چگونگی نگهداری صحیح ترانسفورمر غوطه گرفته در روغن برای عملکرد بهینه

نقش حیاتی ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن در سیستم‌های برق

ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن برای توزیع برق بسیار مهم هستند، زیرا به‌خوبی انتقال ولتاژ بالا را در سراسر سیستم‌های برق مدیریت می‌کنند. این ترانسفورماتورها برای تحمل بارهای الکتریکی بزرگ طراحی شده‌اند و از قطع شدن برق جلوگیری می‌کنند و جریان برق را به‌صورت پایدار حفظ می‌کنند. روغن داخلی دو عملکرد اصلی دارد: عایق‌بندی قطعات و کمک به خنک‌کردن آن‌ها. در واقع، روغن مانع از نشت جریان برق در جاهایی که نباید اتفاق بیفتد می‌شود و همچنین از تولید گرمای زیاد در هنگام کار جلوگیری کرده و از بروز مشکلات ناشی از گرمای بیش از حد جلوگیری می‌کند. بررسی اعداد و ارقام نشان می‌دهد که این ترانسفورماتورها چقدر حیاتی هستند. تقریباً ۷۰ درصد از کل خرابی‌های ترانسفورماتورها منجر به قطعی برق می‌شوند که بر تمامی افراد متصل به شبکه تأثیر می‌گذارد. انجام بازرسی‌های منظم از ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن تفاوت بزرگی در جلوگیری از بروز این مشکلات ایجاد می‌کند، به‌طوری که برق در بیشتر مواقع به‌صورت مطمئنی در دسترس خواهد بود.

چرا نگهداری پیشگیرانه طول عمر و کارایی را تضمین می‌کند

نگهداری فعال از ترانسفورماتورهای روغنی به‌مرور زمان به افزایش طول عمر آن‌ها و کارایی بهترشان کمک می‌کند. این روش با رویکردی که فقط زمانی اقدام به تعمیر می‌کند که چیزی خراب شده باشد، تفاوت بسیار زیادی دارد. انجام بازرسی‌های منظم و تعمیرات به‌موقع در بلندمدت هزینه‌ها را کاهش داده و قابلیت اطمینان سیستم‌ها را افزایش می‌دهد. بیشتر دستورالعمل‌های صنعتی، پیشنهاد زمان‌بندی‌های مشخصی برای نگهداری می‌کنند. شرکت‌هایی که به این توصیه‌ها پایبند هستند، معمولاً شاهد عمر طولانی‌تر تجهیزات و جلوگیری از خاموشی‌های غیرمنتظره و هزینه‌بر هستند. اعداد و ارقام نیز تأیید می‌کنند که این امر بی‌دلیل نیست. یکی از مثال‌های واقعی از یک کارخانه تولیدی نشان می‌دهد که نگهداری ضعیف منجر به خرابی اساسی یک ترانسفورماتور شده و چندین میلیون دلار هزینه‌های تعمیر و توقف تولید به دنبال داشته است. بنابراین، سرمایه‌گذاری روی نگهداری مناسب تنها مسئله پیشگیری از فاجعه نیست، بلکه یک تصمیم هوشمندانه تجاری است که سال‌ها بهره‌وری را حفظ کرده و هزینه‌ها را کنترل می‌کند.

پروتکل‌های بررسی منظم برای ترانسفورماتورهای غوطه گرفته در روغن

نگهداری سطح و کیفیت شاخص‌های روغن

نگه داشتن سطح روغن در ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن فقط مهم نیست، بلکه کاملاً ضروری است اگر می‌خواهیم آن‌ها به درستی کار کنند و از مشکلات احتمالی در آینده جلوگیری شود. وقتی سطح روغن پایین می‌آید، دمای داخل ترانسفورماتور افزایش می‌یابد و خاصیت عایلی آن نیز کاهش می‌یابد. چنین شرایطی اغلب منجر به بروز مشکلات الکتریکی مختلفی می‌شود که هیچ‌کس دوست ندارد با آن‌ها روبرو شود. برای دستیابی به بهترین نتایج، تکنسین‌ها باید به طور منظم چندین عامل کیفیت روغن را بررسی کنند، از جمله ظاهر آن، شفافیت یا عدم شفافیت آن و وجود ذرات معلق در آن. یک نگاه سریع به رنگ روغن می‌تواند اطلاعات زیادی درباره وضعیت آن فراهم کند؛ در واقع، روغن تیره یا کدر معمولاً نشانه این است که چیز بدی برای آن اتفاق افتاده است. بیشتر کارشناسان همچنین توصیه می‌کنند که این آزمایش‌ها به طور نسبتاً مکرر انجام شوند، شاید یک بار در هر چند ماه بسته به الگوهای استفاده. آزمایش‌های عایلی همراه با بررسی اسیدیتی نشان می‌دهند که آیا روغن هنوز مطابق با الزامات ایمنی است و به اندازه کافی کارآمد است تا در عملیات روزانه به خوبی عمل کند.

شناسایی نشانه‌های لکه‌دار شدن یا آلودگی روغن

در صورت وجود نشت روغن، حفاظت از ترانسفورماتورهای پر از روغن در برابر خسارات جدی بسیار مهم است. بیشتر افراد متوجه تشکیل لکه‌های روغن در اطراف قاعده دستگاه یا کاهش تدریجی سطح روغن می‌شوند. ورود آب به همراه گرد و غبار و ذرات دیگر به سیستم، کیفیت روغن را به شدت پایین می‌آورد و این امر باعث می‌شود ترانسفورماتور در خنک کردن و عایق بودن دچار مشکل شود. بازرسی منظم از تجهیزات، تفاوت بزرگی در تشخیص مشکلات قبل از تشدید آنها ایجاد می‌کند. ترانسفورماتورها باید در فواصل زمانی مشخص، شاید هر چند ماه یکبار بسته به شرایط کاری، مورد بازرسی قرار گیرند و کارکنان تعمیراتی باید در هنگام سروکار داشتن با هرگونه نشت یا آلودگی، رویه‌های تعیین شده را دنبال کنند. شناسایی دقیق منبع آلاینده‌ها به تکنسین‌ها کمک می‌کند تا اولین بار مشکل را به درستی برطرف کنند و این امر باعث می‌شود ترانسفورماتورها سال‌ها به طور مطمئن کار کنند و زودتر از موعد مقرر نیازی به تعویض نداشته باشند.

بررسی بصری برای بوشینگ‌ها و مولفه‌های خارجی

بررسی‌های بصری منظم از بوشینگ‌ها و سایر قطعات خارجی ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن، بسیار مهم هستند تا نشانه‌های اولیه فرسودگی یا آسیب قبل از تبدیل شدن به مشکلات بزرگ‌تر شناسایی شوند. در انجام این بازرسی‌ها، تکنسین‌ها باید به دقت بوشینگ‌ها، کابینت‌های کنترل و تمام نقاط اتصالی که سیم‌ها به ترمینال‌ها متصل می‌شوند را بررسی کنند. مراقب مواردی مانند ترک‌های ریز در سطوح چینی، رنگ‌های غیرعادی که ممکن است نشانه از اضافه گرمایی باشند و هرگونه اتصال شل یا ارتعاش بیش از حد باشند. داشتن یک چک‌لیست بازرسی دقیق کمک می‌کند تا از قضاوت اشتباه بین بازرسی‌های دوره‌ای جلوگیری شود. همچنین یادداشت کردن نتایج هر بازرسی را فراموش نکنید. نگه‌داری از سابقه بازرسی‌های قبلی، یک منبع ارزشمند برای شناسایی روندهای تغییر در وضعیت تجهیزات فراهم می‌کند. این نوع اسناد زمانی که برنامه‌ریزی برای تعمیرات انجام می‌شود و سعی می‌شود از خرابی‌های غیرمنتظره و پرهزینه جلوگیری شود، بسیار مفید خواهد بود.

بهترین روش‌ها برای آزمایش و تحلیل نفت

آزمایش‌های مقاومت دی الکتریک برای تمامیت عایق

تست استقامت دی الکتریک همچنان برای بررسی میزان مقاومت عایق در ترانسفورماتورهای روغنی ضروری است. در اصل، موضوعی که در اینجا مورد بررسی قرار می‌گیرد این است که آیا روغن می‌تواند فشار الکتریکی را قبل از اینکه شروع به از دست دادن خواص خود کند، تحمل کند. اکثر ترانسفورماتورها باید در هنگام تست، نتایجی در حدود ۲۵ تا ۵۰ کیلوولت نشان دهند. اگر اعداد خارج از این محدوده باشند، معمولاً این نشانه‌ای است که سیستم عایق داخلی درون پوسته ترانسفورماتور دچار مشکل است. موارد زیادی را دیده‌ایم که نتایج پایین، قبل از بروز خرابی‌های اساسی در آینده، هشدار دهنده بوده‌اند. استانداردهای صنعتی پیشنهاد می‌کنند که این آزمایش‌ها حداقل یک‌بار در سال انجام شود، هرچند برخی تولیدکنندگان ممکن است بر اساس سن تجهیزات و الگوهای استفاده از آنها، برنامه‌های خاص خود را تعیین کنند. همیشه باید دستورالعمل‌های محلی را نیز بررسی کنید، چرا که عوامل محیطی می‌توانند به طور قابل توجهی روی نتایج آزمایش‌ها در طول زمان تأثیر بگذارند.

تحلیل گازهای محلول (DGA) برای تشخیص زودهنگام خطای ترانسفورمر

آنالیز گازهای محلول یا DGA نقش کلیدی در شناسایی مشکلات داخل ترانسفورماتورها قبل از اینکه به سردرد بزرگی تبدیل شوند، ایفا می‌کند. در این فرآیند، تکنسین‌ها سطح گازهای مختلف محلول در روغن ترانسفورماتور از جمله هیدروژن، متان و اتیلن و دیگر گازها را بررسی می‌کنند. هنگامی که غلظت گازهای خاصی شروع به افزایش می‌کند، این امر اغلب به نقاط مشکل‌سازی مانند نقاط داغ یا تخلیه‌های الکتریکی که در داخل تجهیزات رخ می‌دهد، اشاره دارد. با انجام منظم آزمایش DGA، تیم‌های نگهداری و تعمیرات سیگنال‌های هشداردهنده اولیه را دریافت می‌کنند تا بتوانند مشکلات کوچک را قبل از تبدیل شدن به خرابی‌های پرهزینه، رفع کنند. بیشتر کارشناسان پیشنهاد می‌دهند که نتایج آزمایش‌ها را با داده‌های تاریخی از ترانسفورماتورهای مشابه مقایسه کنید و از ابزارهای تشخیصی تخصصی برای دستیابی به خواندن‌های دقیق استفاده کنید. این رویکرد پیشگیرانه به حفظ روند منظم عملیات بدون خاموشی‌های غیرمنتظره که باعث اختلال در فعالیت‌ها و ایجاد هزینه‌های اضافی می‌شود، کمک می‌کند.

تفسیر محتوای آب و سطح اسیدیت

دریافت اندازه‌گیری‌های دقیق از محتوای رطوبت در روغن ترانسفورماتور بسیار مهم است، چون وجود آب به طور قابل توجهی با کارایی عایق تداخل ایجاد می‌کند. بیشتر افراد از روش‌هایی مانند تیتراسیون کارل فیشر برای بررسی سطح رطوبت استفاده می‌کنند و سعی می‌کنند مقدار آن را کمتر از 30 قسمت در میلیون نگه دارند تا عایق به خوبی کار کند. مسئله دیگری که ارزش دارد نگه داشتن آن در حد مناسب است، سطح اسیدیتی است. اگر این مقدیر بالا رود، خوردگی مشکلی خواهد شد که نه تنها روی خود روغن تأثیر می‌گذارد، بلکه به مرور زمان قطعات ترانسفورماتور را نیز آسیب می‌زند. استاندارد صنعتی عموماً هر مقدار بالاتر از 0.2 میلی‌گرم KOH به ازای هر گرم را مشکل‌ساز می‌داند. زمانی که رطوبت یا اسیدیتی از این محدوده‌ها خارج شوند، تکنسین‌ها باید با راه‌حل‌هایی مانند فرآیندهای کاهش رطوبت روغن و تیمارهای حذف گاز وارد عمل شوند. این اقدامات از بدتر شدن وضعیت جلوگیری می‌کنند و در واقع عمر مفید ترانسفورماتورها را در دستگاه‌های تحت خدمات افزایش می‌دهند.

استراتژی‌های نگهداری سیستم خنک‌کننده

تمیز کردن رادیаторها و تبادل‌کننده‌های گرما

رادیاتورها و مبدل‌های حرارتی تمیز برای آزاد کردن مناسب گرما در ترانسفورماتورها ضروری هستند. وقتی گرد و غبار روی این قطعات تجمع پیدا می‌کند، دیگر نمی‌توانند به درستی کار خود را انجام دهند و این امر باعث می‌شود که کل سیستم دچار افزایش دما شود و حتی ممکن است آسیب ببیند. برنامه‌های مناسب نگهداری باید با توجه به نوع محیطی که تجهیزات در آن کار می‌کنند و همچنین میزان استفاده از آنها تنظیم شوند. ترانسفورماتورهایی که در نزدیکی سایت‌های ساخت و ساز یا مناطق صنعتی قرار دارند به تمیز کردن مکررتری نیاز دارند، چون در این مکان‌ها گرد و غبار به سرعت رسوب می‌کند. اگر فراموش کنند که مراحل تمیز کردن منظم را انجام دهند، دمای داخلی افزایش پیدا می‌کند و ترانسفورماتور مجبور است بیشتر از حد لازم کار کند. این موضوع نه تنها باعث کاهش کارایی کلی می‌شود، بلکه احتمال اینکه در آینده تعمیرات گران‌قیمتی مورد نیاز باشد را نیز افزایش می‌دهد، زیرا در نهایت قطعات تحت فشار از کار می‌افتند.

تضمین عملکرد صحیح فن و جریان هوا

فن‌های خنک‌کننده ترانسفورماتور نقش بسیار مهمی در حفظ دمای مناسب و کارکرد صحیح دستگاه ایفا می‌کنند. بدون انجام نگهداری مناسب، این فن‌ها نمی‌توانند به خوبی وظیفه خود را انجام دهند. برنامه نگهداری باید شامل بازرسی تیغه‌های فن به منظور شناسایی هرگونه آسیب یا فرسودگی، اطمینان از اتصالات محکم و سالم موتور و همچنین اندازه‌گیری واقعی از میزان جریان هوا در واحد باشد. با انجام منظم آزمایش‌های سیستم، می‌توانیم مشکلات را قبل از بروز خرابی‌های جدی شناسایی کنیم. اگر این موضوع را نادیده بگیریم، گرمای اضافی می‌تواند به مرور زمان آسیب جدی به ترانسفورماتور وارد کند. داده‌های صنعتی نشان می‌دهند که ترانسفورماتورهایی که به درستی نگهداری می‌شوند، دوام بیشتری دارند و به طور کلی عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهند. به همین دلیل، اکثر تکنسین‌های با تجربه ترجیح می‌دهند در بازرسی‌های دوره‌ای، فن‌های خنک‌کننده را بررسی کنند و صبر نکنند تا زمانی که یک خرابی اتفاق بیفتد.

مدیریت بار حرارتی فراتر در واحد‌های غوطه‌ور شده در روغن

وقتی ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن دچار افزایش بیش از حد دما می‌شوند، عمر مفید آن‌ها به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و کارایی‌شان نیز پایین می‌آید. این امر به دلیل این رخ می‌دهد که دماها از حدی عبور می‌کنند که تجهیزات برای آن طراحی شده‌اند و این موضوع باعث ایجاد تنش اضافی روی مواد عایقی و همچنین ساختار فیزیکی خود ترانسفورماتور می‌گردد. برای جلوگیری از بروز چنین مشکلاتی، چندین راهکار وجود دارد. اول از همه، توزیع مناسب بارها در بخش‌های مختلف سیستم می‌تواند به پیشگیری از ایجاد نقاط داغ کمک کند. همچنین روش‌های جدید خنک‌کنندگی نیز در کنترل دما به‌خوبی موثر بوده‌اند. نظارت مداوم بر روی خواندن‌های دمایی نیز اهمیت زیادی دارد. اگر دماها شروع به افزایش فزاینده فراتر از حدود ایمن کنند، باید اقدامات سریعی مانند کاهش بار یا افزایش ظرفیت خنک‌کنندگی انجام شود تا قبل از بروز آسیب‌های جدی، وضعیت کنترل شود. مدیریت مناسب گرمایی تنها مربوط به صرفه‌جویی در هزینه‌های تعویض نیست، بلکه ترانسفورماتورهایی که در دمای مناسب کار می‌کنند، عملکرد بهتری دارند و در لحظات حیاتی که نیاز به تأمین برق احساس می‌شود، قابل اعتمادتر عمل می‌کنند.

ارزیابی و مراقبت از قطعات الکتریکی

آزمایش مقاومت عایق و شاخص قطبش

آزمون منظم مقاومت عایقی نقش مهمی در نگهداری ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن در طول عمر مفید آنها ایفا می‌کند. وقتی تکنسین‌ها این آزمون‌ها را انجام می‌دهند، در واقع به دنبال نقاط ضعیف در سیستم عایقی هستند قبل از اینکه این نقاط به مشکلات بزرگی در آینده تبدیل شوند. این نوع از نگهداری پیشگیرانه باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها در بلندمدت می‌شود، زیرا مشکلات را به موقع شناسایی می‌کند و اجازه می‌دهد ترانسفورماتورها به‌خوبی کار کنند. در کنار اندازه‌گیری‌های معمول مقاومت، بررسی شاخص قطبش به تیم‌های نگهداری تصویر روشن‌تری از دوام سیستم عایقی در طول زمان می‌دهد. بیشتر برق‌کاران با تجربه توصیه می‌کنند که این آزمون‌ها هر ۶ تا ۱۲ ماه یک‌بار انجام شود، بسته به عواملی مانند شرایط بار و دمای اطراف. برخی از مراکز حتی در فصل‌های شدید، آزمون‌ها را به‌صورت ماهانه انجام می‌دهند. هدف تنها رعایت مقررات نیست، بلکه اصلی‌تر این است که عمر تجهیزات افزایش یابد و از توقف‌های غیرمنتظره که هزینه‌های بیشتری نسبت به بازرسی‌های دوره‌ای دارند، جلوگیری شود.

ارزیابی وضعیت لوله‌های بادی با آزمون‌های نسبت گردش

بررسی نسبت تعداد دورهای سیم‌پیچی به تعیین این امر کمک می‌کند که آیا سیم‌پیچی‌های ترانسفورماتور سالم هستند و همچنین تأیید می‌کند که نسبت‌های واقعی با مقادیر طراحی‌شده مطابقت دارند. در حین انجام این آزمایش، تکنسین‌ها میزان ولتاژ ورودی و خروجی را مطابق مشخصات با یکدیگر مقایسه می‌کنند. اگر این اعداد انحراف داشته باشند، ممکن است نشانه‌ای از مشکل در خود سیم‌پیچی‌ها باشد. تفاوت‌های بزرگ در نسبت‌ها اغلب به مسائلی مانند اتصال کوتاه بین دورهای سیم‌پیچی یا مشکلات در تپ چنجرها اشاره دارد. بیشتر متخصصان نگهداری پیشنهاد می‌دهند که این آزمایش‌ها را به عنوان بخشی از بازرسی‌های دوره‌ای و یا حداقل یک بار در سال برای ترانسفورماتورهایی که تحت بار سنگین کار می‌کنند، انجام دهند. ثبت و پیگیری این نسبت‌ها در طول زمان برای افزایش عمر تجهیزات و پیشگیری از خرابی‌های غیرمنتظره بسیار مهم است.

تصویربرداری حرارتی برای شناسایی نقاط داغ

تکنولوژی تصویربرداری حرارتی در شناسایی نقاط داغ که اغلب نشانه مشکلات الکتریکی یا قطعاتی است که در حال خرابی در ترانسفورماتورها هستند، بسیار خوب عمل می‌کند. وقتی تکنسین‌ها تصاویر مادون قرمز می‌گیرند، این نقاط مشکل‌ساز را قبل از اینکه به مشکلات بزرگتری تبدیل شوند، شناسایی می‌کنند، بنابراین می‌توان از خرابی‌های اصلی جلوگیری کرد. فاصله زمانی که ترانسفورماتورها را چک می‌کنیم بیشتر به میزان کاری که ترانسفورماتور انجام می‌دهد و سابقه کاری آن بستگی دارد. برخی از کارخانه‌ها بازرسی‌ها را هر ماه یکبار انجام می‌دهند، در حالی که برخی دیگر ممکن است فقط نیاز به بازرسی هر سه ماه یکبار داشته باشند. مهم‌ترین نکته این است که اطمینان حاصل شود فردی وجود دارد که واقعاً نحوه خواندن صحیح این تصاویر را بلد باشد. ما شاهد بسیاری مواقعی بوده‌ایم که شناسایی به موقع یک نقطه داغ، هزینه‌های تعمیرات را هزاران دلار برای شرکت‌ها کاهش داده است. یک ایستگاه برق در زمستان گذشته حتی از یک خاموشی کامل جلوگیری کرد، چون اسکن‌های حرارتی منظم چند هفته زودتر از موعد یک سیم‌پیچ معیوب را شناسایی کرده بودند.

‫سوالات متداول‬

۱. نقش اصلی روغن در ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن چیست؟

روغن در ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن دو نقش اصلی دارد: عایق‌کردن و سردکردن. این روغن به عنوان مانعی عمل می‌کند که جلوی جریان‌های الکتریکی غیرمجاز را می‌گیرد و حرارت تولیدشده را منتشر می‌کند، جلوگیری از بیش‌گرمی و خطاهای الکتریکی را تضمین می‌کند.

۲. آزمون مقاومت دی الکتریک چقدر یکبار باید انجام شود؟

آزمایش‌های مقاومت دی الکتریک معمولاً هر ساله یا به طوری که تولیدکننده پیشنهاد می‌کند، انجام شود تا با شرایط عملیاتی هماهنگ شود و عملکرد بهینه تransformer حفظ شود.

3. چرا نظارت بر سطح روغن در نگهداری ترانسفورمر ضروری است؟

نظارت بر سطح روغن حیاتی است زیرا سطح پایین روغن می‌تواند منجر به بیش‌گرمایی و کاهش توانایی عایق شدن شود، که خطر رخ دادن خطای برقی را افزایش می‌دهد.

4. چه اقداماتی می‌تواند جلوگیری از بارگذاری حرارتی در ترانسفورمرها را تأمین کند؟

اقدامات جلوگیری از بارگذاری حرارتی شامل بهینه‌سازی توزیع بار، استفاده از تکنیک‌های پیشرفته سردکردن و نظارت مستمر بر دمای محیط با انجام اصلاحات لازم وقتی لازم است، می‌شود.

۵. چگونه تصویربرداری حرارتی می‌تواند در نگهداری و تعمیر ترانسفورماتور کمک کند؟

تصویربرداری حرارتی عکس‌های فروسرخ را جمع‌آوری می‌کند تا نقاط داغی را شناسایی کند که ممکن است به مشکلات برقی یا شکست اجزا اشاره داشته باشد، این امر امکان تدخل زودهنگام و جلوگیری از شکست‌های بزرگ‌تر را فراهم می‌کند.