عایق در هسته ترانسفورماتور غوطه ور در روغن چگونه حفظ می شود؟

مقدمه ای بر هسته های ترانسفورماتور غوطه ور در روغن

هسته های ترانسفورماتور غوطه ور در روغن به دلیل خاصیت اتلاف حرارت و عایق بودن بسیار زیاد در سیستم های قدرت استفاده می شوند. روغن ترانسفورماتور نه تنها به عنوان خنک کننده عمل می کند، بلکه عایق الکتریکی هسته و سیم پیچ ها را نیز فراهم می کند. حفظ عایق مناسب برای اطمینان از عملکرد ایمن، کاهش خرابی ها و افزایش عمر ترانسفورماتور بسیار مهم است. درک اجزاء، مکانیسم ها و روش های نگهداری ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن برای مهندسین قدرت و پرسنل تعمیر و نگهداری ضروری است.

اجزای موثر بر عایق

عایق ترانسفورماتور غوطه ور در روغن به چندین جزء کلیدی بستگی دارد: هسته، سیم پیچ، کاغذ عایق و روغن ترانسفورماتور. هر جزء در جلوگیری از خرابی الکتریکی و تخریب حرارتی نقش دارد. مواد با کیفیت بالا، طراحی مناسب و خنک کننده کافی برای حفظ عملکرد بهینه عایق در شرایط عملیاتی عادی و غیرعادی ضروری هستند.

هسته و سیم پیچ ترانسفورماتور

هسته معمولاً از فولاد سیلیکونی چند لایه ساخته می شود تا تلفات جریان گردابی را کاهش دهد، در حالی که سیم پیچ ها از هادی های مسی یا آلومینیومی عایق شده با لاک یا کاغذ آغشته شده تشکیل شده اند. عایق بندی مناسب بین سیم پیچ ها و بین سیم پیچ ها و هسته از اتصال کوتاه و تخلیه جزئی جلوگیری می کند. بازرسی های منظم به تشخیص سایش یا تغییر شکل عایق ناشی از تنش های حرارتی و مکانیکی کمک می کند.

کاغذ عایق و تخته پرس

عایق کاغذ و تخته پرس در اطراف سیم پیچ ها و بین بخش های هسته استفاده می شود. این مواد به رطوبت، پیری حرارتی و آلودگی روغن بسیار حساس هستند. حفظ خشکی و اشباع مناسب روغن بسیار مهم است. با گذشت زمان، تخریب عایق می تواند منجر به کاهش استحکام دی الکتریک و خرابی های بالقوه در صورت عدم نظارت و درمان شود.

نقش روغن ترانسفورماتور در عایق کاری

روغن ترانسفورماتور دارای اهداف دوگانه است: ترانسفورماتور را خنک می کند و عایق الکتریکی را فراهم می کند. استحکام دی الکتریک روغن از خرابی بین هادی ها و هسته زمین شده جلوگیری می کند. کیفیت روغن مستقیماً بر قابلیت عایق تأثیر می گذارد. ناخالصی‌ها، رطوبت و پیری می‌توانند استحکام دی الکتریک را کاهش دهند و آزمایش منظم و نگهداری روغن را ضروری می‌سازند.

انواع روغن ترانسفورماتور

روغن معدنی به دلیل در دسترس بودن، پایداری حرارتی و مقرون به صرفه بودن، رایج ترین ماده عایق است. روغن های مصنوعی، مانند سیالات سیلیکون یا استر، مقاومت در برابر آتش و تجزیه پذیری زیستی را بهبود می بخشند. انتخاب روغن روی روش‌های نگهداری تأثیر می‌گذارد، زیرا روغن‌های مصنوعی عموماً به کنترل و نظارت دقیق‌تری نیاز دارند.

مانیتورینگ و تست عایق

حفظ عایق نیاز به نظارت و آزمایش معمول روغن ترانسفورماتور و عایق جامد دارد. تشخیص زودهنگام رطوبت، آلاینده ها یا تخریب از خرابی های فاجعه بار جلوگیری می کند و قابلیت اطمینان را تضمین می کند.

مراحل تست روغن

آزمایش‌های منظم روغن شامل اندازه‌گیری قدرت دی‌الکتریک، محتوای آب، اسیدیته (عدد خنثی‌سازی) و آنالیز گاز محلول (DGA) است. تست قدرت دی الکتریک تضمین می کند که روغن می تواند بدون خرابی ولتاژهای عملیاتی را تحمل کند. اندازه‌گیری رطوبت نشان‌دهنده خرابی بالقوه عایق است، در حالی که DGA علائم اولیه خطاهای الکتریکی یا حرارتی را در ترانسفورماتور تشخیص می‌دهد.

• اندازه گیری ولتاژ شکست دی الکتریک
• تعیین محتوای آب با استفاده از تیتراسیون کارل فیشر
• تست اسیدیته و خنثی سازی برای نظارت بر پیری روغن
• تجزیه و تحلیل گاز محلول برای تشخیص گرمای بیش از حد یا قوس الکتریکی

نظارت بر عایق جامد

عایق کاغذ و تخته پرس نیاز به نظارت دقیق دارد. آزمایش تخلیه جزئی، اندازه گیری مقاومت عایق و بازرسی های بصری علائم اولیه خرابی عایق را تشخیص می دهد. در ترانسفورماتورهای بزرگ، حسگرهای آنلاین می توانند به طور مداوم سطوح رطوبت و گرادیان دما را کنترل کنند تا تیم های تعمیر و نگهداری را از مشکلات احتمالی آگاه کنند.

شیوه های نگهداری پیشگیرانه

نگهداری پیشگیرانه طول عمر عایق و قابلیت اطمینان ترانسفورماتور را تضمین می کند. تکنیک ها شامل فیلتراسیون روغن، رطوبت زدایی و بازرسی های دوره ای است. آلاینده ها، رطوبت و محصولات اکسیداسیون از روغن حذف می شوند تا خواص دی الکتریک را بازیابی کنند و راندمان خنک کننده را بهبود بخشند.

فیلتراسیون و تصفیه روغن

فیلتراسیون روغن شامل عبور روغن ترانسفورماتور از طریق آبگیری خلاء، واحدهای گاز زدایی و فیلترهای زغال فعال برای حذف آب، گازها و ذرات معلق است. فیلتراسیون منظم کیفیت روغن را بازیابی می کند و عمر عایق را طولانی می کند. تصفیه به ویژه پس از نصب ترانسفورماتور یا پیروی از روش های تعمیر و نگهداری که هوا یا رطوبت را به سیستم وارد می کند بسیار مهم است.

مدیریت دما و سرمایش

دمای بالا پیری عایق را تسریع می کند. حفظ خنک کننده مناسب از طریق گردش روغن، راندمان رادیاتور و نظارت بر دمای محیط بسیار مهم است. گرمای بیش از حد می تواند عایق روغن و کاغذ را تخریب کند و قدرت دی الکتریک را کاهش دهد و خطر خرابی را افزایش دهد.

کنترل رطوبت و رطوبت زدایی

رطوبت موجود در روغن و عایق جامد به طور قابل توجهی عملکرد دی الکتریک را کاهش می دهد. سیستم‌های تنفسی، تنفس سیلیکا ژل و تکنیک‌های آب‌گیری خلاء، آب را از روغن و تخته پرس پاک می‌کنند. روش های خشک کردن تضمین می کند که سطوح رطوبت زیر آستانه بحرانی باقی می ماند و یکپارچگی عایق را حفظ می کند.

برنامه های نگهداری سوابق و بازرسی

حفظ عایق به طور موثر مستلزم ثبت دقیق آزمایشات روغن، داده های دما، خوانش رطوبت و فعالیت های تعمیر و نگهداری است. برنامه های بازرسی باید بر اساس کلاس ترانسفورماتور، مشخصات بار و شرایط محیطی دنبال شود. استراتژی‌های تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده می‌توانند با شناسایی روندها در شرایط روغن و عایق از خرابی‌های غیرمنتظره جلوگیری کنند.

نتیجه گیری

حفظ عایق در هسته ترانسفورماتور غوطه ور در روغن برای ایمنی، قابلیت اطمینان و طول عمر عملیاتی بسیار مهم است. اپراتورها با درک نقش روغن، عایق جامد و سیستم های نظارتی و با اجرای شیوه های نگهداری پیشگیرانه می توانند خرابی ها را به حداقل برسانند و عمر مفید ترانسفورماتور را افزایش دهند. آزمایش روتین روغن، فیلتراسیون، کنترل رطوبت، مدیریت دما، و بازرسی های برنامه ریزی شده، ستون فقرات استراتژی های موثر نگهداری عایق را تشکیل می دهند.