تجزیه و تحلیل آماری و روش های پیشگیری از خطاهای ترانسفورماتور
چکیده: با پیشرفت اقتصاد و تکنولوژی، تقاضا برای انرژی الکتریکی در جهان روز به روز در حال افزایش است. اطمینان از تامین برق بدون وقفه برای زندگی، تولید، دفاع ملی، نظامی، هوافضا و ارتباطات به اولویت اصلی ساخت و ساز و تولید تبدیل شده است. برای تامین مداوم و بی وقفه انرژی الکتریکی با کیفیت بالا به کاربران، داشتن پشتیبانی فنی قوی در تمامی جنبه های تولید، انتقال، توزیع و مصرف برق ضروری است. در این سری از فرآیندها، ترانسفورماتور همیشه نقش بسیار مهمی را ایفا می کند. بنابراین باید اطمینان حاصل شود که خطای ترانسفورماتور تا حد امکان کوچک است. از طریق آمار و تجربه نگهداری از خطاهای ترانسفورماتور در ده سال گذشته، دلایل خطاهای ترانسفورماتور مورد بحث قرار گرفته است. نتیجه گیری پیشنهادی برای بهره برداری، نگهداری و بازرسی ترانسفورماتور. این شامل: روش های تعمیر و نگهداری برای افزایش عمر مفید آن، علت، نوع، فراوانی خرابی و غیره است.
کلیدواژه: ترانسفورماتور ، سیستم قدرت
خرابی ترانسفورماتور نه تنها به ترانسفورماتور در حال کار در آن زمان آسیب وارد می کند، بلکه عملکرد عادی سیستم قدرت را نیز تحت تأثیر قرار می دهد و حتی به تجهیزات دیگر آسیب می رساند و باعث بروز حوادث جدی مانند آتش سوزی می شود. بنابراین نحوه اطمینان از عملکرد ایمن ترانسفورماتورها مورد توجه گسترده کشورهای سراسر جهان قرار گرفته است. در نمایشگاه فناوری مدرن برق چین، عملکرد ایمن صنعت برق موضوعی دائمی و مهم است.
این مقاله نتیجهگیری آماری خرابی ترانسفورماتور را معرفی میکند و منابع و روشهای آماری علمی را ارائه میکند که میتوان از آنها برای ساختن بیشتر شبکههای هوشمند در چین استفاده کرد تا به هدف خدمت به بخش برق و کشور دست یابد.
1. نتایج آمار خرابی مرتبط
بخش های مختلف ترانسفورماتورهای مختلف با عیوب متفاوت دارند. به منظور تسهیل در تجزیه و تحلیل، ترانسفورماتورها را می توان به انواع زیر تقسیم کرد: ترانسفورماتور برای صنایع سیمان و معدن. ترانسفورماتور برای صنایع شیمیایی، نفت و گاز طبیعی؛ ترانسفورماتور برای بخش برق، ترانسفورماتور برای صنایع غذایی. ترانسفورماتور برای صنعت پزشکی؛ ترانسفورماتور برای صنعت تولید؛ ترانسفورماتور برای صنعت متالورژی؛ و صنعت چاپ مبدل ها؛ ترانسفورماتورهای ساختمانی تجاری؛ ترانسفورماتورهای صنعت خمیر و کاغذ.
از طریق پایش طولانی مدت و آمار مشخص می شود که وقتی فرکانس و درجه به طور همزمان در نظر گرفته شود، خطر خرابی ترانسفورماتور در بخش برق بالاترین است و خرابی ترانسفورماتور در صنعت متالورژی و ساخت ترانسفورماتور در رتبه دوم قرار دارد. به ترتیب سوم با توجه به پارامترهای ارائه شده توسط سازنده، به طور کلی، میانگین زمان استفاده از ترانسفورماتورهای مختلف در"حالت ایده آل" 30-40 سال است. اما در عمل اینطور نیست.
میانگین عمر یک ترانسفورماتور با خطا 10-15 سال است. محور X نشان دهنده زمان و محور Y وضعیت خطا را نشان می دهد. معمولاً یک منحنی حوضهای شکل برای نشان دادن نتایج اولیه عمر و یک منحنی شکل موج کاهشی برای نشان دادن منحنی پیری بعدی وجود دارد. اهمیت این منحنی ها در تعیین زمان و عمق بازرسی دوره ای و نگهداری ترانسفورماتور در فرآیند استفاده آتی است. لازم به ذکر است که ترانسفورماتور در صنعت برق، عمر مفید آن با ایمنی و استفاده عادی از تجهیزات در بسیاری از بخش ها مرتبط است.
پس از اصلاحات و گشایش، کشور من یک مرحله از توسعه سریع صنعتی را تجربه کرده است و هنوز در مرحله تحول است. این دوره باعث توسعه سریع صنایع پایه به ویژه گسترش گسترده صنعت برق شده است. این تجهیزات برقی که از دهه 70 تا 90 نصب شده اند، با توجه به شرایط طراحی و عملکرد خود، تاکنون اکثر آنها به مرحله قدیمی شدن و تعویض رسیده اند. ادارات مربوطه باید توجه ویژه ای به ترانسفورماتورهای نصب شده در این مواقع داشته باشند.
2. تجزیه و تحلیل علت خرابی ترانسفورماتور
پس از سالها تحقیق و سالها تجربه، اگرچه ترانسفورماتورها کاربردهای متفاوتی دارند و روند پیری متفاوتی دارند، اما دلایل اصلی خرابیها همچنان یکسان است.
1. صاعقه
مطالعات نسبتا کمی در مورد برخورد صاعقه وجود دارد، زیرا در بسیاری از موارد، صاعقه غیرمستقیم خطای برخورد را به عنوان"خط موج" طبقه بندی می کند. بهترین راه برای جلوگیری از برخورد صاعقه البته نصب وسایل حفاظت در برابر صاعقه است که نه تنها می تواند از ترانسفورماتور محافظت کند، بلکه جریان هجومی را در سیستم قدرت کاهش داده و نوسانات گذرا را کاهش می دهد.
2. افزایش خط
جریان هجومی خط باید به عنوان عامل خطای اولیه در نظر گرفته شود. جریان هجومی خط (یا تداخل خط) شامل: اضافه ولتاژ بسته شدن، برهم نهی پیک ولتاژ، خطای اتصال کوتاه خط، فلاش اوور و ناهنجاری های بزرگ جریان و ولتاژ از نظر نوسان است.
جدی ترین علت این نوع خطا به ترانسفورماتور جریان و ولتاژ بیش از حد است، بنابراین باید به کفایت حفاظت از نوسان زیاد جریان توجه بیشتری شود. نصب دستگاه حفاظت و نظارت بر جریان اضافه می تواند گزارش اندازه گیری لحظه ای را روی ترانسفورماتور انجام دهد. و این نتیجه را به عنوان شاخص عملکرد ایمن به سیستم کلی عملکرد خودکار سیستم قدرت ارسال کنید.
3. حذف کیفیت
در شرایط عادی، مشکلات ترانسفورماتورهای قبلی از این نظر زیاد نیست، اما برخی از آنها گاهی اجتناب ناپذیر است. به عنوان مثال، ترمینال سیم کشی شل یا بدون تکیه گاه است، اسپیسر سفت نیست، جوش ضعیف است، عایق هسته بالا نیست، مقاومت در برابر جریان زیاد کافی نیست، و روغن موجود در مخزن سوخت خالص نیست. تست و تشخیص را تقویت کنید و در صورت عدم نصب در اسرع وقت مشکلات را پیدا کنید.
4. پیری عایق
در بسیاری از خرابی های ترانسفورماتور در گذشته، عیب ناشی از پیری عایق رتبه دوم را در بین تمام خطاها دارد. به دلیل قدیمی شدن عایق، اکثر ترانسفورماتورها زمان سرویس خود را به شدت کاهش داده اند و عمر مفید آنها حدود 20 سال زودتر است. سیستم خاصی را توسعه دهید تا اطمینان حاصل شود که میزان پیری تا عمر مفید رتبه بندی شده است.
5. اضافه بار
در اثر اضافه بار، ترانسفورماتور برای مدت طولانی با توانی بیشتر از توان نامی مشخص شده کار می کند. با توسعه اقتصاد و فناوری، بار برق در حال افزایش است و نیروگاه ها و ادارات برق همچنان به آرامی بار را افزایش می دهند. مستقیماً باعث بارگذاری بیشتر و بیشتر ترانسفورماتورها می شود و دمای بیش از حد بالا منجر به پیری زودرس مقوای عایق ترانسفورماتور می شود که باعث کاهش استحکام کلی عایق می شود. در این حالت اگر جریان هجومی خاصی وجود داشته باشد، احتمال خرابی بسیار زیاد خواهد بود. اطمینان حاصل کنید که بار تحت شرایط عملیاتی نامی ترانسفورماتور است و برای مدت طولانی بیش از حد کار نمی کند، به طوری که سود بیشتر از تلفات است. در ترانسفورماتورهایی که با روغن خنک می شوند، دمای بالای روغن باید مرتباً نظارت شود. اگر درجه حرارت بالا باشد، لازم است به موقع با آن مقابله کنید.
6، مرطوب
رطوبت اجتناب ناپذیر است. به دلایل مختلف طبیعی خارجی، نشت خط لوله، نشتی سقف، نفوذ آب به مخزن در امتداد پوشش یا اتصالات و رطوبت در روغن عایق اغلب ایجاد می شود. استانداردهای طراحی و ساخت ترانسفورماتور باید با محل نصب مطابقت داشته باشد. اگر در فضای باز قرار می گیرد، مطمئن شوید که ترانسفورماتور برای کار در فضای باز مناسب است. قدرت دی الکتریک روغن ترانسفورماتور با افزایش رطوبت در آن به شدت کاهش می یابد. یک قسمت از آب موجود در روغن می تواند قدرت دی الکتریک آن را تقریباً به نصف کاهش دهد. نمونه روغن همه ترانسفورماتورها (به استثنای ترانسفورماتورهای توزیع کوچک) باید تحت آزمایشات شکست مکرر قرار گیرند تا اطمینان حاصل شود که رطوبت به درستی تشخیص داده شده و با فیلتراسیون حذف می شود.
7. نگهداری نادرست
نتیجه بررسی این است که احتمال خرابی ترانسفورماتور ناشی از نگهداری نادرست رتبه چهارم احتمال خرابی ترانسفورماتور را دارد. عمدتاً به دلیل نگهداری ناکافی، نصب نامناسب کنترل ها یا دستگاه های کنترل، نشت مایع خنک کننده، تجمع کثیفی و خوردگی الکتروشیمیایی در طبیعت.
8. تخریب و آسیب عمدی
این نوع آسیب خارجی عمدتاً در نظر گرفته می شود و اغلب در انتهای خطی که مستقیماً به ترانسفورماتور کاربر متصل است رخ می دهد، اما چنین آسیبی بسیار غیر معمول است.
9. اتصال سست
احتمال خرابی این نوع مشکل نیز بسیار کم است و تا حد امکان می توان از آن جلوگیری کرد. اما در عمل هر از گاهی حوادثی در این منطقه رخ می دهد که با مطالعات قبلی متفاوت است. این نوع حادثه شامل فرآیند ساخت و نگهداری اتصال برق می شود. بارزترین مشکل تناسب نامناسب بین فلزات با طبیعت متفاوت است، اما این وضعیت به آرامی در حال کاهش است. مشکل دیگر سفتی بین اتصالات پیچ است. جامد مناسب نیست.
3. نتیجه گیری
با توجه به نتایج تجزیه و تحلیل آماری فوق و برخی پیشنهادات ارائه شده، می توان یک برنامه نگهداری، بازرسی و آزمایش کلی در ساخت و ساز و بهره برداری آینده تدوین کرد. به این ترتیب می توان خرابی ترانسفورماتور را به حداقل رساند و در نتیجه یک سری از اثرات نامطلوب ناشی از خرابی ترانسفورماتور را کاهش داد. همچنین می تواند نیروی انسانی عظیم، منابع مالی و منابع مادی را برای عیب یابی صرفه جویی کند و عمر مفید ترانسفورماتور نیز افزایش می یابد.