مانیتورینگ ترانس

javad ta

عضو جدید
کاربر ممتاز
  1. مانيتورينگ ترانسفورماتورهاي قدرت

منابع جريان مستقيم انرژي الكتريكي جزو اولين منابع انرژي الكتريكي بكار گرفته شده توسط بشر در چرخة اختراع اين منبع انرژي تاكنون بودهاند كه در عصر حاضر نيز در سطوح ولتاژ بسيار بالا كاربرد عملي در انتقال انرژي الكتريكي را داراست. انعطافپذيري جريان متناوب انرژي الكتريكي نسبت به جريان مستقيم و دامنة وسيع كاربردي آن سبب گرديد تا شكل متناوب جريان الكتريكي با شتاب غيرقابل مهار از فرم مستقيم اين جريان پيشي گرفته و عملاً جايگزين جريان مستقيم انرژي الكتريكي شود.

از آنجا كه امكان تبديل جريان الكتريكي متناوب به مستقيم از طريق يكسوسازها و بلعكس تبديل جريان مستقيم به متناوب از طريق اينورترها ميسر ميباشد، در نتيجه تقريباً كل سيستمهاي قدرت را بر مبناي تاسيسات و تجهيزات الكتريكي با جريان متناوب طراحي مينمايند.

مهمترين و گرانقيمتترين جزء سيستم توزيع انرژي الكتريكي ترانسفورماتور قدرت ميباشد. ترانسفورماتور از تجهيزات الكتريكي است كه با جريان الكتريكي متناوب كار ميكند و قابليت تبديل سطح ولتاژ اوليه به سطح و لتاژ ثانويه براساس اصول الكترومغناطيسي را دارد.

در مسير تحول ساخت ترانسفورماتورهاي قدرت از ابتدا تاكنون پيشبينيهاي فني مختلفي صورت پذيرفته است كه از آن جمله ميتوان به:

- طراحي و بكارگيري محدودكنندههاي جريان در اوليه و ثانويه ترانسفورماتورها؛

- طراحي و بكارگيري محفظه سيليكاژل(رطوبتگير).

- طراحي و بكارگيري تپچنجر براي سطوح ولتاژ قابل تنظيم براي ثانويه ترانسفورماتور؛

- طراحي بدنه رادياتوري و سيركولاسيون روغن ترانسفورماتور جهت تسهيل خنككاري؛

- ساير موارد فني.........؛

اشاره نمود. ولي آنچه كه در اين مبحث مهم بوده و ضرورت حضور و كنترل مداوم شرايط كار ترانسفورماتور را ميطلبد، بازرسي و كنترل شرايط بهرهبرداري ترانسفورماتور قدرت است. پيشرفت تكنولوژي سختافزاري و نرمافزاري چند دهة اخير در زمينه فنآوري اطلاعات« ديجيتالـ آنالوگ» كه در قالب علم نوين تجهيزات رايانهاي مطرح شده است؛ متخصصين صنعت برق را به اين فكر انداخت كه در جستجوي فنآوري جديدي براي كنترل وبهرهبرداري بهينه براي ترانسفوماتورهاي قدرت باشند.

عمر مفيد ترانسفورماتورهاي قدرت كه در مرحله طراحي در محدوده 30 الي 40 سال در نظر گرفته ميشود با رعايت نكات حفاظتي در زمينههاي مختلف تنشهاي مكانيكي و الكتريكي و حرارتي تا حد بيش از 50 سال قابل افزايش است.

جديدترين روش ارائه شده در اين زمينه در راستاي اهداف اجتماعي و اقتصادي و فني همان روش مانيتورينگ است. مانيتورينگ واژه لاتين بمفهوم نمايش دادن ميباشد و ساختار سيستم مانيتورينگ ترانسفورماتورهاي قدرت نيز براين پايه نهاده شده است كه تستهاي مختلف ترانسفورماتورهاي قدرت قابل بررسي و نمايش باشد.

سيستمهاي مانيتورينگ ترانسفورماتورهاي قدرت اطلاعات كامل و دقيقي در خصوص وضعيت ترانسفورماتورها را فراهم آورده و احتمال رخدادهاي غيرمنتظره را با اعمال عملكردهاي بموقع و متناسب با وضعيت گزارش شدة سيستم به حداقل ممكن ميرسانند و اين همان افزايش ضريب اطمينان سيستم بهرهبرداري است.

چون آناليز سيستم مانيتورينگ به تفصيل در فصل دوم اين رساله آمده است در ادامه به تشريح انواع مانيتورينگ ميپردازيم.

انواع روشهاي مانيتورينگ ترانسفورماتورهاي قدرت:

مانيتورينگ ترانسفورماتورهاي قدرت به دو روش offline و online صورت ميپذيرد كه هر يك داراي ويژگيهاي خاص و روشهاي كنترلي ويژه هستند.

الف) روش offline:

در صورتيكه اندازهگيري و تست ترانسفورماتور و اجزاي آن در شرايط بيبرق و ايزوله بودن به لحاظ الكتريكي صورت پذيرد، اين نوع تست و اندازهگيري را مانيتورينگ offline ترانسفورماتور گويند. اين روش در آزمايشگاه يا در سايت به هنگام خروج ترانسفورماتور از حالت سرويس صورت ميپذيرد و با توجه به در دسترس بودن همگي ترمينالهاي ترانسفورماتور و عدم بروز خطرات فشار قوي پيادهسازي اين روش سادهتر است.

ب) روش online

در صورتيكه اندازهگيري و تست ترانسفورماتور در حين بهرهبرداري و سرويس در پست يا نيروگاه مدنظر باشد در اين صورت بررسي ترانسفورماتور بدون اخلال در انتقال انرژي به روش online موسوم است و اين روش به لحاظ جديد بودن نسبت به روش قبلي از جايگاه ويژهاي برخوردار است.


اندازهگيريها و تستهاي حالت مانيتورينگ ترانسفورماتور قدرت:

در مانيتورينگ ترانسفورماتور قدرت تستها و اندازهگيريهاي انجام گرفته به سه دسته كلي الكتريكي و مكانيكي و شيميايي دستهبندي ميشوند كه شامل موارد ذيل ميباشند:

1- آناليز گازهاي حل شده در روغن؛

2- اندازهگيري استقامت الكتريكي روغن؛

3- اندازهگيري ضريب تلفات عايقي؛

4- اندازهگيري حرارت؛

5- آناليز تابع تبديل؛

6- روش پاسخ ديالكتريك؛

7- اندازهگيري تخليه جزئي؛

8- مانيتورينگ بوشينگ.

هرچند مدار تست دو حالت offline و online مانيتورينگ ترانسفورماتور قدرت متفاوت است ولي اصول اندازهگيري مشترك است.

از هشت مورد فوق بندهاي 1 و 4 و 5 و 7 مشترك در هر دو حالت مانيتورينگ ميباشند كه در فصل دوم جداگانه مورد بحث قرار خواهند گرفت.

مروري به مانيتورينگ offline:

با توجه به اينكه برخي تستها و اندازهگيريهاي ترانسفورماتور قدرت تنها در فرم offline ترانسفورماتور ممكن است و شرايط اجرايي خاصي را ميطلبد در اين قسمت به بررسي موارد مرتبط با مانيتورينگ offline اشاره كوتاهي ميگردد.

مهمترين قالب مورد بحث در اين زمينه تحليل و بررسي عايقهاي روغني ترانسفوماتور قدرت است كه در اين بخش در سه قسمت مجزا بررسي خواهند شد. البته استفاده از نتايج اين روشهاي تست هنوز جزو مسائل بحث انگيز و در دست تحقيق است كه با تثبيت نتايج پيشنهادي آنها ميتوان تحليلهاي صحيحي از عايق ترانسفورماتور قدرت در شرايط مختلف كاري استنباط كرد.

اندازهگيري استقامت الكتريكي روغن:

واضح است كه افزايش رطوبت، استقامت الكتريكي عايق ترانسفورماتور را به شدت تحت تاثير قرار ميدهد. با افزايش دماي ترانسفورماتور رطوبت از كاغذ به داخل روغن حركت ميكند. سرعت اين حركت بستگي به دماي هادي و نرخ افزايش درجه حرارت سيم پيچها دارد. تركيب رطوبت، اكسيژن و حرارت شرايط مساعد براي از بين بردن استقامت مكانيكي و الكتريكي سلولز را فراهم ميآورد و بدين ترتيب عمر عايق و نتيجتاً عمر ترانسفورماتور كاهش مييابد. اندازهگيري رطوبت روغن به عنوان يك تست مرسوم با استفاده از بررسي يك نمونه از ترانسفورماتور در آزمايشگاه انجام ميگيرد. مطابق پيشنهاد IEC 156 استقامت الكتريكي نمونه روغن توسط دستگاه آزمايش روغن با دو الكترود به فاصله 2.5 mm از همديگر اندازهگيري ميشود و در صورت پايين بودن استقامت، وجود رطوبت و ناخالصي محرز ميشود. با توجه به تجارب به دست آمده و مطالعه و بررسي مراجع گوناگون، اين اندازهگيري به عنوان تست دورهاي ترانسفورماتور در حال بهرهبرداري توصيه ميشود.

اندازهگيري ضريب تلفات عايقي:

ضريب تلفات عايقي tan δ به عنوان يكي از مهمترين پارامترهاي يك عايق مطرح است و براي نشاندهي وضعيت عايق تست مؤثري است. البته پيري نرمال عايق، باعث افزايش تلفات عايق ميشود. معمولاً اين تست، يك تست off-Line است. اينكار توسط مدار اندازهگيري پل شرينگ صورت ميگيرد.

روش پاسخ ديالكتريك:

سه روش پاسخ ديالكتريك عبارتند از:

الف) روش ولتاژ برگشتي(Recovery/ Return Voltage Method) (RVM)

ب) جريان دپلاريزه (DPC) يا جريان Relaxation

ج)اسپكتروسكوپي درحوزه فركانس (Dielectric Spectroscopy Frequency Domain) (DSFD)

الف) روش ولتاژ برگشتي

مقدار رطوبت در عايق كاغذي ترانسفورماتور تاثير زيادي بر عمر و قابليت بارگذاري آن دارد.

بنابراين تا جايي كه ممكن است، بايد مقدار رطوبت را در حدپايين نگه داشت. رطوبت به ميزان حداكثر 30ppm براي ترانسفورماتورهاي بزرگ قدرت كه تنشهاي الكتريكي در آنها معمولاً از 50KV/Cm تجاوز نميكند، مناسب به نظر ميرسد. اين مقدار رطوبت را ميتوان با به كار بردن روشهاي خشكسازي مدرن به دست آورد. با توجه به اينكه نمونه برداري از كاغذ ترانسفورماتور نياز به باز كردن تانك ترانسفورماتور دارد، روش نامناسبي براي تعيين رطوبت در كاغذ ميباشد. بنابراين عملاً هيچ روش تست مستقيمي براي اندازهگيري رطوبت در عايق كاغذي وجود ندارد. روشهاي غيرمستقيم مانند اندازهگيري رطوبت در روغن، تعيين مقاومت عايقي و يا تست ولتاژ شكست نيز براي تعيين ميزان رطوبت در عايق كاغذي با دقت بالا مناسب نيستند. لذا در سالهاي اخير بيشترين توجه روشهاي الكتريكي براي ارزيابي رطوبت كاغذ، روي اثرات ناشي از رطوبت در پلاريزاسيون عايق كاغذي با استفاده از روش RVM متمركز شده است. زيرا ثابت زماني پلاريزاسيون عايق به مولكولهاي آب موجود در آن بستگي دارد.

روش RVM يك روش مناسب و كارآمد براي تعيين ميزان رطوبت در كاغذ ترانسفورماتور و همچنين بررسي اثرات پيري در آن، بدون نياز به نمونهبرداري از كاغذ است. اساس RVM بر پايه بررسي و آناليز طيفهاي پلاريزاسيون عايق كاغذ روغني در محدوده ثابت زمانيهاي زياد( از ms10 تا s1000( ميباشد. زيرا ثابت زماني حاكم بر فرايند پلاريزاسيون به شدت وابسته به مقدار رطوبت موجود در كاغذ ميباشد. در واقع هر طيف به دست آمده، با توجه به دما بيانگر يك ميزان رطوبت در كاغذ روغني ميباشد. بايد توجه شود كه ميزان رطوبت در كاغذ بستگي به دما دارد و افزايش دما باعث كاهش رطوبت كاغذ ميشود. بنابراين هنگام تست بايد دمايي كه تست در آن انجام ميشود اندازهگيري شود. شكل(1-1) چند نمونه از طيفهاي پلاريزاسيون به دست آمده از تست RVM را در دماي 38°C نشان ميدهد.

همانطور كه ملاحظه ميشود، افزايش رطوبت باعث افزايش ثابت زماني حاكم بر فرآيند پلاريزاسيون ميگردد. به عبارت ديگر، هرچه ثابت زماني پلاريزاسيون بيشتر باشد، ميزان رطوبت در كاغذ بيشتر است و بنابراين كيفيت آن نامطلوبتر خواهد بود.

تست RVM به عنوان يك تست تاييد شده براي چك كردن اينكه آيا حمل و نقل و نصب به طور مناسب انجام شده است و يا ترانسفورماتور ذخيره شده و نگهداري شده در انبار براي بهرهبرداري مناسب است يا خير، قابل اعمال ميباشد. همچنين اين تست ميتواند به عنوان يك تست دورهاي براي تصميمگيري در مورد اينكه كدام ترانسفورماتور نياز به احياء و يا عمليات خشكسازي و... در محل دارد، به كار برده شود. با اين روش همچنين ميتوان ميزان تاثير گذاري و موفقيت هر كدام از عمليات بهسازي مذكور را تست نمود.

از ديگر كاربردهاي اين تست استفاده از آن براي تعيين روند پيري عايق و يا تشخيص وجود عوامل فرسودگي غير از رطوبت در ترانسفورماتور ميباشد.

همانطور كه ذكر شد، تست RVM براساس تعيين طيف پلاريزاسيون با اعمال يك بار DC و تخليه كردن عايق بنا شده است. براي اينكار بايد مراحل زير را انجام داد(شكل 2-1 را ببينيد).

- گام اول: اعمال يك ولتاژ DC در حد 2KV به عايق به مدت زمان tc

- گام دوم: قطع كردن ولتاژ اعمالي DC و تخليه آن از طريق اتصال كوتاه به مدت زمان td

- گام سوم: برداشتن اتصال كوتاه جهت فعال شدن پديده پلاريزاسيون باقيمانده براي ملايمسازي يا به عبارت ديگر برگشت ولتاژ.

- گام چهارم: تعيين پارامترهاي Vr( حداكثر ولتاژ برگشتي) و Sr(شيب اوليه) از ولتاژ برگشتي اين پارامترها به طور جدي به شدت پلاريزاسيون(مجموع فرايندهاي اوليه فعال شده) در محدوده ثابت زماني كه به مقادير ويژه tc و td بستگي دارد، وابسته هستند.


- گام پنجم: tc و td را در محدوده زماني 10-2 تا 104 ثانيه( به طوريكه نسبت tc/td ثابت است) تغيير داده و مراحل 1 تا 4 تكرار ميشوند. بدين ترتيب يك مجموعه از مقادير براي Vr و (Sr) به دست ميآيد. با رسم آنها به عنوان تابعي از tc( كه ميتواند به عنوان يك نمونه از محدوده ثابت زماني فعال شده T در نظر گرفته شود)، منحنيهايي به دست ميآيد كه داراي رابطه نزديكي با طيف پلاريزاسيون هستند. هر منحني به دست آمده با استفاده از مقادير Vr، يك طيف پلاريزاسيون را در اختيار ميگذارد كه بيانگر يك ميزان رطوبت در كاغذ روغني ميباشد.

- گام ششم: تعيين ميزان رطوبت در كاغذ براساس مقايسه منحني طيف پلاريزاسيون به دست آمده با منحني مرجع جهت تعيين مقدار رطوبت عايق كاغذي.

شكل(3-1) دو نمونه طيف پلاريزاسيون مربوط به يك ترانسفورماتور را نشان ميدهد كه در دو زمان مختلف تهيه شدهاند. در منحني (a) ثابت زماني حاكم بر فرآيند پلاريزاسيون بيشتر از 100 ثانيه است. اين ثابت زماني در دماي 31°C بيانگر ميزان رطوبت در كاغذ به اندازه 5/0 درصد است كه در حد مطلوب ميباشد. در منحني (b) ثابت زماني بين 30 تا 40 ثانيه است. اين ثابت زماني در دماي تست 18°C متناظر با 7/2 درصد رطوبت در كاغذ ميباشد، كه مناسب نيست و نياز به فرآيند خشكسازي ميباشد.


ب) جريان دپلاريزه(DPC):

در روش اندازهگيري جريان دپلاريزه به جاي ولتاژ ايجاد شده، جريان اندازهگيري ميشود. روش اندازهگيري ولتاژ برگشتي نياز به يك ولتمتر يا امپدانس بسيار بالا(الكترومتر) و در روش جريان دپلاريزه نياز به يك آمپرمتر با دقت پيكومتر است.

ج) اسپكتروسكوپي در حوزه فركانس(DSFD):

در روش اسپكتروسكوپي در حوزه فركانس ضرايب عددي ديالكتريك نسبي يا ضريب تلفات عايقي در حوزه فركانس اندازهگيري ميشود. محدوده تغييرات فركانس از 01/0 تا 100 هرتز است. نتايج تحقيقات CIGRE در مورد روشهاي پاسخ ديالكتريك نشان ميدهد كه هر سه روش فوق از نظر نتيجه هم ارزش هستند. اگر چه روشهاي اندازهگيري متفاوت است اما هر سه روش براي عايق ترانسفورماتور يك پديده پلاريزاسيون را نشان ميدهد.
 

javad ta

عضو جدید
کاربر ممتاز
معرفی سیستم مانیتورینگ On-Line ترانسفورماتور
عملکرد ترانسفورماتور در سطوح مختلف نقش کلیدی و موثری در حفظ پایداری و ارتقای قابلیت اطمینان شبکه قدرت دارد، اما عوامل متعددی از قبیل بهره‌برداری غلط، عدم انجام سرویس و تعمیرات به موقع که ناشی از عدم دسترسی به اطلاعات جامع درخصوص ترانسفورماتور است، موجب به وجود آمدن شرایط بحرانی برای آن می‌شود. این شرایط بحرانی علاوه بر اینکه منجر به کاهش طول عمر ترانسفورماتورها (پیری زودرس) و یا تحمیل هزینه‌های تعمیرات و تعویض قطعات آن می‌شود، بعضاً موجب از مدار خارج شدن ترانسفوماتورها و به دنبال آن محدودیت در انتقال قدرت در شبکه می‌شود. با توجه به اهمیت ترانسفورماتور، در سالهای اخیر کنترل بهینه آن در دنیا مورد توجه قرار داشته است و برای رسیدن به این هدف سیستم‌های مانیتورینگ On-Line ترانسفورماتور که بر پایه استخراج پارامترهای ترانسفورماتور و پردازش و آنالیز آنها عمل می‌کنند طراحی و ساخته شده‌اند. هرچند دستگاه‌های متداول حفاظتی ترانسفورماتور شامل انواع رله‌ها، ترمومتر، برقگیر و ... برای تشخیص و حفاظت از خطا در شبکه استفاده می‌شوند، اما به دلیل اهمیت موضوع، امروزه مراقبت از ترانسفورماتور دامنه وسیع‌تری پیدا کرده و شامل انواع روش‌های حفاظتی و نگهداری بازدارنده و تشخیص عیوب قریب‌الوقوع شده است. در حقیقت بسیاری از بهره‌برداران علاقمند هستند که از وضعیت داخل ترانسفورماتورهای قدرت باخبر شوند. به این ترتیب علاوه بر جلوگیری از وارد آمدن خسارات جدی به ترانسفورماتور، با اطلاع‌رسانی به موقع می‌توان موجب تداوم انتقال انرژی الکتریکی شد. به طور کلی می‌توان به مزایای زیر درخصوص بکارگیری از سیستم مانیتورینگ On-Line اشاره کرد:
- افزایش قابلیت اطمینان به ترانسفورماتور با حداقل‌سازی قطعی‌های ناخواسته
- کاهش ضرر ناشی از انرژی توزیع نشده و یا پرداخت خسارت به مشترکان
- امکان اعمال تعمیرات براساس شرایط واقعی و نیز کاهش هزینه‌های ناشی از خطاهای غیر منتظره و در نتیجه کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری
- بهره‌برداری از ظرفیت ترانس
- افزایش طول عمر بهره‌برداری از ترانس که موجب به تعویق انداختن سرمایه‌گذاری برای جایگزینی ترانسفورماتور یا بهینه‌سازی آن می‌شود.
معماری کلی سیستم مانیتورینگ On-line ترانسفورماتور طراحی شده در پژوهشگاه نیرو در سیستم مانیتورینگ On-line ترانسفورماتور، اطلاعات از بخش‌های مختلف ترانس به صورت سیگنال‌های آنالوگ و از تابلوهای کنترل ترانس و کنترل تپ چنجر و ... به صورت سیگنال‌های آنالوگ و دیجیتال جمع‌آوری می‌شود. اطلاعات جمع‌آوری شده از این بخش‌ها وارد تابلویی به نام Junction-Box می‌شود. این تابلو که در محوطه بیرونی پست قرار می‌گیرد،
از یک‌سری ترمینال جهت دسته‌بندی اطلاعات تشکیل شده است. سپس اطلاعات دسته‌بندی شده از طریق کابل‌های پررشته به صورت گروه‌های ورودی دیجیتال، ورودی آنالوگ و خروجی دیجیتال به اتاق کنترل ارسال می‌شود. در اتاق کنترل اطلاعات به کارت‌های دیجیتال و آنالوگ سیستم کنترل وارد شده و توسط CPU پردازش‌های لازم بر روی آنها انجام می‌شود. جهت دسترسی به یک‌سری امکانات دیگر نظیر مشاهده On-Line، ذخیره‌سازی و آنالیز، اطلاعات به یک کامپیوتر صنعتی ارسال می‌شود.
قابلیت‌های سیستم‌های مانیتورینگ On-Line ترانسفورماتور
در ادامه، به معرفی قابلیت‌ها و امکانات سیستم مانیتورینگ On-line ترانسفورماتور که در پست 230 کیلوولت کن بر روی ترانسفورماتور T4 اجرا شده، می‌پردازیم.
- اندازه‌گیری دماهای بالا و پایین روغن: دمای روغن یکی از پارامترهای مهم ترانسفورماتور است که به عنوان مبنای کنترل ورود و خروج فن‌ها و صدور فرامین آلارم و تریپ حرارتی درنظر گرفته می‌شود. در سیستم‌های قدیمی این دما فقط در قسمت بالای روغن اندازه‌گیری می‌شد، اما در سیستم مانیتورینگ On-Line به منظور افزایش دقت درمحاسبات، دما در دو قسمت مختلف ترانسفورماتور یکی در قسمت بالای روغن و دیگری در قسمت پایین، اندازه‌گیری و نمایش داده می‌شود. در این سیستم دمای روغن علاوه بر موارد ذکر شده، پارامتر اساسی در محاسبه دمای نقطه داغ سیم‌پیچ نیز است.
- محاسبه دمای نقطه داغ سیم‌پیچ: از دیگر دماهای با اهمیت در ترانسفورماتورها، دمای نقطه داغ سیم‌پیچ است که مشابه دمای روغن پارامتر کنترل کننده سیستم خنک کننده و صدور فرامین آلارم و تریپ حرارتی است. از سوی دیگر از آنجایی که استرسهای حرارتی یکی از مهمترین عوامل زوال عایقی ترانسفورماتورها است و داغ‌ترین نقطه سیم‌پیچ ترانسفورماتور محتمل‌ترین مکان برای شکست عایقی است، بنابراین مهمترین عامل محدودکننده بارگذاری ترانسفورماتور است و تعیین دقیق آن سبب می‌شود ارزیابی بهتری از قابلیت بارگذاری، عمر از دست رفته و عمر باقیمانده ترانسفورماتور امکان‌پذیر شود. سه روش اصلی به شرح زیر برای تعیین دمای نقطه داغ وجود دارد: - اندازه‌گیری مستقیم (حسگر فیبر نوری)
- شبیه‌سازی دمای نقطه داغ
- محاسبه با استفاده از مدل‌های حرارتی استاندارد
روش‌ اندازه‌گیری مستقیم با استفاده از فیبر نوری دقیق‌ترین روش موجود است. اما به علت هزینه بالا و قابلیت اطمینان نسبتاً پایین و حساسیت و شکنندگی، حسگرهای فیبر نوری هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته است و بیشتر در تحقیقات آزمایشگاهی به کار می‌رود. نکته دیگری که درباره این حسگرها باید گفت این است که نصب آنها تنها در هنگام ساخت یا تعمیرات ترانسفورماتور امکان‌پذیر است.
در ترانسفورماتورهای موجود، این دما از طریق قرار دادن یک ترمومتر دمایی و به روش شبیه‌سازی بدست می‌آید. مشکل این نوع تجهیزات این است که صحت دمای اندازه‌گیری شده و نقاط تنظیم به دقت دماسنج و همچنین توانایی تکنسین بستگی دارد. دقت این ترمومترها که توسط پست‌های حرارتی در کارخانه کالیبره می‌شود معمولاً حدود 2 تا 3 درجه سانتیگراد است و با گذشت زمان ممکن است به 5 تا 10 درجه سانتیگراد هم تغییر یابد که در این زمان باید مجدداً کالیبره شود.
به دلایل ذکر شده در سیستم مانیتورینگ On-line ترانسفورماتور، به جای روش شبیه‌سازی، دمای سیم پیچ از طریق یک‌سری محاسبات طبق استاندارد IEC که متناسب با شرایط مختلف خنک‌کنندگی ترانسفورماتور است، به دست می‌آید.
اندازه‌گیری و نمایش ولتاژ و بار و توان: ولتاژ و جریان و توان ترانسفورماتور در بخش‌های HV، LV اندازه‌گیری و در سیستم مانیتورینگ نمایش داده می‌شود. علاوه بر آن به کمک این مقادیر توان راکتیو و ضریب توان محاسبه می‌شود.
محاسبه پیری حرارتی عایق ترانسفورماتور: در سیستم مانیتورینگ On-line ترانسفورماتور، پیری حرارتی عایق ترانسفورماتور بر پایه دمای نقطه داغ سیم پیچ محاسبه می‌شود.
آشکارسازی گازهای محلول: یکی از خطاها و اشکالات موجود در ترانسفورماتور تولید گازهای مضر محلول در روغن در اثر عواملی از جمله تخلیه جزئی، حرارت ناشی از افزایش بارگیری و .. است. در حال حاضر برای شناسایی این اشکالات، از روغن ترانسفورماتور به صورت دوره‌ای نمونه‌برداری و در آزمایشگاه آنالیز می‌شود. از آنجائی که برنامه نمونه‌گیری و آنالیز روغن در دوره‌های زمانی معین انجام می‌شود ممکن است بعضی از خطاها آشکار نشود و یا اینکه بر طبق این برنامه ثابت دوره‌ای، انجام تست پس از به وجود آمدن یک شرایط بحرانی برای ترانسفورماتور انجام شود. در سیستم مانیتورینگ On-Line با قراردادن یک دستگاه آشکارساز گاز در روغن می‌توان مقدار گاز را به طور پیوسته اندازه‌گیری و نمایش داد و در صورت بروز خطا توسط این دستگاه آلارم مناسب تولید کرد. علاوه بر اینکه به کمک این دستگاه می‌توان خطاها را در زمان تولید آشکار کرد، خطاهای در حال پیشرفت در ترانسفورماتور نیز از طریق نرخ تغییرات گازهای تولید شده مشخص می‌شود و از این راه می‌توان از بوجود آمدن خطرات جدی بر روی ترانسفورماتور جلوگیری کرد.
اندازه‌گیری رطوبت در روغن: رطوبت به عنوان یکی از عوامل مخرب، نقش مهمی در کاهش عمر عایقی ترانسفورماتور دارد. عمر حرارتی کاغذ متناسب با مقدار رطوبت آن است به طوری که اگر مقدار رطوبت کاغذ دو برابر شود عمر آن به نصف کاهش می‌یابد. از طرف دیگر افزایش رطوبت در نواحی با شدت میدان الکتریکی بالا موجب کاهش آستانه شروع تخلیه جزئی و افزایش شدت آن شده و در نهایت موجب وارد شدن خسارات جدی به ترانسفورماتور می‌شود. در ترانسفورماتورها معمولاً مقداری رطوبت در طی فرآیند خشک کردن باقی می‌ماند که به مرور زمان این مقدار در اثر رطوبت هوا و تجزیه روغن و مواد سلولزی بیشتر می‌شود. در حال حاضر روغن ترانسفورماتور به صورت دوره‌ای نمونه‌برداری و در صورت لزوم به کمک دستگاه oiltreatment تصفیه می‌شود. از آنجائی که این نمونه‌برداری به صورت دوره‌ای است ممکن است در زمان مناسب انجام نشود و خسارات جدی به سیستم عایقی ترانسفورماتور وارد شود. در سیستم مانیتورینگ
On-Line با توجه به اهمیت رطوبت، دستگاهی برای اندازه‌گیری آن قرار داده می‌شود که به طور مداوم مقدار رطوبت روغن را اندازه‌گیری می‌کند. در این سیستم در صورت افزایش رطوبت با تولید آلارم، بهره‌بردار جهت انجام تست دوره‌ای مطلع می‌‌شود.
کنترل سیستم خنک‌کنندگی: سیستم خنک‌کنندگی ترانسفورماتور یکی از مهمترین بخش‌های آن است که کنترل آن باید از طریق سیستم مانیتورینگ ترانسفورماتور به صورت بهینه انجام شود. هدف از این کنترل قراردادن ترانسفورماتور در دمای نسبتاً ثابتی است. برای رسیدن به این هدف در تعیین دمای ترانسفورماتور باید دقت کافی اعمال شود. در این سیستم دمای بالای روغن توسط سنسور حرارتی با دقت بالا اندازه‌گیری و دمای نقطه داغ سیم پیچ با توجه به بار و دمای محیط محاسبه می‌شود. با استفاده از این مقادیر پیش فرض برای کنترل سیستم خنک‌کننده، فرامین کنترلی مناسب برای راه‌اندازی سیستم از طریق PLC به مدارات فرمان ارسال می‌شود.
پیش‌بینی زمان سرویس تجهیزات سیستم خنک‌کننده: تعمیرات و سرویس به موقع تجهیزات خنک‌کننده ترانسفورماتور نقش به سزائی در عملکرد صحیح این سیستم دارد. در حال حاضر سرویس تجهیزات به صورت دوره‌ای انجام می‌شود. ولی از طریق سیستم مانیتورینگ ترانسفورماتور با اندازه‌گیری مدت زمان روشن بودن هر یک از فن‌ها زمان مورد نیاز برای سرویس این تجهیزات برحسب شرایط و نیاز واقعی مشخص می‌شود.
اندازه‌گیری دمای روغن تپ‌چنجر: تپ‌چنجر یکی از بخش‌های مهم و اساسی ترانسفورماتور است که سلامت آن تاثیر مستقیمی در عملکرد ترانسفورماتور دارد. طی نتایج بررسی‌های به عمل آمده از تحقیقات آماری برای شناسایی خطاهای ترانسفورماتور مشخص شده که بخش عظیمی از این خطاها مربوط به بخش تپ‌چنجر آن است. یکی از مشکلات تپ‌چنجر کثیفی کنتاکت‌ها و ایجاد گرمای اضافی در روغن است که این افزایش گرما باعث کربنیزه‌شدن روغن و ایجاد آلودگی بیشتر شده که در نهایت کاهش قدرت عایقی روغن را به همراه دارد. به همین دلیل یکی از روش‌های شناسایی خطا در تپ‌چنجر اندازه‌گیری دما به صورت پیوسته است. از آنجایی که تانک تپ‌چنجر به صورت مکانیکی به تانک اصلی کوپل شده است، بنابراین اختلاف بین دمای تپ‌چنجر و تانک اصلی می‌تواند به عنوان معیاری برای شناسایی خطاهای آن باشد.
نمایش Tap-Position ترانسفورماتور: یکی از پارامترهای قابل اندازه‌گیری ترانسفورماتور مقدار تپ آن می‌باشد. علاوه بر نمایش این مقدار در سیستم مانیتورینگ از آن در محاسبات نیز استفاده می‌شود.
پیش‌بینی زمان سرویس قطعات تپ‌چنجر: سلامت تپ‌چنجر نقش کلیدی در صحت عملکرد ترانسفورماتور دارد. قطعات تپ‌چنجر در هنگام عملکرد ناشی از تغییر تپ و یا در اثر خوردگی ناشی از جریان فرسوده شده و نیاز به سرویس و یا تعویض دارند. این سرویس باید در زمان مناسبی انجام شود، تا عملکرد ترانسفورماتور تحت تاثیر خرابی تپ‌چنجر قرار نگیرد. در سیستم مانیتورینگ به کمک ثبت تعداد عملکردهای انجام شده و انجام محاسبات می توان زمان سرویس و یا تعویض قطعات را پیش‌بینی کرد.
تعیین عملکرد رله‌های حفاظتی: به منظور ارزیابی صحیح‌تر از وضعیت ترانسفورماتور سیگنال‌های حفاظتی ترانسفورماتور از تابلوهای موجود پست استخراج و در سیستم ثبت می‌شود.
محاسبه ظرفیت اضافه بار: در شرایط کارکرد نرمال شبکه، بارگیری از ترانسفورماتور باید در محدوده بار نامی آن انجام شود، اما در شرایط بحرانی شبکه، شرایطی به وجود می‌آید که پذیرش اضافه بارگیری از ترانسفورماتور اجتناب‌پذیر است. از آنجائی که بارگیری بیشتر از مقدار نامی موجب افزایش دما و متعاقب آن افزایش پیری‌ ترانسفورماتور و در درازمدت موجب وارد شدن خسارات جدی به آن می‌شود بنابراین قبول این اضافه بارگیری باید در زمان محدود و با توجه به شرایط دمایی واقعی انجام شود به طوری که عمر ترانسفورماتور تحت تاثیر آن قرار نگیرد. تحقق این امر بدون وجود یک سیستم مانیتورینگ
On-Line ترانسفورماتور که به طور پیوسته مقادیر دما و بارگیری را ثبت می‌کند، غیر عملی است. در سیستم مانیتورینگ On-Line به این منظور برای ترانسفورماتور قابلیتی با عنوان محاسبه ظرفیت اضافه بار که بر پایه اندازه دمای محیط، دمای روغن و دمای نقطه داغ سیم‌پیچ عمل می‌کند در نظر گرفته می‌شود. در گذشته جهت بارگیری از ترانسفورماتورها از جداول ثابت و تقریبی استفاده می‌شد که موجب افزایش خطرات ناشی از اعمال آن می‌شد. ولی امروزه می‌توان از قابلیت‌های سیستم مانیتورینگ On-line ترانسفورماتور برای تشخیص حدود مجاز بارگیری استفاده کرد. برای این منظور برنامه‌ای با عنوان بارگیری از ترانسفورماتور تهیه شده و به کمک این برنامه که براساس شرایط واقعی ترانسفورماتور در شروع بارگیری عمل می‌کند مشخص می‌شود ترانسفورماتور بار را تا چه مدت زمانی می‌تواند تحمل کند تا به شرایط بحرانی نرسد و یا به کمک این برنامه مشخص می‌شود که در یک بازه زمانی معین تا چه باری می‌توان به ترانسفورماتور اعمال کرد.
گفتنی است با اندازه‌گیری و تحلیل این اطلاعات به طور کلی می‌توان به اهدافی نظیر زیر دست یافت:
- تعیین وضعیت Active part
- کنترل سیستم خنک‌کنندگی
- تعیین وضعیت تپ‌چنجر
علاوه بر قابلیت‌های ارایه شده برحسب تقاضا قابلیت‌های زیر و یا هر امکان قابل اجرای دیگری که مورد نیاز باشد می‌تواند در سیستم اضافه شود:
- تعیین خطاهای مکانیکی تپ‌چنجر
- مانیتورینگ بوشینگ
- تعیین وضعیت مدار سیستم خنک‌کننده
- اندازه‌گیری سطح روغن
ویژگی‌های سیستم مانیتورنیگ On-line ترانسفورماتور
به طور کلی می‌توان به ویژگی‌های زیر درخصوص سیستم طراحی شده اشاره کرد:
- اندازه‌گیری پیوسته مقادیر
- ثبت مقادیر اندازه‌گیری شده و توانایی تهیه گزارش از آنها
- توانایی انجام عملیات محاسباتی دقیق و پیشرفته
- امکان تنظیم آستانه‌های مورد نیاز برای آلارم و تریپ
- قابلیت توسعه‌های آتی در نرم‌افزار و سخت‌افزار
- قابلیت انعطاف در تعیین معماری سیستم
- سازگاری با شرایط آب و هوایی مناطق گرم و مرطوب
نمونه اجرا شده: یک نمونه از سیستم مانیتورینگ ترانسفورماتور با مشخصات ذکر شده پس از گذراندن موفقیت‌آمیز تست‌هایی نظیر ESD و EFT و نیز تست‌های عملکردی بر روی یکی از ترانسفورماتورهای 230 کیلوولت پست کن در برق منطقه‌ای تهران نصب شده است.
موارد کاربرد: از آنجایی که بروز خطا در ترانسفورماتورها و عدم شناسایی به موقع آنها بعضاً باعث خروج ترانسفورماتورها از شبکه قدرت و یا کاهش عمر عایقی آنها و در نهایت وارد شدن خسارات اقتصادی و کاهش قابلیت اطمینان می‌شود از این رو استفاده از سیستم‌های مانیتورینگ
On-Line به منظور پیشگیری و یا تشخیص به موقع عیوب، در ترانسفورماتورهای مهم شبکه قدرت و صنایعی نظیر فولاد بسیار مثمرثمر خواهد بود.
 

javad ta

عضو جدید
کاربر ممتاز
جذیان هجومی ترانس نیز یکی از 10مورد مربوط به مانیتورینگ ترانس هستش
جلوگيري از كار رله به وسيله مولفه DC جريان هجومي است . در اين روش از مولفه DC جريان جهت تغذيه يك سيم‌پيچ بازدارنده استفاده مي‌شود . اما اين روش نيز عملاً كاربردي ندارد . چون وجود مولفهDC به شرايط وصل كليد بستگي دارد و ممكن است مقدار آن صفر باشد . به علاوه در حين وقوع خطاي داخلي نيز مولفه DC در جريان خطا (Fault) وجود دارد و ممكن است رله نتواند عمل خود را در مورد تشخيص جريان هجومي از جريان فالت به دقت انجام دهد ( شكل 2-1 )

شکل 2-1 : نمونه شکل منحنی جريان خطا در ترانسفورماتور
رايج‌ترين روش جهت تشخيص جريان هجومي از جريان خطا ، استفاده از مانع هارمونيك دوم است . هارمونيك دوم در جريان هجومي ، هميشه هارمونيك غالب است و درصد بالايي دارد . ولي جريان‌هاي ناشي از خطاي داخلي درصد پاييني از هارمونيك دوم دارند .
به عنوان نمونه در جدول زير درصد هارمونيك‌هاي جريان هجومي با جريان خطا در يك مورد خاص مقايسه شده است .
يكي از روش‌هاي لازم معمولي براي استفاده از هارمونيك دوم آن است كه جريان هارمونيك دوم در زمان عبور جريان هجومي فيلتر شده و از آن براي ايجاد گشتاور مقاوم در رله استفاده مي‌شود
 

javad ta

عضو جدید
کاربر ممتاز
ولتا ضربه ای جز تست های مخرب هست دیگه درسته؟!پس چطور جز ازمایش های روتین قرار داده شده ؟. فکر کنم تکنولوژی رو الان اوردن و با تست یک ترانس بقیه رو مشابه اون میسازن
چیزی که به مانیتورینگ ربط داره در هنگام بهره برداری از ترانس با سیستم اتوماسیون
با استفاده از سیستم آنلاین میان مقایسه میکنن با حالت های آزمایشی
جریان ضربه ای ترانس
بازدهی ترانس در پیک بار
ارزیابی آن برای تتعویض یا ماندن در شبکه و غیره.....
ازجمله موارد سیستم آنلاین هستش که تست های مخرب پیش زمینه سیستم آنلاینه
 

javad ta

عضو جدید
کاربر ممتاز
[FONT=BBadr,Bold][FONT=BBadr,Bold]به کمک آزمایش گاز کروماتوگرافی ، در یک ترانسفورماتور سالم ، , با
توجه به عمر هر ترانسفورماتور، حجم بزرگی و سوابق بهره برداري از آنها متفاوت خواهد بود.
ولی بهترین روش براي داشتن سوابق ترانسفورماتور انجام آزمایش هاي دوره اي گاز کروماتوگرافی میباشد
[/FONT]
[/FONT]
 
بالا