X
تبلیغات
برق-قدرت-الکترونیک - بررسي فني واقتصادي سرويس اساسي ترانسفورماتورهاي تو
مختصر و مفید freeپروژه وتحقیق

 

1

بررسي فني واقتصادي سرويس اساسي ترانسفورماتورهاي توزيع

شامل تصفيه فيزيكي وشيميائي روغن

 

-1 شركت توزيع نيروي برق شمالغرب تهران

-2 دانشكده صنعت آب و برق

-1 مقدمه:

ترانسفورماتورها از مهمترين تجهيزات شبكه توزيع مي باشند. طول عمر و قابليت آنها با سرويس و نگهداريآنها ارتباط مستقيم دارد. كيفيت روغن ترانسفورماتورهاي توزيع شاخص مهمي براي تصميم گيري در مورد نوع عمليات سرويس و نگهداري مورد نياز آنها مي باشد. با توجه به تعداد ترانسفورماتورهاي قديمي در شبكه و اين حقيقت كه غالباً در مورد ترانسفورماتورهاي توزيع كار خاصي به عنوان سرويس و نگهداري انجام نشده است م يتوان پي شبيني نمود كه در آينده نزديك ، جايگزيني اين ترانسفورماتورها هزينه زيادي را به شبكه تحميل خواهد كرد. نگهداري مناسب و بخصوص رسيدگي به وضعيت روغن ترانسفورماتورها روش مطمئني براي افزايش عمر مفيد آنها و به تعويق انداختن سرماي هگذاري براي جايگزيني آنها و استفاده بيشتر از سرماي هگذاري اوليه م يباشد. مقاله حاضر تجربه موفق شركت توزيع نيروي برق شمالغرب تهران در زمينه سرويس اساسي ترانسفورماتورهاي توزيع قديمي شامل تصفيه فيزيكي و شيميائي روغن و ساير عمليات لازم كه مجموعاً پروسه بازيافت ناميده شده را تشريح و اثربخشي اين پروسه را از ديدگاه فني و اقتصادي تحليل نموده است.

-2 روغن ترانسفورماتور و شاخص كيفيت آن:

2روغن ترانسفورماتور هم وظيفه عايقي و هم وظيفه خن ككنندگي مجموعه سي مپيچها و هسته ترانسفورماتور را بعهده دارد. اما در فضاي داخل ترانسفورماتور شرايطي فراهم است كه باعث فساد تدريجي روغن شده و هردوي اين وظايف را مختل مي كند. وجود كاتاليزور مس و براده هاي آهن، قوس هاي الكتريكي احتمالي و بخصوص نفوذ رطوبت واكسيژن همراه با افزايش درجه حرارت فساد روغن را تشديد نموده و در نتيجه كيفيت روغن كاهش م ييابد. در اين مورد م يتوان به افزايش عدد اسيدي، كاه شكشش بي نسطحي، كاهش استقامت الكتريكي(ولتاژ شكست)، كاهش مقاومت عايقي، افزايش رطوبت، افزايش ضريب تلفات عايقي(تانژانت دلتا) و كدرو تيره شدن رنگ روغن اشاره نمود.

بعضي از اين عوامل كه جزو خواص فيزيكي روغن هستند بوسيله تصفيه فيزيكي بهبود م ييابند مانند ولتاژ شكست، ميزان رطوبت ،مقاومت عايقي و ضريب تلفات عايقي. بعضي از عوامل فوق مربوط به خواص شيميائي روغن هستند و تصفيه فيزيكي تأثير زيادي روي آنها ندارد مانند عدد اسيدي و كشش بين سطحي. اين عوامل را با انجام تصفيه شيميائي روغن ميتوان بهبود بخشيد.[ 5و 8و 7

بر اساس نتايج آمايشات روغن عمليات لازم از جمله تصفيه فيزيكي، شيميائي و يا IEC استاندارد 422  نيز كه تجربيات چند DOUBLE يا TMI تعويض روغن را پيشنهاد مي دهد. مؤسسات معتبر بين المللي مانند ده ساله در زمينه تعمير و سرويس ترانسفورماتور دارند، معيارهائي را در اين مورد ارائه داد هاند. از جمله شاخصي به عنوان شاخص مايرز براي طبق هبندي كيفيت روغن معرفي شده كه عبارت است از:

عدد اسيدي / كشش بين سطحي = شاخص مايرز

جدول زير طبقه بندي كيفيت روغن را براساس كشش بين سطحي و عدد اسيدي و شاخص مايرز

[ نشان م يدهد.[ 3و 6

جدول 1- طبقه بندي كيفيت روغن بر اساس شاخص مايرز

وضعيت كيفي

روغن

كشش بين شاخص مايرز رنگ روغن

سطحي

طبق هبندي عدد اسيدي

300 تا 500 زرد كمرنگ خوب 45 - 30 0.03- طبقه اول 0.05

271 29.9 تا 600 زرد نسبتاً خوب 27.10.05- طبقه دوم 0.1

160 تا 318 زرد تيره در مرز خوبي 27 - 24 0.11- طبقه سوم 0.15

45 تا 159 كهربائي روغن بد 23.9 18 0.16- طبقه چهارم 0.4

22 تا 44 قهو هاي روغن خيلي بد 17.9 14 0.41- طبقه پنجم 0.65

6 تا 21 قهو هاي تيره روغن بسيار بد 13.9- 9 0.66- طبقه ششم 1.5

طبقه هفتم بيش از 1.5 ----- ----- سياه روغن سوخته

-3 سرويس اساسي ترانسفورماتورها:

سرويس اساسي ترانسفورماتورها بايد هر 10 سال يكبار صورت گيرد. اين FIST طبق استاندارد نگهداري

سرويس م يتواند شامل موارد زير باشد:

(regasketing) تعويض واشر بندي

(sludge purge) لجن زدائي از اكتيو پارت

رطوبت گيري (خشك كردن) و گاززدائي

معالجه روغن( تصفيه فيزيكي ، شيميائي يا تعويض روغن بسته به مورد)

سرويس تجهيزات جانبي ( بوشينگها، محفظه رطوب تگير، روغن نما، ترمومتر، رله بوخهلتس)

3[ نشتي گيري و رنگ آميزي[ 2

انجام آزمايشات

اين عمليات تحت عنوان پروسه بازيافت بر روي تعدادي از ترانسفورماتورهاي پستهاي زميني شركت توزيع نيروي برق شمالغرب انجام گرفته است. به منظور مقايسه نتايج و رديابي وضعيت ترانسفورماتور قبل و بعد از سرويس اساسي ، نتايج آزمايشات قبل و بعد از عمليات ثبت شده است. روال انجام عمليات بازيافت ترانسفورماتور[ به ترتيب زير بوده است:[ 9

- تعيين پست اولويت دار براي تعويض ترانسفورماتور

- تأمين ترانسفورماتور جايگزين ترجيحاً هم مدل و هم قدرت ترانسفورماتور فعلي

- هماهنگي براي خاموشي 2 ساعتي در پست مورد نظر

- تعويض ترانسفورماتور جديد با ترانسفورماتور فعلي

- انتقال ترانسفورماتور تعويض شده به كارگاه تعميرات

- انجام آزمايشات اوليه و ثبت نتايج براي مقايسه هاي بعدي

- لجن زدائي به روش گردش روغن داغ با دستگاه تصفيه فيزيكي

- تخليه و جمع آوري روغن براي ارسال به پالايشگاه تصفيه شيميائي

- دمونتاژ ترانسفورماتور و تعويض واشر بندي و سرويسهاي مقدماتي

- خشك كردن اكتيوپارت در خلاء

- آچاركشي و مونتاژ ترانسفورماتور با واشر بندي جديد در مخزن نشتي گيري شده

- پر كردن ترانسفورماتور تحت خلاء از روغن جديد تصفيه شده

- رنگ آميزي ترانسفورماتور

- انجام آزمايشات نهايي ( روتين و عايقي ) و صدور چك ليست

- آماده سازي ترانسفورماتور براي جايگزيني در پست بعدي

-4 بررسي نتايج موارد نمونه:

پروسه بازيافت روي چندين دستگاه ترانسفورماتور توزيع قديمي با قدرتهاي 630 و 800 كيلوول تآمپر صورت

گرفته كه نتايج دو مورد از آنها به عنوان نمونه ارائه م يگردد.

الف- ترانسفورماتور پست مرتضوي (انتقالي از پست آزادي)

[ 9] شماره سريال 525285 – قدرت 630 كيلوول تآمپر- سال ساخت 1352

جدول- 2 نتايج آزمايشات عايقي ترانسفورماتور پست مرتضوي

مدت زمان مقاومت عايقي بر حسب گيگا اهم

بعد از سرويس قبل از سرويس اندازه گيري مقادير عايقي

30 . فشارقوي-فشار ضعيف SEC 0.91 10.6

HV-LV 60 SEC. 1.05 14.8

30 . فشارقوي-بدنه SEC 1.75 11.74HV-SL 60 SEC. 1.96 13.3

30 . فشار ضعيف-بدنه SEC 0.491 5.8LV-SL 60 SEC. 0.561 7.1

[ 9 ]( ب- ترانسفورماتور پست حسابداري (انتقالي از پست ونك 2

شماره سريال 503123 – قدرت 800 كيلوول تآمپر- سال ساخت 1350

جدول- 2 نتايج آزمايشات عايقي ترانسفورماتور پست حسابداري

مدت زمان مقاومت عايقي بر حسب گيگا اهم

بعد از سرويس قبل از سرويس اندازه گيري مقادير عايقي

30 . فشارقوي-فشار ضعيف SEC 5.37 6.53HV-LV 60 SEC. 6.27 11.8

30 . فشارقوي-بدنه SEC 8.06 9.5

HV-SL 60 SEC. 8.96 11.2

30 . فشار ضعيف-بدنه SEC 1.7 2.8LV-SL 60 SEC. 2.24 3.4

همانطوركه ديده مي شود نتايج آزمايش عايقي بطرز چشمگيري بهبود يافته اند. انديكس

پلاريزاسيون بالاتر از 4 و ضريب جذب دي الكتريك بيشتر از 1.2 شده اند كه نشاندهنده كاهش

رطوبت ترانسفورماتور مي باشد. علاوه براين تمام ترانسفورماتورها آزمايشات روتين از جمله آزمايش

استقامت الكتريكي و آزمايش ولتاژ القائي را نيزبا موفقيت گذراند هاند.

با توجه به موارد فوق مي توان اميدواربودكه كيفيت عملكرد اين ترانسفورماتورها در شبكه بسيار

بهتر خواهد بود زيرا در اث ر لجن زدائي با روش گردش روغن (داغ شده تا نقطه آنيلين ) تمام كانالهاي

روغن بين لايه هاي مختلف سيم پيچهاي فشار قوي و فشار ضعيف كه در طول ساليان زياد ممكن

است توسط لجن و رسوبات مسدود شده باشند، باز شده و گردش روغن در آنها بهتر شده است . در

نتيجه قدرت خنك كنندگي بيشتر شده و افزايش دماي ترانسفورماتور در اثر بارگيري كمتر م ي شود .

همچنين بدليل خشك كردن اكتيوپارت تحت خلاء رطوبت موجود در عايقهاي سلولزي گرفته شده و

قدرت عايقي و عمر كاري ترانسفورماتور نيز افزايش خواهد يافت . بدليل آچاركشي بعد از خشك كردن

تحت خلاء، ترانسفو رماتور در مقابل نيروهاي الكتروديناميكي ناشي از حذف يا اضافه بارهاي ناگهاني و

يا اتصال كوتاههاي مقطعي شبكه قدرت تحمل بيشتري خواهد داشت.

روغن اين ترانسفورماتور ها نيز كه از نوع نفتنيك بوده پس از پروسه لجن زدائي با روغن ديگري از همين نوع كه مورد تصفيه فيزيكي و شيميائي قرار گرفته، تعويض شده است. جدول زير مشخصات اين روغن ها (قبل از تعمير اساسي و بعد از آن) را نشان م يدهد.

 5 جدول - 4 - مشخصات روغن قبل و بعد از تعمير اساسي ترانسفورماتور

روغن جديد روغن قبلي مشخصات

0.09 عدد اسيدي 0.008

18.11 كشش بين سطحي 36.12

0.896 وزن مخصوص 0.856

201 شاخص مايرز 4515

طبقه اول طبقه سوم طبقه بندي

همانطور كه ميدانيم تركيب روغن با پايه هاي متفاوت از نظر فني غير مجاز است زيرا باعث تسريع

اكسيداسيون و فساد زودرس روغن خواهد شد . در مورد تعميرات اساسي انجام شده ، اين نكته كام ً لا

لحاظ شده است . از آنجا كه روغن ترانسفورماتورهاي قديمي ساخت داخل (سال ساخت قبل از

1364 ) و تقريباً روغن تمام ترانسفورماتورهاي خارجي داراي پايه نفتنيك مي باشد . اما روغن ايراني

كه بر پايه نفت خام كشورمان تهيه مي شود از نوع پارافنيك بوده و از سال 1364 به بعد در

ترانسفورماتورهاي ايراني از آن استفاده مي شود . لذا براي تعويض روغن ترانسفورماتورهاي قديمي

[ نم يتوان از روغن پارافينيك بجاي نفنيك استفاده نمود.[ 1و 2و 4و 9

-5 بررسي اقتصادي استفاده از روغن تصفيه شيميائي شده

در مورد ترانسفورماتورهاي قديمي كه داراي روغن ب ا پايه نفتانيك بوده و نياز به تعويض روغن دارند

دو راه پيش رو است . راه اول استفاده از روغن نفتنيك نو است اما روغن نفتنيك وارداتي بوده و قيمت

آن به دلار محاسبه م يشود. راه دوم استفاده از روغنهاي بازيافت شده بصورت فيزيكي و شيميائي

است . بدليل ممنوعيت اسفاده از روغنهاي پارافينيك (ايراني) بجاي روغنهاي نفتنيك (خارجي) راه

سومي وجود ندارد . اين موضوع استفاده از روغنهاي تصفيه شده بصورت شيميائي و فيزيكي را از نظر

اقتصادي توجيه مي نمايد . زيرا هزينه تصفيه شيميائي روغن با نرخ فعلي حداكثر حدود يك ششم يا

%15 هزينه خريد روغن نو م يباشد.

جدول زير هزينه تقريبي خريدروغن هاي نفتنيك و پارافينيك با نرخ فعلي و نيز هزينه تصفيه شيميائي

[ روغن را نشان مي دهد.[ 9

نوع روغن روغن پارافينيك روغن نفتانيك تصفيه شيميائي روغن

600 4.000.000 هزينه هر بشكه (ريال) 1.050.000

از طرف ديگر استفاده از روغن تصفيه شده با هزينه كمتر بجاي روغن نو خارجي براي ترانسفورماتوري كه

نيز تصفيه شيميائي را براي روغنهايي كه IEC حدود سي سال عمر دارد، با صرفه تر مي باشد. استاندارد 422 هنوز به مرز فساد كامل نرسيده اند توصيه نموده است.

6 نكته شايان توجه ديگر اين است كه با احياء روغنهاي فرسوده و ارتقاء كيفيت آنها در حد روغن نو ، علاوه بر صرفه جوئي اقتصادي از نظر زيست محيطي كه مهمتريت نگراني كشورهاي در حال توسعه براي رسيدن به توسعه پايدار است مشكلات دور ريختن روغن كمتر شده و آلودگي محيط زيست نيز كاهش خواهد يافت.

بطور كلي هزينه انجام عمليات سرويس اساسي ترانسفورماتور در شركت توزيع نيروي برق

شمالغرب تهران شامل كليه مواردي كه در بند 3- به آنها اشاره شد براي قدرت 630 كيلو ولت آمپر

ريال بوده است كه با 5.584.300 كيلوولت آمپر 800 ريال و براي ترانسفورماتور 4.977.800

توجه به قيمت ترانسفورماتورها و حجم كارهاي انجام شده و دستاوردهاي آن مقرون به صرفه مي

باشد.

-6 مراجع

1- DR. B. Pahlavanpour, Dr. G. Wilson, "Management and maintenance of liquid

dielectrics", 3rd conference of quality and productivity in electric industry, 2002

tehran , matn niroo.

2- IEC publications No. 422, 296 , 156.

3 - S.D. Mayers et al., A GUIDE TO TRANSFORMER MAINTENANCE, TMI,

1981.

-4 ز-خادياكوف ، تعمير ترانسفورماتورهاي قدرت ترجمه هوشنگ عليمرداني - چاپ اول -

-1381 انتشارات توانير.

-5 - م-رفيعي ،بازيافت و نگهداري ترانسفورماتورهاي توزيع،دومين سمينار مهندسي نگهداري در

صنعت برق، اسفند 1380

-6 م . رفيعي، م . فرخي ،ارزيابي ترانسفورماتورهاي مستعمل وتعمير شده با استفاده از شبكه هاي عصبي ،

. پانزدهمين كنفرانس بين المللي برق ايران، آبان 1379

-7 م . رفيعي ، م . فرخي، ب. گنجه اي ، تصميم گيري فازي در مورد كيفيت روغن ترانسفورماتور

. ، نهمين كنفرانس مهندسي برق ايران ، ارديبهشت 1380

-8 محمدرضا مشكوه الديني ،بررسي كيفيت روغن ترانسفورماتور و تخمين عمر باقيماندهسومين

. همايش كيفيت و بهره وري در صنعت برق- خرداد 1381

-9 گزارشات شركت مهندسي نگهدار مبدل نيرو از انجام پروژه بازيافت ترانسفورماتورهاي توزيع

. شركت توزيع نيروي برق شمالغرب تهران- 1381 و 1382