روغن ترانسفورماتور ، نحوه عملکرد ، تصفیه و تاثیر روغن ترانس بر طول عمر ترانس

روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس ، نوعی روغن عایق الکتریکی محسوب می گردد که به منظور عایق کاری و همچنین خنک کاری انواع ترانسفورماتورهای توزیع برق، خازنهای ولتاژ بالا، سوئیچ ها و مدارشکن ها از آن استفاده می شود.

روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس ، که به روغن دما بالا نیز معروف است، معمولا از روغن های با پایه معدنی تولید می شوند اما به منظور بهبود کیفیت در کارایی و همچنین سازگاری با محیط زیست، افزودنی های کاربردی و بهتری به آن اضافه می شود.

به دلیل خصوصیت عایق کاری و خنک کنندگیِ روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس ، این روغن باید دارای قابلیت بالای هدایت حرارت و پایداری شیمیایی و همچنین قابلیت دی الکتریک خوبی باشد و این قابلیت ها را حتی تا دمای بالا به مدت زمان قابل توجهی حفظ کند.

روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس و عوامل موثر بر آن

روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس هم وظیفه عایقی را به عهده دارد و هم وظیفه خنک کنندگی. از این رو عواملی بر شرایط و خواص روغن موثر هستند که عبارتند از:http://pooyatrans.com/wp-content/uploads/2021/01/oil-feature2-300x196.png 300w" sizes="(max-width: 472px) 100vw, 472px" style="box-sizing: border-box; vertical-align: middle; display: inline; float: left; margin: 0px 1.6em 1.6em 0px; max-width: 100%; height: auto; letter-spacing: 0px !important;">

• تغیرات درجه حرارت محیط
• بار سیستم و سطوح ولتاژ مورد استفاده
• آلودگی و نا خالصی های موجود
• امکان حضور هوا و نفوظ آن در روغن
• فضا و موقعیت نصب ترانسفورماتور
• عملیات و نحوه نگهداری

عوامل موثر بر فساد روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس عبارتند از:

• نفوذ رطوبت
• درجه حرارت بالا و شدید
• اکسیداسیون و اسیدی شدن روغن
• وارد شدن ذرات معلق و ناخالصی در روغن

تست های سالیانه و حد مجاز روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس

انجام به موقع تست های روغن علاوه بر افزایش کیفیت و عمر روغن موجب بالا بردن ضریب اطمینان بهره برداری و عمر عایق جامد می گردد.

کنترل کیفیت روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس در زمان بهره برداری

برای کنترل کیفیت روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس در حال سرویس و نگهداری آن یک دستورالعمل عمومی از طرف IEC-422 توصیه شده است. برای رروغن ترانسفورماتور – روغن ترانس بایستی 7 تست زیر پشت سر گذاشته شود:

• استقامت دی الکتریک IEC-156
• اسیدیته روغن IEC-296
• ضریب تلفات عایقی IEC-250
• کشش سطحی IEC296-A
• مقدار گاز حل شده IEC-599
• مقدار آب محلول ISO-R760
• میزان لجن و رسوب IEC-422

نمونه گیری روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس

نحوه نمونه گیری روغن باید مطابق استاندارد IEC-567 باشد. نمونه روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس نشان دهنده رطوبت و آلودگی روغن است. محافظت روغن از آلودگی هوا در موقع نمونه برداری و بخصوص محکم بودن درب ظرف روغن تا رسیدن به آزمایشگاه بسیار ضروری است.

تصفیه روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس

یکی از روش های افزایش دوام روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس در زمان بهره برداری، احیا روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس است. به همین منظور تصفیه فیزیکی و شیمیایی روغن انجام می گیرد.

تصفیه فیزیکی: در این تصفیه روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس به صورت پیوسته در یک مدار بسته از قسمت پایین ترانسفورماتور به کمک یک پمپ مکیده شده و گرم می شود. سپس روغن را از یک فیلتر عبور می دهند تا ذرات معلق در آن جذب گردد. بعد از آن روغن را در یک محفظه خلا می ریزند.

تصفیه شیمیایی: علاوه بر تصویه فیزیکی روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس را از خاک رنگبر عبور می دهند. در این روش علاوه بر دستگاه تصفیه فیزیکی به آن یک پمپ و یک منبع اضافه می گردد. در این منبع خاک رنگبر ریخته شده و پمپ روغن گرم را از این خاک عبور می دهد.

برای جلوگیری از نفوذ لجن و رطوبت به سیم پیچ ها روغ تمیز پاشیده و کاغذ را با خلا خشک می کنند. در این روش بهتر است روغن گرم حدود 50 درجه را نیز برای مدت کوتاهی وارد ترانسفورماتور کرد و سپس آن را خارج نمود. اغلب شرکت های تولید و توزیع ترجیح می دهند همراه باتصفیه فیزیکی عمل تصفیه با خاک رنگبر را نیزبا حدود 1% وزن روغن انجام دهند.

خشک کردن ترانسفورماتور

در صورتی که به هر دلیل سطح روغن ترانسفورماتور برای مدتی پایین تر از سطح هسته و سیم پیچ داخل ترانسفورماتور قرار گیرد و یا روغنی که بدان اضافه شده مشکوک باشد، در این صورت احتمال جذب رطوبت توسط مواد  عایق وجود دارد.

اگر میزان رطوبت در کاغذ بیشتر از 5/2 درصد و میزان اشباع درصدی روغن بالاتر از 30 درصد شود باید ترانسفورماتور را خشک کرد. خشک کردن به روش های مختلفی از جمله با استفاده از دستگاه های تصفیه روغن، خشک کردن تحت خلا، خشک کردن به روش القایی، خشک کردن در کوره و خشک کردن تحت اشعه مادون قرمز انجام می شود.

ساده ترین روش برای خشک کردن ترانسفورماتورهای توزیع استفاده از روش اتصال کوتاه است. در این روش ابتدا باید جداره مخزن ترانسفورماتور را در حد امکان با پوشش های عایق گرما پوشاند تا افزایش درجه حرارت آن سریع تر انجام گیرد. سپس با اتصال کوتاه از طرف فشار ضعیف ولتاژی معادل Uk % به طرف فشار قوی اعمال می گردد.

روغن زدن یا شارژ روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس

اگر سطح روغن یا ارتفاع آن در درجه روغن نما پایین بیاید باید مقداری روغن عایق به منبع انبساط افزوده گردد. به هنگام اضافه نمودن روغن اختلاف بین درجه حرارت روغن تازه و روغن موجود در ترانسفورماتور نباید از 5 درجه سانتی گراد تجاوز کند. اگر سطح روغن تانک پایین باشد روغن به آرامی از دریچه بالای تانک به داخل آن تزریق شده و این دریچه به خوبی مسدود و آب بندی می گردد سپس باقی روغن از دریچه مخزن انبساط ریخته می شود تا از جمع شدن هوا در زیر درپوش جلوگیری شود. در این هنگام باید مجاری هواگیری بوشینگ ها باز باشد تا هوای داخلی آنها تخلیه گردد. پس از سرریز روغن از این مجاری پیچ های مربوطه باید محکم و آب بندی شوند. به هنگام هواگیری باید دریچه بالایی رله بوخهلتس به طور متناوب باز و بسته شود تا جریان روغن آن دیده شود. روغن اضافه شده باید از همان نوع روغن قبلی موجود در ترانسفورماتور باشد. این کار باید تحت خلا انجام بگیرد.

مخلوط کردن روغن های مختلف

مخلوط کردن روغن های مختلف بدون مطالعه مجاز نیست. در صورتی که اجبار به مخلوط کردن دو نوع مختلف روغن به میزان معین باشد می توان ابتدا مقداری از این مخلوط با همان درصد اختلاط تهیه و مصنوعا پیر نمود. اگر پایداری مخلوط در برابر اکسید شدن همچنان پابرجا بود مخلوط کردن دو نوع به میزان درنظر گرفته شده بدون اشکال است.

اضافه کردن مواد ضد اکسیداسیون به روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس

درصورتی که ترانسفورماتور از ابتدا چنین ماده ای را داشته باشد بهتر است پس از تصفیه فیزیکی- شیمیایی نیز این ماده را به آن اضافه کرد .اضافه کردن این ماده ضد اکسیداسیون در حالت گردش روغن انجام می گیرد تا به خوبی با آن مخلوط گردد. مقدار آن طبق استاندارد و ASTMD-3787 برابر .30 درصد وزن روغن است.

آزمایش های قبل و بعد از پر کردن روغن در ترانسفورماتور

روغن ترانسفورماتور – روغن ترانس را لازم است قبل از وارد کردن به ترانسفورماتور تصفیه فیزیکی نمود تا میزان رطوبت گاز موجود در آن گرفته شود. سپس تحت خلا روغن را وارد ترانسفورماتور کرد. اصولا برای ترانسفورماتورهای مهم قبل و بعد از پر کردن ترانسفورماتور، آزمایشهایی نظیر استقامت دی الکتریک، مقدار گاز حل شده در روغن، کشش سطحی، عدد اسیدی، ضریب تلفات عایقی، اندیس پولاریزاسیون و رنگ ظاهری انجام می شود.

پیشنهادات مهم جهت نگهداری بهتر روغن و جلوگیری از فساد آن

• نمودار برداری و انجام آزمایشات دوره ای روغن مطابق استاندارد.
• تصفیه کردن روغن در زمان لازم مطابق با روش های استاندارد و با توجه به نتایج تست ها
• جلوگیری از تماس روغن با اکسیژن و رطوبت هوا از طریق منبع ذخیره با کیسه هوایی
• ایجاد یک سیستم آب بندی کامل و مناسب و بازدید آن در فواصل مشخص
• وارینش کردن روغن به داخل ترانسفورماتور تحت پروسه خلا
• تزریق کردن روغن به داخل ترانسفورماتور تحت پروسه خلا
• تغییر مشخصات نمونه روغن که بهترین معرف تغییرات تدریجی یا ناگهانی در کارکرد ترانسفورماتور میباشد، در پرونده های مربوط به هر ترانسفورماتور ثبت شود.
• نتایج کلیه آزمون ها حتی پس از تصفیه نیز جهت پیگیری های بعدی ثبت شود.
• کنترل درجه حرارت روغن بسیار مهم است.لذا با کاهش درجه حرارت محیط توسط تهویه عمر آن را افزایش دهید
• از مخلوط کردن روغن ها با درجه آلودگی مختلف و از محصولات مغایر با یکدیگر خود داری شود.
• بارگذاری بر روی ترانسفورماتور باید مطابق با استاندارد IEC-354 باشد
• جلوگیری از تغییرات زیاد بار از طریق سعی در یکنواخت کردن منحنی بار روزانه
• تقسیم بار متعادل روی فاز ها جهت جلوگیری از ایجاد تلفات و در نتیجه افزایش حرارت

انواع گروه اتصال برداری ترانسفورماتور و نحوه اتصال سیم پیچها در ترانس سه فاز

گروه اتصال در یک ترانسفورماتور سه فاز با توجه به نحوه اتصالات سیم پیچ های فشار قوی و فشار ضعیف تعریف می شود. انواع گروه اتصال برداری ترانسفورماتور به سه شکل مثلث(D)، ستاره(Y)، و زیگزاگ(Z) می باشد. در شکل زیر انواع گروه اتصال برداری ترانسفورماتور نشان داده شده اند. حروف بزرگ اشاره به اتصالات داخلی سیم پیچ فشار قوی و حروف کوچک اشاره به اتصالات داخلی سیم پیچ فشار ضعیف دارند. حروف بزرگ همیشه در گروه اتصال در ابتدا نوشته می شوند.

وقتی نقطه صفر ترانسفورماتور از طریق ستاره یا زیگزاگ در دسترس گذاشته شود از علامت YN یا ZN و zn یا yn استفاده می شود. اعداد(صفر یا 5 یا غیره) نشان دهنده اختلاف فاز ولتاژ خطی طرف فشار ضعیف نسبت به ولتاژ خطی سمت فشار قوی در جهت عکس چرخش عقربه ساعت به میزان عدد گروه اتصال ضرب در 30 درجه می باشد. به عنوان مثال Dyn5 یعنی:

نوع اتصال فشار قوی: مثلث

نوع اتصال فشار ضعیف: ستاره

نقطه نترال از سمت فشار ضعیف در دسترس می باشد.

موج ولتاژ فشار ضعیف به میزان 150 درجه از موج ولتاژ فشار قوی عقب تر می باشد.

مفهوم گروه اتصال برداری ترانسفورماتور

به طور مثال برای گروه اتصال (Dyn5) چنانچه اتصال طرف فشار قوی (مثلث) به شبکه با ترتیب توالی مثبت (ABC) باشد در این حالت عدد 5 مبین این است که فاز ولتاژ خطی در طرف فشار ضعیف از نظیر خودش در سمت فشار قوی به اندازه 5 * 30 درجه در جهت مثلثاتی عقب تر است. ولی چنانچه ترتیب اتصال با توالی منفی (ABC) باشد به اندازه 5 * 30 درجه در جهت مثلثاتی جلوتر خواهد بود.

کنسرواتور ترانسفورماتور

منبع کنسرواتوری در واقع یک مخزن استواله ای شکل می باشد که روی یک پایه بر روی سقف ترانسفورماتور در جایی که مخزن اصلی قرار دارد نصب می گردد. دلیل اصلی استفاده از این منبع انبساط این است که روغن عایق و خنک کننده در مخزن اصلی بتوانند به راحتی منبسط و منقبض گردند و در واقع انبساط و انقباض روغن به راحتی در این منبع جبران شود. حال چطور این اتفاق می افتد و ترانسفورماتور دارای منبع انبساط چطور عمل می کند، به عبارت دقیق تر زمانی که ترانسفورماتور در حال کارکردن است و دمای محیط ترانسفورماتور افزایش می یابد، حجم روغن درون مخزن ترانسفورماتور افزایش می یابد. مخزن کنسرواتوری فضای کافی برای انبساط روغن ترانسفورماتور را فرآهم آورده و همچنین به عنوان مخزنی برای تزریق روغن در ترانسفورماتور عمل می کند.

ساختار و کارکرد ترانسفورماتور کنسرواتوری

این مخزن که به شکل سیلندر یا استوانه ای است در دو طرفه بسته می شود و برای هر دو طرف یک پوشش بازرسی قرار گرفته شده است که امکان حفظ و نگهداری را آسان نماید و تمیزکاری درون منبع انبساط امکان پذیر باشد. توجه داشته باشید که لوله کنسرواتوری یا به عبارتی لوله هایی که از مخزن روغن ترانسفورماتور خارج می شوند، از قسمت پایینی در منبع انبساط کار گذاشته می شوند. سر لوله کنسرواتوری که در منبع انبساط قرار می گیرد، با یک درپوش پوشانده شده و در درون این منبع کار گذاشته می شود. دلیل استفاده از درپوش این است که از ورود پسماند روغن و رسوب آن به درون مخزن از طریق منبع انبساط جلوگیری نماید. به طور معمول سیلیکاژل از طریق از بالا وارد منبع انبساط می شود، چرا که در صورت وارد شدن از پایین باید به گونه ای قرار بگیرد که بالاتر از سطح روغن درون کنسرواتوری باشد. در واقع این فرآیند متضمن عدم ورود روغن به رطوبت گیر سیلیکاژل است، حتی اگر ترانسفورماتور در حداکثر نقطه کارکرد خود قرار داشته باشد. زمانی که حجم روغن عایق ترانسفورماتور در اثر کارکرد ترانسفورماتور افزایش می یابد و دمای محیط نیز زیاد می شود، فضای خالی بالای روغن درون منبع انبساط به طور موقت اضافه حجم روغن را در خود جای می دهد و از طرفی وقتی ترانسفورماتور کار کمتری انجام می دهد، ترانسفورماتور خاموش شده و دمای محیط کاهش می یابد و سپس روغن درون مخزن منقبض شده و به هوای بیرون اجازه می دهد که به درون منبع انبساط با کمک رطوبت گیر وارد شده و با فشار به روغن آن را به مخزن روغن بازگرداند.

ترانسفورماتور کنسرواتوری ایران ترانسفو

ترانسفورماتور کنسرواتوری ایران ترانسفو به این خاطر اینگونه نام گذاری می شود که در طراحی و ساخت این ترانسفورماتور توزیع از سیستم روغن مرتبط با هوای بیرون استفاده می شود و در این حالت هوای محیط از طریق رطوبت گیر در تماس با روغن بوده و می تواند انبساط و انقباض روغن درون مخزن را جبران نماید در واقع روغن موجود در این دستگاه هم نوعی ماده عایقی به حساب می آید و هم به عنوان ماده خنک کننده برای سیم پیچ ها و هسته به کار می رود. 

سوالات متداول پیرامون ترانسفورماتور کنسرواتوری

1.ترانسفورماتور کنسرواتوری چیست؟

یک ترانسفورماتور توزیع روغنی اگر برای جبران انبساط و انقباض روغن درون مخزن از یک لوله استوانه ای شکل در قسمت بالای خود استفاده نماید، ترانسفورماتور کنسرواتوری به حساب می آید.

2. آیا ترانسفورماتور کنسرواتوری یک ترانسفورماتور توزیع روغنی دارای منبع انبساط است؟

کنسرواتور همانطور که از نام آن پیداست به معنی کنسرو است، فضای بسته ای که برای نگهداری هوا و روغن مناسب است، در نتیجه زمانی که از ترانسفورماتور توزیع روغنی با منبع انبساط صحبت می کنیم منظورمان ترانسفورماتور کنسرواتوری است چرا که منبع انبساط همانند یک کنسرو عمل کرده و علاوه بر این جلوی جذب رطوبت را می گیرد می تواند انبساط و انقباض را در محفظه جبران نماید.

3. کارکرد ترانسفورماتور دارای منبع انبساط به چه صورت است؟

کارکرد این دستگاه ها به این صورت است که با افزایش حجم روغن هوای درون منبع انبساط منقبض می شود و بر عکس اگر حجم روغن کاهش یابد می تواند به افزایش حجم هوا منجر شده و روغن را به درون مخزن اصلی روغن باز گرداند.

4. تولید ترانسفورماتور توزیع با منبع انبساط در شرکت ایران ترانسفو به چه صورت است؟

در شرکت ایران ترانسفو به طور معمول ترانسفورماتور توزیع روغنی به خصوص ترانسفورماتور کم تلفات در حالت معمول از نوع دارای منبع انبساط ساخته می شود و سیستم آن یک سیستم روغن مرتبط با هوای بیرون است.

5. انواع ترانسفورماتور کنسرواتوری چند مدل را شامل می شوند؟

ترانسفورماتور کنسرواتوری دارای دو مدل ترانسفورماتور کنسرواتوری با محفظه اتمسفری و ترانسفورماتوری دارای منبع انبساط با محفظه دیافراگمی می باشد.

تقسیم بندی انواع ترانسفورماتورهای ایران ترانسفو : از لحاظ نوع ماده عایقی و خنک کننده

اگر تقسیم بندی ترانسفورماتور توزیع از لحاظ نوع ماده عایقی و خنک کننده باشد، انواع ترانسفورماتورهای ایران ترانسفو به دو دسته ترانسفورماتور خشک رزینی و ترانسفورماتور توزیع روغنی تقسیم می شود. یک ترانسفورماتور خشک فاقد روغن است و سیم پیچ ها نیز در آن رزین اندود شده اند و با ریخته گری و تزریق رزین حبس می شوند. از مزیت اصلی استفاده از این ترانس ها تحمل حرارتی بالا و عدم آتش سوزی و اشتعال است. ترانسفورماتور توزیع روغنی نیز خود به دو دسته تقسیم می گردد. مورد اول دسته ای از ترانس توزیع روغنی هستند که از لحاظ طراحی مخزن و چگونگی ارتباط با هوای محیط به دو گروه سیستم روغن مرتبط با هوای بیرون و سیستم روغن بسته تقسیم می گردند. اولین گروه بیانگر ترانسفورماتور توزیع روغنی دارای منبع انبساط یا ترانسفورماتور کنسوراتوری است و مورد دوم ترانسفورماتور هرمتیک به حساب می آید.

تقسیم بندی انواع ترانسفورماتورهای ایران ترانسفو : از لحاظ نوع ماده عایقی و خنک کننده

از لحاظ تقسیم بندی بر اساس کارکرد که پیشتر نیز به آنها اشاره شد، ترانسفورماتور قدرت وظیفه انتقال انرژی الکتریکی با تغییر ولتاژ را داشته و به طور معمول در فضای آزاد و فضای بسته به صورت نصب زمینی و یا داخل اتاق ترانسفورماتور طراحی می گردند. ترانسفورماتور زمین بیشتر در جهت ایجاد مرکز ستاره یا نقطه نول در پست های انتقال به کار می رود و معمولا سیم پیچ ثانویه برای انتقال انرژی ندارد. ترانسفورماتور کمپکت که ترانسفورماتور زمین و کمکی است، ترکیبی از یک ترانسفورماتور زمین و یک ترانسفورماتور توزیع در یک دستگاه بوده و جهت ایجاد نقطه مرکزی اتصال ستاره و تغذیه در پست انتقال به کار می رود. ترانسفورماتور ویژه توزیع نیز جهت تغذیه برق واحدهای صنعتی به کار رفته و از لحاظ مشخصات فنی به صورت خاص طراحی می شود برای مثال توان، ولتاژ، تعداد سیم پیچ ها، تعداد فاز، اتصالات، نوع بارگیری، شرایط محیطی و غیره منجر به طراحی های مختلف و مدلهای مختلف برای مصرف کنندگان این قبیل از دستگاه ها می شود. این مدلها شامل ترانسفورماتور تکفاز، سه سیم پیچ، یکسوساز، کوره، دارای کلید تنظیم ولتاژ تحت بار (OLTC)، دارای سیستم خنک کننده اجباری، خروج بوشینگ ها از روی دیواره ها، دارای جعبه کابل و bust duct به همراه تجهیزات حفاظتی خاص می شوند.

بر روی پلاک مشخصات ترانسفورماتور توزیع، اطلاعاتی درج شده است که در بهره برداری صحیح از ترانسفورماتور کمک می کند. در ادامه می توانید توضیحات پلاک مشخصات یک ترانسفورماتور توزیع را مشاهده کنید.

شرکت ترانسفورماتورسازی کوشکن عضو گروه بزرگ ایران ترانسفو و تولید کننده انواع ترانسفورماتورهای توزیع روغنی  که از سال 1383 فعالیت خود را شروع کرده و توانسته با تکیه بر دانش روز دنیا و ماشین آلات وتجهیزات مدرن و نیروی متخصص کار آزموده جایگاه برجسته ای در بازار های داخــلی و خارجی به خود اختصاص دهد.

عمده محصولات این شرکت شامل انواع ترانسفورماتورهای توزیع روغنی کم تلفات،تکفاز، کمپکت،زمین،دو ولتاژی و ترانسفورماتورهای با طراحی ویـــژه بدرخواست مشتری می باشند که همگی تولیدات این شرکت مطابق با استانداردهای ملی همچون گواهینامه توانیر و ملی استاندارد و گواهینامه های بین المللی  همچون IEC و DIN طراحی و تولید می شوند.

از آنجایی که ترانسفورماتورهای توزیع یکی از تجهیزات مهم تاثیرگذار بر میزان تلفات انرژی الکتریکی در شبکه های توزیع می باشند و با توجه به تعــــداد زیاد آنها در شبکه ها و ب عنایت به اینکه در تمامی ساعات سال فعال هستند و حتی در حالت بی باری نیز انرژی مصرف می کنند، تلفات آنها در مقایسه با سایر تجهیزات قابل ملاحظه بوده و افزایش جزئی بازده این تجهیزات می تواند مزایای اقتصادی زیادی به همراه داشته باشد. با توجه به سیاست های توانیر در زمینه استفاده از ترانسفورماتورهای کم تلفات ، شرکت ترانسفورماتورسازی کوشکن نیز با طراحی و تولید انواع ترانسفورماتورهای کم تلفات توانسته نــقش بسزایی در تامین و پوشش نیاز بازار داشته باشد.

استاندارد IEC 60076

ترانسفورماتورهای ایران ترانسفو با توجه به استاندارد IEC 60076 به گونه ای ساخته می شود که بتواند توان نامی را در بالاترین دمای محیط که ترانسفورماتور برای آن طراحی شده است، ارائه دهند؛ که این دما برای ترانسفورماتورهای توزیع کم تلفات ۴۵ درجه سانتیگراد و برای ترانسفورماتورهای توزیع غیرکم تلفات (که به اصطلاح به نام “نرمال” و قبل از سال 1395 تولید می شدند) ۴۰درجه سانتیگراد است.

استاندارد IED 60076 و درصد اضافه تحریک:

از جمله عوامل افزایش دما می توان به اضافه تحریک یا افزایش ولتاژ تغذیه ترانسفورماتور در طول دوره کارکرد بدلیل مختلف اشاره کرد. از آنجا که افزایش هرگونه اضافه ولتاژ بعنوان افزایش تحریک ترانس منجر به اشباع هسته می گردد و در نتیجه سبب بالا رفتن تلفات بی باری، داغ شدن هسته و در نهایت گرمتر شدن بیش از حد ترانسفورماتور شده و در نتیجه سبب پیری زودرس عایق ها می گردد و علاوه بر این ترانسفورماتور با سطح صدای بالاتری عمل خواهد کرد. مطابق استاندارد IED 60076 افزایش ۵ درصد اضافه تحریک در طراحی لحاظ می گردد.
متاسفانه در دستورالعملهای (شرکت های توزیع برق کشور) که برداشت اشتباهی از استاندارد IEC60076-7 بوده، ذکر شده است که بارگیری از ترانس تا توان نامی تنها در دمای محیط ۲۰ درجه سانتیگراد امکان پذیر می باشد و در صورت افزایش دما بالاتراز ۲۰درجه لازم است بارگیری از ترانس کاهش یابد. متاسفانه نویسندگان این دستورالعملها متوسط دمای سالانه را با حداکثر دمای محیط اشتباه گرفته اند.

استاندارد IED 60076 و اصول بارگذاری ترانسفورماتور

طبق استاندارد IEC 60076 بارگذاری روی ترانسفورماتورهای روغنی بشرح ذیل است:

1. ارتفاع نصب نباید بیش از ۱۰۰۰ متر نسبت به سطح دریا باشد. در غیر اینصورت به ازای هر ۴۰۰ متر افزایش میبایست یک درجه از حداکثر دمای سیم پیچ کسر نمود.
2. دمای محیط بایستی بین ۰۲- تا ۴۰ درجه باشد.
3. موج ولتاژ اعمالی تقریبا سینوسی باشد.
4. آلودگی محیطی نباید از مقدار پیش بینی شده بیشتر باشد.
5. ولتاژ اعمال شده باید تقریبا سه فاز متقارن باشد.
6. ترانسفورماتور ها از نظر قرار گرفتن در معرض زلزله ایمن باشند.

با توجه به موارد ذکر شده و دستور العمل بارگیری از ترانسفورماتور موجود، برخی از بهره برداران ترانسفورماتور به دلایل مختلف، چون ایمنی و طول عمر ترانس، بارگیری از ترانس را به ۸۰ درصد توان نامی محدود می کنند که کار معقولی است و باعث عمر بیشتر ترانسفورماتور می شود. دمای هات اسپات و میزان اضافه بار مجازی که از ترانسفورماتور می توان گرفت به عواملی نظیر: دمای محیط ، بارقبلی ترانس ، زمان حضور اضافه بار و نوع اضافه بار بستگی دارد. عمر یک ترانسفورماتور، شدیداً تحت تأثیر افزایش درجه حرارت سیم پیچها و افزایش درجه حرارت روغن آن است. بنابراین هرچه بارگیری از ترانس کمتر باشد، تبعا دمای ترانس پایین تر وطول عمر و قابلیت اطمینان آن بیشتر خواهد بود.

منتها نکته اصلی اینجاست که تا زمانی که دمای محیط کمتر از دمایی که ترانس برای آن طراحی شده است باشد (۴۰و ۴۵درجه)، میتوان بار نامی را به ترانسفورماتور دریافت نمود. البته بسته به نوع ،ساختمان وطریقه خنک شدن ترانسفورماتور و بسته به قطر سیم پیچ وضخامت عایق بندی،  ترانس می تواند جریان اضافه بار را بدون اثرات نامطلوب تا مدت معینی تحمل کند. اگر اضافه بارها کنترل نشوند، به مرور زمان ترانسفورماتور کهنه وفرسوده شده، و به اصلاح دچار پیری عایقی می گردد و در نتیجه طول عمر ترانس در مقابل تحمل تنش های الکتریکی و مکانیکی ناشی از اضافه بار ، اتصال کوتاه شبکه و … به شدت کاهش می یابد.

بهره برداری تحت شرایط غیر استاندارد

• بارگیری غیر از توان تعریف شده
• تغییر شرایط محیطی بر اساس طراحی (دمای محیط، ارتفاع نصب، آلودگی محیط و سایر موارد)
• بارگیری نامقارن
• بارگیری در خارج از فرکانس تعریف شده

انواع بارگیری از ترانسفورماتور

الف- بارگیری دوره ای عادی

در این نوع بارگیری درجه حرارت محیط بیشتر و یا جریان بارگیری بیش از حد مجاز بوده ولی از دیدگاه طول عمر ، می بایستی نحوه بارگیری طوری باشد که طول عمر عادی ترانسفورماتور یعنی بارگیری در شرایط استاندارد رعایت گردد

ب- بارگیری کوتاه مدت اضطراری

این بار گیری غیر معمول و سنگین است و باعث می گردد هادی به حرارت خطرناکی برسد و این امکان کاهش موقتی در تحمل عایقی را ایجاد می کند این نوع بارگیری در صورت بروز بایستی سریعا کنترل شوند. زمان مجاز برای این نوع بارگیری بایستی کمتر از ثابت زمانی حرارتی ترانسفورماتور باشد و بستگی به درجه حرارت روغن قبل از افزایش بارگیری داشته که معمولا کمتر از نیم ساعت است.

ج- بارگیری طولانی مدت اضطراری

گاهی اوقات در اثر فعال نشدن برخی از عناصر سیستم (مانند رله های راه اندازی و یا قطع کننده) که فقط پس از رسیدن به نقطه پایداری حرارتی فعال می گردند ترانسفورماتور تحت تاثیر افزایش حرارت قرار می گیرد. این شرایط به ندرت اتفاق می افتد، ولی در هر صورت سبب پیری عایق می گردد. در عین حال چون شرایط نادری در طول عمر یک ترانسفورماتور می باشد علت اصلی تضعیف و شکست عایقی محسوب نمی گردد.

اثرات بارگیری بیش از قدرت ترانسفورماتور

• افزایش درجه حرارت در سطح غير قابل قبول در سیم پیچ ها، هادیها، عایق و روغن
• افزایش چگالی فلوی پراکندگی
• افزایش تلفات اضافی در فلزاتی که در معرفی فلوی پراکندگی قرار دارند
• به اشباع رفتن هسته به دلیل ترکیب فلوی اصلی و فلوی پراکندگی
• تغییرات در میزان رطوبت و گاز موجود در روغن و سایر عایقها در اثر تغییرات درجه حرارت
• افزایش فشار بیشتر از حد تحمل به تجهیزات جانبی همچون بوشینگها و کلید تنظیم ولتاژ

عوامل موثر در طول عمر مفید ترانسفورماتور

1. مشخصات فنی ساخت: با توجه به شرایط اقلیمی و نوع کاربرد ترانسفورماتور، طراحی ترانسفورماتور متفاوت بوده و این مهم باید در تنظیم مشخصات فنی لحاظ گردد بطور مثال ارتفاع نصب ، درجه حرارت، میزان آلودگی محیط ، شرایط بهره برداری، محیط نصب ترانسفورماتور ( Indoor یا Outdoor)
2. عملیات نصب و راه اندازی:عملیات نصب و راه اندازی می بایستی توسط متخصصین خبره انجام شود و از ارجاع امر به افراد یا گروههای غیر متخصص اكيدا اجتناب نمود. درصد بسیاری از عملکردهای نامطلوب ترانسفورماتور بدليل عمليات نصب و راه اندازی غلط می باشد.
3. سرویسهای دوره ای و نگهداری: سرویسهای دوره ای و نگهداری مناسب سهم بسزایی در افزایش طول عمر ترانسفورماتور داشته و لذا وجود برنامه سرویس و نگهداری در هر سازمان نشانه بلوغ کیفی آن می باشد.
4. تعویض قطعات مستعمل: بدلیل گذشت زمان و شرایط فیزیکی حاکم می بایستی در وقت مناسب قطعات مستعمل تعویض شده و اصولا نوعی بهسازی صورت پذیرد.
5. توجه به عوامل خارجی: علاوه بر موارد فوق، عوامل خارجی نیز در افزایش و کاهش عمر ترانسفورماتور مستقیما نقش دارند که این عوامل به شرح زیر می باشند:
   – انتخاب ترانسفورماتور با توجه به پایداری شبکه اتصال کوتاه ، امپدانس اتصال کوتاه ، نوع سیستم زمین و…)
   – نحوه بارگیری و Over Loading ترانسفورماتور (اضافه بار)
   – شرایط محیطی (درجه آلودگی محیط، درجه حرارت حداکثر و حداقل و …)|
   – انتخاب تجهیزات حفاظتی مناسب (برقگیر و …) – پخش بار (Load Flow) در شبکه های توزیع

گروه صنعتی ایران ترانسفو

گروه ايران ترانسفو از سال ۱۳۴۶ يكي از توليد كنندگان پيشگام در زمينه ترانسفورماتورهاي توزيع روغني سه فاز و تكفاز بوده و با سال ها تجربه تا كنون بيش از 280000 دستگاه از اين نوع ترانسفورماتورها را توليد نموده است. با بهره گيري از فناوري جديد ساخت ترانسفورماتورهاي توزيع با كيفيت بالا در حال حاضر ظرفيت توليد سالانه 15000MVA يا 45000 دستگاه ترانسفورماتور توزيع روغني با قدرت نامي تا 5000KVA و سطح ولتاژ تا 36KV در گروه ايران ترانسفو فراهم گرديده است.همچنين امكان طراحي و ساخت ترانسفورماتورهاي ويژه اي از قبيل ترانسفورماتورهاي زمين، ترانسفورماتورهاي زمين و تغذيه داخلي، ترانسفورماتورهاي يكسو ساز، ترانسفورماتورهاي تكفاز، ترانسفورماتورهاي دو ولتاژه و انواع ديگر براي مصارف گوناگون مطابق با آخرين نسخه استانداردهاي ملي و بين المللي از قبيل IEC, DIN, BS بر حسب تقاضا ميسر است.

ترانسفورماتورهاي توزيع در سه شركت عضو گروه ايران ترانسفو به شرح ذيل توليد مي گردند: 

• شركت ايران ترانسفو زنجان واقع در زنجان 
• شركت ایران ترانسفو ري واقع در شهر ري
• شركت ترانسفورماتورسازي كوشكن واقع در شهرك صنعتي شماره ۱ زنجان

تجهيزات استاندارد ترانسفورماتور:
• كليد تنظيم ولتاژ در حالت بي باري 
• رطوبت گير 
• ترمومتر عقربه اي روغن 
• روغن نما 
• قلاب هاي حمل، چرخ ها، محل هاي تخليه و نمونه گيري روغن

تجهيزات اختياري ترانسفورماتور: 
• رله بوخهلس 
• ترمومتر سيم پيچ 
• ترانسفورماتورهاي جريان (CT) 
•  جعبه ترمينال 
• جعبه كابل سمت فشار قوي و يا فشار ضعيف 
• Bus duct فشار ضعيف 
•  پايه از نوع Skid