیب یابی ترانسفورماتور

فصل پنجم : تحلیل وضعیت ترانسفورماتور با استفاده ازتحلیل وضعیت روغن و عایق جامد

فصل ششم : ارزیابی عمر عایقی  و مقدار پیری ترانسفورماتور تحت تنش­های حرارتی و الکتریکی

فصل هفتم : عملیات نگهداری و مانیتورینگ وضعیت ترانسفورماتور

 

10) رطوبت گیر

11) فشار شکن

درانتهای فصل هم توضیح کلی درباره سیستم عایقی ترانسفورماتور و نقش آن در بروز عیب آورده شده است.

 


مقطع : کارشناسی

بلا فاصاه بعد از خرید به ایمیلی که در مرحله بعد وارد می کنید ارسال می شود.