تحقيقاتي كه درسالهاي اخير توسط موسسات و شركتهاي معتبر بين المللي انجام شده است نشان مي دهد كه مي توان با انجام برخي آزمونهاي خاص بر روي روغن و تحليل آنها به وضعيت ترانسفورماتور بويژه عايق كاغذي آن كه آسيب پذيرترين بخش ترانسفورماتور است پي برد.
عدم نياز به خارج كردن ترانسفورماتور از مدار جهت نمونه برداري، هزينه پائين آزمونهاي روغن، امكان انجام تستها در آزمايشگاهها و تنوع آزمونها از دلايل افزايش اهميت نقش روغن در پروسه ارزيابي وضعيت و عمرسنجي است. لذا آزمونهاي روغن ترانسفورماتور با اهداف ذيل انجام مي گيرد:
- ارزيابي وضعيت روغن ترانسفورماتور و تعيين لزوم تصفيه فيزيكي، شيميايي يا تعويض روغن
- ارزيابي وضعيت، عمرسنجي و عيب يابي ترانسفورماتور
آزمونهاي الكتريكي بنا به درخواست بهره برداران ترانسفورماتور با استفاده از تجهيزات و امكانات داخل کشور و توسط پرسنل متخصص قابل انجام است. ليست اين آزمونها مطابق جدول زیر مي باشد:
با توجه به اين واقعيت كه بسياري از صنايع بزرگ كشور مانند پستها، نيروگاهها، پالايشگاهها، صنايع پتروشيمي، فولاد، سيمان و... عمري بيش از 20 سال دارند، ترانسفورماتورهاي مورد بهره برداري در اين صنايع نيز دهه آخر عمر خود را مي گذرانند لذا مسئله جايگزيني يا ادامه بهره برداري از اين ترانسفورماتورها و همچنين تعيين قابليت اطمينان اين تجهيزات از مسائل مهمي است كه بهره برداران ترانسفورماتور با آن روبرو هستند. بالا بودن هزينه خريد ترانسفورماتور جديد، زمان طولاني ساخت و حمل و نقل، هزينه زياد تعمير و نگهداري و همچنين احتمال بروز خاموشي يا قطع تغذيه خط توليد كارخانجات و صنايع بر اثر ايجاد حادثه بر روي ترانسفورماتور از جمله مسائلي است كه بر اهميت تعيين وضعيت ترانسفورماتور افزوده است، لذا در سالهاي اخير دانشي با عنوان ارزيابي وضعيت و عمرسنجي ترانسفورماتورهاي توزيع و قدرت در سطح دنيا پا به عرصه وجود گذاشته است كه به دلايلي چون اقتصادي بودن (در مقايسه با قيمت ترانسفورماتور)، مشخص نمودن وضعيت، افزايش قابليت اطمينان و تخمين عمر باقيمانده ترانسفورماتور و حتي افزايش عمر اين تجهيز مورد استقبال بهره برداران ترانسفورماتور قرار گرفته است.
پروسه ارزيابي وضعيت و عمرسنجي ترانسفورماتورهاي توزيع و قدرت نخستين بار توسط موسسه تحقيقات ترانسفورماتور ايران و با همياري انسستيتو شرينگ دانشگاه هانوور آلمان به صنعت برق کشور معرفي شده و نحوه انجام آن در سه فاز ذيل و بصورت غربالي انجام مي گيرد:
فاز اول: انجام آزمونهاي كنترل كيفي روغن، گازكروماتوگرافي و فورفورال مطابق جدول يك بر روي كليه ترانسفورماتورهاي توزيع و قدرت مهم يك مجتمع و ارائه گزارش ارزيابي وضعيت اوليه
فاز دوم: انجام آزمونهاي الكتريكي مطابق جدول دو بر روي ترانسفورماتورهاي انتخاب شده در گزارش ارزيابي وضعيت اوليه (فاز اول)
فاز سوم: انجام آزمونهاي مدرن بر روي ترانسفورماتورهاي مهم مجتمع و با توجه به نتايج حاصل از فازهاي اول و دوم و ارائه گزارش ارزيابي وضعيت و عمرسنجي نهايي
گزارش نهايي پروسة ارزيابي وضعيت و عمرسنجي ترانسفورماتورها شامل موارد ذيل خواهد بود:
- تعيين وضعيت ترانسفورماتور
- تعيين وضعيت روغن عايقي
- تعيين وضعيت عايق كاغذي
- تخمين عمر باقيمانده ترانسفورماتور
- تعيين عيوب احتمالي ترانسفورماتور (در صورت وجود)
- تهيه بانك اطلاعاتي براي ترانسفورماتورها بصورت نرم افزار جامع
- اولويت بندي ترانسفورماتورها با توجه به نتايج آزمونها، مدت زمان بهره برداري، اهميت در شبكه و ...
- شناسايي ترانسفورماتورهايي كه نياز به تصفيه فيزيكي يا شميايي روغن، نصب سيستم مونيتورينگ، تعمير، بهسازي يا تعويض داشته و ارائه جدول زمانبندي جهت انجام اين موارد برحسب اولويت هاي مشخص شده.
- ارائه جدول زمانبندي جهت انجام مجدد آزمونها
تحقيقاتي كه درسالهاي اخير توسط موسسات و شركتهاي معتبر بين المللي انجام شده است نشان مي دهد كه
مي توان با انجام برخي آزمونهاي خاص بر روي روغن و تحليل آنها به وضعيت ترانسفورماتور بويژه عايق كاغذي آن كه آسيب پذيرترين بخش ترانسفورماتور است پي برد.
عدم نياز به خارج كردن ترانسفورماتور از مدار جهت نمونه برداري، هزينه پائين آزمونهاي روغن، امكان انجام تستها در آزمايشگاهها و تنوع آزمونها از دلايل افزايش اهميت نقش روغن در پروسه ارزيابي وضعيت و عمرسنجي است. لذا آزمونهاي روغن ترانسفورماتور با اهداف ذيل انجام مي گيرد:
- ارزيابي وضعيت روغن ترانسفورماتور و تعيين لزوم تصفيه فيزيكي، شيميايي يا تعويض روغن
- ارزيابي وضعيت، عمرسنجي و عيب يابي ترانسفورماتور
نام آزمون | رديف |
Kin Viscosity at 40 | 1 |
Kin Viscosity at 100 | 2 |
Flash Point | 3 |
Pour Point | 4 |
Total Acid No. | 5 |
Dielectric St. | 6 |
Interfacial Tension | 7 |
Water Content (ppm) | 8 |
tg at 90°C | 9 |
Gas Chromatography (DGA) | 10 |
Furfural (FFA) | 11 |
آزمونهاي الكتريكي بنا به درخواست بهره برداران ترانسفورماتور با استفاده از تجهيزات و امكانات داخل کشور و توسط پرسنل متخصص قابل انجام است. ليست اين آزمونها مطابق جدول زیر مي باشد:
رديف | نام آزمون |
1 | اندازه گيري مقاومت عايقي سيم پيچي ها (ميگر) |
2 | اندازه گيري ضريب تلفات عايقي و ظرفيت خازني بوشينگ |
3 | اندازه گيري مقاومت اهمي سيم پيچها |
4 | اندازه گيري تقسيم شار |
5 | اندازه گيري نسبت تبديل |
6 | اندازه گيري امپدانس اتصال كوتاه و تلفات بار |
7 | پيوستگي جريان تپ چنجر |
8 | تعيين گروه برداري ترانسفورماتور |
9 | اندازه گيري مقاومت عايقي هسته (ميگر هسته) |
10 | اندازه گيري جريان و تلفات بي باري |
اندازه گيري پاسخ فركانسي ترانسفورماتور FRA (Frequency Response Analysis)
حمل و نقل و يا خطاهاي شبكه مخصوصاً اتصال كوتاه ممكن است باعث تغييراتي در نحوه آرايش سيم پيچهاي ترانسفورماتورهاي قدرت شود. با توجه به اينكه اين مسأله مي تواند قابليت اطمينان ترانسفورماتور قدرت را به شدت پائين آورده و موجب خسارت هاي جدي به ترانسفورماتور شود، آشكارنمودن جابجايي سيم پيچها و يا تغييرات واقع شده در آنها از اهميت فراواني برخوردار مي باشد.
از آنجا كه مدل ترانسفورماتور مخصوصاً در فركانسهاي بالا يك سيستم خطي مركب از سلفها و خازنهاي سيم پيچها مي باشد، هرگونه تغييري در آرايش سيم پيچي باعث تغيير در مقادير سلف و خازنها شده و تابع تبديل ترانسفورماتور را تغيير مي دهد. لذا اندازه گيري پاسخ فركانسي سيم پيچها و مقايسه آن با پاسخهاي قبلي و يا ترانسفورماتورهاي مشابه مي تواند به آشكارسازي اين مسئله كمك نمايد.
پاسخ فركانسي سيم پيچهاي ترانسفورماتور در حالتهاي مختلف را مي توان با اعمال يك سيگنال سينوسي با دامنه كم و فركانس متغير از چندصد هرتز تا چند مگا هرتز اندازه گيري نمود. نتايج اندازه گيري با اندازه گيريهاي انجام شده قبلي و يا نتايج اندازه گيري روي فازهاي مختلف مقايسه مي شود. آزمون FRA مي تواند هم در قالب پروسه ارزيابي وضعيت و عمرسنجي ترانسفورماتور و هم بصورت مجزا بنا به درخواست مشتري بر روي ترانسفورماتورهاي مورد بهره برداري انجام گردد.
اندازه گيري تخليه جزئي در ترانسفورماتورهاي قدرت PD (Partial Discharge)
تخليه جزئي يك از خطاهاي مهم و رايج در ترانسفورماتورهاي قدرت مي باشد. بسياري از خطاهاي الكتريكي داخلي ترانسفورماتور با تخليه جرئي شروع شده و با گذشت زمان منجر به خطاهاي شديد و خروج ترانسفورماتور از مدار مي گردند. با توجه به اين مسئله آشكارسازي تخليه جزئي و اندازه گيري شدت و ضعف آن داراي اهميت فراوان مي باشد. در حال حاظر توان اجراي پروسه اندازه گيري تخليه جزئي در ترانسفورماتورهاي قدرت مورد بهره برداري در داخل سايت وجود دارد.
پروسه ارزيابي وضعيت و عمرسنجي ترانسفورماتورهاي توزيع و قدرت نخستين بار توسط موسسه تحقيقات ترانسفورماتور ايران و با همياري انسستيتو شرينگ دانشگاه هانوور آلمان به صنعت برق کشور معرفي شده و نحوه انجام آن در سه فاز ذيل و بصورت غربالي انجام مي گيرد:
فاز اول: انجام آزمونهاي كنترل كيفي روغن، گازكروماتوگرافي و فورفورال مطابق جدول يك بر روي كليه ترانسفورماتورهاي توزيع و قدرت مهم يك مجتمع و ارائه گزارش ارزيابي وضعيت اوليه
فاز دوم: انجام آزمونهاي الكتريكي مطابق جدول دو بر روي ترانسفورماتورهاي انتخاب شده در گزارش ارزيابي وضعيت اوليه (فاز اول)
فاز سوم: انجام آزمونهاي مدرن بر روي ترانسفورماتورهاي مهم مجتمع و با توجه به نتايج حاصل از فازهاي اول و دوم و ارائه گزارش ارزيابي وضعيت و عمرسنجي نهايي
گزارش نهايي پروسة ارزيابي وضعيت و عمرسنجي ترانسفورماتورها شامل موارد ذيل خواهد بود:
- تعيين وضعيت ترانسفورماتور
- تعيين وضعيت روغن عايقي
- تعيين وضعيت عايق كاغذي
- تخمين عمر باقيمانده ترانسفورماتور
- تعيين عيوب احتمالي ترانسفورماتور (در صورت وجود)
- تهيه بانك اطلاعاتي براي ترانسفورماتورها بصورت نرم افزار جامع
- اولويت بندي ترانسفورماتورها با توجه به نتايج آزمونها، مدت زمان بهره برداري، اهميت در شبكه و ...
- شناسايي ترانسفورماتورهايي كه نياز به تصفيه فيزيكي يا شميايي روغن، نصب سيستم مونيتورينگ، تعمير، بهسازي يا تعويض داشته و ارائه جدول زمانبندي جهت انجام اين موارد برحسب اولويت هاي مشخص شده.
- ارائه جدول زمانبندي جهت انجام مجدد آزمونها
بدليل اهميت، پيچيدگي و پرهزينه بودن تعمير ترانسفورماتورهاي قدرت عده محدودي از شرکتهاي تعميرات ترانسفورماتور وارد اين مقوله شده اند. لذا با وجود امكانات و دانش فني كافي در اين زمينه در ايران، مي توان اقدام به ارائه خدمات تعمير و راه اندازي مجدد ترانسفورماتورهاي قدرت مورد بهره برداري پستها، نيروگاهها و صنايع بزرگ نمود. البته اين خدمت مي تواند در غالب برونسپاري يک فعاليت تخصصي باشد که مي تواند تصوير صحيحي از کلينيک بعنوان ناظر عالي تعميرات ترانسفورماتور با هماهنگي توانير و برقهاي منطقه اي بوجود آورد. اين امر از جمله راهكارهاي كاهش هزينه و افزايش كارآيي و بهره وري کلينيک مي گردد.
سرويس و نگهداري ترانسفورماتورهاي توزيع و قدرت نيز يكي از فعاليتهاي جانبي، پرهزينه و زمانبر اما بسيار مهم و حياتي براي بسياري از صنايع بويژه شركتهاي غيرتخصصي در صنعت برق (مانند پالايشگاهها، پتروشيمي ها، صنايع فولاد و سيمان، كارخانجات مختلف و ...) است. کلينيک بعنوان يکي از شركتهاي محدود در ايران كه صرفاً در زمينه خدمات ترانسفورماتور فعاليت مي نمايد و از پشتوانه فني و انساني مطلوبي در صنعت ترانسفورماتور برخوردار است، اقدام به ارائه خدمات سرويس و نگهداري ترانسفورماتورهاي توزيع و قدرت صنايع مختلف نموده است.
با توجه به اهميت مسئله تحقيق و توسعه در بهبود مستمر محصولات توليدي و ايجاد دانش فني توليد محصولات جديد شركتهاي صنعتي- توليدي، کلينيک مي تواند در راستاي مشتري مداري و رسالت خود به عنوان يک شرکت تخصصي و مرجع در خصوص ترانسفورماتور، پروژه هاي تحقيقاتي در زمينه بهبود كيفيت ترانسفورماتورهاي توليدي، انتقال تكنولوژي طراحي و ساخت ترانسفورماتورهاي جديد و ملزومات جانبي، ايجاد دانش فني در
زمينه هاي مختلف طراحي، ساخت، آزمون، حمل و نقل، نصب و راه اندازي ترانسفورماتورهاي توزيع و قدرت براي شركت هاي متقاضي (پژوهشگاه نيرو، ايران ترانسفو، آريا ترانسفو و ...) را سرلوحه فعاليتهاي خويش قرار دهد است. اهم فعاليتهاي کلينيک در اين راستا عبارتند از:
- طراحي ساخت و تست رآكتور شنت 100MVAR و 4000kV
- محاسبه و طراحي ترانسفورماتور كوره 100MVA
- محاسبه و طراحي ترانسفورماتور يكسوساز با ظرفيت بالا
- تدوين دستورالملهاي مختلف در خصوص تست، بهره برداري، تعمير و نگهداري از ترانسفورماتور و متعلقات
- تدوين نرم افزارهاي مختلف محاسبه عمر باقيمانده ترانسفورماتور
- طراحي و ساخت ترانسفورماتور آزمايشگاهي تست اتصال كوتاه
- مكان يابي تخليه جزئي ترانسفورماتورها با استفاده از تابع انتقال سيم پيچي ها
- تشخيص اتصال حلقه و مكان يابي آن در ترانسفورماتورهاي توزيع از طريق تحليل پاسخ فركانسي
- امكان سنجي انتقال تكنولوژي ساخت ورق هسته
- امكان سنجي انتقال تكنولوژي ساخت روغن ترانسفورماتور
امكان سنجي انتقال تكنولوژي ساخت ساير ملزومات ترانسفورماتور(کليد تنظيم ولتاژ، بوشينگ، رله بوخهلتز و ساير متعلقات)
با توجه به اهميت ترانسفورماتور و قيمت بالاي اين تجهيز و ارتقا فرهنگ بيمه در کشور مي توان با بازاريابي مناسب و آگاهي به مشتريان بستري را جهت بيمه نمودن ترانسفورماتورها و مشاوره لازم توسط کلينيک فراهم نمود. همچنين کلينيک مي تواند به عنوان مرجعي مناسب در خصوص اظهار نظر در مورد ترانسفورماتورهاي حادثه ديده و تربيت متخصصين مورد تاييد شرکتهاي بيمه در کشور شناخته شود.
با توجه به اهميت مسئله تحقيق و توسعه در بهبود مستمر محصولات توليدي و ايجاد دانش فني توليد محصولات جديد شركتهاي صنعتي- توليدي، کلينيک مي تواند در راستاي مشتري مداري و رسالت خود به عنوان يک شرکت تخصصي و مرجع در خصوص ترانسفورماتور، پروژه هاي تحقيقاتي در زمينه بهبود كيفيت ترانسفورماتورهاي توليدي، انتقال تكنولوژي طراحي و ساخت ترانسفورماتورهاي جديد و ملزومات جانبي، ايجاد دانش فني در
زمينه هاي مختلف طراحي، ساخت، آزمون، حمل و نقل، نصب و راه اندازي ترانسفورماتورهاي توزيع و قدرت براي شركت هاي متقاضي (پژوهشگاه نيرو، ايران ترانسفو، آريا ترانسفو و ...) را سرلوحه فعاليتهاي خويش قرار دهد است. اهم فعاليتهاي کلينيک در اين راستا عبارتند از:
- طراحي ساخت و تست رآكتور شنت 100MVAR و 4000kV
- محاسبه و طراحي ترانسفورماتور كوره 100MVA
- محاسبه و طراحي ترانسفورماتور يكسوساز با ظرفيت بالا
- تدوين دستورالملهاي مختلف در خصوص تست، بهره برداري، تعمير و نگهداري از ترانسفورماتور و متعلقات
- تدوين نرم افزارهاي مختلف محاسبه عمر باقيمانده ترانسفورماتور
- طراحي و ساخت ترانسفورماتور آزمايشگاهي تست اتصال كوتاه
- مكان يابي تخليه جزئي ترانسفورماتورها با استفاده از تابع انتقال سيم پيچي ها
- تشخيص اتصال حلقه و مكان يابي آن در ترانسفورماتورهاي توزيع از طريق تحليل پاسخ فركانسي
- امكان سنجي انتقال تكنولوژي ساخت ورق هسته
- امكان سنجي انتقال تكنولوژي ساخت روغن ترانسفورماتور
امكان سنجي انتقال تكنولوژي ساخت ساير ملزومات ترانسفورماتور(کليد تنظيم ولتاژ، بوشينگ، رله بوخهلتز و ساير متعلقات)
با توجه به ضرورت پایش مستمر ترانسفورماتورهای موجود در شبکه و در راستای بهبود ضریب بهره بردای پیشنهاد یک طرح جامع پایش وضعیت بهینه و اقتصادی برای ترانسفورماتورهای قدرت به صورت برخط (با توجه به ظرفیت و اهمیت آنها) که مشکلات گذشته را دربر نداشته باشد و کاهش حوادث را در آینده تضمین نماید لازم است تیمی متشکل از متخصصین در این حوزه (چه در داخل و چه در خارج مجموعه) با توجه به امکانات موجود جهت کاهش هزینه های نگهداری، تشکیل گردد تا نسبت به بررسی وضعیت ماهانه ترانسفورماتورها و تحلیل نتایج انها و ارائه گزارش جهت بهبود شرایط پایداری و بهره برداری بهینه اقدام نمایند. این طرح پس از دریافت گزارش ماهانه از سیستم پایش آنلاین ترانسفورماتور پیشنهادی جهت ارتقای قابلیت اطمینان ترانسفورماتور ارائه میدهد لذا در راستای اهداف کلینیک و به پشتوانه مطالعات صورت گرفته و دستاوردهای حاصله، این کلینیک توانایی خود را جهت عیب یابی و رفع عیب، تنظیمات و آموزش بهره برداران سیستمهای مانیتورینگ برخط اعلام می دارد. همچنین سه پیشنهاد قابل بحت به بهره برداران محترم را ارائه می دارد؛
- تدوین اصول و پیشنهاد اولیه برای یک سیستم پایش آنلاین ترانسفورماتورهای شبکه انتقال با توجه به ظرفیت آنها و آموزش روش بهره برداری از این سیستم ها
- بررسی دلایل نقص ترانسفورماتورهایی که در سال های اخیر دچار حادثه شده اند و پیشنهاد اقدامات لازم جهت تعمیر و در مدار قرار گرفتن آنها
- برنامه ریزی دوره ای بازدید و تعمیرات روی ترانسفورماتورهای فوق العاده حساس شبکه انتقال
لزوم تشکیل تیم پایش وضعیت بمنظور تامین موارد زیر پیشنهاد میگردد.
- تعیین وضعیت موجود برای ترانسفورماتورهای دارای علائم اخطاری نت
- بررسی OLGM های قابل بهره برداری و اطمینان از صحت عملکرد آنها
- بررسی OLGM های از کار افتاده و امکان سنجی بکار گیری مجدد آنها
- امکان سنجی و استفاده از OLGM های قابل استفاده موجود برای ترانسفورهای دارای حساسیت بیشتر که فاقد این تجهیز میباشند.
- بررسی تامین OLGM مناسب موارد خاص با توجه به پارامترهای مطرح
- ارائه راهکار مناسب برای تداوم عملکرد ترانسفورماتورهای دارای علائم اخطار
حفاظت کاتدیک به عنوان موثرترین روش حفاظتی به منظور جلوگیری از خوردگی سازه های مدفون در خاک شناخته شده است که بطور گسترده از خوردگی لوله های توزیع و انتقال گاز، مواد نفتی و آب مورد استفاده قرار می گیرد. در سیستم های حفاظت کاتدیک با روش تزریق جریان، به منظور تزریق جریان الکتریکی به سازه های تحت حفاظت از ترانسفورماتور رکتیفایر استفاده می شود. اصول کار این ترانسفورماتور، یکسو کردن برق متناوب ورودی، تزریق و تثبیت جریان به سازه تحت حفاظت می باشد. ترانسفورماتورهای رکتیفایر حفاظت کاتدیک مناسب برای کار در شرایط محیطی مختلف نظیر: مرطوب، غبارآلود، نمک زار، داخل اتاق برق و... بصورت دائم کار تحت بار کامل با قرار گرفتن در شرایط سخت ساخته می شوند. فعالیتهای انجام شده توسط این کلینیک بر روی ترانسفورماتورهای رکتیفایر حفاظت کاتدیک به شرح ذیل می باشد:
- طراحی و ساخت
- سرویس رکتیفایرها
- تعویض ولتمتر و آمپرمترهای معیوب
- نصب پلاک شماره بر روی بدنه تانک رکتیفایر
- تعویض اورینگ نو درپوش رکتیفایر
- تعویض اورینگ Cable box رکتیفایر
- محکم کردن اتصالات رکتیفایر
- تقویت سیستم عایقی رکتیفایر
سرویس رکتیفایرها شامل موارد زیر میباشد:
تعویض محفظه سیلیکاژل، نصب تبدیل برای محفظه سیلیکاژل، تعویض سیلیکاژل مستعمل و معیوب، شستشوی تانک رکتیفایر با روغن داغ، لجن زدایی از تانک رکتیفایر، شستشوی اکتیو پارت رکتیفایر با روغن داغ، نصب روغن نما بر روی رکتیفایر، جوشکاری جهت رفع نشتی تانک و رادیاتور رکتیفایر، تزریق روغن نو به داخل تانک رکتیفایر، سیرکوله کردن روغن نو قبل از تزریق به داخل تانک رکتیفایر جهت: رطوبت زدایی از روغن، گاز زدایی از روغن، جذب ذرات معلق و رادیکالهای آزاد، کاهش ضریب تلفات عایقی، افزایش مقاومت مخصوص