مقاله در مورد ترانسفورماتور خشک

در ابتدای این پروژه به معرفی تعاریفی کوتاه و اجمالی در مورد خازن و ساختمان آن و همچنین چگونگی رفتار آن در سیستم های الکتریکی پرداخته شده است.پس از معرفی کلیاتی در مورد خازن به بررسی در ارتباط ضریب توان واصلاح آن و همچنین چیستی توان اکتیو و راکتیو ، به توضیحاتی در زمینه اصول اصلاح ضریب توان در مسیر اجرای عملیاتی آن و جزئیاتی کوتاه در مورد مقدار خازن های مصرفی و چیدمان و روش تنظیم رگولاتور ها می پردازیم.

در بخشی از گزارش پروژه به تشریح عملکرد بانک های خازنی در حالت عادی و یا در شبکه های دارای هارمونیک می پردازیم و با ذکر تجهیزات بکار رفته در ساختمان آن به ادامه گزارش رهسپار میگردیم.

در انتهای مطالب ارائه شده به مبحث ارتباط اصلاح ضریب قدرت با محیط زیست و حفاظت از آن پرداخته می شود و توضیحات و آمار هایی در میزان تاثیر اصلاح ضریب توان بر محیط زیست آورده می شود و راهکارهای لازم در این زمینه ذکر می گردد.

مقدمه تاریخچه ساخت ترانسفورماتور خشک

در ژوئیه 1999، شرکت ABB، یک ترانسفور ماتور فشار قوی خشک به نام “Dryformer “ ساخته است که نیازی به روغن جهت خنک شدن بار به عنوان دی الکتریک ندارد.در این ترانسفورماتور به جای استفاده از هادیهای مسی با عایق کاغذی از کابل پلیمری خشک با هادی سیلندری استفاده می شود.تکنولوژی کابل استفاده شده در این ترانسفورماتور قبلاً در ساخت یک ژنراترو فشار قوی به نام "Power Former" در شرکتABB به کار گرفته شده است. نخستین نمونه از این ترانسفورماتور اکنون در نیروگاه هیدروالکترولیک “Lotte fors” واقع در مرکز سوئد نصب شده که انتظار می رود به دلیل نیاز روزافزون صنعت به ترانسفورماتور هایی که از ایمنی بیشتری برخوردار باشند و با محیط زیست نیز سازگاری بیشتری داشته باشند، با استقبال فراوانی روبرو گردد.

ایده ساخت ترانسفورماتور فاقد روغن در اواسط دهه 90 مطرح شد. بررسی، طراحی و ساخت این ترانسفورماتور از بهار سال 1996 در شرکت ABB شروع شد. ABB در این پروژه از همکاری چند شرکت خدماتی برق از جمله Birka Kraft و Stora Enso نیز بر خوردار بوده است.

تکنولوژی ساخت ترانسفورماتور خشک

ساخت ترانسفورماتور فشار قوی فاقد روغن در طول عمر یکصد ساله ترانسفورماتورها، یک انقلاب محسوب می شود. ایده استفاده از کابل با عایق پلیمر پلی اتیلن (XLPE) به جای هادیهای مسی دارای عایق کاغذی از ذهن یک محقق ABB در سوئد به نام پرفسور “Mats lijon” تراوش کرده است.

تکنولوژی استفاده از کابل به جای هادیهای مسی دارای عایق کاغذی، نخستین بار در سال 1998 در یک ژنراتور فشار قوی به نام “ Power Former” ساخت ABB به کار گرفته شد. در این ژنراتور بر خلاف سابق که از هادیهای شمشی ( مستطیلی ) در سیم پیچی استاتور استفاده می شد، از هادیهای گرد استفاده شده است. همانطور که از معادلات ماکسول استنباط می شود، هادیهای سیلندری ، توزیع میدان الکتریکی متقارنی دارند. بر این اساس ژنراتوری می توان ساخت که برق را با سطح ولتاژ شبکه تولید کند بطوریکه نیاز به ترانسفورماتور افزاینده نباشد. در نتیجه این کار، تلفات الکتریکی به میزان 30 در صد کاهش می یابد.

در یک کابل پلیمری فشار قوی، میدان الکتریکی در داخل کابل باقی می ماند و سطح کابل دارای پتانسیل زمین می باشد.در عین حال میدان مغناطیسی لازم برای کار ترانسفورماتور تحت تاثیر عایق کابل قرار نمی گیرد.در یک ترانسفورماتور خشک، استفاده از تکنولوژی کابل، امکانات تازه ای برای بهینه کردن طراحی میدان های الکتریکی و مغناطیسی، نیروهای مکانیکی و تنش های گرمایی فراهم کرده است.

در فرایند تحقیقات و ساخت ترانسفورماتور خشک در ABB، در مرحله نخست یک ترانسفورماتور آزمایشی تکفاز با ظرفیت 10 مگا ولت آمپر طراحی و ساخته شد و در Ludivica در سوئد آزمایش گردید. “ Dry former” اکنون در سطح ولتاژ های از 36 تا 145 کیلو ولت و ظرفیت تا 150 مگا ولت آمپر موجود است.

ترانسفورماتور نیروگاه مدرن Lotte fors

ترانسفورماتور خشک نصب شده در Lotte fors که بصورت یک ترانسفورماتور – ژنراتور افزاینده عمل می کند ، دارای ظرفیت 20 مگا ولت امپر بوده و با ولتاژ 140 کیلو ولت کار می کند. این واحد در ژانویه سال 2000 راه اندازی گردید. اگر چه نیروگاه Lotte fors نیروگاه کوچکی با قدرت 13 مگا وات بوده و در قلب جنگلی در مرکز سوئد قرار دارد اما به دلیل نوسازی مستمر، نیروگاه بسیار مدرنی شده است. در دهه 80 میلادی ، توربین های مدرن قابل کنترل از راه دور در ان نصب شد و در سال 1996، کل سیستم کنترل آن نوسازی گردید. این نیروگاه اکنون کاملاً اتوماتیک بوده و از طریق ماهواره کنترل می شود.

ویژگیهای ترانسفورماتور خشک

ترانسفورماتور خشک دارای ویژگیهای منحصر بفردی است از جمله:

1- به روغن برای خنک شده با به عنوان عایق الکتریکی نیاز ندارد.

2- سازگاری این نوع ترانسفورماتور با طبیعت و محیط زیست یکی از مهمترین ویژگی های آن است. به دلیل عدم وجود روغن، خطر آلودگی خاک و منابع آب زیر زمینی و همچنین احتراق و خطر آتش سوزی کم میشود.

3- با حذف روغن و کنترل میدانهای الکتریکی که در نتیجه آن خطر ترانسفور ماتور از نظر ایمنی افراد ومحیط زیست کاهش می یابد، امکانات تازه ای از نظر محل نصب ترانسفورماتور فراهم میشود.به این ترتیب امکانات نصب ترانسفورماتور خشک در نقا شهری و جاهایی که از نظر زیست محیطی حساس هستند، فراهم میشود.

4- در ترانسفورماتور خشک به جای بوشینگ چینی در قسمتهای انتهایی از عایق سیسیکن را بر استفاده میشود. به این ترتیب خطر ترک خوردن چینی بوشینگ و نشت بخار روغن از بین میرود.

5- کاهش مواد قابل اشتعال، نیاز به تجهیزات گسترده آتش نشانی کاهش میدهد. بنابراین از این دستگاهها در محیط های سر پوشیده و نواحی سرپوشیده شهری نیز می توان استفاده کرد.

6- با حذف روغن در ترانسفورماتور خشک، نیاز به تانک های روغن، سنجه سطح روغن، آلارم گاز و ترمومتر روغن کاملاً از بین میرود.بنابراین کار نصب آسانتر شده و تنها شامل اتصال کابلها و نصب تجهیزات خنک کننده خواهد بود.

7- از دیگر ویژگی های ترانسفورماتور خشک، کاهش تلفات الکتریکی است. یکی از راههای کاهش تلفات و بهینه کردن طراحی ترانسفورماتور، نزدیک کردن ترانسفورماتور به محل مصرف انرژی تا حد ممکن است تا از مزایای انتقال نیرو به قدر کافی بهره برداری شود. با بکار گیری ترانسفورماتور خشک این امر امکان پذیر است . 8- اگر در پست، مشکل برق پیش آید، خطری متوجه عایق ترانسفورماتور نمی شود. زیرا منبع اصلی گرما یعنی تلفات در آن تولید نمی شود.بعلاوه چون هوا واسطه خنک شدن است و هوا هم مرتب تعویض و جابجا می شود، مشکلی از بابت خنک شدن ترانسفورماتور بروز نمی کند.

نخستین تجربه نصب ترانسفورماتور خشک

ترانسفورماتورخشک برای اولین بار در اواخر سال 1999 در Lotte fors سوئد به آسانی نصب شده و از آن هنگام تاکنون به خوبی کار کرده است. در آینده ای نزدیک دومین واحد ترانسفورماتور خشک ساخت ABB (Dry former ) در یک نیروگاه هیدروالکتریک در سوئد نصب می شود.

چشم انداز آینده تکنولوژی ترانسفورماتور خشک

شرکت ABB در حال توسعه ترانسفورماتور خشک Dryformer است. چند سال اول از آن در مراکز شهری و آن دسته از نواحی که از نظر محیط زیست حساس هستند، بهره برداری می شود. تحقیقات فنی دیگری نیز در زمینه تپ چنجر خشک، بهبود ترمینال های کابل و سیستم های خنک کن در حال انجام است. در حال حاضر مهمترین کار ABB، توسعه و سازگار کردن Dryformer با نیاز مصرف کنندگان برای کار در شبکه و ایفای نقش مورد انتظار در پست هاست.

فصل 1: مشخصات و روشهای ساخت ترانسهای خشک رزینی

تقاضای مصرف کنندگان برای ترانسفورماتورهایی که از نظر حفاظت محیط زیست قابلیت بالایی داشته باشند روز به روز افزایش می‌یابد، ترانسهای روغنی در این زمینه راه حل بسیار خوبی هستند ولی در رنج ولتاژ متوسط (medium voltage) کاربرد ترانسهای روغنی جهت ترانسهای توزیع با توجه به قبول ریسک خطرات ناشی از نشت روغنی (leakage) و مسائل کنترل آتش سوزی بسیار محدود شده است در بسیاری از موارد آزمایشها و اندازه گیریهای پرهزینه‌ای جهت کنترل خطرات و مضرات مذکور باید انجام شود.

بیشتر ترانسفورماتورهای (Askarel-filled) در بسیاری از کشورهای جهان در مناطقی که احتمال آتش سوزی زیاد بود نصب گردید ولی امروزه تمام اینها در کل دنیا بخاطر مسائل و خطرات ناشی از مواد (pcb linked) از رده خارج شده‌اند.

امروزه ترانسهای خشک نوع رزینی که در قدرت‌های متوسط قابلیت عملکرد فوق‌العاده دارند امتیازهای ترانسهای روغنی و خشک را توأماً در خود جای داده‌اند و بدون اینکه محدودیت‌های هر کدام از ترانسهای خشک یا روغنی را در خود جای داده باشند و قابلیت جایگزینی توسط ترانسهای خشک و روغنی در مناطقی که احتمال آتش سوزی زیاد است را دارند.

ترانسفورماتورهای سه فاز توزیع با عایق اپوکسی رزین در قدرت(10-15 MVA)_ و تکنولوژی RESTITAR/ROVITRA

ترانسفورماتورهای RESTITRA/ROVITRA در دو رنج قدرت قابل تقسیم هستند:

ترانس‌های RESITRA تا قدرت نامی 2.5 MVA
ترانس‌های ROVITRA در محدودة قدرت نامی 2MVA _ Sn _ 15MVA

برای ترانسهای توزیع نوع RESITRA استانداردهای مختلفی از نظر مشخصات و نحوه استفاده وجود دارد.

اما ترانسهای نوع ROVITRA در قدرت متوسط با توجه به سفارش مشتری در کارخانه ساخته می‌شوند.

موارد استفاده

در مقایسه با ترانسهای روغنی و ترانسهای خشک معمولی،‌ترانسهای اپوکسی رزین نه تنها در موارد خاصی بلکه در شبکه‌های توزیع در قسمتهایی که یک پست ترانسفورماتور مرکزی در نزدیکی بارهای مصرف لازم است نیز استفاده می‌شوند. براین اساس می‌توان تقسیم‌بندی زیراد را جهت موارد مصرف این ترانسها در نظر گرفت.

مجموعه های ساختمانی شامل:

- برجهای ساختمانی و آسمان‌خراشها

- بیمارستانها

- آزمایشگاهها

- مراکز تجاری

2 ـ صنایع شامل:‌

ـ OFF- shore platform

ـ صنایع پتروشیمی

ـ صنایع تولیدی process industry

3 ـ کاربردهای ویژه:

سیستم‌های مترو

ـ برج های انتقال رادیو و تلویزیون

ـ جرثقیل های ثابت و متحرک

ـ ایستگاه‌های pumping منابع آب

مشخصات و انتظارات مصرف کنندگان از این نوع ترانس ها:

سطح نویز پایین
تلفات کم
عدم استفاده از مایع یا روغن
قابل قبول بودن از نظر محیط زیست
غیرحساس بودن این ترانسها نسبت به آلودگی و رطوبت محیط استفاده
تعمیر و نگهداری جزیی little maitanance
کم حجم بودن این ترانسها
متحرک بودن این ترانس‌ها
خشک بودن این ترانسها که در نتیجه آلودگی ایجاد نمی‌کنند.

مشخصات ترانس‌های Resitra / Rovitra

1ـ enclosed winding

سیم پیچ‌ها در هر دو توسط اپوکسی رزین پوشانده شده و توسط organic filter استحکام داده شده اند.

2ـ impluse voltage proof:

بین سیم‌پیچ‌های فشار قوی و ضعیف عموماً هوا وجود دارد که باعث توزیع یکنواخت و متناسب ولتاژ ایپمالس در سیم پیچ فشاری قوی می‌شود. بنابراین سیم پیچ‌های اپوکسی رزین تمام ملاحظات مربوط به ولتاژ ایمپالس را همانند ترانس‌های روغنی تأمین می‌کنند.

3ـ short circuit proof:

ترانسفورماتورهای با عایق اپوکسی رزین دارای ظرفیت اتصال کوتاه بیشتری نسبت به ترانس های ورغنی یا ترانس‌های خشک که سیم پیچ‌های آنها non enclosed است می‌باشند.

4- discharge free:

هر دو نوع ترانس‌های Rovitra، Resitra تا حداقل 3، 1 برابر ولتاژ نامی discharge free هستند (خاصیت عایقی کامل دارند) به عنوان یک قسمت از تست‌های ترانسفورماتور تست discharge بر روی هر سه سیم پیچ فشار قوی و بر روی هر interconnecting pice فشار قوی انجام می‌شود.

5 carriying full load directly:

دانلود با لینک مستقیم

مقاله در مورد ترانسفورماتور خشک

رزفایل

پیوندها

دسته‌ها

ابر برجسب

جدیدترین یادداشت‌ها

بایگانی

جستجو

مقاله در مورد ترانسفورماتور خشک