کارآموزی رشته برق
باردهی ترانسفورماتور
ابتدا باید گفته شود که که مطلوب ترین شرایط برای کار یک ترانس این است که با تمام ظرفیت تحت سرویس بوده و ایزولاسیون آن نیز نباید از حد مجاز تجاوز ننمایند.
اضافه بار مجاز
عملا منحنی مصرف بار الکتریکی که در طول شبانه روز غیر یکنواخت بوده و در فاصله زمانی مشخصی مقدار ماکزیمم خود را خواهد داشت .
از طرف دیگر با توجه به این حقیقت که عمر مفید هر نوع از عایق های الکتریکی پس از جذب میزان معینی حرارت به اتمام می رسد , می توان در ماقع پیک بار , ترانس را به صورتی تحت اضافه بار قرار داد که اضافه فساد عایق در این پریود درست به اندازه کمبود فساد آن در زمان مینیمم بار باشد .
به این ترتیب عایق عمر مفید معین شده خویش را حفظ نموده و دچار خرابی زودرس نخواهد گردید . این اضافه بار که معمولا به صورت درصدی از بار نامی بیان می شود , بستگی به میزان غیر یکنواختی منحنی بار , روش خنک کردن ترانس و ضریب انتقال حرارت آن دارد . اضافه بار مجاز برای زمان های کوتاه برای ترانس به شرح زیر می باشد .
1) ترانسهای روغنی
| 30 | 45 | 60 | 75 | 100 | اضافه بار مجاز (درصد) |
| 120 | 80 | 45 | 20 | 10 | زمان اضافه بار (دقیقه) |
2) ترانسهای خشک
| 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | اضافه بار مجاز (درصد) |
| 60 | 45 | 32 | 18 | 5 | زمان اضافه بار (دقیقه) |
در شرایط اضطراری ممکن است ترانسها را حتی روزانه 6 ساعت و حداکثر تا 5 روز متوالی تحت 40 درصد 40 درصد اضافه بار قرار داد. البته در این صورت بار میانگین ترانس در طول 24 ساعت نباید از 93/0 بارنامی تجاوز نماید.
شرایط پار الل کردن و باردهی اقتصادی برای ترانسفورماتورها
وقتی که ترمینالهای مشابه اولیه و ثانویه دوترانس (یا بیشتر ) به یکدیگر متصل شوند گفته می شود که آنها بصورت پارالل کارمی کنند.
این عمل معمولاً ا زطریق باسهای ویژه و یا مستقیماً روی شبکه انجام می گیرد. برای پارالل کردن چند ترانس شرایط زیر باید برقرار باشد.
1) ترانس های روغنی
2) ترانس های خشک
در شرایط اضطراری ممکن است ترانس ها را حتی روزانه 6 ساعت و حداکثر تا 5 روز متوالی تحت 40 درصد اضافه بار قرار دارد . البته در این صورت بار میانگین ترانس در طول 24 ساعت نباید از 93/0 بار نامی تجاوز نماید .
شرایط پارالل کردن و باردهی اقتصادی برای ترانسفورماتورها
وقتی که ترمینال های مشابه اولیه و ثانویه دو ترانس (یا بیشتر) به یک دیگر متصل شوند گفته می شود که آن ها به صورت پارالل کار می کنند .
این عمل معمولا از طریق باس های ویژه و یا مستقیما روی شبکه انجام می گیرد .برای پارالل کردن چند ترانس باید برقرار باشد :
1) کلیه ترانس ها باید دارای گروه های اتصال یکسان باشند.
2) ولتاژ نامی ونسبت تبدیل ترانس ها باید یکسان باشد .
3) ولتاژ اتصال کوتاه (امپدانس اتصال کوتاه ) ترانسفورماتورها باید برابر باشند .
اگر در یک پست برق چند ترانسفورماتور به طور پارالل وجود داشته باشد , شرایط کار اقتصادی ایجاد می نماید که بر حسب مقدار بار مصرفی , تعداد مشخصی از ترانسفورماتورها در مدار قرار گیرند .
این تعداد بر این اساس انتخاب می شوند که تلفات انرژی به حداقل ممکن برسد و البته مناسب ترین وضعیت حالتی است که در این انتخاب علاوه بر تلفات در خود ترانسفورماتورها تلفات بار اکتیو و راکتیو در شبکه نیز مد نظر قرار گیرد .
ارقام 0 تا 11 مبین گروه اتصال بوده و مشخص می کند که بردار ولتاژ یک فاز (در اتصال ستاره ) در فشار قوی چند برابر 30 درجه نسبت به ولتاژ همان فاز (دراتصال ستاره) در طرف فشار ضعیف و در جهت مثبت متلتاتی اختلاف فاز دارد .
اتصال ترانسفورماتورها با گروه های اتصال غیر مشابه به همدیگر به هیچ وجه امکان پذیر نمی باشد . برای درک حادثه های که ممکن است در اثر اتصال چنین ترانسفورماتورهایی پیش آید کافی است متذکر شود که اگر بردارهای ثانویه دو ترانس فقط 30 درجه اختلاف فاز داشته باشند , جریان متعادل کننده از 3 تا 5 برابر جریان نامی تجاوز خواهد نمود .
همچنین اختلاف کوچکی در نسبت تبدیل دو ترانس پارالل شونده , منجر به جریان متعادل کننده نسبتا زیادی شده و ترانسفورماتوری که دارای ولتاژ ثانویه بیشتر است بار زیادتری به خود جذب می نماید .اگر چند ترانس با امپدانس اتصال کوتاه هایی مختلف به صورت پارالل بسته شوند توزیع بار بین آن ها به طور مستقیم با ظرفیت نامی و به طور معکوس متناسب با امپدانس اتصال کوتاه خواهد بود .
نسبت بین ظرفیت نامی ترانس هایی که قرار است به طور پارالل کار کنند نباید از 3:1 تجاوز نماید , زیرا اگر چه امپدانس اتصال کوتاه دو ترانس تیز مساوی باشند , مولفه های اکتیو و راکتیو آندو معمولا با هم اخلتاف داشته و این اختلاف در ترانسفورماتورهای با ظرفیت پایین بارزتر می باشد .
حال چنانچه امپدانس های اتصال کوتاه نیز بیش از 10 درصد تفاوت داشته باشد , اختلاف بین مولفه های فوق شدید تر بوده و نتیجتا کار پارالل کردن آن ها به خاطر وجود جریان متعادل کننده با اشکال مواجه خواهد شد .پس از اتمام عملیات نصب و یا تعمیرات اساسی معمولا ترانسفورماتورها مورد تست های مخصوص قرار داده و بعد از اطمینان از حصول شرایط کار پارالل تحت سرویس قرارمی دهند .
تنظیم ولتاژ
تنظیم ولتاژ در شبکه برق به کمک تپ چنجر و یا با کم یا زیاد کردن تعداد دورهای سیم پیچ ترانسفورماتور صورت می گیرد . اغلب ترانسفورماتورهای اصلی شبکه برق مجهز به تپ چنجر چنجر هایی هستند که زیر بار کار کرده و در طرف فشار قوی ترانس نصب می شوند . این تپ چنجرها در واقع وقتی که ولتاژ فشار قوی از حد مجاز انحراف پیدا کند , با تغییر دادن نسبت ولتاژ طرف فشار ضعیف را در مقدار نامی تثبیت می نمایند . از نطر نوع تپ چنجرها را به دو دسته می توان تقسیم نمود . در نوع اول نسبت تبدیل ترانسفورماتور در حالت قطع کامل از شبکه و به کمک چند حلقه سیم پیچ اضافی تغییر داده شده ودر نوع دوم تغییر نسبت تبدیل در حالت اتصال کامل به شبکه و زیر بار انجام می گیرد .
مثلا در ترانسفورماتورهای کاهنده توزیع برق , چهار تپ وجود دارد که به کمک آن ها می توان نسبت تبدیل ترانسفورماتور را در حالت بی باری و به میزان 5+ , 5/2 + , 5/2 _ , و 5_ درصد مقدار نامی تغییر داد .
تپ چنجر ها معمولا در مخزن جداگانه ای در مجاورت تانک ترانس (به طوری که از بیرون به صورت یکپارچه دیده می شوند) نصب شده و محور عمل کننده آن ها در بالای ترانس قرار دارد . طبیعی است که در لحظات تغییر یک تپ به تپ دیگر مدار ترانسفورماتور قطع خواهد شد . برای تثبیت ولتاژ وقتی که ولتاژ در ترمینال های طرف فشار ضعیف افزایش می یابد , باید تعداد دور سیم پیچ فشار قوی را به میزان مناسب کاهش داده و برعکس اگر ولتاژ در طرف فشار ضعیف کاهش یابد باید تعداد دور در طرف فشار قوی را به میزان مناسب افزایش داد .
بیشترین حوادثی که برای یک ترانس پیش می آید ناشی از عیوبی است که در سیتم تپ چنجر آن بروز می نماید . این عیوب عمدتا عبارتند از :
گرم کردن و سوختن کنتاکت ها , جام کردن محور تپ چنجر , شل و لق شدن اتصالات مکانیکی و ضعیف شدن کنتاکت های الکتریکی .
به همین جهت مکانیزم تپ چنجر باید به طور مرتب و دوره ای تحت مراقبت و بازرسی قرار گیرد . در تپ چنجرهای زیر بار معمولا با استفاده از یک زیر بار معمولا با استفاده از یک تپ کمکی مانع قطع مدار جریان در پریود تعویض تپ می شوند که این عمل که به کمک سوئیچ مخصوصی در داخل مخزن مخصوص تپ چنجر صورت می گیرد .
مکانیزم تپ چنجر زیر بار ممکن است از طریق تابلوی کنترل مربوطه فرمان داده شده ویا بطور اتوماتیک وتحت کنترل رله های ولتاژی عمل نماید .
مشخصات فنی و ویژگی های ترانسفورماتورهایی که عمومادر شبکه های توزیع و انتقال برق به کار برده می شوند در استانداردهای معتبر بین المللی بیان شده است .
تپ چنجرهای زیر بار در بعضی از ترانس ها مجهز به سیستمهای کنترل اتوماتیک بوده و ولتاژ شبکه را بر حسب تغییرات بار تا 15=درصد تنظیم می نماید .
اکر سیستم کنترل اتوماتیک یک تپ چنجر معیوب شود باید ترانس را کلا از مدارخارج کرده و تحت تعمیر قرار داد.
تپ چنجر زی بار باید اصولا دارای فرمان از راه دور بوده و هیچگونه تغییر تپ دستی برای ترانسفورماتورهای مجهز به سیستم تپ چنجر زیر بار مجاز دانسته نشده است.
امروزه رگولاتورهای ولتاژ کریستالی به جای رگولا تورهای الکترومکانیکی کاربرد وسیعی جهت تنظیم ولتاژ در شبکه ها ی برق پیدا کرده اند.
این رگولاتورهاکه مستقما به تپ چنجر فرمان می دهند معمولا دارای سیستم حفاظت و سینگال ویژه ای بوده و در صورت لزوم می توان مجموعه رگولاتور را از مدار خارج نمود .
ضمنا تنظیم نقطه کار این رگولاتورها نیز از راه دور مسیر می باشد .تپ چنجرهاغالبا مجهز به کنتورشمارنده هستند که تعداد دفعات عملکرد ان رانشان می دهدو طبق دستور العمل کارخانه برحسب مورد پس ازهر
10000تا20000کلید زنی ,کنتاکتهای تپ چنجر باید بازرسی شده وعیوب احتمالی آن بر طرف گردد
برای انجام این عمل باید روغن مخزن تپ چنجر را تخیله نمود ,البته علاوه بر این تپ چنجر های زیر باید حداقل سال یک بار مورد بازرسی وتست قرار گرفته و قسمتهای گردنده ومحلهای که تحت اصطکاک قراردارند نیز هر شش ماه یکبار روغن کاری شوند.اگر چند ترانس که به صورت پارالل کار می کنند دارای رگولاتورهای اتوماتیک باشند , باید توجه نمود که عملکرد رگولاتورها باید کاملا همزمان ومشابه باشند واگر رگولاتور اتوماتیک وجود نداشته باشد ,برای به حداقل رساندن جریان متعادل کننده ,تغییر تپ باید قدم به قدم صورت گرفته واختلاف بیش از یک تپ بین دو ترانس ایجاد نگردد.
تنظیم ولتاژ ممکن است توسط اتوترانسفورماتورها و یا بوستر ترانسفورماتورها نیز صورت گیرد . بوستر ترانسفورماتور از یک و یا به ترانس سری و یک ترانس تغذیه کننده ان تشکیل می شود بطوریکه سیم پیچ ثانویه ترانس با سیم پیچ ترانسفورماتورهای که لازم است ولتاژ آن تنظیم شود بطور سری بسته شده و اولیه ان به ثانویه ترانس تغذیه کوپل می شود
مراقبت و نگهداری از ترانسهای قدرت
زمین زیر ترانس های روغنی باید به طرف چاهک مخصوص روغن شیببندی شده و روی ان رابا قلوه سنگ تمیز به ارتفاع حداقل 25سانتیمتر پر شود .چاهک روغن که لوله تخلیه نیز برای ان پیش بینی می شود معمولا در کنار دیوار ساخته شده وباید به طور مرتب توسط اپراتور بازدید شود .
باید مراقبت نمود که روغن قابل اشتغال در ترنچهای کابل و یا منولهای دیگر موجود در محوطه نفوذ ننموده وضمنا در اتاق ترانس باید شن خشک در جبعه های مخصوص و همچنین لوازم دیگر اطفا حریق وجود داشته باشد .
یک ترانس رابعد از اتمام عملیات نصب ,باید تحت تست ها و بررسیهای لازم قرارداده وپس از ان در سرویس گذاشت هدف از این تست ها عبارت از حصول اطمینان از عملکرد صحیح رله ها ومدارات حفاظتی اینتر لاکهای دژنکتورها ,چک کردن کلیه ترمومترها , چک کردن سطح روغن در کنسرواتور و اطمینان از بر قرار بودن ارتباط ان با تانک ترانس .
قبل از اتصال ازمایشی ترانس که در ان فقط دژنگتورهای طرف اولیه بسته می شود, اپراتور باید کلیه شیر های روغن رادیاتورها و کنسرواتور را بازدید کرده و از عدم وجود هوا در رله بوخهلتز اطمینان حا صل نماید .
همچنین قسمتهای مختلف ترانس وتجهیزات جانبی انرا که در فضای ازاد قرار دارند تا سر دژنکتورها باز بینی کرده ودقت نماید که روی ترانسفورماتور اشیا اضافی وجود نداشته باشد ,تانک ترانس به طور محکم وموثر به زمین وصل شده باشد ,روغنی از ترانس نشت ننماید واتصالات برقگیرهای حفاظتی که معمولا در جلوی ترانس وروی خط فشار قوی نصب میشوند برقرارباشد .
در این حالت پس از اطمینان از سلامت ودرمدار بودن سیستمهای حفاظتی می توان دژنگتورها راوصل نمود .البته در اینجا یاد آور می شود که وصل ترانس با تاخیری کمتر از 12ساعت پس از پر نمودن تانک از روغن مجاز دانسته نشده است .برای وصل ازمایشی ترانس باید مدارهای رله بوخهلتز و رله جریان زیادی برای قطع انی و بدون تاخیر اماده می شود ,ولی می توان ترانس را به سیستمهای خنک کننده نیز وصل نمود ,در این صورت باید توجه داشت که در جریان کار ,درجه حرارت روغن درقسمت بالای تانک از75 درجه سانتیگراد تجاوز ننماید (به علت گرمای ناشی ازتلفات اهن).
برای کنترل وضعیت ترانس در شرایط بی باری باید حداقل 30 دقیقه آن در حالت وصل آزمایشی نگاه داشت .اگر در خلال این مدت نتایج ازمایشات قانع کننده بود می توان بلا فاصله دژنگتورهای طرف ثانویه ترانس را زیر بار قرار داد.
درترانسفوماتورهایی که سطح روغن کنسراتور توسط لوله شیشه ای آب نما کنترل می شود باید دقت نمود که دو سر لوله مزبور مسدود نباشد زیرا در صورت مسدود بودن این لوله سطح روغن به صورت صحیح نمایش داده نمی شود .
در ذیل ترانسفورماتورهای تحت سرویس را بر حسب شرایط کاری مختلف طبقه بندی نموده ,نحوه رسیدگی و بازرسیهای روتین آنها به شرح زیر می باشد .
1)در نیروگاههاو پستهایی که توسط تشکلات پرسنلی شیفت یا مقیم محل کار کنترل ونگهداری می شوند , ترانسفرماتورهای اصلی و ترانسفورماتورهای مصرف داحلی (اعم از اصلی و رزرو) باید بطور روزانه وبقیه ترانسفورماتورها هفته ای یک مرتبه مورد بازرسی قرارگیرند.
2)در نیرگاهها و پستهایی که توسط اکیپهای سیار نگه داری می شوند ,ترانسفورماتورها باید حداقل ماهی یکبار مورد بازرسی قرار گیرند.
3)در پستهای کوچک وکم ظرفیت ترانسها حداقل هرشش ماه یکبار باید بررسی شوند .سیستمهای خنک کننده ترانسفورماتورها باید از نقطه نظر عملکردصحیح پمپها و فن ها کنترل شوند
برای انجام این عمل اپراتورباید دمای روغن ترانسفورماتور وهمچنین دمای روغن در ورودی وخروجی کولر (در صورتکه ترانس مجهز به کولر ابی جهت خنک کردن باشد )رایادداشت نماید.
هرگاه ترانسی توسط رله های حفاظت داخلی قطع شود (رله بوخهلتز ,رله دیفرانسیل ,رله جریان زیاد ) ابتدا اپراتور باید وضع ظاهری ان و تجهیزات جنبی مربوطه به جهت پی بردن به علت حادثه مورد بازرسی قراردهد.
مثلا اگر وجود گاز در رله بوخهلتز مشاهده شود ,نمونه ان باید جهت تست به آزمایشگاه ارسال گردد.
زیرا بعضی مواقع ممکن است در خلال کار ترانس حبابهای هوای درون روغن باعث عملکرد نابجای رله بوخلتز گردد.
اگر گاز درون رله بخهلتز از روغن سوخته متصاعد شده باشد مبین وجود حادثه در داخل ترانس بوده که در این صورت بلا فاصله باید ترتنس راجهت تعمیرات از مدار ایزوله نمود .تعمیرات دورهای روی ترانسهایی که قطع آنها مستلزم خارج شدن ترانس اصلی از مدار است هر دو سال یک مرتبه وبقیه ترانسهاهر چهار سال یک مرتبه صورت میگیرد .
ضمنا ترانسفورماتورهایی که در شرایط محیطی با آلودگی بسیار بالا کار می کنند باید طبق دستور العملهای ویژه مربوط به محل ,مورد تعمیرات دورهای قرارگیرند. خشک کردن ترانسفورماتورها اولا : اگر سیم پیچ یا ایزولاسیون ترانس به طور جزئی یا کلی تعمیر شده باشد , به نیاز به اندازه گیری به خصوصی قطعا باید آن را تحت عملیات رطوبت زدائی قرار داد .
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه
باردهی ترانسفورماتور 1
شرایط پارالل کردن 2
تنظیم ولتاژ 5
مراقبت و نگهداری از ترانس های قدرت 9
دژنکتورها 14
اندازه گیری زمان قطع و وصل کلید 17
سکسیونرها 18
ترانسفورماتورهای ولتاژ 23
ترانسفورماتورهای جریان 25
راکتورها 29
فیوزها 31
برقگیرها 33
تست دوره ای تجهیزات 36
نیروگاهها و پست های برق 38
زمین حفاظتی در تجهیزات الکتریکی 44
بازرسی و تست شبکه اتصال زمین 50
کابلهای قدرت سه فاز 50
استفاده از فیلتر ترموسیفون در ترانسفورماتور 53