آیا می‌دانید سیستم خنک کنندگی ترانسفورماتور وظیفه انجام چه کاری را بر عهده دارد؟ ترانسفورماتور از جمله مهم‌ترین تجهیزات در سیستم توزیع برق زمینی و هوایی بوده که خود متشکل از اجزای مختلفی است. سیستم خنک‌کننده روی تانک ترانسفورماتور به صورت رادیاتور نصب شده و سبب افزایش سرعت خنک‌سازی می‌شود. رادیاتورهای مذکور می‌بایست به گونه‌ای طراحی شوند که به راحتی قابل تمیز کردن و رنگ‌آمیزی باشند. در ادامه این راهنما ضمن آشنایی بیشتر با ترانسفورماتو، به بررسی سیستم خنک‌کننده آن نیز خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید.
ترانسفورماتور قدرت؛ اصلی‌ترین بخش سیستم توزیع برق
ترانسفورماتور قدرت (Power transformer) یکی از انواع ترانسفورماتورها بوده که وظیفه اصلی آن انتقال انرژی الکتریکی به بخش‌های مختلف مدار الکتریکی یا الکترونیکی بین ژنراتور و سایر مدارهای اولیه می‌باشد. این دستگاه به منظور جابه‌جایی بارهای سنگین با ولتاژ بالای 33 کیلو ولت و کارایی صد در صد مورد استفاده قرار می‌گیرد. هر ترانسفورماتور متشکل از اجزای مختلفی نظیر هسته، سیم‌پیچ، روغن، مواد عایق، بوشینگ، تانک، شیرهای روغن، رله بوخهلتس، دریچه انفجار، ترومتر، سیستم خنک کنندگی ترانسفورماتور و… بوده که تمامی موارد مذکور همانند قطعات مختلف پازل در کنار یک دیگر قرار گرفته و سبب کارایی بهتر و استاندارد این دستگاه می‌شوند.
سیستم خنک کنندگی ترانسفورماتور چه وظیفه‌ای دارد؟
در میان اجزای تشکیل‌دهنده ترانسفورماتور قدرت، تمرکز اصلی ما در این مقاله بر روی سیستم خنک کنندگی ترانسفورماتور است. این سیستم همان‌طور که از نامش پیداست وظیفه کنترل دمای ترانسفورماتور را بر عهده دارد. گرمای تولید شده در این دستگاه به علت تلفات هسته و سیم‌پیچ‌ها، سبب افزایش دمای داخل ترانسفورماتور می‌شود. اگر این افزایش دما با استفاده از روش‌های مناسب کاهش پیدا نکرده و به حد مجاز نرسد، احتمال آسیب‌دیدگی عایق‌های ترانسفورماتور افزایش پیدا خواهد کرد. از این رو، در نظر گرفتن سیستم خنک‌کننده مناسب با توجه به شرایط کار و آب و هوایی محل نصب ترانسفورماتور بسیار حائز اهمیت می‌باشد.
حروف اختصاری مورد استفاده در نمایش سیستم خنک کنندگی ترانسفورماتور
در حروف اختصاری زیر لازم به ذکر بوده که منظور از حرف اول (محیط خنک‌کننده مجاور سیم‌پیچ)، حرف دوم (مکانیزم چرخش ماده خنک‌کننده داخلی)، حرف سوم (محیط خنک‌کننده خارجی) و حرف چهارم (مکانیزم چرخش ماده خنک‌کننده خارجی) است.
۱. ONAN
- O: روغن معدنی یا هر مایع عایقی با نقطه اشتعال کمتر از ۳۰۰ درجه سلسیوس
- N: چرخش طبیعی
- A: هوا
- N: چرخش طبیعی
۲. KFWF
- K: مایع عایقی با نقطه اشتعال بزرگ‌تر از ۳۰۰ درجه سلسیوس
- F: چرخش اجباری، مقدار روغن در حال چرخش با توجه به مقدار بار تغییر خواهد کرد.
- W: آب
- F: چرخش اجباری با فن یا پمپ
۳. LD
- L: هر مایعی که نقطه اشتعال آن مشخص نباشد.
- D: چرخش اجباری جهت داده شده، مقدار روغن در حال چرخش تنها به ظرفیت پمپ روغن بستگی داشته و بار ترانسفورماتور تغییر نخواهد کرد.
آیا امکان بهره‌گیری از چندین سیستم خنک کنندگی ترانسفورماتور وجود دارد؟
بله! یک ترانسفورماتور می‌تواند به صورت همزمان از چندین سیستم خنک‌کننده استفاده کند. با توجه به معنای حروف در علائم اختصاری سیستم خنک کنندگی ترانسفورماتور که در بخش قبل به آن پرداختیم، به عنوان مثال، ONAN/ONAF بیان‌کننده ترانسفورماتوری با خنک‌کننده میانی روغن با چرخش طبیعی و محیط خنک‌سازی خارجی هوا با چرخش طبیعی و اجباری می‌باشد.
علاوه بر این، در مورد ترانسفورماتورهای خشک در که محفظه بسته قرار می‌گیرند، از سیستم‌های خنک‌کننده AN/AF بهره‌گیری می‌شود. AF بیان‌کننده خنک‌سازی توسط هوا با چرخش اجباری و AN به معنای بهره‌گیری از گردش طبیعی هوا به منظور خنک کردن است. در قدرت‌های پایین‌تر از 15 مگاولت آمپر، سیستم خنک کنندگی طبیعی به دلیل سادگی، استحکام و همچنین قابلیت اطمینان بالا بهترین گزینه به حساب می‌آید.
حدود مجاز افزایش دما در ترانسفورماتورهای روغنی و خشک چقدر است؟
در شرایط کار طبیعی با توان نامی، افزایش دمای سیم‌پیچ‌ها، هسته و روغن ترانسفورماتورهای روغنی و خشک به ترتیب مقادیر زیر می‌باشد:
حدود مجاز افزایش دما برای ترانسفورماتورهای روغنی
سیم‌پیچ‌ها با کلاس حرارتی A
- حداکثر افزایش دما بر حسب درجه سلسیوس: ۶۵ الی ۷۰
- نوع گردش: طبیعی یا اجباری برای درجه ۶۵ و نوع گردش اجباری جهت داده شده برای درجه ۷۰
- روش خنک‌کننده: گردش طبیعی هوا
سطح بالای روغن
۶۰ برای ترانسفورماتور با محفظه کاملاً بسته با منبع انبساط
هسته و سایر قسمت‌ها
دما تحت هر شرایطی تا حدی مجاز بوده که سبب آسیب دیدن هسته و سایر قسمت‌های مجاور نشود.
حدود مجاز افزایش دما برای ترانسفورماتورهای خشک
سیم‌پیچ‌ها
- دمای ۱۰۵ درجه سلسیوس سیستم عایقی (کلاس عایقی A): ۶۰ درجه سلسیوس (حداکثر افزایش دما)
- دمای ۱۲۰ درج سلسیوس سیستم عایقی (E): ۷۵ درجه
- دمای ۱۳۰ درجه سلسیوس سیستم عایقی (B): ۸۰ درجه
- دمای ۱۵۵ درجه سلسیوس سیستم عایقی (F): ۱۰۰ درجه
- دمای ۱۸۰ درجه سلسیوس سیستم عایقی (H): ۱۲۵ درجه
- دمای ۲۲۰ درجه سلسیوس سیستم عایقی (O): ۱۵۰ درجه
هسته، قسمت‌های فلزی و اجزای مجاور
افزایش دما در سیستم خنک کنندگی ترانسفورماتور خشک تا حدی مجاز بوده که سبب آسیب دیدن هسته و سایر قسمت‌های مجاور نشود.
سخن پایانی
سیستم خنک‌کننده ترانسفورماتور یکی از مهم‌ترین بخش‌ها در این دستگاه بوده که از افزایش دما داخل ترانسفورماتور و آسیب دیدن عایق‌ها جلوگیری خواهد کرد. شما چه نکات دیگری درباره سیستم خنک کنندگی ترانسفورماتور می‌دانید؟ لطفاً نظرات و پیشنهادات خود را با ما و کاربران عزیز که علاقمند به حوزه برق و کسب اطلاعات بیشتر در مورد سیستم توزیع برق و اجزای آن هستند، در قسمت نظرات در میان بگذارید.
316 بازدید
محمد یاری پور
