دانلود مقاله شبکه توزیع و ترانس 20 کیلوولت و تجهیزات آن

اجزاء ترانس های توزیع وتجهیزات حفاظتی

مقدمه:ترانسفورماتور مهمترين و گرانترين تجهيز در سيستمهاي قدرت محسوب مي شود. خروج ترانسفورماتور از مدار در اثر بروز عيب باعث وارد آمدن خسارات جبران ناپذيري خواهد شد. اهميت و جايگاه ترانسفورماتور در سيستم قدرت ايجاب مي کند که در کليه مراحل طراحي، ساخت، بهره برداري و نگهداري ترانسفورماتور دقت بسيار بالايي لحاظ شود. امروزه بحث نگهداري در سيستم قدرت بخصوص در مورد ترانسفورماتورها بسيار مورد توجه قرار گرفته و بعنوان عاملي که مي تواند در بهبود و بالا بردن عمر تجهيز و نيز در بالا بردن قابليت اطمينان تجهيز و کل سيستم مؤثر باشد، قلمداد مي شود.
وجود و اجراي دستورالعمل بازديدهاي دوره اي يا پيشگيرانه با ذکر فواصل زماني و نوع بازديدهاي لازم و نيز توجهات وتوصيه هاي لازم براي نگهداري بهتر با توجه به تجارب مختلف باعث افزايش عمر ترانسفورماتور وکاهش صدمات ناخواسته خواهد شد. در اين پروژه پس از بررسي عيوب مختلف ترانسفورماتورهاي توزيع با توجه به تجارب شرکتهاي مختلف و استانداردهاي معتبر در زمينه تعمير و نگهداري، دستورالعملي جهت نگهداري ترانسفورماتور ارائه مي گردد.

اجزاي ترانسفورماتور و نقش آنها در بروز عيب

هسته
هسته يک مدار مغناطيسي خوب با حداقل فاصله هوايي و مقاومت مغناطيسي است. هسته بصورت مورق ساخته مي شود و ضخامت اين ورقه ها درحدود 0.3 ميلي¬متر و حتي کمتر هم مي باشد، موادي که در ساختمان لايه هاي هسته بکار مي روند آلياژهاي نرم هستند. انتخاب نوع آلياژ، به مورد کاربرد ترانسفورماتور و همچنين به مسايل اقتصادي بستگي دارد.

از نظر ساختماني و نوع قرارگرفتن سيم پيچها روي هسته، ترانسفورماتور به دو دسته تقسيم بندي مي شود:
1- (Core type) ترانسفورماتورهاي هسته ستوني
2- (Shell type) ترانسفورماتورهاي هسته زرهي
در نوع اول، سيم پيچها بصورت استوانه هاي متحدالمرکز روي هسته قرار مي گيرند، در حاليکه در نوع دوم، سيم پيچها بصورت تناوبي يا ساندويچي روي هم قرار دارند و هسته زرهي، سيم پيچها را در برمي گيرد. اين طريقه سيم پيچي زحمت بيشتري دارد و در عوض استحکام مکانيکي آن بيشتر است.
معمولا براي ايجاد استحکام مکانيکي در هسته سوراخ¬هايي ايجاد کرده و ميله هايي را از داخل آن عبور مي دهند. اين ميله ها از آهن هسته و يوغ، توسط تيوب هايي از کاغذ و واشر عايقي کاملا عايق کاري مي شوند. در آهن سرد نورد از اين ميله ها استفاده نمي شود ، چون که وجود سوراخ در هسته سبب انحراف خطوط شار از جهت نورد و ايجاد تلفات مي شود. در اين هسته ها از کلمپ¬هاي نيم دايره هاي که دربيرون بسته مي شوند استفاده مي شود.
در طي بهره برداري از ترانسفورماتور، هسته و ساير اجزاي فلزي در معرض ميدانهاي قوي الکتريکي هستند و در نتيجه باردار مي شوند. از آنجائيکه اجزاي مختلف بطور يکسان باردار نمي شوند لذا بين آنها اختلاف پتانسيل بوجود مي آيد به همين دليل هسته و کلمپ هاي يوغ را زمين مي کنند.
عوامل مختلفي سبب بروز عيب در هسته و درنتيجه ترانسفورماتورمي شوند که برخي ازآنها عبارتند از:
1- کاهش قدرت عايقي در اطراف پيچ¬هاي نگهدارنده مي تواند سبب بروز خرابي شود. اين امرسبب اتصال کوتاه بين ورقه هاي هسته وايجاد جريانهاي گردابي مي شود. مي توان براي جلوگيري از اين کار از باندهاي عايقي استفاده کرد.
2- خرابي عايق بين ورقه هاي هسته و عايق بين يوغ و صفحات نگهدارنده ، سبب ايجاد جريانهاي گردابي مي شود.
3- محکم نبستن ورقه هاي هسته سبب ايجاد لرزش در آن و تضعيف سيستم عايق مي شود.
4- برشکاري و سوراخ کردن نامناسب ورقه ها سبب ايجاد اتصال کوتاههاي محلي، بخصوص درلبه¬هاي هسته، و توليد حرارت مي شود.
5- وجود براده¬هاي آهن و قطعات فلزي کوچک در لابلاي ورقه هاي هسته سبب عبور جريانهاي گردابي و داغ شدن آن محل مي شود.

6- چگالي شار بالا ، سبب افزايش جريان هجومي در هنگام وصل ترانسفورماتور مي شود. اين جريان سبب ايجاد نيروهاي الکترومغناطيسي مي شود که در صورت بزرگي ثابت زماني اين جريان، منجر به ايجاد لرزش و آسيب ديدگي سيم پيچها مي شود. چگالي شاربالا، ولتاژ و جريان با هارمونيکهاي بالا را ايجاد مي کند که وجود هارمونيک سبب افزايش فشار دي الکتريکي روي عايق هسته و کاهش عمر ترانسفورماتور مي شود.
7- بالا رفتن عمر ترانسفورماتور و فرسودگي صفحات و ورقه هاي هسته ودر نتيجه پيري هسته، سبب افزايش تلفات و درجه حرارت مي شود
8- در هسته هاي زرهي مستطيلي شکل که توسط پيچ¬هاي عمودي بهم بسته مي شوند، موقعيت پيچ¬ها طوري است که نزديک گوشه هاي هسته هستند و اين امر سبب انحراف شار از مدار اصلي به سمت پيچ¬ها و در نتيجه ايجاد جريان¬هاي گردابي مي شود .
9- زمين شدن هسته به هر دليل در بيش از يک نقطه، سبب ايجاد جريان¬هاي گردابي و توليد گرماي بيش از حد مي شود که ممکن است حتي سبب ذوب شدن ورقه¬هاي هسته شود.

سيم پيچ :
سيم پيچهاي ترانسفورماتور معمولا از سيم مسي و در مواردي از سيم آلومينيومي ساخته مي شود. معمولا سيم پيچ فشار ضعيف در داخل و سيم پيچ فشار قوي روي آن پيچيده مي شود. دليل آن هم راحت تر بودن عايق کاري فشار ضعيف نسبت به زمين (هسته) است. انواع سيم پيچهاي بکار رفته در ترانسفورماتورهاي مختلف عبارتند از :
1- سيم پيچ استوانه اي : اين سيم پيچ بصورت يک لايه، دو لايه و چند لايه با بوبين پيوسته ساخته مي شود. در نوع چند لايه آن براي بهبود بخشيدن به قدرت خنک کنندگي ، بين لايه هاي مختلف سيم پيچ، کانالهايي به عرض 6 تا 10 ميليمتر قرار مي دهند. اين سيم پيچ در ترانسفورماتورهاي توزيع ، در سمت فشار قوي تا سطح kv 33 کاربرد دارد. نوع سيم پيچ استوانه اي با هادي چهار گوش هم رواج دارد. اين نوع خود در دو نوع يک لايه و دولايه وجود دارد. از اين سيم پيچ معمولا در سمت فشار ضعيف ترانسفورماتورهاي توزيع استفاده مي شود.