ترانسفورماتورهای قدرت اصلی

ترانسفورماتورهای قدرت اصلی برای انتقال انرژی الکتریکی در ولتاژهای بالا طراحی شده‌اند و در نیروگاه‌ها، پست‌های برق و شبکه‌های انتقال استفاده می‌شوند. این ترانسفورماتورها نقش کلیدی در انتقال انرژی از نیروگاه‌ها به شبکه‌های توزیع دارند. ویژگی‌های اصلی این ترانسفورماتورها شامل موارد زیر است:

• توان بالا: ترانسفورماتورهای قدرت اصلی دارای توان بالاتر از 10 مگاولت آمپر هستند و به‌طور عمده در ولتاژهای بالای 66 کیلوولت عمل می‌کنند.
  
• استفاده در ولتاژهای بالا: این تجهیزات برای انتقال توان در شبکه‌های با ولتاژ بالا و جابجایی انرژی در مسافت‌های طولانی به کار می‌روند.
  
• مقاومت و دقت بالا: به دلیل نیاز به انتقال توان‌های بالا، این ترانسفورماتورها باید از پایداری، دقت و مقاومت بالایی برخوردار باشند.
  

ترانسفورماتورهای قدرت کمکی

ترانسفورماتورهای کمکی برای تأمین ولتاژها و جریان‌های پایین‌تر در سیستم‌های توزیع و کنترل به کار می‌روند. این ترانسفورماتورها معمولاً در کنار ترانسفورماتورهای قدرت اصلی نصب می‌شوند و برای تأمین انرژی برای بخش‌های مختلف سیستم‌های کنترل، سیستم‌های حفاظتی و مصرف‌کنندگان نهایی استفاده می‌شوند. ویژگی‌های ترانسفورماتورهای کمکی شامل موارد زیر است:

• توان کمتر از ترانسفورماتورهای اصلی: توان ترانسفورماتورهای کمکی معمولاً بین 1 تا 10 مگاولت آمپر است.
  
• کاربردهای خاص: این ترانسفورماتورها در سیستم‌های کوچک‌تر مانند توزیع شهری، تغذیه برق داخلی ایستگاه‌های برق و مصارف صنعتی استفاده می‌شوند.
  

اهمیت تست و راه‌اندازی ترانسفورماتورهای قدرت

تست و راه‌اندازی ترانسفورماتورهای قدرت از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این فرآیند به منظور اطمینان از عملکرد صحیح و ایمن تجهیزات قبل از راه‌اندازی در شبکه‌های برق انجام می‌شود. تست‌های متنوعی بر روی ترانسفورماتورها انجام می‌شود که هر یک از آن‌ها به بررسی جنبه‌های مختلف عملکرد ترانسفورماتور می‌پردازد. تست‌های لازم برای ترانسفورماتورهای قدرت اصلی و کمکی شامل موارد زیر است:

1. تست نسبت تبدیل (Turns Ratio Test):
   • اهمیت: بررسی نسبت تبدیل ولتاژ از سیم‌پیچ اولیه به سیم‌پیچ ثانویه برای اطمینان از دقت ترانسفورماتور.
   • روش انجام: ولتاژ مشخصی به سیم‌پیچ اولیه اعمال و ولتاژ خروجی در سیم‌پیچ ثانویه اندازه‌گیری می‌شود. نسبت تبدیل باید با مشخصات طراحی مطابقت داشته باشد.
   • هدف: این تست یکی از مهم‌ترین آزمون‌ها برای بررسی عملکرد صحیح ترانسفورماتور است و هرگونه خطا در آن می‌تواند منجر به بروز مشکلات جدی در شبکه شود.
     
2. تست مقاومت عایقی (Insulation Resistance Test):
   • اهمیت: تست مقاومت عایقی برای بررسی سلامت عایق‌های بین سیم‌پیچ‌ها و سیم‌پیچ‌ها نسبت به زمین انجام می‌شود. کاهش مقاومت عایقی می‌تواند منجر به اتصال کوتاه یا خطاهای الکتریکی شود.
   • روش انجام: با استفاده از دستگاه مگااهم‌متر، مقاومت عایقی بین سیم‌پیچ‌ها و بین سیم‌پیچ‌ها و زمین اندازه‌گیری می‌شود. این تست باید به صورت دوره‌ای انجام شود تا از سلامت عایق اطمینان حاصل شود.
   • هدف: این تست از خرابی عایق‌ها و جلوگیری از خطرات احتمالی در زمان کارکرد ترانسفورماتور جلوگیری می‌کند.
     
3. تست امپدانس اتصال کوتاه (Short Circuit Impedance Test):
   • اهمیت: بررسی میزان مقاومت ترانسفورماتور در برابر اتصال کوتاه. این تست به منظور اندازه‌گیری افت ولتاژ و تأثیر جریان اتصال کوتاه بر ترانسفورماتور انجام می‌شود.
   • روش انجام: جریان اتصال کوتاه به سیم‌پیچ اولیه اعمال و ولتاژ در سیم‌پیچ ثانویه اندازه‌گیری می‌شود.
   • هدف: این تست به بررسی رفتار ترانسفورماتور در برابر جریان‌های اتصال کوتاه و وضعیت حفاظت سیستم کمک می‌کند.
     
4. تست تخلیه جزئی (Partial Discharge Test):
   • اهمیت: این تست برای شناسایی تخلیه‌های الکتریکی کوچک در سیستم عایقی انجام می‌شود که ممکن است به مرور زمان منجر به خرابی سیستم شود.
   • روش انجام: ولتاژ بالا به سیم‌پیچ‌ها اعمال و تخلیه‌های جزئی اندازه‌گیری می‌شود. هرگونه تخلیه جزئی نشان‌دهنده ضعف در سیستم عایقی است که نیاز به تعمیر دارد.
   • هدف: این تست به پیشگیری از خرابی‌های ناگهانی ترانسفورماتور و افزایش طول عمر آن کمک می‌کند.
     
5. تست ولتاژ تحملی (Dielectric Withstand Test):
   • اهمیت: بررسی مقاومت عایقی ترانسفورماتور در برابر ولتاژهای بالاتر از ولتاژ نامی.
   • روش انجام: ولتاژ به‌صورت تدریجی افزایش داده شده و وضعیت عایق ترانسفورماتور بررسی می‌شود.
   • هدف: این تست اطمینان حاصل می‌کند که ترانسفورماتور می‌تواند در برابر ولتاژهای غیرمعمول در شبکه مقاومت کند.
     
6. تست تلفات بی‌باری (No-load Loss Test):
   • اهمیت: بررسی میزان تلفات انرژی ترانسفورماتور در حالت بی‌باری. این تست به منظور اطمینان از کارایی ترانسفورماتور انجام می‌شود.
   • روش انجام: ترانسفورماتور به منبع ولتاژ متصل می‌شود و میزان تلفات انرژی در حالت بی‌باری اندازه‌گیری می‌شود.
   • هدف: این تست نشان‌دهنده کارایی ترانسفورماتور در شرایط بی‌باری است و به بررسی وضعیت بهینه‌سازی مصرف انرژی کمک می‌کند.
     
7. تست روغن (Oil Test):
   • اهمیت: روغن عایقی در ترانسفورماتورهای قدرت نقش مهمی در خنک‌سازی و عایق‌بندی دارد. تست کیفیت روغن برای اطمینان از سلامت و کارایی آن انجام می‌شود.
   • روش انجام: نمونه‌ای از روغن ترانسفورماتور گرفته شده و به‌وسیله دستگاه‌های آنالیز مورد بررسی قرار می‌گیرد. مقادیر ناخالصی‌ها، رطوبت و دیگر شاخص‌ها بررسی می‌شود.
   • هدف: تست روغن به جلوگیری از خرابی‌های عایقی و افزایش طول عمر ترانسفورماتور کمک می‌کند.
     
8. تست افزایش دما (Temperature Rise Test):
   • اهمیت: بررسی عملکرد سیستم خنک‌کننده ترانسفورماتور و اطمینان از دمای مناسب در شرایط بارگذاری کامل.
   • روش انجام: ترانسفورماتور تحت بار کامل قرار گرفته و دمای سیم‌پیچ‌ها و بدنه به‌صورت پیوسته اندازه‌گیری می‌شود. دمای افزایش‌یافته نباید از حد مجاز تجاوز کند.
   • هدف: این تست به منظور جلوگیری از داغ شدن بیش‌ازحد ترانسفورماتور و افزایش کارایی سیستم خنک‌کننده انجام می‌شود.
     
     

تجهیزات مورد نیاز برای تست ترانسفورماتورهای قدرت

تست ترانسفورماتورهای قدرت نیاز به تجهیزات تخصصی و پیشرفته دارد. برخی از تجهیزات مورد نیاز عبارتند از:

• مگااهم‌متر: برای اندازه‌گیری مقاومت عایقی بین سیم‌پیچ‌ها.
• دستگاه تزریق جریان:– دستگاه تزریق جریان: برای اندازه‌گیری نسبت تبدیل و جریان‌های ورودی و خروجی.
• آنالیزور تخلیه جزئی: برای شناسایی تخلیه‌های جزئی در سیستم عایقی.
• آنالیزور روغن: برای بررسی کیفیت روغن و شناسایی ناخالصی‌های آن.
• مولتی‌متر دیجیتال: برای اندازه‌گیری دقیق ولتاژ و جریان‌های ورودی و خروجی.
  

استانداردهای مرتبط با تست ترانسفورماتورهای قدرت

تست‌های ترانسفورماتورهای قدرت باید مطابق با استانداردهای بین‌المللی انجام شود تا از صحت و دقت نتایج اطمینان حاصل گردد. برخی از مهم‌ترین استانداردها شامل:

1. IEC 60076: استاندارد مربوط به طراحی و تست ترانسفورماتورهای قدرت.
   • لینک به استاندارد
2. IEEE C57.12: استاندارد آمریکایی برای بررسی عملکرد ترانسفورماتورهای قدرت.
   • لینک به استاندارد
3. IEC 60270: استاندارد تست تخلیه جزئی.
   • لینک به استاندارد

نتیجه‌گیری

ترانسفورماتورهای قدرت اصلی و کمکی بخش‌های حیاتی در سیستم‌های برق هستند که به‌طور گسترده‌ای برای انتقال و توزیع انرژی استفاده می‌شوند. انجام تست‌های منظم و دقیق بر روی این تجهیزات نه تنها از خرابی‌های ناگهانی و خسارت‌های مالی جلوگیری می‌کند، بلکه باعث بهبود بهره‌وری و افزایش طول عمر آن‌ها می‌شود. از طرفی، استفاده از استانداردهای بین‌المللی و تجهیزات تخصصی در تست و راه‌اندازی ترانسفورماتورها برای اطمینان از عملکرد صحیح و ایمن بسیار ضروری است.

منابع:

استاندارد IEC 60076 – Power Transformers – Part 1: General

• لینک: IEC 60076: Power Transformers

استاندارد IEEE C57.12 – Standard for Power Transformers

• لینک: IEEE C57.12: Power Transformers

استاندارد IEC 60270 – Partial Discharge Measurements

کتاب “Electrical Power Equipment Maintenance and Testing” نوشته Paul Gill

• لینک: Electrical Power Equipment Maintenance and Testing – Paul Gill