بار اضافه و بار مجاز در ترانسفورماتورهای قدرت

بار اضافه و بار مجاز در ترانسفورماتورهای قدرت

عمر یک ترانسفورماتور، شدیداً تحت تأثیر افزایش درجه حرارت سیم پیچ ها و افزایش درجه حرارت روغن آن است که این افزایش درجه حرارت به سبب مقدار باری است که روی آن گذاشته می شود. این موضوع، اهمیت بررسی بار اضافه و بار مجاز در ترانسفورماتورهای قدرت را نمایان میسازد. افزایش درجه حرارت به دمای محیط به پریود کاری و به وضعیت بار قبلی آن بستگی دارد. بنابر این در این نوشتار به بررسی بار اضافه و بار مجاز در ترانسفورماتورهای قدرت و آثار آن میپردازیم.

در محیط با دمای پائین و در ۶۰ % بار مداوم نامی، ترانس می تواند عمر بسیار طولانی داشته باشد (از ۴۰ سال به بالاتر) و در دماهای بالاتر عمر آن کاهش خواهد یافت. اضافه بار ها سبب افزایش زیاد درجه حرارت (سیم پیچهای روغن) خواهد شد و فساد عایق ها و روغن را به دنبال خواهد داشت. پس سبب کاهش عمر ترانسفورماتور خواهد شد. به طوری که با بالا رفتن بار و در نهایت با بالا رفتن دما در ترانسفورماتور، توان اسمی و جریان نامی و درصد اتصال کوتاه هم کاهش خواهدیافت. ازدیاد حرارت ترانسفورماتور ممکن است در اثر تجاوز جریان بار از حد نامی آن و یا در اثر پدید آمدن نقص فنی در دستگاه خنک کننده ترانسفورماتور بوجود آید.

البته در ترانسفورماتور بسته به نوع و ساختمان و طریقه خنک شدن آن و بسته به قطر سیم پیچی و ضخامت عایق بندی آن می تواند تا مدت معینی، تا حدود جریان اضافه بار را تحمل کند، بدون این که این جریان اثرات نامطلوب برای ترانسفورماتور باقی بگذارد. اگر اضافه بار ها کنترل نشوند، در اثر اعمال این اضافه بار ها به ترانسفورماتور، به مرور زمان، ترانسفورماتور کهنه و فرسوده می شود، این فرسودگی زودرس در اثر ترد و شکننده شدن عایق کاغذی سیم پیچی ترانسفورماتور خواهد شد، همچنین استقامت مکانیکی عایق مابین لایه های سیم پیچی و عایق بندی سیم ها نیز در اثر خشک و ترد شدن کاغذ کم می شود و نتیجتاً کاهش عمر ترانسفورماتور را در پی خواهد داشت.

زمان مجاز اضافه بار

با عایقکاری بهتر و گردش بهتر روغن خنک کن، مدت مجاز اضافه بار می تواند افزایش یابد در طی سالهای ۱۹۵۰ تا ۱۹۸۰ طراحی سیستم خنک کن و سیستم عایقکاری پیشرفت قابل توجهی داشته است.

در جدول زیر مدت اضافه بار مجاز برای ترانسفورماتورهای با خنک کن طبیعی در سالهای ۱۹۵۰ تا ۱۹۸۰ مقایسه گردیده است.

شرایط بهره برداری عبارتنداز: دمای محیط، بار قبلی، شرایط سیستم خنک کننده و غیره، اگر ترانس برای یک مدت طولانی دارای اضافه باری بیشتر از ضریب تعیین شده باشد، طول عمری که از ترانس انتظار داریم کاهش خواهد یافت. به عنوان نمونه جدول بالا مدت مجاز اضافه بار را درترانس ONAN نشان می دهد. دمای محیط ْc۳۵ و بار قبلی ترانس بار نامی در نظر گرفته شده در ترانس پست های درنیروگاه ها، حفاظت بار براساس دمای روغن یا سیم پیچ می تواند با برنامه ای بشرح زیر انجام وظیفه کند.
درc۶۰ دمای روغن: فن ها روشن می شوند.
درc۹۰ دمای روغن: آلارم به صدا درمی آید.
در دمای c۱۰۰ روغن: فرمان تریپ می دهد.

در این مقاله به بررسی بار اضافه و بار مجاز در ترانسفورماتورهای قدرت و آثار آن پرداختیم، در مطالب بعدی به نحوه کنترل بار اضافه و بار مجاز در ترانسفورماتورهای قدرت نیز خواهیم پرداخت.