علل سوختن ترانسفورماتورهای توزیع در ایران و بررسی هارمونیک و روغن در عملکرد ترانسفورماتور

علل سوختن ترانسفورماتورهای توزیع در ایران و بررسی هارمونیک و روغن در عملکرد ترانسفورماتور

مقدمه :

پیشرفت صنعتی و در نتیجه بالا رفتن استاندارد زندگی بشر با توسعه منابع انرژی و استفاده از آنها امکان پذیر میگردد. با افزایش مصرف انرژی ، منابع انرژی نیز از لحاظ تنوع و میزان تولید افزایش یافته است. از میان انواع انرژیهای مورد استفاده ، انرژی الکتریکی به لحاظ اینکه باعث آلودگی محیط زیست نمی شود ، در زمان نیاز قابل تولید است ، به آسانی به صورتهای دیگر انرژی قابل تبدیل بوده و همچنین قابل انتقال و کنترل می باشد بیش از انواع دیگر انرژیها مورد توجه بشر قرار گرفته است. امروزه سیستم های انرژی الکتریکی نقش اساسی را در تبدیل و انتقال انرژی در زندگی بشر بازی می کنند.

فهرست مطالب علل سوختن ترانسفورماتورهای توزیع :

فصل اول : مقدمه    1

مقدمه :    2
1-1)- قسمت های اساسی سیستم قدرت    2
1-2)- جایگاه ترانسفورماتور در سیستم قدرت :    3
1-3)- معرفی فصلهای پروژه :    3

فصل دوم : ساختمان ترانسفورماتور    4

2-1)- تعریف ترانسفورماتور :    5
2-2)- معرفی اجزای ترانسفورماتور:    5
2-2-1)- قسمتهای اصلی ترانسفورماتور:    5
2-2-2)- متعلقات ترانسفورماتور:    8
2-3)- حفاظت های نصب شده روی ترانسفورماتور :    12
2-3-2)- رله جانسون :    15

2-3-3)- رله سنجش درجه حرارت سیم پیچی :    15
2-3-4) – رله سنجش درجه حرارت روغن ‏:    16
2-3-5)- دریچه اطمینان- لوله انفجار :    16
2-3-6)- برقگیر :    17
2-4)- حفاظت های ترانسفورماتور قدرت عبارتند از‏‏:    17
2-5)- قسمتهای مورد کنترل درهنگام بازدیدترانسفورماتورقدرت :    18

2-6)- سیستم ها ی خنک کردن ترانسفورماتور و عایق :    18
2-7)- برای سفارش یک ترانسفورماتور حداقل اطلاعات زیر مورد نیاز است :    19

فصل سوم : هارمونیک در ترانسفورماتورها    20

3-1)- پدیده تحریک در ترانسفورماتورها :    21
3-2)- هارمونیکها در ترانسفورماتور:    23
3-3)- هارمونیکها در ترانسفورماتورهای سه فاز:    26
3-3-1)- اتصال ستاره :    28
3-3-2)- اتصال مثلث :    29
3-4)- تقسیم بندی ترانسفورماتورها سه فاز از نقطه نظر مدارهای مغناطیسی :    31
3-4-1)- اتصال ستاره (بدون اتصال زمین ) Yy  :    31

3-4-2)- اتصال Yy   ستاره با نقطه خنثی :    36
3-4-3)- اتصال Dy    :    36
3-4-4)- اتصال Yd   :    37
3-4-5)- اتصال  Dd   :    38
3-5)- عیوب هارمونیک در  ترانسفورماتورها :    39

3-5-1)- هارمونیک های جریان :    39
3-5-2)- هارمونیک ولتاژ :    40
3-6)- حذف هارمونیک ها :    41
3-6-1)- چگالی شار کمتر :    42
3-6-2)- نوع اتصال :    42
3-6-3)- اتصال مثلث سیم پیچی اولیه وثانویه :    42

3-6-4)- استفاده از سیم پیچی سوم :    42
3-6-5)- ترانسفورماتورستاره- مثلث زمین :    43
3-7)- سیم ثالثیه یا پایدار کننده :    43

فصل چهارم : روغن درعملکردترانسفورماتور    47

4-1)- مقدمه :    48
4-2)- روغن ترانسفورماتور :    49
4-3)- بطورکلی دلایل اصلی بکار بردن روغن ها در ترانسفورماتورها بصورت زیر است :    49
4-4)- روغن به عنوان یک سیال عایق و یک ماده انتقال دهنده حرارت بنحو احسن باید دارای شرایط زیر باشد :    50
4-5)- مهمترین عوامل بر روی خواص و شرایط روغن عبارتند از :    50

4-6)- عواملی که باعث فساد و خراب شدن روغن درعملکرد ترانسفورماتور ودر نتیجه عدول از خصوصیات استاندارد آن میشود عبارتنداز :    51
4-7)- خواص روغنها :    51
4-7-1)- خواص فیزیکی روغن :    51
4-7-2)- خواص الکتریکی روغن درعملکرد ترانسفورماتور :    52
4-7-3)- خواص شیمیایی روغن درعملکرد ترانسفورماتور :    57

4-8)- ترکیبات غیر هیدروکربنی :    62
4-9)- افزودن مواد ضد اکسیداسیون در روغن :    62
4-10)- مخلوط کردن انواع مختلف روغن :    64
4-11)- روغنهای مخصوص :    64
4-12)- آزمایشهای کنترل کیفیت روغن :    66
4-13)- کنترل کیفیت روغن در زمان بهره برداری :    74

4-14)- برنامه آزمایش روغن :    75
4-14-1)- آزمایش های دوره ای روغن :    75
4-14-2)- بررسی روغن نمونه برداری شده از ترانسفورماتور :    77
4-15)- روغن پیر :    79
4-15-1)- عدد پولاریزاسیون :    79
4-15-2)- کشش بین سطحی :    80
4-15-3)- عدد اسیدی :    82

4-15-4)- ضریب کیفیت روغن :    82
4-16)- وضعیت ترانسفورماتوربا گاز کروماتوگرافی :    85
4-16-1)- مرحله نمونه برداری روغن از ترانسفورماتور در محل :    87
4-16-2)- مرحله جذب گازهای موجود در روغن به وسیله دستگاه کروماتوگراف گاز و تجزیه و ارایه آن به اپراتور :    87
4-16-3)- مرحله بررسی و تحلیل نتیجه آزمایش گازهای محلول در روغن بوسیله کارشناسان در مورد وضعی تترانسفورماتور :    88

4-17)- تجهیزات مربوط به تست و تصفیه روغن :    90
4-17-1)- دستگاه تست ولتاژ شکست روغن :    91
4-17-2)- دستگاه سیار احیای روغن  ترانسفورماتور :    94
4-18)- شناخت باقیمانده عمر ترانسفورماتور از روی روغن :    97
4-19)- نتیجه گیری :    99

فصل پنجم : اثر شرایط  آب و هوایی روی عملکرد ترانسفورماتورها    102

5-1)- مقدمه :    103
5-2)- رطوبت هوا :    103
5-3)- درجه حرارت محیط :    104
5-3-1)- بررسی کاهش اثرات دمای محیط  بر روی ترانسفورماتور :    107
5-4)- ارتفاع نصب :    110
5-5)- آلودگی های صنعتی و صحرایی :    110
5-5-1)- رسوب آلودگی :    110
5-5-2)- نفوذ آلودگی به روغن :    111
5-6)- نتیجه :    111

فصل ششم  : علل سوختن ترانسفورماتور در ایران    113

6-1) – مقدمه :    114
6-2)- عیوب داخلی :    115
6-2-1)- خطای سیم پیچی ها :    115
6-2-2)-  خطای روغن :    116
6-2-3)- خطای بدنه :    117
6-2-4)- خطای هسته :    117
6-2-5)- خطای تب چنجر :    118
6-3)- عیوب خارجی :    119

6-3-1)- اضافه بار :    119
6-3-2)- اضافه جریان :    120
6-3-3)- اضافه ولتاژ :    121
6-3-3-1)- اضافه ولتاژهای خارجی :    121
6-3-3-2)- اضافه ولتاژهای داخلی :    121
6-3-3-3)- تاثیر اضافه ولتاژهای ناشی از امواج ضربه ای بر روی سیم پیچ ترانسفورماتور :    125
6-4)- عامل بهره برداری :    126

6-4-1)- عدم حفاظت مناسب ترانسفورماتور در مقابل اتصالیهای شبکه :    126
6-4-2)- عدم حفاظت مناسب ترانسفورماتور در مقابل اضافه بار و عدم بازدید و آزمایشات بموقع ترانسفورماتور :    127
6-4-3)- عدم حفاظت مناسب ترانسفورماتور در مقابل صاعقه :    128
6-4-4)- طولانی بودن شعاع تغذیه و اتصالی نقاط دور :    129
6-4-5)- مسئله روغن :    129
6-4-6)- مسئله تخصص :    129
6-4-7)- عوامل پیری و ضعف  ترانسفورماتورهای توزیع :    130
6-4-7-1)- پیری و ضعف بعلت عمر طبیعی (کهولت) :    130

6-4-7-2)- پیری و ضعف بعلت بهره برداری نامناسب :    131
6-4-7-3)- عمده عوامل تشدید کننده پیری پستهای توزیع قدیمی :    131
6-5)- عوامل طراحی و ساختاری :    135
6-6)- عوامل پیش بینی نشده :    135
6-7)- حفاظت ترانسفورماتوردر مقابل امواج ضربه ای :    136
6-7-1)- حفاظت خارجی :    136
6-7-2)- حفاظت داخلی :    136

6-8)- زمین کردن ترانسفورماتور:    138
6-9)- آزمایشات عایقی ترانسفورماتور:    139
6-10)- انتخاب نقطه بهینه کار ترانسفورماتورها:    142
6-10-1)- پستهای زمینی :    142
6-10-2)- پستهای هوایی :    143

فصل هفتم : پیشنهادات و نتیجه گیری    144

الف)- پیشنهادات :    145
ب)- نتیجه گیری :    150

فصل هشتم : ضمائم    151

ضمیمه 1    152

8-1)- خوردگی و تجهیزات حفاظت در مقابل خوردگی :    152
8-1-1)- خوردگی گالوانیکی :    152
8-1-2)- خوردگی اتمسفری :    153
8-1-3)- خوردگی حفاظت کاتدی:    154
8-1-4)- حفاظت آندی:    154

ضمیمه 2    155

8-2)- امکان بروز    *  VFTOدر محل نا همگونی سیم پیچ فشار قوی‏:    155

ضمیمه 3    157

8-3)- کاهش جریان هجومی ترانسفورماتورهای قدرت‏ :    157
8-3-1)- اصلاحات داخلی :    157
8-3-2)- اصلاحات خارجی :    158
8-3-2-1)- افزایش مقاومت راه اندازی :    159
8-3-2-2)- کلید زنی در لحظه مناسب :    160

ضمیمه  4    161

8-4)- رفتار سیم پیچی در حالت گذرا:    161
مراجع:    162

علل سوختن ترانسفورماتورهای توزیع در ایران و بررسی هارمونیک و روغن در عملکرد ترانسفورماتور