شبكه ها و پست هاي برق جهت رساندن انرژي الكتريكي از نيروگاههاو به محلهاي مصرف و تبديل آن به صورت قابل استفاده براي مصرف كننده احداث مي شوند. پستهاي برق از نظر طراحي و تجهيزات با توجه به نوع مصرف كننده هاي محل و ظرفيت نيروگاهها، طول و ولتاژ خطوط انتقال
  • حمید نظری
  • 1397/1/23
  • 0
  • 125

شبكه ها و پست هاي برق جهت رساندن انرژي الكتريكي از نيروگاههاو به محلهاي مصرف و تبديل آن به صورت قابل استفاده براي مصرف كننده احداث مي شوند. پستهاي برق از نظر طراحي و تجهيزات با توجه به نوع مصرف كننده هاي محل و ظرفيت نيروگاهها، طول و ولتاژ خطوط انتقال، شرايط جوي و فاكتورهاي ديگر، اشكال متفاوتي به خود مي گيرند. آنها ممكن است افزاينده يا كاهنده، مربوط به خط انتقال يا توزيع، ميانراهي يا انتهايي و سرباز يا سربسته باشند.

كندانساتور سنكرون كه به وسيله آن بار راكتيو شبكه را كنترل مي كنند، يك عامل كامل كننده در پست برق به حساب مي آيد. تجهيزات مورد استفاده در پستها براي كليه ولتاژهاي استاندارد ساخته شده و از تنوع زيادي برخوردارند. مثلا؛ پستهاي فشار قوي در سطح ولتاژهاي 330، 500، 750 و 1150 كيلو ولت متناوب با پيشرفته ترين لوازم و ادوات، مجهز مي باشند كه از اين جمله مي توان از كندانساتورهاي سنكرون با قدرت 50000 الي 100000 كيلو ولت آمپر، تعداد زيادي ترانسفورماتور يا اتوترانسفورماتور و كليدهاي فشار قوي نام برد.

كندانساتورهاي سنكرون معمولا با خنك كننده هيدورژني يا آبي و با تحريك تريستوري و يا لامپي (محتوي بخار جيوه) ساخته مي شوند.

پستهاي فوق كه معمولا در يك شبكه سراسري قدرت قرار دارند اغلب در فضاي گسترده احداث شده و توسط پرسنل متخصص نگهداري و بهره برداري مي شوند، و بهره دهي صحيح و عملكرد بدون خسارت در انها قابل حصول
مي باشد مگر با اتكاء به سيستم پيشرفته اي از كنترل و حفاظت و همچنين ارتباطات سريع، وقفه ناپذير و كامل بين پرسنل محلي و ديسپاچر مركزي شبكه برق.

پستهاي برق D.C (kv800 يا بيشتر) نير داراي تجهيزات پيچيده اي از قبيل ركتيفايرها و اينورتورها مي باشند كه نگهداري و بهره برداري از آنها نظارت و دقت ويژه اي را مطالبه مي كند. در حال حاضر تعداد محدودي از پستها و خطوط انتقال D.C در جهان موجود است، ولي به لحاظ اين كه اين خطوط با حذف بار راكتيو خط، نقش مهمي در ايجاد پايداري شبكه قدرت بازي مي كنند، اخيرا مورد توجه قرار گرفته اند.

پستهاي 110 تا 220 كيلو ولت سربسته عموما در نواحي شلوغ و پر جمعيت و يا مناطق صنعتي نصب شده و بخاطر محدوديت فضا اغلب در ابعاد كوچك احداث مي شوند. اين پستها معمولا با ظرفيتهاي قابل گسترش طراحي شده و با استفاده از تدابير مخصوصي سعي مي شود كه كمترين پارازيت را در محيط ايجاد نمايند.

پستهاي 35 تا 110 كيلو ولت و بعضا 220 كيلو ولت با مدارهاي ساده طراحي شده و در اغلب موارد در طرف فشار قوي آنها كليد قطع بار(دژنگتور) نصب شده و در طرف فشار ضعيف نيز كليدهاي نوع تابلويي 10-6 كيلو ولت كه تجهيزات مربوط به حفاظت، فرمان و سيگنال نيز در آن تعبيه شده است، بكار برده مي شود. براي كنترل و سيگنالينگ چنين پستهايي اغلب از برق A.C و D.C استفاده شده و نگهداري و بهره برداري آنها توسط اكيپهاي سيار صورت ميگيرد.

پستهاي 10-6 كيلو ولت شهري يا روستايي نيز به طور برنامه ريزي شده توسط اكيپهاي سيار بازرسي و نگهداري مي شوند.

 

مراقبتها و تعميرات پيشگيري كننده در مورد تجهيزات الكتريكي

عايقها، سيم پيچها، هاديها، ياتاقانها و قسمتهاي ديگر تجهيزات الكتريكي به مرور زمان فرسوده و مستهلك مي شوند،به همين جهت در نيروگاهها وشبكه هاي برق، سلسله اقداماتي به نام مراقبتهاي پيشگيري كننده، طبق برنامه هاي مشخص صورت مي گيرد(به صورت دوره اي).

هدف از اين اقدامات همانگونه كه از نامگذاري آن مشهود است، عبارتست از يافتن نواقص و تعويض يا ترميم قسمتهاي معيوب تا از بروز خسارتهاي سنگين و حوادث ناگوار جلوگيري به عمل آيد. اعمالي را كه به عنوان پيشگيري مي توان انجام داد به صورت ذيل دسته بندي مي شوند:

الف) مدرنيزه كردن و اصلاح قسمتهاي مختلف با هدف افزودن مدت
بهره دهي، بال بردن كيفيت كار و راندمان سيستم مثلا افزايش فشار هيدروژن از MPa 005/0 به MPa 3/0 در مورد توربوژنراتورهايي كه با هيدروژن خنك مي شوند، امكان ظرفيت ژنراتور تا حد 15 درصد را ميسر خواهد ساخت.

ب) انجام كارهايي نظير مسدود نمودن منافذي كه باعث ورود گرد و غبار به داخل كليد خانه هاي سربسته مي شوند و كنترل درجه حرارت آنها، تدارك هيترهاي مخصوص براي تجهيزات تا از تشكيل شبنم روي قسمتهاي سرد آنها در زمستان جلوگيري شود، تعويض و اشرهاي لاستيكي فرسوده و نظاير آن. هر قسمت از شبكه قدرت بايد ذخيره اي از قطعات مستهلك شونده سيستم را در اختيار داشته باشد، از اين جمله مي توان به جرقه گير دژنگتورها، جاروبكهاي ذغالي، ياتاقان الكتروموتورها و غيره اشاره نمود. طبيعي است كه تعميرات و مراقبتهاي فوق بايستي در مناسبترين زمان صورت گيرد. در مورد نيروگاههاي حرارتي و پستها، قصلهاي بهار و تابستان كه به دليل افزايش درجه حرارت محيط الزاما بايستي بار را كاهش داد، نسبت به فصول پاييز و زمستان ارجحيت دارند، در حالي كه در مورد نيروگاههاي آبي بهترين زمان براي تعميرات دوره اي ماههاي كم آبي رودخانه مي باشد. در عين حال برنامه تعميرات فوق بايستي طوري ترتيب داده شود كه در هر مقطع كاهش بار لازم براي انجام كار به حداقل ممكن برسد.

تمام قسمتهاي عمل كننده بايد به صورتي هماهنگ شوند كه هر دستگاه همراه با متعلقات آن همزمان مورد تعمير قرار گيرد. براي مثال توربوژنراتور و متعلقات الكتريكي و مكانيكي آن همراه با كابلها، جاروبكهات، دژنگتورها، تجهيزات فشار قوي، به انضمام ترانسفورماتوري كه برق واحد فوق را به شبكه برق متصل
مي نمايد، بايستي به صورت هماهنگ و همزمان تعمير و بازرسي شوند. همچنين كليه رله هاي كنترلي و حفاظتي و تجهيزات ابزار دقيق مربوطه نيز در همين پريود بايد بازرسي و تنظيم مجدد شوتد. تعميراتموتورهاي الكتريكي با كابلها، استارترها، رگولاتورها، پمپها يا ادوات ديگري كه توسط آنها به كار مي افتند نيز بايدهماهنگ باشد.

امروزه كه براي اغلب تجهيزات شبكه قدرت مانند؛ ترانسفورماتورها، خطوط هوايي، باس بارهاي فشار قوي، سيستم تحريك و غيره دستگاه رزرو پيش بيني مي شود، قسمت عمده اي از تعميرات و بازرسيهاي دوره اي را مي توان قبل از قطعي كامل واحد به انجام رساند كه اين كار كمك بزرگي به تسريع امور مي نمايد.

تعميرات دوره اي و پيشگيري كننده بر حسب نوع و كيفيت انجام كار به دو دسته جزئي و اساسي تقسيم بندي مي شوند.

در تعميرات اساسي، قطعات واحد بطور كامل پياده شده و درونيترين قسمتها نيز مورد رسيدگي قرار مي گيرد. براي مثال تعويض و ترميم قسمتهايي از سيم پيچي استاتور، روتور و ترانسفورماتورها، تعويض جرقه گير دژنگتورها و امور ديگري كه در عين حال در حيطه عمل متخصصين ورزيده و باتجربه ميباشد.

تعميرات جزئي شامل آن دسته از تعميراتي است كه اگر چه در حالت قطع واحد صورت مي گيرد، ولي براي انجام آنها نيازي به پياده نمودن قسمتهاي پيچيده و قطعات بزرگ نمي باشد، مثلا بازرسي و تعمير روي قسمتهايي از ژنراتور بدون خارج ساختن روتور، ترميم روكش در انتهاي كلاف سيم پيچهاي ژنراتور، خشك نمودن ايزولاتورها و تميز نمودن و بازرسي بوشينگ ترنسفورماتورها بدون جابه جايي آنها و غيره.

بر اساس تجربيات به دست آمده،تعميرات اساسي در مورد تجهيزات الكتريكي در فواصلي به شرح زير بايد صورت گيرد:

  1. توربوژنراتورهاي با ظرفيت تا 100 مگا وات هر 5-4 سال يكبار.
  2. توربوژنراتورهاي با ظرفيت بيش از 100 مگا وات هر 4-3 سال يكبار.
  3. راكتورها، ژنراتور توربينهاي آبي و كندانساتورهاي سنكرون هر 6-4 سال يكبار.
  4. در مورد ترانسفورماتورهاي اصلي نيروگاهها و ترانسفورماتورهاي مصرف داخلي، اولين تعميرات اساسي 8 سال پس از راه اندازي اوليه انجام گرفته و از آن به بعد با توجه به شرايط كاري آنها صورت مي گيرد. ضمنا موتورهاي الكتريكي روي ترانسفورماتورها نيز در صورت نياز بايستي مورد تعميرات اساسي قرار گيرند.
  5. دژنگتورهاي روغني هر 8-6 سال يكبار.
  6. سكسيونرهاي قابل قطع زيربار، غير قابل قطع زيربار (ايزولاتورها) وارت سويچها هر 8-4 سال يكبار.
  7. دژنگتورهاي هوايي (اطفاء جرقه آنها توسط جريان هوا صورت مي گيرد) و تجهيزات جنبي آن هر 6-4 سال يكبار.
  8. كمپرسورهاي تهيه كننده هواي فشرده براي دژنگتورهاي هوايي هر 3-2 سال يكبار.
  9. كليدهاي اتصال كوتاه و كليدهاي ايزولاتور با محركهاس آنها هر 3-2 سال يكبار.

قابل ذكر است كه به طور عمومي دوره تناوب 8 سال بين تعميرات اساسي چيزي است كه در اغلب پستها و شبكه هاي قدرت رعايت مي شود. تعميرات جزئي نيز در فواصل بين تعميرات اساسي بر حسب نياز و عموما هر 2-1 سال يكبار صورت مي گيرد، و بالاخره كيفيت هر دستگاه پس از تعميرات، معمولا با 24 ساعت كار مداوم تمام بار ارزيابي مي شود.

 

تست عايقها

الف- اندازه گيري مقاومت D.C و ضريب جذب عايق

مقاومت D.C عايقها به وسيله مگا اهم متر اندازه گيري مي شود.

مگا اهم متر از يك ژنراتور D.Cبا كويل گردان دستي و مغناطيس طبيعي (G)، يك دستگاه عقربهاي نشان دهنده و تعدادي مقاومت سري تشكيل شده است.

دستگاه نشان دهنده مذكور يك ميلي آمپر متر از نوع اندوكسيوني است كه در آن يك سيم پيچ معكوس كه از طريق مقاومت 1r به دو سر ژنراتور بسته شدهاست، به عنوان نيروي مقاوم بجاي فنر عمل مي كند. ضمنا قسمتي از ولتاژ روي مقاومت 2 rافت نموده و دستگاه رادر مقابل جريانهاي شديد حفاظت مي نمايد.

در بعضي از مگااهم مترها مقاومتهاي 2r` و 21r`` از طريق انتخاب مقياسهاي مختلف به وسيله كليد سلكتور، با مجموعه مقاومت 2r و كويل دستگاه نشان دهنده پارالل قرار مي گيرند.

اين مقاومتها به صورتي انتخاب مي شوند كه وقتي كلي سلكتور در وضعيت 10 يا 100 قرار داده مي شود فقط 1/0 يا 01/0 جرياني كه از مقاومت عايق مي گذرد، در مدار مشترك عايق و كويل عبور نمايد. بدين صورت آنچه كه در مقياسهاي فوق روي دستگاه نشان دهنده خوانده مي شود بايد به به ترتيب برده يا صد تقسيم شود، (بايد توجه داشت كه دستگاه نشان دهنده بر حسب مقاومت اهمي مدرج شده است) كه البته اين عمل در مدرج كردن دستگاه رعايت مي شود.

معمولا  در مگا اهم مترها مجموعه مقاومت داخلي دستگاه كه به طور سري با مقاومت مورد اندازه گيري قرار مي گيرد، بر حسب موقعيتهاي مختلف كليد سلكتور عبارتند از : 1، 1/0 و 01/0 مگااهم.

مجموعه مقاومتهايي (مقاومت معادل) كه در مدار اندازه گيري با ژنراتور، سري شده است = r مگااهم متر داراي سه ترمينال به نامهاي L ، E و S مي باشد. ترمينالهاي L و E براي بسته شدن به مقاومت مورد اندازه گيري و زمين در مواردي كه مقاومت عايق نسبت به زمين اندازه گيري مي شود و يا براي بسته شدن به دو سر عايق در موارد اندازه گيري مستقل از زمين به كار مي رود.

در مواردي كه جريان نشتي عايقهاي پارالل با عايق مورد اندازه گيري، موجب انحراف نتيجه از مقدار واقعي مي شود، با ايجاد الكترود پرده از آن ممانعت به عمل آورده و اين الكترود را به ترمينالS متصل مي نمايند. قابل ذكر است كه الكترود پرده، مدار جريان ناخواسته را به صورتي مي بندد كه از درون دستگاه اندازه گيري عبور  ننمايد.

كيفيت عايقي كه در ولتاژ متناوب به كار برده مي شود، به علت وجود ظرفيت خازني كه به ابعاد فيزيكي و جنس عياق بستگي دارد با اندازه گيري مقاومت D.C به تنهايي مشخص نمي شود، لذا براي اين منظور از پارامتر ديگري به نام ضريب جذب استفاده مي شود. اين پارامتر از نسبت بين مقاومت D.C عايق پس از 60 ثانيه و 15 ثانيه از لحظه اعمال ولتاژ روي آن به دست مي آيد.

براي سدت آوردن اين ضريب بايد اندازه گيريهاي فوق به طور پي در پي و در ثاينيه هاي پانزدهم و شصتم توسط مگااهم متر دستي و ترجيحا الكترونيكي به عمل آيد. ضريب جذب براي عايقهاي خشك رقمي بين 5/1 تا 2 و براي عايقهاي مرطوب و فاسد حدود يك ميباشد.مقاومتD.C عايق سيم پيچي ترانسفورماتورها معمولا در شرايط كار نامي يعني دماي بين 70 تا 80 درجه سانتيگراد اندازه گيري مي شود.

قابل ذكر است كه اندازه مقاومت D.C عايق به ازاء هر 18 درجه سانتيگراد افزايش درجه حرارت حدود 50 درصد كاهش پيدا مي كند. براي ارزيابي مقاومتهاي اندازه گيري شده معمولا آنها را با نتايج تست كارخانه اي كه در مدارك فني دستگاه مندرج است مقايسه مي نمايند، لذا براي اين كار بايد اندازه ها را بر اساس درجه حرارت مربوط به تست مورد مقايسه، اصلاح نمود.

بايد توجه داشت كه به هر حال اندازه گيري مقاومتD.C عايق در دماي پايين تر از 10 درجه سانتيگراد مجاز نمي باشد. به همين جهت در بعضي موارد بايد با روشهاي بخصوصي ترانسفورماتور را گرم كرده و دماي ان را تا حد مناسب براي اندازه گيري افزايش داد. براي به دست آوردن ارقام 15R و 60 Rبايد پس از اتصال به ترمينالهاي مگا اهم متر دسته آن را با سرعت ثابت و يكنواخت بگردش درآورده و بعد از 15 ثانيه به ترتيب ارقام مذكور را از روي دستگاه نشان دهنده مشاهده و يادداشت نمود. طبيعي است كه اگر مگااهم متر از نوع الكتريكي بوده و يا دسته آن توسط موتورالكتريكي به گردش در آيد، كار اندازه گيري با سهولت و دقت بيشتري انجام خواهد گرفت. مع هذا محركهاي الكتريكي نيز كه براي گرداندن مگا اهم مترها ساخته شدهاند، در انجام اين عمل چندان قابل اعتماد نيستند، لذا اغلب از دستگاه كنترون(مولد فشار قوي) همراه با ركتيفاير استفاده مي شود. اين روش نيز در مورد دستگاههاي با ابعاد فيزيكي بزرگ مانند بعضي از ماشينهاي الكتريكي و يا ترانسفورماتورها به علت نوسانات موجود در ولتاژ برق شهري از دقت كافي برخوردار نيست، به همين جهت در چنين مواردي بايد دستگاه كنترون را همراه با تثبيت كننده ولتاژ مورد استفاده قرار داد.براي اندازه گيري مقاومت عايق سيم پيچهاي ميدان (روتور) در ماشينهاي سنكرون و همچنين باطريها معمولا از روش ولتمتري استفاده مي شود.

ب- اندازه گيري تلفات عايق

تعيين ميزان تلفات يك عايق و مقايسه آن با مقادير اوليه، معيارخوبي براي ارزيابي وضعيت آن مي باشد اصولا افزايش تلفات در عايقهاي جامد ناشي از جذب رطوبت و در روغنها به علت افزايش درصد آب يا آلودگيهاي ديگر در آن
مي باشد.بايد دانست كه مقدار تلفاتي كه در مورد يك ترانسفورماتور اندازه گيري مي شود جمع تلفات در روغن و ايزولاسيون جامد سيم پيچ بوده و هرگاه تلفات عايق يك ترانسفورماتور از مقدار مجاز تجاوز نمايد ابتدا بايد روغن را به طور جداگانه مورد آزمايش قرار داد تا بتوان وضعيت ايزولاسيون جامد سيم پيچ را ارزيابي نمود .

با توجه به اين كه با تعيين مقدار تلفات به طور مطلق و بدون در نظر گرفتن ابعاد فيزيكي و جنس عايق نمي توان قضاوت صحيحي در مورد آن به عمل آورد بهترين پارامتري كه مي تواند وضعيت ايزولاسيون را مشخص نمايد نسبت مولفه اكتيو به مولفه راكتيو ( كاپاسيتيو ) جريان مشتي عايق مي باشد .

با اندازه گيري ضريب تلفات ياdTg در مورد يك عايق مي توان وضعيت آنرا از نظر استقامت حرارتي، ميزان رطوبت جذب شده و عمر عايق ارزيابي نمود.

استفاده از پل معكوس اندازه گيري Tgd مربوط به ايزولاسيون سيم پيچهاي ترانسفورماتور را امكان پذير مي سازد. قابل ذكر است كه در ترانسفورماتورها وضعيت عايق هر كدام از فازها نسبت به بدنه ترانس در حالي كه فازهاي ديگر نيز تماما ارت شدهاند مورد تست قرار مي گيرد. اگر Tgd در مورد ايزولاسيون يكي از تجهيزات الكتريكي كه به منظور تست از سرويس خارج شده است از ميزان مجاز تجاوز كند، در صورت موجود نبودن دستگاه رزرو و با اجازه مدير فني قسمت مي توان آن را مجددا تحت سرويس قرار داد، البته بايستي از وجود سيستم حفاظت در مقابل ولتاژ زياد دستگاه اطمينان حاصل نمود.

تجربه نشان داده است كه در موارد زير خطر اتصال كوتاه در ايزولاسيون تجهيزات الكتريكي كه مستقيما مربوط به فساد عايق باشد وجود ندارد:

الف: وقتي كه ايزولاسيون داراي Tgd ثابتي است و با مرور زمان افزايش پيدا نمي كند.

ب: وقتي كه Tgd روغن بوشينگ دژنگتورهاي روغني كه مستقيما روي كليد اندازه گيري شده است بدون توجه به اندازه گيري قبلي در حد استاندارد باشد.هرگاه Tgd ايزولاسيون در بين دو تست متوالي افزايش پيدا كند بهتر است براي حفظ احتياط فاصله زماني تستها را كاهش داد.

ج- اندازه گيري ظرفيت خازني عايق

با اندازه گيري ظرفيت خازني ايزولاسيون تجهيزات الكتريكي در دو فركانس و يا دو درجه حرارت مختلف مي توان اطلاعاتي مشابه با نتيجه تست تلفات دي الكتريك از وضعيت عايق بدست آورد. وجه تمايز تست ظرفيت خازني در دو فركانس مختلف با دستگاههايي كه جهت همين كار ساخته شده اند، در اين است كه در هر درجه حرارتي قابل انجام بوده و احتياجي به گرم كردن ترانسفورماتور و يا تجهيزات ديگر نيست، و به همين جهت پرسنل را از حمل و نقل دستگاهها و ادوات نسبتا سنگيني كه براي گرمايش به كار مي روند بي نياز مي سازد.

در اين روش اساس كار بر اين اصل مبتني است كه كاپاسيته عايق باتغيير فركانس تغيير مي نمايد. تجربه نشان مي دهد كه در مورد ايزولاسيون سيم پيچيهايي كه آب زيادي به خود جذب نموده اند نسبت بين كاپاسيته در فركانس 2 هرتز و 50 هرتز حدود 2 بوده و در مورد ايزولاسيون خشك اين نسبت حدود يك خواهد بود.

اندازه گيري فوق معمولا بين سيم پيچ هر كدام از فازها و بدنه در حالي كه بقيه سيم پيچيها نيز ارت شده اند انجام مي گيرد و طبيعي است كه براي محاسبه نسبت مورد نظر بايستي در هر دو حالت كاپاسيته را با واحد مشابهي اندازه گيري نمود؛ مثلا ميكروفاراد يا پيكوفاراد.

دقيق ترين روش براي بررسي نتايج به دست امده در هر آزمايش، مقايسه آن با مقادير كارخانه اي و يا تست مشابه قبلي مي باشد، كه البته در اين عمل بايد ارقام براساس درجه حرارت واحدي اصلاح شده باشند. چنانچه مقايسه فوق به عللي تحقق پذير نباشد، مي توان به بعضي از استانداردهايي كه در اين زمينه موجود است مراجعه نمود. براي مثال، پس از انجام تعميرات، ميزان مقاومتD.C عايق نبايد كاهش بيش از 40 درصد(براي ترانسفورماتور 110 كيلووات به بالا 30 درصد)، ضريب        افزايش بيش از ده درصد و Tgd افزايش بيش از 30 ردصد نسبت به نتايج قبل از تعميرات را نشان بدهند.

  همچنين وضعيت ايزولاسيون رامي توان از روي مقادير مطلق Tgd و    نيز ارزيابي نمود زيرا در درجه حرارتهاي 10 و 20 درجه سانتي گراد نسبت       KC=

بايدبه ترتيب مقاديري حدود 2/1 و 3/1 را داشته باشند .

روش اندازه گيري كاپاسيته عايق در دودرجه حرارت مختلف بر اين اساس مبتني است كه در ميزان ظرفيت خازني عايقهاي خشك با افزايش درجه حرارت عملا تغييري حاصل نمي شود در حالي كه در عايقهاي مرطوب اين تغيير به وضوح ديده مي شود بنابراين مقايسه كاپايسته عايق در درجه حرارتهاي حدود 10 و 80 درجه سانتيگراد مي تواند ما را از وجود رطوبت يا عدم آن در عايق آگاه سازد . براي مثال ظرفيت خازني ايزولاسيون ترافسفورماتورها براي اين منظور در درجه حرارتهاي 20 و 70 درجه سانتيگراد اندازه گيري مي شود .

همانطور كه قبلا نيز اشاره شد در ترانسفورماتورها ايزولاسيون هر فاز نسبت به بدنه در حالي كه سرهاي قابل دسترسي بقيه سيم پيچ ها مشتركا به زمين وصل شده اند مورد تست قرار مي گيرد.

 اصولا در اين روش پارامتر          مبين وضعيت عايق خواهد بود كه در آن Chot كاپاسيته ايزولاسيون در دمايc 70  و Ccold كاپاسيته همان ايزولاسيون در دمايي50 درجه كمتر از آن يعني حدود 20 درجه سانتيگراد در نظر گرفته مي شود

قابل ذكر است كه در مورد ترانسفورماتورها منظور از دماي عايق دماي ايزولاسيون جامد مجاور سيم پيچها بوده و در تراسفورماتورهاي 110 كيلو ولت به بالا كه به دليل بزرگ بودن مخزن و حجم زياد روغن ،عمل تعادل حرارتي بين ايزولاسيون جامد و ايزولاسيون جامد مجاور آن را از فرمول زير محاسبه
 مي نمايند :

كه در آن R1 ,T1 مقاومت D.C و درجه حرارت مس يكي از فازها است كه از مدارك كارخانه اي اخذ شده و يا قبلا در حال تعادل حرارتي اندازه گيري شده است و R2 مقاومت D.C همان فاز پس از گرمايش فعلي است كه به روش ولت آمپر و با دستگاههاي باكلاس بالا اندازه گيري مي شود .

براي ترانسفورماتورهاي زير 110 كيلو ولت بر اساس تجربيات عملي بدست آمده درجه حرارت سيم پيچ را معمولا 15 درجه كمتر از دماي روغن در قسمت بالاي مخزن ترانس به حساب مي آورند .

به هر ترتيب تحقق رابطه :

مبين وضعيت يك ايزولاسيون خشك مي باشد در اينجا قابل ذكر است كه بعضي از سازندگان ترانسفورماتور رابطه زير را براي اين منظور پيشنهادمي نمايند :

اگر دستگاه مخصوص اندازه گيري موجود نباشد مي توان كاپاسيته عايق را به روش ولت آمپر اندازه گيري نمود ( اعمال متناوب روي عايق و اندازه گيري آمپر نشتي آن ) در اين صورت مقدار كاپاسيته از رابطه زير به دست مي آيد :

كه در آن :  جريان نشتي =I  و ولتاژ V=

روش نسبتا ساده و دقيق ديگري براي آزمايش ايزولاسيون ترانسفورماتورها بر اساس شارژ سريع و آني عايق و تخليه آرام آن در يك دي الكتريك ديگر ابداع شده و به متد تغيير كاپاسيته بر حسب زمان موسوم مي باشد سرعت افزايش ولتاژ در دي الكتريك مذكور كا ناشي از تخليه آرام ايزولاسيون تحت آزمايش است وجود و يا عدم وجود آن را در ايزولاسيون مشخص مي نمايد .

د - تست فشار قوي عايق :هدف از اين تست مشخص نمودن محلهاي ضعيف احتمالي در درون عايق بوده و با ولتاژ متناوب و يا  دائم قابل انجام مي باشد و طبيعي است كه در تستهايي با ولتاژ متناوب پديده هايي كاملا مشابه با شرايط كاري در درون عايق بوجود مي آيد ( منظور عايقهايي است كه در جريان متناوب كار مي كنند ) براي مثال در تست با ولتاژ دائم تلفات دي الكتريك عملا ناچيز بوده و ولتاژ در درون آن متناسب با مقاومت اهمي توزيع مي شود البته اصولا روش D.C براي ايزولاسيون ايمن تر بوده و معمولا د رمودر تجهيزاتي كه داراي كاپاسيته زياد هستند و نيز براي تعيين محل اتصالي به كار مي رود .

روشهاي خشك كردن ژنراتورها

اكثر اوقات و بخصوص د ركارخانه هاي سازنده ژنراتورها را در فضاي مسدود و بعضا در تخت شرايط خلاء مي كنند در زير چند خشك كردن ژنراتورها مختصرا توضيح داده شده است :

الف : گرم كردن هسته استاور به روش القايي

در اين روش با ايجاد سيم پيچ روي بدنه استاور و توليد شار مغناطيسي در داخل آهن موجبات گرم شدن آن را فراهم مي آورند ضمنا ممكن است ژنراتور بدون روتور و يا همراه با آن خشگ گردد سيم پيچ فوق از چند حلقه سيم روپوش دار تشكيل مي شود براي مثال سيم پيچي كه براي خشك كردن كند انساتور تيپ ( 11-50000KCB) با ظرفيت MVA 50 به كار مي رود توسط ده دور سيم روپوش دار مسي كه طول كل آنها 100 متر و سطح مقطع آن mm2120 است ايجاد شده و تحت ولتاژ 380 ولت قرار مي گيرد در اين روش استفاده از سيمهاي زرده دار و يا با روپوش سربي به علت اينكه باعث اتصال كوتاه شدن ورقه هاي هسته استاتور شده و جريانهاي زيانمندي را ايجاد مي نمايند مجاز نبوده و ضمنا براي اطمينان بيشتر معمولا سيمها را در دو سر ژنراتور در محل بهره برداري خشك مي شود بايد روتور آن در خلال عمليات توسط ترنينگ گير و در فواصل منظم زماني جابجا گردد .

ب- رطوبت زدايي به كمك جريان دائم (D.C)

اساس كار در اين روش استفاده ار حرارت ناشي از تلفات مس در اثر عبور جريان D.C از سيم پيچهاي استاتور و روتور مي باشد كه براي توليد آن ممكن است شارژر باطريخانه و يا هر دستگاه مولد برق دائم ديگري را به كار برد همچنين مي توان ژنراتور را به طور كامل پياده شده و يا جدا جدا خشك نمود ولي به هر حال مدار جريان D.C بايد طوري ترتيب داده شود كه جريان واحدي از تمام فازها عبور نمايد ضمنا در مواقعي كه ژنراتور به طور كامل خشك مي شود بهتر است در صورت امكان روتور با دور كم در حال دوران باشد

اگر مقاومت عايق سيم پيچ روتور پايين باشد( كمتر از 2000 اهم ) استفاده از هواي گرم كه ذيلا توضيح داده مي شود از ارجحيت بيشتري برخوردار است .

ج – گرمايش سيم پيچ به وسيله هواي گرم

در اين روش هواي خشك با درجه حرارت 110-100 درجه سانتيگراد با سرعت از درون ماشين عبور داده مي شود در اين خال بايد دقت نمود كه هواي مذكور آلوده به گرد و خاك و ناخالصيهاي ديگر نباشد .

د- خشك نمودن ژنراتور واحدهاي آبي

همانطور كه قبلا اشاره شده است ژنراتور واحدهاي آبي با محور عمودي از نظر ساختمان توربوژنراتورها اختلاف اساسي دارند براي مثال وجود خرپاهايي كه ياتاقان كف گرد روتور برآنها تكيه داشته و يا شكل كاملا استوانه اي استاتور كه روي فونداسيون بتني قرار مي گيرد و از وجوه بارز اختلاف ساختماني اين دو نوع ژنراتور مي باشند به همين جهت روشهاي فوق در اين مورد مناسب نبوده و اين ژنراتورها با ايجاد اتصال كوتاه سه فاز درخروجي آن رطوبت زدايي مي شوند براي اينكه سه فاز ژنراتور را در نقطه اي بعد از ترانسهاي جريان ولي به خاطر پيشگيري از از قطعيهاي ناخواسته در خلال عمليات قبل از دژنگتور اتصال كوتاه مي نمايند .

مقطع هاديهاي اتصال كوتاه بايستي براي تحمل بار نامي انتخاب شده و موقعيت آنها به صورتي باشد كه در معرض تماس با اشياء ديگر قرار نگيرد جريان مدار نيز نبايد از 80-70 درصد مقدار نامي تجاوز نمايد .

 

خنك كردن ترانفورماتورها

كليه ترانسفورماتورهاي روغني از نظر نوع سيستم خنك كننده به گروههايي به شرح زير تقسيم مي شوند :

الف : خنك شدن از طريق جريان طبيعي روغن

ب : خنك شدن از طريق جريان طبيعي روغن و فن

ج : خنك شدن از طريق جريان تحت فشار در كولرهاي آبي

د : خنك شدن از طريق جريان تحت فشار روغن در كولرهاي آبي

در ترانسفورماتورهاي روغني،گرمايي كه از سيم پيچها و هسته ترانسفورماتور متصاعد مي شود ابتدا به روغن منتقل شده و سپس از طريق ديوارهايتانك رادياتورها و درپوش  تانك ترانسفورماتور به فضاي اطراف دفع مي گردد . جريان طبيعي روغن كه در دسته اي از ترنسفورماتورها سهم بزرگي در دفع حرارت دارد بدين صورت بوجود مي آيد كه روغن گرم در اثر كتهش وزن به طرف بالا حركت كرده و روغن خنك كه به مراتب سنگين تر است به پايين تانك ترانس منتقل مي شود .

اگر ترانسفورماتوري كه با جريان طبيعي روغن خنك مي شود در فضاي مسدود نصب شود بايد جهت خارج نمودن هواي گرم و ورود هواي خنك به داخل اين فضا تهويه مناسب پيش بيني شود بهترين وضعيت دماي هواي ورودي و خروجي به اتاق از 15 درجه سانتيگراد تجاوز ننمايد .

در موقع كنترل درجه حرارت روغن بايد توجه داشت كه در مورد ترانسهايي كه با جريان طبيعي روغن و يا با فن هوا خنك مي شوند وقتي كه ترانش تحت بارنامي باشد دماي متوسط سيم پيچ 10 تا 15 درجه سانتيگراد بيشتر از دماي روغن در بالاي تانك مي باشد البته مقدار فوق در مورد ترانسهايي كه با جريان تحت فشار روغن خنك مي شوند 20 تا 30 درجه سانتيگراد برآورد شده است . در ترانسفورماتورهايي كه باجريان روغن خنك طبيعي خنك مي شوند اختلاف دماي روغن در بالا و پاين تانك قابل ملاحظه بوده و كاملا محسوس است مثلا اگر در بالاي تانك 80 درجه سانتيگراد باشد در پايين حدود 35-30 درجه سانتيگراد و در قسمتهاي وسط حدود 70-65 درجه سانتيگراد خواهد بود .

در ترانسفورماتورهاي با ظرافت كمتر از KVA1000 درجه حرارت روغن به وسيله ترمومترهاي جيوه اي كه روي ترانس و در طرف بوشينگهاي فشار ضعيف نصب مي شوند اندازه گيري شده و ترانسفورماتورهاي با ظرفيت بيش از KVA1000 مجهز به ترمومترهايي هستند كه المان آنها در بالاي ترانس و دستگاه نشاندهنده آن در پايين و حدود 5/1 متري از زمين نصب مي شود علاوه بر اين براي ترانسهاي با ظرفيت خيلي بالا در تابلوي كنترل نيروگاه نيز ترمومترهايي نصب مي شود كه مستقيما دماي روغن را نشان مي دهند .

نكته اي كه در باردهي ترانسفورماتور بايد مورد توجه قرارگيرد اينست كه تبادل حرارتي سيم پيچ د رمقايسه با روغن كه داراي حجم زيادي است خيلي سريعتر بوده و به همين جهت در مواقع كاهش يا افزايش بار دماي روغن با چند ساعت تاخير با وضعيت جديد منطبق خواهد شد .

در ترانسفورماتورهايي كه با وزش هواي تحت فشار خنك مي شوند معمولا براي هر رادياتور از يك جفت فن استفاده مي شود كه غالبا توسط موتورهاي القايي كه از نوع سنجابي با قدرت 150 وات به حركت در مي آيند .

تجربه نشان مي دهد كه ترانسفورماتورهايي را كه با جريان طبيعي روغن و فن هوا و يا با جريان تحت فشار روغن و فن هوا خنك مي شوند در وهله اول مي توان با بارنامي به مدت ده دقيقه و بدون بار به مدت نيم ساعت با فنهاي خاموش تحت سرويس قرارداد اگر پس از انقضاء مدت فوق دماي روغن در بالاي تانك در مورد ترانسفورماتورهاي تا ظرفيت MVA250 به 80 درجه سانتيگراد نرسد
مي توان تراسفورماتور را تا رسيدن به اين دماها و حداكثر به مدت يك ساعت با فن ها خاموش تحت بارنامي نگاهداشت اگر از سيستم اتوماتيك تنظيم دما استفاده مي شود بايد توجه داشت كه به هر حال فن ها بايد در 55 درجه سانتيگراد دماي روغن و يا بلافاصله پس از رسيدن بار به حد نامي استارت شوند .

در بعضي از موارد كه سطوح خارجي تانك و رادياتورهاي ترانسفورماتور تكافوي دفع حرارت را به محيط اطراف نمي نمايد از كولرهاي آبي استفاده
مي شود در اين حالت روغن توسط يك پمپ سانتريفوژ در يك مدار بسته شامل تانك ترانس و كولر سيركوله شده و خنك مي شود .

كولرهاي آبي كه براي اين منظور استفاده مي شوند معمولا از تعداد زيادي لوله هاي باريك(كويل) كه دتخل يك مخزن قرار دارند تشكيل مي شوند به طوري كه آب حنك كننده از درون لوله هاي عبور نكرده و روغن در فضاي بين آنها جريان پيدا مي كند كيفيت خنك كنندگي سيستم نيز با اندازه گيري اختلاف درجه حرارت بين ورودي و خروجي از ترانسفورماتور ارزيابي مي شود اگر ماكزيمم درجه حرارت آب خنك كننده 25 درجه ساتيگراد باشد اختلاف دماي فوق نبايد از 10 درجه سانتيگراد كمتر باشد . پمپ روغن حتما بايستي قبل از كولر قرار گرفته و با فشاري حدود MPa 2/0-1/0 وارد كولر شود درغير اين صورت يعني وقتي كه كولر در طرف مكش پمپ قرار گيرد چون فشار روغن در داخل آن به قدر كافي بالا نيم رود وجود كوچكترين منفذ و يا لقي در اتصالات لوله هاي كويل موجب ورود آب به داخل روغن خواهد شد .

مسير لوله هاي آب كولر نسبت به ترانسفورماتور و لوله هاي روغن طوري بايد ترتيب داده شود كه فشاراستاتيك روغن در مواقع قطع اضطراري پمپ حدود MPa05/0-03/0 از فشار آب زيادتر شود تا در صورتي كه لوله هاي كولر آسيب ديده باشند از ورود آب به درون روغن ممانعت به عمل آيد .

كليه لوله هاي و لوازم سيستم مخصوصا در قسمت مكش پمپ بايد كاملا محكم و آب بندي شده باشند تا از نفوذ هوا به داخل روغن پيشگيري شود مع هذا براي جداسازي هوايي كه احتمالا در روغن وجود دارد از هواگير 3 كه ار دو منبع سيلندري شكل متحدالمركز تشكيل شده است استفاده شده و اين هواگير قبل از ورود  روغن به ترانس و در مسير لوله نصب مي گردد . به سبب حجم زياد فقط در زمان كوتاهي مي توان ترانسفورماتورهاي فوق را بدون وجود كولر تحت سرويس نگاهداشت . نكته ديگري كه در اين رابطه لازم به ذكر مي باشد اين است كه براي پيشگيري از ورود آب به داخل روغن در موقع راه اندازي سيستم ابتدا بايد پمپ روغن و سپس پمپ آب را روشن نموده و بالعكس هنگام قطع سيستم ابتدا بايد پمپ آب و سپس پمپ روغن خاموش شود .

در اينجا متذكر مي شود كه سير كولاسيون روغن بدون توجه به ميزان بار و يا حتي دماي خود روغن بايد همواره برقرار باشد تا از افزايش درجه حرارت در قسمتهاي اصلي ترانسفورماتور مانند عايقهاي جامد و سيم پيچها پيشگيري به عمل آيد .عناصر و لوازم مختلف سيستم هاي خنك كننده و بوشينگ هاي فشار قوي حداقل سالي يك بار بايد تحت تعمير و تست قرار گيرند .

ترانسفورماتور ها را به يكي از روشهاي زير خشك مي نمايند :

< >خشك كردن ترانس در خود تانك و به كمك حرارت ناشي از تلفات مس و يا تلفات آهن در شرايط خلاء و يا بدون آن خشك كردن در داخل خود تانك ترانس و به كمك هواي گرم و خشك كه توسط يك منبع خارجي توليد شود . خشك كردن د رمحفظه مخصوص خلاء و با ايجاد حرارت توسط يك منبع خارجي نظير رادياتور بخار و يا هيتر الكتريكي خشك كردن به كمك حرارت ناشي از يك منبع خارجي و بدون شرايط خلاء خشك كردن در داخل خود تانك ترانسفورماتور و به كمك حرارت ناشي از تلافت مغناطيسي حاصل از قرار گرفتن يك سيم پيچ روي بدنه خارجي تانك از معمولترين روشها در اين مورد است . به جهت اينكه در اتاقكهاي مخصوص ايجاد خلاء امكان برقراري شرايط خلاء بسيار پايين وجود داشته و در اين صورت مي توان عمليات را با درجه حرارت كمتري انجام داد خشك كردن ترانسفورماتور در اين اتاقكها از نظر اقتصادي مقرون به صرفه بوده و كار با راندمان بهتري صورت مي گيرد البته تدارك چنين تجهيزاتي براي يك ترانسفورماتور با ابعاد نسبتا بزرك نيز نيازمند سرمايه گذاري زيادي مي باشد .

 

يكي از روشهايي كه امروزه از مقبوليت زيادي برخوردار بوده و مورد توجه مي باشد استفاده ازمولفه صفر جريان براي ايجاد گرما در ترانسفورماتورهاي با ظرفيت تا 6300 كيلو ولت آمپر و ولتاژ تا 35 كيلو ولت مي باشد د راين تكنيك ترانسفورماتور به كمك حرارت ناشي از تلفات آهن كه در اثر بسته شدن مولفه صفر فلوي مغناطيسي در هسته ترانسفورماتور و بدنه تانك بوجود مي آيد گرم شده و در عين حال تحت تهويه شديد نيز قرار داده مي شود. براي انجان اين عمل يك ياز سيم پيچهاي ترانسفورماتور به صورت ستاره بسته شده و روي هر سه بازوي آن ولتاژ مشابهي از نظر مقدار و فاز از منبع 220/380 ولت يا 127/220 ولت قرار داده مي شود سيم پيچ ثانويه ترانسفورماتور نيز بايد به صورت مدار باز باقي بماند نتيجتا مدار سه فلوي مغناطيسي همفاز كه در سه بازو ي هسته بوجود مي آيند د رآهن هسته بدنه تانك و فاصله هوايي بين آنها بسته شده و ايجاد حرارت مي نمايد عدم نياز به سيم پيچ مغناطيس و اتاقك خلاء از مزيتهاي بارز روش فوق مي باشد . همانطور كه قبلا نيز اشاره شد بررسي وضعيت عايق سيم پيچها از نظر ميزان رطوبت اصولا بايد در شرايط تانك بدون روغن صورت گرفته و اندازه گيري پارامترهاي عايق د رخلال عمليات خشك سازي نير بايد به طور مرتب تازماني كه اين پارامترها به ميزان ثابت خودبرسند ادامه داده شود .

 

برقگيرها(Arresters)

موجها يا اضافه ولتاژهاي لحظه اي در شبكه برق به دو دسته تقسيم
مي شوند داخلي(نظير موجهاي حاصل از كليد زنيها، اتصال كوتاهها و تغيير مدار) و خارجي ( نظير موجهاي ناشي از رعد و بوق جوي ) پالسهاي كليد زني علي القاعده در اثر فطع و وصلهاي روتين مدار و يا قطعيهاي اتفاقي نظير اتصال كوتاه ها و پارگيرهاي هط بوجود مي آيد . براي حفاظت شبكه از پالسهاي ناشي از رعد و برق جوي بايد هر كدام از خطوط انتقال و تجهيزات كليد خانه ها را به طور جداگانه حفاظت نمود علاوه بر اين تجهيزات كليد خانه ها بايد هم در مقابل ضربات مستقيم برق جوي و هم در مقابل موجهايي كه روي خطوط انتقال نشسته اند محافظت گردند .

حفاظت مستقيم در مقابل برق جوي اوسط ميله هاي برقگير صورت گرفته و درجه حفاظت اين ميله ها با شعاع منطقه اي كه برق جوي آن توسط ميله تخليه مي شود مشخص مي شوند به همين جهت اين منطقه را زون حفاظتي برقگير
مي گويند .ميله برقگير بايد داراي مقاومت اهمي بسيار كم بوده و به طور موثر به زمين متصل شده باشد همچنين ممكن است مستقلا و يا روي بام ساختمانها نصب شوند ولي به هر صورت دستگاه يا تاسيساتي كه تمام نقاط آن در زون حفاظتي برقگيرها باشند به طور اطمينان بخشي در مقابل خطرات برق جوي محافظت
مي شود. سطح زون حفاظتي اي كه توسط دو برقگير بوجود مي آيد بزرگتر از دوبرابر زون حفاظتي يك برقگير بوده و اين برقگير عملا جز تجديد رنگ آميزي دوره اي و چك كردن مقاومت زمين نيازمند مراقبت ديگري نمي باشند . اصولا برقگيرهاي تحليه اي در سطوح ولتاژ از 3 تا 220 كيلو ولت ساخته مي شوند البته برقگير PBII از نوع ساده تر بوده و فقط براي ولتاژهاي 3 تا 10 كيلوولت وجود دارد ضمنا تعداد عملكردهاي برقگير تخليه اي توسط يك كنتور شمارنده كه روي آن نصب شده است ثبت مي شود. تست هاي متداولي كه در شرايط تحت سرويس روي برقگيرهاي تخليه اي انجام مي شود به شرح زير مي باشند :

اندازه گيري مقاومت اهمي برقگير به كمك يك مگا اهم متر 2500 ولت قبل از اتصال برقگير به خط و همچنين وقتي كه تجهيزات حفاظت شونده براي تعميرات از خط خارج شده و كليد ايزولاتور برقگير نيز باز است .اندازه گيري جريان نشتي برقگير تحت اعمال ولتاژ D.C كه اين تست بايد در مورد برقگيرهاي 220-15 كيلو ولت ، 10-3 كيلو ولت هر شش سال يكبار و در موارد ديگر هر سه سال يكبار صورت پذيرد و همچنين وقتي كه مقاومت اهمي برقگير نسبت به مقادير اندازه گيري شده قبلي بيش از 30 درصد تغيير نشان دهد تست جريان نشتي بايد انجام شود اندازه گيري ولتاژ شكست برقگير با فركانس معمولي:اين تست اولا درمورد برقگيرهايي كه داراي مقاومت شنت نيستند انجام شده و در ثاني در مرتبه اول بلافاصله پس از مونتاژ آن در كارخانه سازنده و سپس هر شش سال يكبار و همچنين د رخلال تعميرات اساسي بايد انجام شود و يادآور مي شود كه كليه تستها و بازديدهاي ظاهري بايد در شرايطي كه برقگير خارج از سرويس قرار دارد انجام گيرد. تعميرات و بازرسيهاي دوره اي برقگير بايد در فصل بهار و تابستان يعني قبل از شروع رعد و برق جوي انجام شود و در صورتي كه آب بندي بدنه برقگير از بين رفته و هوا و رطوبت در آن نفوذ كند و يا نتيجه تستها ايجاب نمايد بايد آن را تحت تعميرات اساسي قرار داد. وضعيت ايزولاسيون يك برقگير هر سال يكبار با اندازه گيري جريان نشتي آن تحت ولتاژ D.C اندازه گيري ولتاژ شكست برقگير و يا اندازه گيري مقاومت عايق آن به كمك مگااهم متر 2500 ولت چك مي شود و بر اساس استانداردهاي معتبر الكتريكي حداكثر ولتاژ شكست برقگير تخليه اي با ولتاژ 3 كيلو ولت ، 16-6 كيلو ولت و 26-10 كيلو ولت به ترتيب د رحدود 11-9، 19 و 30 كيلو ولت قرار دارد و همچنين اگر روي برقگيرهاي KV 3 و KV6 و KV 10  به ترتيب ولتاژهاي D.C KV 4 و KV6 و KV10 اعمال شود جريان نشتي مجاز آن حداكثر 10 ميكروآمپر بوده و در مورد برقگيرهايي كه مقاومت شنت ندارند جريان ناچيز و قابل صرف نظر كردن مي باشد .

 

نظرات0
برای ارسال دیدگاه وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود به حساب کاربریایجاد حساب کاربری