روغن ترانسفورماتور (Transformer Oil)
روغن ترانسفورماتور (Transformer Oil):
آشنایی با روغن های ترانسفورماتور مطابق استاندارد IEC60422:
یکی از مهمترین، حساس ترین و گران قیمت ترین دستگاه های موجود در شبکه، ترانسفورماتورها هستند. اهمیت روغن عایقی که وظایف مهم تأمین عایقی و خنک کنندگی ترانسفورماتور های قدرت را به عهده دارد، مشابه اهمیت خون در بدن انسان است. به لحاظ حساسیت حیاتی نقش ترانسفورماتور در تأمین برق، مراقبت دائمی از کیفیت روغن امری ضروری است. درصورتیکه تخریب روغن (بدلیل پیری یا آلودگی) از حد مشخصی تجاوز کند، حاشیه اطمینان عملکرد از بین رفته و خطر خطای پیش از موعد افزایش می یابد. اگرچه کمی سازی ریسک بسیار مشکل است لیکن اولین گام در این راه، شناسایی اثرات احتمالی تخریب می باشد. استاندارد بین المللی IEC60422، راهنمایی لازم در خصوص نظارت و سرویس و نگهداری کیفیت روغن عایقی تجهیزات الکتریکی را ارائه می کند. این استاندارد دربرگیرنده روغن هایی است که مطابق استاندارد IEC60296 تولید شده اند و همچنین این روغن ها در ترانسفورماتور، کلید فشار قوی و سایر تجهیزات الکتریکی که نمونه برداری روغن از آن امکان پذیر بوده و در شرایط کاری نرمال قرار دارند، قابل اعمال است. عملکرد مطمئن روغن های ترانسفورماتور در یک سیستم عایقی بستگی به برخی ویژگی های اساسی دارد که می تواند کارکرد کلی تجهیزات الکتریکی را تحت تاثیر قرار دهد. روغن به منظور ایفای وظایف مختلف خود از قبیل عایق، خنک کننده و خاموش کننده جرقه، باید مشخصات خاصی داشته باشد.
از جمله:
- استقامت عایقی بالا براي توانایی تحمل تنشهاي الکتریکی در زمان بهره برداری
- گرانروی پائین به منظور گردش مناسب و انتقال حرارت
- مشخصات مناسب در دمای پائین به منظور عملکرد مناسب در پائین ترین درجه حرارت محل نصب
- پایداری در برابر اکسیداسیون به منظور حداکثر سازی طول عمر کاری
روغن در طول بهره برداری به دلیل شرایط کاری تخریب می گردد. در بسیاری از موارد روغن در تماس با هوا بوده و از اینرو در معرض اکسیداسیون قرار می گیرد. تخریب در دمای بالاتر سریع تر شده و همچنین فلزات، ترکیبات فلزی ارگانیک یا هردو مانند کاتالیزور در پروسه اکسیداسیون عمل می کنند. اکسیداسیون باعث تغییر در رنگ، تشکیل ترکیبات اسیدی و در مراحل پیشرفته موجب شکل گیری لجن می شود. در نهایت ویژگی های عایقی، یا در شرایط حاد ویژگی های حرارتی، تحت تاثیر قرار می گیرند. علاوه بر محصولات اکسیداسیون، بسیاری از آلودگی های ناخواسته مانند آب، ذرات جامد و ترکیبات قطبی محلول در روغن، در طول عمر کاری روغن در آن بوجود آمده که مشخصات الکتریکی آنرا تحت تاثیر قرار می دهند. این آلودگی ها و هر یک از محصولات تخریب موجب تغییر در یک یا چند مشخصه روغن، ذکر شده در جدول 1 ، می شوند.
تقسیم بندی آزمون ها به لحاظ نیاز و اهمیت ترانسفورماتور به 3 دسته کلی تقسیم بندی می شود:
- آزمون های روتین (گروه یک):
حداقل آزمون های مورد نیاز برای پایش روغن که جهت اطمینان از ادامه بهره برداری مورد نیاز است.
اگر نتایج حاصل از آزمون ها از مقادیر پیشنهادی تجاوز نکند، معمولاً نیاز به انجام آزمون های بیشتر (تا موعد آزمون های بعدی) وجود ندارد مگر در شرایط خاص که انجام آزمون های تکمیلی لازم می باشد.
- آزمون های تکمیلی (گروه دو):
آزمون هایی که برای کسب اطلاعات بیشتر درخصوص کیفیت روغن انجام شده و ممکن است برای ارزیابی روغن جهت ادامه بهره برداری مورد استفاده قرار گیرد.
- آزمون های ویژه (گروه سوم):
آزمون هایی که اغلب برای تعیین مناسب بودن روغن برای استفاده در یک تجهیز خاص و گران قیمت انجام شده و به منظور اطمینان از سازگاری روغن با شرایط زیست محیطی یا عملیاتی اعمال می شود.
جدول 1) آزمون های لازم جهت بررسی و پایش وضعیت عملکرد روغن ترانسفورماتور
ولتاژ شکست
ولتاژ شکست در حقیقت اندازه گیری استقامت روغن در برابر تنش های الکتریکی و به منظور بهره برداری مطمئن از تجهیز الکتریکی واجد اهمیت فراوانی است. این پارامتر بسیار وابسته به دمای روغن هنگام نمونه برداری می باشد. روغن خشک و تمیز ولتاژ شکست بالایی دارد. آب نامحلول و بویژه ذرات معلق در ترکیب با سطوح بالای آب محلول، به مناطق با میدان الکتریکی شدیدتر رانده شده و ولتاژ شکست را بشدت کاهش می دهند. از این رو اندازه گیری ولتاژ شکست، بیشتر از هرچیز نشاندهنده حضور آلودگی هایی مانند آب یا ذرات معلق می باشد. ولتاژ شکست پائین می تواند نشانگر وجود یک یا همه این عوامل باشد. هرچند ولتاژ شکست بالا لزوماً به معنای عدم وجود این آلودگی ها نیست.
- آب محلول در روغن:
آب محلول در روغن بسته به میزان آب و دمای سیستم عایقی و وضعیت روغن می تواند مقادیر ذیل را تحت تاثیر قراردهد:
• ولتاژ شکست روغن
• عایق کاغذی
• روند پیری عایق مایع و کاغذی
از این رو آب موجود در عایق مایع و کاغذی اثر زیادی بر وضعیت بهره برداری و عمر ترانسفورماتور دارد. وجود آب در عایق ترانسفورماتور بدلیل دو منبع مهم است:
جذب رطوبت از محیط و تخریب عایقی آب از طریق روغن وارد تجهیزات الکتریکی روغنی می گردد. آب موجود در روغن بصورت محلول بوده و ممکن است بصورت هیدرات های جذب شده توسط محصولات دو قطبی (آب پیوندی) نیز وجود داشته باشد.
- اسیدیته:
اسیدیته روغن میزان اجزاء و آلودگی های اسیدی روغن را نشان می دهد. اسیدیته روغن ناشی از تشکیل محصولات اکسیداسیون است. اسیدها و سایر محصولات اکسیداسیون به همراه آب و سایر آلودگی های جامد، مشخصات عایقی و سایر پارامترهای روغن را تحت تاثیر قرار می دهد. اسیدها برتخریب مواد سلولزی تاثیرگذار بوده و دلیل اصلی خوردگی سطوح فلزی ترانسفورماتور می باشند. نرخ رشد اسیدیته در روغن نشانگر خوبی از نرخ رشد پیری است. مقدار اسیدیته معیار خوبی برای شناسایی لزوم تعویض یا تصفیه شیمیایی روغن می باشد.
- ضریب تلفات عایقی و مقاومت ویژه:
این مشخصات به وجود آلودگی های قطبی محلول در روغن و فرآورده های ناشی از پیری بسیار حساس هستند. تغییرات بوجود آمده در میزان این آلودگی ها را می توان با اندازه گیری این شاخص ها، پایش نمود. حدود مجاز این شاخص ها، بسیار وابسته به نوع ترانسفورماتور است. هرچند مقدار بالای ضریب تلفات عایقی یا مقدار پایین مقاومت ویژه، تلفات عایقی و/یا مقاومت عایقی ترانسفورماتور را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد. رابطه معکوسی بین ضریب تلفات عایقی و مقاومت ویژه وجود دارد: با کاهش مقاومت، ضریب تلفات عایقی افزایش می یابد. معمولاً نیازی به انجام هردو آزمون برروی روغن نبوده و بیشتر آزمون تلفات عایقی معمول است. مقاومت ویژه و ضریب تلفات عایقی بستگی به دما و رطوبت دارد.
- پایداری در برابر اکسیداسیون:
استقامت روغن های ترانسفورماتور در مقابل اکسیداسیون تحت تنش های حرارتی و در حضور اکسیژن و کاتالیزور مس را پایداری در برابر اکسیداسیون می نامند. این آزمون نشان دهنده عمر مورد انتظار روغن در شرایط بهره برداری در تجهیزات الکتریکی می باشد. این پارامتر تعیین کننده مقاومت در برابر تشکیل ترکیبات اسیدی، لجن و ترکیباتی که ضریب تلفات عایقی را در شرایط خاصی تحت تاثیر قرار می دهند، می باشد. برای روغن هایی که مطابق IEC60296 تولید شده اند، این شرایط در استاندارد IEC61125 و حدود پذیرش در استاندارد IEC60296 ذکر شده است. این مشخصه بیشتر بستگی به پروسه پالایش دارد. روغن معدنی پالایش شده ترکیبات طبیعی متنوعی دارد که بعنوان بازدارنده اکسیداسیون عمل می کنند. این مواد با عنوان آنتی اکسیدان های طبیعی شناخته می شوند. روغن هایی که تنها حاوی آنتی اکسیدان های طبیعی هستند را روغن های بدون بازدارنده می نامند.
[تمام مطالب مرتبط با روغن ترانسفورماتور (Transformer Oil) در این صفحه بروزرسانی خواهد شد]