گزاش کارآموزی عایق بندی ترانسفورماتور
| دسته بندی | گزارش کارآموزی و کارورزی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 142 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 52 |
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
|
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
|
فصل اول
عایق بندی ترانسفورماتور
1-1- 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.
مخزن ذخیره روغن
تحت اثر گرما روغن در حضور گرما اکسیده و اسیدی می گردد و در نتیجه رسوباتی روی قسمتهای فعال ترانسفورماتور قرار می دهد که مانع و اختلال در خنک شدگی آنها به وجود می آورد.
این پدیده آن قدر سریع خواهند بود که سطح تماس روغن با هوا بیشتر بوده و درجه حرارتی بالاتر باشد. بدین جهت آنها را با مجهز کردن ترانسفورماتور های غوطه ور در روغن به مخزن ذخیره روغن کاهش می دهند.
مخزن ذخیره روغن در بالای در پوش ترانسفورماتور قرار گرفته که قسمت پایین یا زیرین آن در ارتباط با ظرف ترانسفورماتور بوده و قسمت بالایی آن را از راه یک دستگاه تنفسی با هوا در تماس می باشد.
ملحقات ترانسفورماتور
مهمترین ملحقات به کار رفته روی ترانسفورماتور عبارتند از:
1-دستگاه تنفسی، 2- سطح سنج روغن، 3- میزان الحراره ها، 4- لوله ها یا مجاری ارتباطی مخزن و ظرف و دستگاه تنفسی و اطمینان، 5- شیرها، 6- نمونه گیر روغن، 7- دستگاه های حفاظتی.
وسایل حفاظتی
الف) رله بوخ هلتس: وسیله ای است که جهت حفاظت دستگاههایی که توسط روغن خنک می شوند به کار می رود و این رله در ترانسفورماتور بین مخزن اصلی ترانس و مخزن ذخیره روغن نصب می شود.
عواملی که سبب کار انداختن این رله می شود عبارتند از:
1-جرقه بین هسته و قسمتهای مختلف ترانس، 2- اتصال زمین، 3- اتصال بین حلقه های کلاف، 4- قطع شدن یک فاز، 5- سوختن آهن و چکه کردن روغن از تانک.
ب) رله کنترل درجه حرارت سیم پیچ
فصل دوم
روغن در ترانسفورماتورهای عایق بندی شده با عایق های مایع
روغن های عایقی که در اکثر تجهیزات نیروگاهها و پستهای برق استفاده می شود. 3 وظیفه را باید انجام دهند.
1-ایجاد مقاومت عایقی، 2- تبادل حرارت، 3- حفاظت شیمیایی سطوح فلزات در مقابل اکسیداسیون و در کلیدهای فشار قوی علاوه بر موارد فوق وظیفه خاموش کردن آرک (جرقه) حاصله از عمل قطع کلید را بر عهده دارند. با توجه به اینکه روغن از پایه های نفتی تهیه می شود. لذا پس از مدتی بهره برداری در اثر اکسیداسیون، ترکیبات اسیدی و رسوبی در آن ایجاد می شود. بدین جهت از روغن هایی که در برابر اکسیداسیون مقاوم هستند و ترکیبات حاصل از آن به صورت محلول در روغن می باشد استفاده می شود تا موجب گرم شدن بیشتر سیم پیچ ها و هسته ها نگردد.
با توجه به اینکه قابلیت عایقی روغن تقریباً بستگی به عدم وجود آلودگی های خارجی از قبیل رطوبت، گرد و غبار و ناخالصی های دیگر دارد. وجود عناصر حتی به میزان ناچیز مقاومت دی الکتریک و خاصیت خنک کنندگی آن را به طور قابل ملاحظه ای پایین می آورد. لذا قبل از ریختن روغن ترانسی ابتدا باید داخل آن را با روغن نو و شفاف شستشو داده و پس از خشک کردن تحت خلاء آن را با روغنی که قبلاً از دستگاه تصفیه عبور داده ایم پر کنیم.
روغن پس از مدتی مصرف باید تصفیه شود که این تصفیه دو نوع می باشد.
1-تصفیه فیزیکی: که رسوبات و ناخالصی های نامحلول جدا می گردد.
2- تصفیه شیمیایی: اگر پس از تصفیه فیزیکی تمام آلودگی ها رفع نشد تصفیه شیمیایی انجام می گیرد. امروزه از دستگاه «گاز کروماتوگرافی» که نوع و میزان گازهای موجود در روغن راتعیین می کند برای پی بردن به عیوب استفاده می شود.