گزارش کارآموزی برق در پست 63/20kv در 52 صفحه ورد قابل ویرایش

چکیده :

با توجه به کاربرد وسیع ترانسفورماتور در صنعت مسئله خنک کنندگی و عایق بندی آنها حائز اهمیت می باشد.

در سالهای اخیر پیشرفتهای چشمگیر در نوع عایق ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن هستند و روغن عایقی مورد استفاده از نوع روغن های معدنی مختلف و یا آسکارل می باشند.

انواع دیگر ترانسفورماتورها از جمله ترانسفورماتورهای گازی و ترانسفورماتورهای رزینی نیز در صنعت برق به عنوان طرح جدید در دست بررسی می باشند که تحقیقات گسترده ای در جهت طراحی و ساخت آنها در حال اجراست. در اینجا ما به بررسی انواع عایق های مورد استفاده در ترانسفورماتور و تفاوت و کیفیت آنها بحث می کنیم.






فهرست مطالب



عنوان


صفحه



فصل اول: عایق بندی ترانسفورماتور ...................................................................... 1

1-1- انواع عایق ها...................................................................................................... 2

1-2- مشخصات اساسی دی الکتریک ها........................................................................ 4

1-3- ترانسفورماتورهای خشک .................................................................................... 5

1-4- ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن .................................................................... 7


فصل دوم: روغن در ترانسفورماتورهای عایق بندی شده با عایق های مایع.......... 10

2-1-کلاس روغن........................................................................................................ 12

2-2- خواص شیمیایی روغن.......................................................................................... 12

2-3- هیدروکربن ها..................................................................................................... 13

2-4- روغن های پارافینی.............................................................................................. 13

2-5- روغن های نفتالین................................................................................................ 14

2-6- پیر شدن روغن.................................................................................................... 15

2-7- معیارهای ارزیابی روغن........................................................................................ 17



فصل سوم: آسکارل در ترانسفورماتورهای عایق بندی شده با مایع........................ 22

3-1- آشنایی با آسکارل............................................................................................... 23

3-2- خطرات آسکارل ................................................................................................ 24

3-3- نکات ایمنی برای استفاده از روغن آسکارل............................................................ 24



فصل چهارم: گاز SF6 در ترانسفورماتورهای عایق بندی شده به وسیله گاز.......... 26

4-1- آشنایی با گاز SF6 ............................................................................................ 27

4-2- گاز SF6 به عنوان پرکننده تانک ترانسفورماتور...................................................... 28

4-3- خواص فیزیکی SF6............................................................................................ 28

4-4- خواص شیمیایی گاز SF6.................................................................................... 29

4-5- خواص الکتریکی گاز SF6 .................................................................................. 29



د


4-6- استقامت دی الکتریک ......................................................................................... 29

4-7- استقامت مکانیکی............................................................................................... 30

4-8- قسمتهای اصلی ترانسفورماتور گازی...................................................................... 30



فصل پنجم: رزین ها به عنوان ماده پر کننده تانک ترانسفورماتور ........................ 32

5-1- خواص فیزیکی رزین........................................................................................... 33

5-2- خواص شیمیایی رزین.......................................................................................... 33

5-3- خواص الکتریکی رزین ....................................................................................... 33

5-4- استقامت دی الکتریک......................................................................................... 33



فصل ششم: سطوح عایقی........................................................................................... 34



فصل هفتم: بکارگیری ترانسفورماتورهای مختلف در صنعت با در نظر گرفتن
پارامترهای مختلف فنی و اقتصادی.......................................................................... 36

7-1- بکارگیری ترا نسفورماتور در محیط های با خطرآتش سوزی.................................... 37

7-2- بکارگیری با توجه به مسائل زیست محیطی.............................................................. 37

7-3- بکارگیری ترانسفورماتور در محیط های محدود....................................................... 38

7-4- بکارگیری برای توزیع هماهنگ با پیک برق........................................................... 38

7-5- بکارگیری ترانسفورماتور با توجه به مسائل نگهداری و تعمیرات................................ 39

7-6- نتیجه مقایسه....................................................................................................... 39



فصل هشتم: اثرات نامطلوب ناشی از ورود رطوبت و ناخالصی ها به داخل محفظه ترانس و پیامدهای آن 40

نتایج و پیشنهادات ...................................................................................................... 41





-1- انواع عایق ها

عایق هایی که در ساختمان ترانسفورماتورها به کار برده می شوند عبارتند از:

1-عایق های گازی: هوا، ازت، هگزافلوئور گوگرد (SF6).

2- عایق های مایع: روغن، آسکارل.

3- عایق های به حالت گرد: منیزی، ماسه کوارتز.

4- عایق های به حالت جامد: لعاب، فیبرهای پنبه ای یا شیشه ای خشک شده یا اشباع شده.

- کاغذ یا مقوای الکتروتکنیکی (پرسبان، پرسبورد، کرافتبورد، ترانسفورمربورد).

- عایق های طبقه طبقه یا مطلق که با مایۀ ورقه های کاغذ یا ورقه های کاغذ یا ورقه های مقوا روی هم گذارده شده و در رزین عجین شده اند.

- چوبهای خشک یا اشباع شده، چوبهای بانکیزه.

- ورنی، رزین، صمغ یا سقز یا قطران یا سقز چوب یا روغن، آسفالت.

- پرپیلن، سنگ صابون (یکنوع سیلیکات منیزیم)، سنگ سیاه، شیشه.

- عایق های قالبی ریخته شده با مایه آرد چوب عجین شده به وسیله رزین (صمغ یا سقز) با ترکیبات شیمیایی.


هوا

عایق اساسی و اصلی در ترانسفورماتورهای خشک می باشد و همین طور قسمت خارجی وسایلی که از ترانسفورماتور غوطه ور در روغن به طرف بیرون عبور کرده اند (ایزولاتور یا تراورسها) را احاطه می کند.


روغن

روغن های معدنی سبک به کار برده شده در ترانسفورماتورها از طریق تقطیر نفت به دست می آید و عایق اساسی و اصلی ترانسفورماتورهای غوطه ور را که برای تمام قدرتها و ولتاژهای مختلف ساخته می شوند تشکیل می دهد.

سختی دی الکتریک روغن به طور تجارتی به وسیله اندازه ولتاژ جرقه زدن یک جرقه زننده دائم در یک محفظه ای از عایق ارزیابی می گردد.

سختی دی الکتریک روغن با اندازه رطوبت شدید کاهش می یابد همین طور به طور قابل ملاحظه ای با آلودگی های مدار معلق در آن از قبیل گرد و غبار و پس مانده و ریزه های کاغذ یا مقوا کاهش و تغییر می نماید.

لذا به دلایل فوق بسیار قابل اهمیت است که روغن خشک و صاف گردد (برای جلوگیری از ورود رطوبت روغن از ماده ای به نام سیلیکاژل استفاده می شود) خصوصاً در مورد ترانفسورماتورهای فشار قوی مخصوص و غوطه ور در روغن باید گازهای موجود در آن کاملاً حذف و از بین برده شود.

تا فرکانس Hz500 ولتاژ اعمال شده عملاً اثری روی سختی دی الکتریک روغن نمی گذارد.


آسکارل

آسکارلها کربورهای هیدروژن کلر هستند که در تجارب به نام پیرالن معروفند. این دی الکتریک مایع، مشخصات قابل قیاس با دی الکتریکهای روغن معدنی از خود نشان می دهد و به اضافه مزیت غیراشتعال بودن را نیز دارا هستند. پیرالن در برابر حرارت پایدار و اکسیده نمی شود. اما بسیار قابلیت مورد تهاجم قرار گرفتن اجسام دیگر را دارد. بدین جهت باید با عایق هایی که خاصیت گرایش به آن را دارند به طوری استفاده شود که مورد تهاجم قرار نگیرد مثلاً 6 پنبه، کاغذ، مقوای الکترونیکی و بعضی از لعابها و ورنیها مناسبند.

پیرالن دارای چگالی بسیار بزرگتر نسبت به آب است لذا باید از وجوب آب اجتناب نمود. زیرا آب به علت کوچکی چگالی در سطح بالا و در مجاورت اتصالاتی که غرق در آن هستند جمع شده و موجبات اتصال کوتاه را فراهم می سازد.

پیرالن محسوساً گرانتر از روغن است بدین جهت آن را به کار نمی برند مگر برای مواقعی که امکان آتش سوزی و یا خسارتی ترانسفورماتور را تهدید می کند. مثلاً در مورد دستگاههایی که در مراکز شهرها و مکان های عمومی در ساختمان های بزرگ، در کارخانه ها، در مسیرهای زیرزمین و غیره نصب می شوند.

ورنی اشباع شده برای پر کردن تقاطع بین حلقه ها و بین لایه ها، بوبین هایی که دارای حلقه های زیاد در هر لایه می باشند استفاده می شود و تا اندازه ای چسبندگی به سیم پیچی می دهد ولی پس از آماده کردن سیم پیچی که در هوا قرار گرفته می شود از جذب رطوبت جلوگیری به عمل می آورد.


1-2- مشخصات اساسی دی الکتریک ها

دی الکتریک ها دارای 3 مشخصه می باشند:

1- سختی دی الکتریک

2- تلفات دی الکتریک

3- ثباث در عایقهای مایع یا گازی

یک عایق در یک میدان الکتریکی متناوب قرار گرفته است منبعی از تلفات می باشد. این تلفات به طبیعت و جنس عایق و میدان الکتریکی و فرکانس درجه حرارت بستگی دارند.

ثابت دی الکتریک یک عایق عبارتست از:

نسبت ظرفیت خازنی که با این عایق به عنوان دی الکتریک ساخته شده باشد به خازنی که به جای عایق مزبور خلاء جایگزین شود.
1-3- ترانسفورماتورهای خشک

در ترانسفورماتورهای کوچک با قدرت تا KU.A 10 و تا ولتاژ KU15 درجه حرارت دو بار کامل به ندرت از حد مجاز زیادتر می شود بنابراین گرمای ترانسفورماتور به هوای پیرامون آن منتقل می شود و نیازی به وسیله خاص برای خنک شدن ندارد. این ترانسفورماتورها را ترانسفورماتورهای خشک گویند. برای سیم پیچی های فشار ضعیف تا 750 ولت، ولتاژ کار یا سرویس که به شکل شبکه ای در 2 یا چندین قشر به طور سری به هم ساخته شده اند، بین قشرها عایق بندی به وسیله یک لایه یا دو لایه یا پوشش از پارچه آغشته به ورنی یا کاغذ مقاوم از نظر مکانیکی و به ضخامت mm 2/0 که از لبه یا حاشیه ها بیرون زده یا پایین آمده، اجرا و عملی می شود.

برای سیم پیچی های فشار قوی ساخته شده با بوبین های از سیم گرد با چندین حلقه دو لایه می توان بین لایه ها ولتاژی در فاصله 120 تا 240 ولت را هنگام آزمایش با ولتاژ القا شده پذیرفت بین لایه ها یک لفاف آغشته به ورنی یا کاغذ به ضخامت mm2/0 جاسازی می نمایند و در بوبین های انتهایی بین لایه ای را مضاعف می کنند.



ایزولاتورها (تراورسه ها) برای ترانسفورماتورهای خشک

باس بارها: اقتصادی ترین خروجیها باس بارها هستند و در فشار ضعیف روی ترانسفورماتورهایی که در محیط بسته یا داخل نصب می شوند و بدون باک ذخیره روغن هستند مورد استفاده قرار می گیرند.

هادیها عبارتند از: یک یا دو مفتول 4 گوش که بین قطعاتی که از چوبهای آیش داده شده فشرده و محکم بسته شده اند.


ظرف ترانسفورماتورهای خشک

به طور کلی ظرف ترانسفورماتورها از ورقه های فولادی از جنس مناسب ساخته شده است و طوری هستند که امکان جوش الکتریکی را با شرایط عالی میسر می سازند.

ظرفها به فرم بیضی یا مستطیلی هستند و فرم انتخابی به طریقی با قسمتهای فعال باید انطباق داشته باشد تا از آنجا به وزن ها و اندازه های کوچکتر ممکن دست یافت.

ابعاد داخلی ظرف بر مبنای ابعاد قسمتهای فعال از قبیل: مدار مغناطیس، سیم پیچ ها، تعویض کننده هایی انشعاب و اتصالات با حمالهایشان تعیین می گردد.

ضمناَ باید فواصل لازم میان ایزولاتورها و خطاهای مجاز ساختمانی و محل بازی، برای جا گذاردن و یا جاسازی قسمتهای فعال در داخل ظرف در نظر گرفت.

خنک کنندگی ترانسفورماتورهای خشک

به طور کلی در مسئله خنک کنندگی دو عامل نقش اساسی دارد:

1- مصرف کردن خنک کننده ای با قدرت انتقال گرمای بیشتر از هوا مثل آب، هیدروژن و هلیم.

2- خنک کردن مستقیم هادیها به جای خنک کردن غیر مستقیم سطوح خارجی موتور.

در ترانسفورماتورهای خشک، سیال خنک کننده هوا می باشد و تازه و تعویض کردن سیال به صورت: 1- طبیعی با علامت اختصاری (SN) و 2- اجباری با علامت اختصاری (SU) می باشد.


جابجایی هوا

در جابجایی مرکز محیط، هوا یا مایع عمل انتقال حرارت بر تماس با جسم گرد را انجام می دهد. مرکز محیط به طور موضعی گرم شده و قسمتی که حرارت را گرفته افزایش حجم می باشد و در نتیجه چگالی آن کاهش می یابد و در سیال بالا می آید و با قسمتی معادل از سیال سرد جانشین می گردد که به نوبه خود گرم می شود.



ترانسفورماتورهای خشک با خنک کردن طبیعی

برای این نوع ترانسفورماتورها عموماً ولتاژ سرویس از KU 5/17 تجاوز نمی کند، برای قدرتهای کوچک تا KUA10 تقریباَ دستگاهها را می توانند بدون تشکیلات خنک کنندگی مخصوص بسازند.

برای دستگاههای با قدرت بالاتر تا KUA200 با عایق های کلاس A و قدرتهای بالاتر برای آنکه خنک کردن طبیعی کفایت نماید کانال های هوای قائم مجاور به سیم پیچی ها قابل اهمیت و در حدود 10 تا 15 میلیمتر پیش بینی شود. کانال های افقی تأثیری نخواهد داشت.


جابجایی اجباری

در جابجایی طبیعی سرعت جابجا شدن سیال کند است وقتی به طور مصنوعی حرکت سیال را فعال کنند لایه ساکن چسبیده به سطح گرم کاهش می یابد یا از بین می رود و موجب کاهش افت درجه حرارت در این لایه و از آنجا کاهش گرما در سطح مزبور می شود.


ترانفسورماتورهای خشک با گردش اجباری هوا

قدرت ترانسفورماتور خشک می تواند تا چندین هزار کیلو ولت آمپر به وسیله دماندن یا فوت کردن هوا در طول سطوح مدار مغناطیسی و سیم پیچ ها و در درون کانال های خنک برده شود.


ترانسفورماتورهای خشک مسدود شده و نفوذناپذیر

دستگاههای خشک که در داخل ظرفهای کاملاَ مسدود و غیرقابل نفوذ قرار داده می شوند، ظرف آنها از گاز ازت یا گاز مناسب دیگر مثل هگزا فلوئور سولفور پر می کنند و عمل خنک شدن در اثر گردش گاز در داخل ظرف و گردش هوا در خارج آن انجام می گیرد.


1-4- ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن

امروزه ترانسفورماتورهای روغنی به طور وسیعی مورد استفاده قرار می گیرند. در این نوع ترانسفورماتورها، قسمتهای فعال ترانسفورماتور داخل ظرفی پر از روغن قرار می گیرد.

روغنی که در مجاورت سیم پیچ ها و هسته گرم می شود. شروع به چرخیدن می کند و عمل جابجایی بین روغن سرد و گرم صورت می گیرد و عمل خنک کردن قسمتهای فعال ترانسفورماتور انجام می شود.



ایزولاتورها یا تراورسه های روغنی

این تراورسه ها برای ولتاژهای سرویس بالاتر از 36 کیلو ولت بکار برده می شوند و به وسیله مجموع استوانه های عایق متحدالمرکز با ضخامت های نسبتاً کم تشکیل شده اند که بعضی از آنها می توانند شامل جوشهای فلزی برای توزیع مساعد میدان الکتریکی عملی شده باشند و به وسیله فضاهایی از روغن از هم مجزا گردیده اند.

تراورسه ها از روغن ترانسفورماتور پر شده و باک ذخیره آن از این لحاظ باید در سطحی مناسب قرار داشته باشد.


ظرف ترانسفورماتور

ساختمان ظرف ترانسفورماتور روغنی بستگی به محاسبات حرارتی آن دارد. عموماً ظرفها را در ترانسفورماتورهای قدرت به شکل بیضگون می سازند . این ظرفها باید فشارهای داخلی بیش از 5/0 اتمسفر را تحمل کنند.

این ظرفها را روی سطح چرخداری نصب می نمایند که تحمل وزن کلی ترانسفورماتور را بنماید. هر اندازه قدرت ترانسفورماتور افزایش یابد محاسبه و ساختمان این ظرفها از نقطه نظر تخلیه حرارت مشکل تر و پیچیده تر می گردد. برای ترانسفورماتورهای با مخرن ذخیره روغن، سطح روغن همواره تا در پوش می رسد و امتناع حاصله در روغن به داخل مخزن ذخیره منتقل می گردد.



4-1- آشنایی با گاز SF6

یکی از جدیدترین و مناسبت ترین مواد ایزوله به کار رفته شده در تجهیزات و تأسیسات فشار قوی را گاز SF6 تشکیل می دهد این ماده تنها عایق بکار گرفته شده به حالت گاز می باشد. انواع گوناگون گازهای ایزوله فراوان می باشند. ولی تنها گاز SF6 به عنوان ماده ایزوله با خاصیت دی الکتریک فوق العاده و مشخصات مناسب در تجهیزات و تأسیسات فشار قوی و انتقال انرژی به کار گرفته شده است.

گاز هگزا فلوراید سولفور گازی است بی رنگ، بدبو، غیرسمی و غیرقابل احتراق با خاصیت عایقی بسیار خوب به ویژه در فشارهای بالا که از نظر حرارتی نیز پایدار می باشد این گاز در درجه حرارت 8/63- درجه سانتیگراد به مایع تبدیل می شود و در درجه حرارت و فشار مورد استفاده در ترانسفورماتورهای قدرت کاملاً به صورت گاز می باشد.

خاصیت خنک کنندگی و انتقال حرارت این گاز نسبت به هوا تا حدود 3 برابر بوده ولی نسبت به روغن پایین تر می باشد. اما خاصیت عایقی این گاز در فشار اتمسفر بین 2 تا 3 برابر هوا بوده و در فشارهای بالاتر این نسبت افزایش می یابد به طوری که در فشارهای 3 اتمسفر این ویژگی روغن نیز بیشتر می شود.

استقامت عایقی این گاز بیشتر از هوا و روغن وابسته به میدان الکتریکی و توزیع آن بوده و لذا در طراحی ترانسفورماتورهای گازی به شکل توزیع میدان و یکنواخت بودن آن بایستی توجه خاصی مبذول گردد. با توجه به نتایج عالی استفاده از این گاز در کلیدهای فشار قوی، به تدریج با توسعه شبکه های انتقال انرژی و افزایش حدود ولتاژها تا 1200-700 کیلوولت استفاده از آن در این حدود ولتاژ به سرعت گسترش یافت به طوری که مطالعات و بررسی های لازم به منظور احداث ایستگاههای انتقال انرژی نوع Metalclad با ایزولاسیون گاز SF6 در دهه 1970 آغاز گردید. هم اکنون ساختمان ایستگاهها Metal. Clad با ولتاژ 800 کیلوولت و فضای بسیار محدود رواج کامل یافته است. در حال حاضر گاز فوق یکی از مهمترین و با ارزش ترین مواد ایزوله در حدود ولتاژ انتقال را تشکیل داده می توان گفت. استفاده از کلیدهای فشار قوی گازی تقریباً جایگزین کلیدهای فشار قوی هوای فشرده گردیده است.

کاربرد این گاز به عنوان ماده ایزولاسیون جدید با مقاومت دی الکتریک بالا امکان افزایش حدود ولتاژهای انتقال را در طی سالهای آینده تا مقدار 2000 کیلو ولت و بیشتر کاملاً امیدبخش ساخته است.



4-2- گاز SF6 به عنوان پرکننده تانک ترانسفورماتور

با افزایش سطح ولتاژ در شبکه های برق محققین صنعت برق را بر آن داشت تا با به کارگیری عایقهای با قابلیت بهتر بتوانند به تجهیزات مورد لزوم در ولتاژهای بالا و با قابلیت های اطمینان مناسب و در عین حال هزینه کم طراحی و به مرحله ساخت برسانند.

این گازها که سالها به عنوان عایق در کلید خانه ها، محفظه قطع کلیدهای فشار قوی به کار برده می شد امروزه در ترانسفورماتورهای توزیع و صنعتی ظرفیتهای پایین استفاده می شود.



4-3- خواص فیزیکی SF6

این گاز گازی غیرسمی و غیرقابل اشتعال می باشد. خواصهای فیزیکی بسیار خوب این گاز را به عنوان یک عایق بسیار خوب برای ترانسفورماتورها مشخص کرده است.

آزمایشهای مختلف نشان داده که وقتی تمرکز گاز 80% باشد (20% بقیه اکسیژن) هیچ تأثیر منفی مشاهده نمی شود. لذا هیچگونه نگرانی از مخلوط شدن گاز با هوای محیط وجود ندارد این یکی از خواص بسیار خوب این گاز است.

عموماَ SF6 دارای مشخصه های انتقال حرارت خوب می باشد وقتی زمانی که هدایت حرارتی گاز کمتر از هوا و نیتروژن می باشد قابلیت انتقال حرارت گاز بالاتر است. (چون قابلیت انتقال حرارت به حرارت معین گاز، هدایت حرارتی و ویسکوزیته آن بستگی دارد).

وزن مولکولی بالای گاز و پایین بودن ویسکوزیته آن باعث می شود که تأثیر انتقال حرارت این گاز نسبت به گازهای معمولی بیشتر باشد لذا در شرایط معین باعث می شود که محیط دستگاه پر شده با گاز خنک تر باشد و به این دلیل است که جایگزینی گاز با روغن می تواند نتایج رضایت بخشی بدهد.



4-4- خواص شیمیایی گاز SF6

گاز SF6 که از ترکیب 2 عنصر گوگرد و گاز فلوئور به وجود آمده اتمهای گوگرد به صورت متفاوت و کلیه اربیتال های آن اشباع شده به طوری که تا حرارت 150 درجه سانتیگراد گازی کاملاً غیرفعال است و هیچگونه میل ترکیبی با سایر عناصر ندارد.

به طور کلی از نظر شیمیایی این گاز را می توان بسیار پایدار و مناسب برای کاربرد در ترانسفورماتور دانست و تجزیه آن در برابر قوسهای داخلی کمتری از روغن می باشد.



4-5- خواص الکتریکی گاز SF6

گاز SF6 یک مولکول غیرقطبی بوده و مقاومت الکتریکی بسیار بالایی دارد تلفات تانژانت به علت بالا بودن مقاومت عایقی SF6 به ویژه در فشارهای بالا بسیار ناچیز می باشد.


4-6- استقامت دی الکتریک

به علت غیرقطبی بودن گاز ثابت دی الکتریکی آن مستقل از فرکانس و ولتاژ می باشد در تغییرات فشار از صفر تا 25 باز تنها ثابت دی الکتریک آن حدود 7% تغییر می کند.

می باشد.


7-1- بکارگیری ترانسفورماتور در محیط های با خطر آتش سوزی

با توجه به اینکه ارزش حرارتی روغن مورد استفاده در ترانسفورماتور بالا بوده و نقطه اشتعال پایین دارد لذا طبق استانداردهای معتبر می بایست همراه با ترانسفورماتور، تجهیرات ضد حریق در نظر گرفته شود به ویژه وجود آن در سیم بندی های حاوی ولتاژ و جریان بالا بسیار خطرناک می باشد.

همانطور که گفته شد ترانسفورماتور گازی فاقد هرگونه عامل آتش سوزی و ارزش حرارتی گاز ناچیز است در ترانسفورماتورهای رزینی نیز با توجه به تکنولوژی امروزه نیز ضد حریق بوده و چنان چه آتش سوزی روی دهد نحوه تجزیه رزین به نحوی است که در جهت خاموش شدن آن حرکت کند. مسئله فوق در ترانسفورماتورهای گازی و رزینی باعث کاهش هزینۀ سرمایه گذاری اولیه می گردد.


7-2- بکارگیری با توجه به مسائل زیست محیطی

استفاده از ترانسفورماتورهای روغنی به علت امکان نشتی روغن و ارتباط آن با محیط از طریق تانک رزرو همیشه همراه با خطر آلودگی محیط همراه است. هیچگاه تانک را نمی توان کاملاً نسبت به محیط ایزوله کرد و از طرفی با مرور زمان روغن فاسد شده و احتیاج به تعویض خواهد داشت لذا در این پارامترها بالعکس ترانسفورماتور روغنی ترانسفورماتورهای گازی و رزینی با شرایط خوبی عمل می کنند.

ترانسفورماتورهای گازی کاملاً بسته بوده و حدود 5/0 باز نسبت به محیط تحت فشار می باشد و امکان فساد گاز معمولی خیلی کم است ترانسفورماتورهای رزینی در صورتی که در داخل محفظه ای قرار داده شود. حتی خطرات مثل انفجار یا نشت گاز که در ترانسفورماتورهای گازی وجود دارد در این ترانسفورماتورها وجود نخواهد داشت.

البته اگر ترانسفورماتور با کلاس حفاظتی IPO یعنی بدون هیچگونه محفظه ای استفاده شود امکان آلوده شدن محیط در اتصال کوتاهها و یا خطرات داخلی ترانس وجود دارد.


7-3- بکارگیری ترانسفورماتور در محیط های محدود

امروزه مطالعات زیادی برای نصب ترانسفورماتورهای توزیع در معادن زیرزمینی کانالهای زمینی، کانالهای زمینی و دریایی که جهت راههای ارتباطی استفاده می شود. روی ترانسفورماتور انجام شده است. در تونلهای ارتباطی چنانچه روغن نشت کند باعث آلودگی شده و از طرفی نیاز به تعمیرات و نگهداری جدی در نوع روغنی وجود دارد. وجود گاز نیز ممکن است بخشی از تونل را با خطر روبرو کند (درصد اکسیژن کمتر از 16% ولی ترانسفورماتورهای رزینی هیچ یک از این مشکلات را ندارند.


7-4- بکارگیری برای توزیع هماهنگ با پیک برق

به علت تغییرات مصارف برق در شبانه روز چنانچه ظرفیت ترانسفورماتور بهینه انتخاب شود به ناچار باید بتواند در ساعت پیک بالا و بیش از مقدار تعیین شده کار کند و در ساعات غیر پیک زیر بار نامی کار خود را ادامه دهد لذا قابلیت انعطاف بیشتری از ترانسفورماتور انتظار می رود.

لذا به علت جامد بودن عایق ترانسفورماتورهای رزینی اصلاً توصیه نمی شوند و ترانسهای گازی و روغنی در شرایط بهتری می باشند.


7-5- بکارگیری ترانسفورماتور با توجه به مسائل نگهداری و تعمیرات

ترانسفورماتورهای روغنی نیاز به تعمیر و نگهداری زیادی دارد و اگر دقت شود ممکن است وجود خطا باعث گسترش به کلیه فازها گردد. ترانسفورماتورهای گازی و رزینی معمولاً احتیاج به دقت چندانی ندارند و اگر اشکال جدی در داخل عایق آنها روی ندهد سالها می تواند کار کند. ترانسفورماتورهای رزینی برای یک دوره 15 ساله طراحی می شوند و اگر اشکالی در داخل آن روی دهد تعمیر آن به راحتی عملی نمی باشد ولی در ترانس های گازی تعمیرات عملی است.

البته قابل ذکر است که تجربه نشان داده که هر گونه تعمیر و بازسازی برای ترانسهای روغنی ساده ولی برای گازی مشکل و در نوع رزینی بسیار سخت و با امکانات خاصی عملی می باشد.


7-6- نتیجه مقایسه

با توجه به وجود ترانسهای گازی، روغنی و رزینی در سایزهای پایین به نظر می رسد که قبل از مسائل اقتصادی باید نگرشی به نیازهای محیطی محل نصب ترانس و نوع تجهیزاتی را که تغذیه خواهد کرد، شود و چنانچه موجه باشد با قیمت کمی بالاتر می توان از نوع گازی یا رزینی استفاده کرد.

تحقیق بررسی هادیهای برق (رساناها) در 20 صفحه ورد قابل ویرایش

هادیهای خطوط توزیع و انتقال:

بهترین فلزات از نظر هدایت الکتریکی نقره و طلای سفید می باشد که به علت گرانی و کمیابی نمی توان از آن استفاده نمود. بنابراین فلزاتی که بعنوان هادیهای شبکه بکار می روند عبارتند از : مس ‚ آلومینیوم وفولاد که ممکن است به تنهایی یا بصورت ترکیبی از دو یا چند فلز بکار روند

مانند: مس ‚ فولاد و آلومینیوم/ فولاد.

مس: COPPER

از معمولترین هادیهای خطوط است که قابلیت هدایت بسیار خوبی دارد و از نظر هدایت الکتریکی بعد از نقره به حساب می آید و هر چقدر ناخالصی آن بیشتر باشد قابلیت هدایت آن کمتر است و چون در طبیعت به وفور یافت می شود ارزان تر از نقره است. استقامت مکانیکی آن خوب و عوامل جوی بر آن تاثیر زیاد ی ندارد.

آلومینیوم:

آلومینیوم بیشتر در خطوط انتقال بخصوص با ولتاژ قوی بکار می رود. دارای 5/99درصد آلومینیوم و 5/. درصد فلزات دیگر می باشد. ضریب هدایت آلومینیوم از مس کمتر ولی قیمت آن ارزانتر و وزنش سبکتر است. استحکام مکانیکی آن از مس کمتر و تاثیر عوامل جوی و رطوبت بر آن به مراتب بیشتر از مس است و در هوای مرطوب زود اکسیده می شود.

الملک:

این فلز در آلمان به الداری معروف است آلیاژی از 3/98درصد آلومینیوم و بقیه آن منیزیم و سیلیسیوم می باشد. قابلیت هدایت آن 10درصد از آلومینیوم خالص کمتر ولی مقاومت مکانیکی آن خیلی زیادتر می باشد.

آلومینیوم ـ فولاد:

منظور هادی می باشد که در وسط یک مغز فولادی و اطراف آن رشته های آلومینیومی قرار دارند. مغز فولادی برای استحکام مکانیکی ورشته های آلومینیومی برای هدایت الکتریسیته می باشد.

مقاومت مخصوص این هادی دو برابر مس و مقاومت مکانیکی آن 80 درصد مس سخت است. ضمنا برای جلوگیری از زنگ زدگی و همچنین خوردگی بین سیمها فولادی و آلومینیومی از فولاد گالوانیزه استفاده می کنند.



فولاد:

فولاد دارای مقاومت مکانیکی زیاد و قابلیت هدایت کمی می باشد و با اسپانهای بلند به کار میرود. در شبکه به عنوان سیم گارد به کار می رود و سیمهای فولادی که در هوای آزاد بکار میروند بایستی گالوانیزه باشند تا زود زنگ نزنند.

دسته بندی هادیها:

هادیها به دو دسته تک رشته ای و چند رشته ای تقسیم می گردد. هادی تک رشته ای دارای یک دسته سیم و هادی چند رشته ای از یک گروه سیم که به هم تابیده شده مشتمل می باشد.

مقره های خطوط هوایی :

هادیهای خطوط هوایی باواسطه مقره ها بر روی کراس آرم قرار دارند.علت استفاده از مقره در خطوط عبارت است از:

1. عایق نمودن هادیها نسبت به کراس آرم و پایه و درنتیجه زمین.
2. عایق نمودن هادیها نسبت به یکدیگر و ایجاد فاصله ایمن بین فازها

مقره ها بایستی از تحمل یک مقاومت الکتریکی و مکانیکی خاصی برخوردار باشند تا بتوانند علاه بر نیروهای مختلف مکانیکی ( فشار ‚ کشش ‚ خمش ) که به آنها وارد می شود در مناسب ترین شرایط ( باران ‚ مه ‚ شبنم و آلودگی هوا ) فشار الکتریکی وارده مانند ولتاژ دائمی خط و ولتاژ ضربه ای ( رعد وبرق ‚ کلید زنی ) را نیز تحمل کنند. استقامت مکانیکی مقره ها بستگی به جنس و ضخامت عایق دارد. استقامت الکتریکی آن بستگی به جنس ‚ طول و شکل مقره دارد. دو ماده اصلی برای ساختن مقره های خطوط هوایی ‚ چینی و شیشه سخت می باشد.

مزایای مقره شیشه ای نسبت به چینی:

1. در مقابل لب پریدگی و قوس الکتریکی نسبت به چینی مقاوم تر است.
2. اگر بشکند به تکه های کوچکی شکسته شده وآن عیب را می توان از روی زمین مشاده کرد بنابراین تشخیص عیب در مقره های شیشه ای آسانتر از مقره های چینی است .
3. استقامت عایقی شیشه بیشتر از چینی و در حدود 120کیلو ولت بر میلی متر می باشد.
4. تحت فشار مقاوم تر از چینی بوده و در مقابل کشش استقامت معادل چینی را دارد.
5. تنها عیب مقره شیشه ای این است که در اثر ضربه لبه های آن کاملا خرد شده و در عین اینکه یک حسن در مقابل عیب یابی است ‚ عیب بزرگ آن این است که بطور فوق العاده از قدرت عایقی آن زنجیره و مقره کاسته می شود.

دمپر (موج گیر ):

یکنوع از خفه کننده های نوسان دمپر می باشد. از آنجا که هادیهای خطوط هوایی که در بالای زمین قرار دارند ودر اسپانهای بلند تحت تنش نسبتا بالایی به لرزش یا ارتعاش در می آیند بنابراین برای جلوگیری از ایجاد این نوع نوسانات یا لرزشها که موجب فرسودگی و خردگی در هادی در محل اتصال هادی به پایه های عبوری رخ می دهد از دمپر ( لرزشگیر ) استفاده میگردد.

کراس آرم یا کنسول و انواع آن :

کراس آرم ها جهت نگهداری مقره ها و هادیهای خط روی پایه ها نصب می گردد. طول آن به پارامترهای زیاد از قبیل ولتاژ خط ( فاصله بین فازها )‚ باد‚ برف و یخ بستگی دارد و معمولا نوع آن هم بستگی به شرایط وموقعیتهای گوناگونی که لازم باشد از نمونه خاص آن مورد بهره برداری قرار گیرد استفاده می شود.

کراس آرم صلیبی :

الف) کراس آرم چوبی :

از خیلی وقت پیش برای خطوط تلفن ‚ تلگراف و توزیع برق استفاده گردیده است وعموما از درخت صنوبر و کاج ساخته می گردد. ابعاد آن بطول 244سانتیمتر و ابعاد مقطع آن 5/11*9 سانتیمترمی باشد در کراس آرم صلیبی می توان از مقره سوزنی و یا مقره بشقابی به صورت آویز استفاده نمود و علاوه بر آن می توان به صورت ترکیبی از سوزنی و بشقابی را توأما بکار برد. مخصوصا در کراس آرم به طول 150سانتیمتر مقره سوزنی را در راس تیر و مقره های کناری را با مقره های سوزنی و یا مقره بشقابی استفاده نمود.کراس آرم چوبی را ابتدا روی پایه نصب و پس از بستن بازوها به آن و محل نصب بازوها به پایه را مشخص و سوراخ نمایید ضمنا می توان بجای بریس یکپارچه از دو تسمه به طول 70سانتیمتر و عرض 3 سانتیمترنیز استفاده نمود. انواع بریس یا بازو.

تحقیق بررسی پست های برق در 34 صفحه ورد قابل ویرایش

مقدمه

ازآنجایی که برای تاسیس پستهای انتقال انرژى بودجه عظیمی مصرف و ماهها وقت لازم است تجهیزات و وسایل آن خریداری و تهیه و نصب و راه اندازی گردد لازم است از نگهداری آن نهایت دقت و تلاش به عمل آید در جهان امروز خصوصاً در کشورهای پیش رفته صدمه دیدن تجهیزات و دستگاههای موجود در پستهای برق تحت هر عنوانی تقریبا موضوعی منسوخ و فراموش شده است .زیرا که صدمه دیدن تجهیزات و دستگاههای موجود در پستهای انتقال انرژی کلا ناشی از چندعامل بوده که ذیل به این عوامل اشاره شده است : 1-عوامل خارجی (External) :مانند برخورد صائقه به خطوط انتقال انرژی با تجهیزات موجود . 2-عوامل داخلی (I nternal) : مانند اضافه ولتاژ های ناشی از قطع و وصل مدار (Translent Dver Voltage) 3- عوامل جوی : مانند باد –باران –یخ زدگی- سرمای شدید و… 4-عوامل ناشی از بهره برداری غیراصولی : مانند عدم بازدید به موقع و اصولی از تجهیزات در حال کار, عدم توجه به عیوب و اشکالات پیش آمده و اعمال در گزارش آنها (مخصوصا در مراحل اولیه عیب) ,عدم به کارگیری مقررات و دستورالعملهای تدوین شده 5- عوامل مربوط به سرویس و نگهداری صحیح تجهیزات : مانند تاخیر در سرویس دستگاهها عدم استفاده از دستورالعملهای سازنده و…پشرفت تکنولوژی و دانش و تجربه بشری و به کار گیری حفاظت های لازم در طراحی اولیه دستگاههای برق سبب شده است که دیگر عوامل جوی و یا عوامل داخلی و خارجی نتواند موجب صدمه دیدن تجهیزات و دستگاههای موجود در دستها گردد اما عدم بهره برداری و یا سرویس نگهداری صحیح هنوز در بعضی از کشورها و در برخی از بخشهای کشور ما نیز یکی او عوامل عمده در صدمه دیدن تا هنگام تجهزات و عدم استفاده کامل از عمرمفید بسیاری از این دستگاهها (مخصوصاً تجهیزات آسیب پذیر در سوئیج پستها)باشد.

بازدیدهایی که توسط کارشناسان مختلف ازپستهای برق بعضی از کشورهای صنعتی به عمل آمده است نشانگر آن است که در اکثراین کشورها ,اپراتورهای پستها از بین افراد با تجربه که دارای شناخت کافی از تجهیزات پستها می باشند . انتخاب می شوند زیرا که آنها می توانند با دانش و تجربه خود و با به کارگیری مقررات و دستورالعملهای موجود از بسیاری از صدمات وارده به تجهیزات جلوگیری و در مواقع اضطراری با تصمیم گیری صحیح و به موقع در خروج دستگاههای معیوب از خارشی های گسترده جلوگیری نمایند.

اطلاعات مورد نیاز برای انتخاب محل پست

پارامترهائی که اثر عمده ای برای انتخاب محل پست دارند عبارتند از :

1-نوع پست

در رده ولتاژی 230kv,400kv پستها به دو صورت معمولی و گازی می تواند احداث کردند که بسته به پست فضای و زمین مورد نیاز خواهد بود به علاوه مشخص شدن پست در عواملی که برای تعیین محل پست دخالت خواهند داشت تاثیر خواهد گذارد به طوریکه پستهای نوع گازی از عوامل خارجی وجوی مانند آلودگی ها جوی و حیوانات و پرندگان مصون بوده ولی پستهای روباز از عوامل خارجی تاثیر زیادی خواهند پذیرفت .

2-برآورد بار و ظرفیت پست :

ظرفیت در نظر گرفته شده برای پست با توجه به برآورد بار فعلی مرکزیت ثقل بار در برآورد فعلی (حل تراکم آن) و رشد ایمنی بار منطقه یعنی پیش بینی کوتاه مدت و پیش بینی دراز مدت صورت خواهد گرفت که تاثیر به سزایی در مساحت پست خواهد داشت .

3-تعداد فیدرها و سطوح ولتاژ:
تعداد سطوح ولتاژ پست تعداد فیدرهای هرسطح ولتاژی نقش تعیین کننده ای در رابطه با فضای مورد نیاز پست خواهد داشت .

4-جهت و محل ابتدا و انتهای خطوط انتقال نیرو :

برای سهولت ورود خروج خطوط از پست به دیگر پستها لازم است تعداد خطوط انتقال توجه به توسعه آن و هم اینطور جهت آنها مشخص باشد تا با انتخاب محل مناسب پست در ارتباط با مسیر خطوط و طول آنها انتخاب اصلح صورت گیرد .


5- وضعیت پست از نظر استقرار ساختمانهای جنبی

تعریف پست :

محل برقی فید مولد از قبیل ترانسفورماتورها ,کلیدها و غیره به منظور تبدیل یا مبادله انرژی چون لازم است که از یک طرف در نقاط مختلف (تولید , انتقال و توزیع ) ولتاوهای متفاوت داشته باشیم و از دیگر شبکه ارتباطی وجود داشته باشد .بنابراین بنابراین مراکزی که این عملیات (قطع و وصل کردن و تبدیل سطح ولتاژ را در نقاط انتخاب ) را انجام دهند ضرورت پیدا می کند . این مراکز به پستهای فشار قوی موسوم می باشند . که بستگی به سطح ولتاژ آنها طراحی و سایل و تجهیزات آنها از قبیل وسایل قطع و وصل ترانسفورماتورها , وسایل ارتباط دهنده و سیستم های حفاظتی پیجیده تر و با اهمیت تر می گردد .

انواع پستها:

الف – پستهای بالابرنده ولتاژ (بست نیروگاهی):

ب- پستهای توزیع کاهنده ولتاز :

ج- پستهای کلید زنی

پست های بالابرنده ولتاژ :

چون ولتاژ تولیدی ژنراتورها به علت محدودیتهای که در ساخت آنها وجود دارد محدود می باشد لازم است که برای انتقال قدرت الکتریکی آن را به ولتاژ بالابرد و بدین جهت از بستهای بالابرده ولتاژ استفاده می کردد .

پستهای توزیع کننده ولتاژ :

ولتاژ مورد نیاز مصرف کننندگان بنابردلایل اقتصادی در چند مرحله کاهش می یابد و به این منظور از پستهای توزیع کاهنده ولتاز استفاده می گردد .

پستهای کلید زنی :

این پستها در واقع هیجگونه تبدیل ولتاژی را انجام نمی دهند بلکه فقط وظیفه شان ارتباط خطوط شبکه به یکدیگر است .

پستها از نظر کلی و نوع تجهیزات به دو نوع تقسیم می شوند .

الف – پستهای باز (بیرونی) Outdoor

ب- پستهای بسته (داخلی) In door

استقامت الکتریکى روغن :

در هنکام کار ترانس روغن ترانس در معرض درجه حرارتى در حدود—95 است لذا روغن دائما" در معرض تغییرات شیمیایى بوده وبا کذشت زمان تغییر رنک داده وکدر مىشود زیرا موادى مثل اسیدها , رزین ها و رسوبات در روغن تشکیل مىشود این اسیدها به کاغذ موجود در روغن یا قسمتهاى فلزى حمله ور شده وباعث از بین رفتن انهامىشود همجنین رسوبات و رزین ها روى هسته وسیم بیج هاى ترانس نشسته مانع حرارت وخنک شدن هسته مىشوند براى روغن ها عدد اسیدى که میزان غلظت اسیدى را در روغن نشان مىدهد نباید از3 % بیشتر و میوان غلظت روسوبات نباید از 5 % بیشتر باشد

از طرفى در قسمت بالاى ترانس یک منبع انبساط روغن وجود دارد که روغن رادرترانس مىجرخاند از طریق این قسمت روغن با هواىاطراف در ارتباط است اکر روغن رطوبت هوا را جذب کند استقامت الکتریکى ان بشدت کاهش وتلفات عایقى ان افزایش مى یابد براى جلوکیرى از جذب رطوبت هوا از یک رطوبت کیر یا سیلیکازل در قسمت منبع انبساط روغن استفاده مىشود براى تشخیص مناسب یانامناسب بودن یکا روغن مشخصات مهم ان عبارتست از:

1-بررسى ولتاز فروباشى یا استقامت الکتریکى

2-بررسىضریب تلفات عایقى

3-تعین مقاومت مخصوص روغن

4-تعین غلظت اسیدى

5-تعین غلظت رسوبات

6-تعین میزان رطوبت داخل روغن

7-تعین میزان کازحل شده در روغن

8-میزان ضریب شکست نور در روغن

9- رنک ووضعیت ظاهرى

10-نقطه اشتعال

11-تعداد وابعاد ذرات معلق روغن

1- وزن مخصوص

دستورالعمل برقرار نمودن ترانسفورماتور ها بس از بایان کار کروههاى تعمیراتى :

1-در صورتى که ترانس جهت کار کروه تعمیراتى از مدار خارج بوده بس از بایان کار طى نشانه تکمیل شده توسط کروه تعمیرات به ابراتور داده مى شود.

2-بس از اعلام کار ودعوت ضمانتنامه تکمیل شده مسئول بست یاابراتور وقت محل کار را به دقت بازدید نمایند .

3-درخواست برقرار نمودن ترانسفورماتور به دیسباجینک ملى –منطقه اى وتوزیع اعلام در صورت موافقت وهماهنکى لازم اقدام به برقرار نمودن نمایند.

4-وسایل هشدار دهنده جمع اورى کردد .

5-سکسیونرهاى ارت یا ارت دستى از دو طرف ترانس باز شوند.

6-بمبهاوض هاى ترانسدر مدار قرار کیرند .

7-در نکتور ورودى ترانس وصل کردد تا ترانس برقرار شود (قبل از وصل در نکتور باید توجه نمود تب ترانس روى حداقل باشد)

8-با تغیر تب ترانس , ولتاز خروجى را به حد نرمال برسانید 0 (مىتوان بطور اتومات عمل کرد )

9-در صورت نیاز دکمه فرمان تب جنجر هر دو ترانس را روى دستى یا اتومات قرار دهید 0

10-دز نکتور خروجى را وصل کنید 0

11-در صورت نیاز و با رالل بودن تب دو ترانس را دستى با هم برابر کنید و سیستم master-follower را ازsolo خارج کرده و روى master-follower قرار دهید0 (یکى از ترانس ها master و دیکرى follower ).

دستورالعمل خارج نمودن و در مدار اوردن ترانسهاى زمین :

ترانس زمین در بستها همراه با ترانس قدرت در مدار قرار مى کیرند وکلید ورودى خالى ندارند بنابراین خارجنمودن ودر مدار اوردن ان همراه با ترانس قدرت مى باشد و عملیات اضافى صورت نمى کیرد0

تغییر تب ترانس زمین فقط در خالت بىبرق بودن ترانس امکان دارد (no-load )

وبراى بالا بردن ولتازىخروجى بر عکس ترانس قدرت باید تب را بایین اورد0