مطالعه انواع خطاهاي بوجود آمده در ترانسفورماتورهاي فوق توزيع و روشهاي پيشگيري - دانلود رایگان
دانلود رایگان
دانلود رایگان مطالعه انواع خطاهاي بوجود آمده در ترانسفورماتورهاي فوق توزيع و روشهاي پيشگيري
گزارش حاضر، گزارش نهايي پروژه « بررسي علل سوختن ترانسفورماتورهاي 66 كيلوولت برق یک استان » ميباشد كه در آن به بررسي علل اصلي ايجاد خطا در ترانسفورماتور و منشاء ظهور آنها و روشهاي پيشگيري پرداخته ميشود.
در روال انجام پروژه مدلسازيهاي مربوط به حالت دائمي و گذراي ترانسفورماتور و ساير اجزاي پست شامل CT، PT، برقگير، كليد و سيستم زمين مورد بررسي دقيق قرار گرفته و بهترين مدلها ارائه شده است. در ادامه بر روي دو پست نمونه تلبيضاء و نورآباد شبيهسازي حالت گذرا انجام شده و با تغيير مقاومت زمين و مقدار انرژي صاعقه مربوط به آنها بر روي ترانسفورماتورهاي مذكور مورد بررسي قرار گرفته و نتايج آن در گزارش 'شبيهسازي و بررسي اجزاي اصلي پست' ارائه گرديده است.
در گزارش حاضر دلايل اصلي ايجاد خطا كه منشاء آنها داخلي يا خارجي ميتواند باشد بررسي شده است. از طرف ديگر با توجه به اطلاعات مربوط به خطاهاي ترانسفورماتورهاي KV66، دلايل اصلي ايجاد خطاها استخراج و روشهاي پيشگيرانه توضيح داده شده است (در فصل ششم گزارش حاضر) كه از اين ميان ميتوان به روشهاي پيشگيرانه اصلي مونيتورينگ هيدروژن و آشكارسازي تخليه جزئي اشاره نمود.
فهرست مطالب:
پيشگفتار
مقدمه
فصل اول
1- خطاهاي داخلي ترانسفورماتور
1-2- اشكالات در مدارت مغناطيسي ترانسفورماتور
1-2-1-اثر جريان هاي گردابي ناخواسته
1-2-2-وجود ذرات كوچك هادي
1-2-3-عدم متعادل شدن نقطه خنثي ترانسفورماتور
1-2-4-اثر هارمونيك ها در افزايش تلفات ترانسفورماتور
1-3- اشكالات بوجود آمده در سيم پيچ ها شامل كويل ها، عايق كاري هاي سيم پيچ ها و ترمينالها
1-3-1-اتصال كوتاه در سيم پيچ ها ناشي از محكم نبودن آنها
1-3-2-عدم خشك كردن كامل ترانسفورماتور
1-3-3-اتصالات بد بين سيم پيچ ها
1-3-4-نيروهاي الكتروديناميكي ناشي از اتصال كوتاه
1-4- اشكالات در عايقهاي ترانسفورماتور شامل روغن، كاغذ و عايقكاري كلي
1-4-2- اشكالات ناشي از ضعف عايقي كاغذ و عايقكاري كلي ترانسفورماتور
1-5- اشكالات ساختاري
فصل دوم
2-1- مقدمه
2-2-خطاهاي الكتريكي خارج ترانسفورماتور
2-2-1-صاعقه (Lightning)
2-استفاده از عايق غيرهمگن
2-2-2- اضافه ولتاژهاي ناشي از قطع و وصل (كليدزني)
2-2-3- اضافه ولتاژهاي ناشي از رزونانس
2-2-4- فرورزونانس در خطوط انتقال انرژي ولتاژ بالا
2-2-5- اضافه ولتاژهاي موقت
2-2-6- جريان هجومي در ترانسفورماتورها
2-2-7- اتصال نادرست ترانسفورماتور و تپ چنجر
2-2-8- خطاهاي ناشي از اضافه بار
2-3- خطاهاي مكانيكي
2-3-1- اتصالات سخت لوله-شمش در پستها
2-3-2- در نظر نگرفتن اثرات زلزله، سيل و طوفان بر روي فونداسيونها و تجهيزات پست
2-3-3- حمل و نقل غير صحيح ترانسفورماتورها
2-3-4- نبود حفاظتهاي جلوگيري كننده از ورود حيوانات
2-4- خطاهاي شيميايي
2-4-1- زنگزدگي بدنه ترانسفورماتور
2-4-2- فرسودگي بيش از حد ترانسفورماتور به علت عدم سرويس به موقع
فصل سوم
3-1- مقدمه
3-2- مشخصات مورد انتظار روغن ترانسفورماتور
3-3- نقش كاغذ در ترانسفورماتور
3-4- تاثير رطوبت در خواص عايقي كاغذ
3-5- اثر رطوبت در روغن ترانسفورماتور
3-6- راههاي ورود رطوبت به ترانسفورماتور و جلوگيري از آن
3-7- تاثيرات مخرب تضعيف مواد عايقي ترانسفورماتور
3-8- برنامه آزمايشهاي روغن ترانسفورماتور
3-8-1- آزمايش روغن قبل از پركردن ترانسفورماتور با آن
3-8-2- آزمايش روغن بعد از پر كردن ترانسفورماتور
3-8-3- آزمايش دوره اي روغن
3-9- تصفيه روغن ترانسفورماتور
3-9-1- تصفيه فيزيكي روغن ترانسفورماتور
3-9-2- تصفيه فيزيكي – شيميايي روغن ترانسفورماتور
3-10- شرايط نمونه برداري روغن ترانسفورماتور
فصل چهارم
4-1- مقدمه
4-2- ايجاد گاز در ترانسفورماتور
4-2-1- ايجاد قوس الكتريكي با انرژي زياد در داخل روغن
4-2-2- ايجاد قوس الكتريكي با انرژي كم در داخل روغن
4-2-3- گرماي بيش از حد در محلهاي به خصوص
4-2-4- تخليه كرونا در داخل روغن ترانسفورماتور
4-2-5- تجزيه عايق ترانسفورماتور در اثر گرما
4-3- حلاليت گازها در روغن ترانسفورماتور
4-4- مقادير مورد نياز براي آناليز گازها
4-5- مراحل آزمايش روش گاز كروماتوگرافي جهت مشخص كردن نوع خطا
4-6- حلاليت گازها در روغن ترانسفورماتور
4-7- خرابي عايق سلولزي ترانسفورماتور (كاغذ ترانسفورماتور)
4-7-1- امتحان غلظت و حل شده در روغن
4-7-2- امتحان غلظت Co2 و Co در گازهاي آزاد بدست آمده از رله هاي جمع آوري گاز
4-8- كاربرد روش تحليلي در گازهاي آزاد درون رله هاي جمع آوري گاز
4-9- محاسبه غلظتهاي گاز حل شده معادل در روغن ترانسفورماتور با غلظتهاي گاز آزاد
4-10- روش تشخيص خطا با استفاده ازگازهاي حل شده و حل نشده در روغن ترانسفورماتور
4-10-1- تعيين نرخ رشد گازها
4-10-2- ارائه فلوچارت تصميم گيري
4-10-3- تعيين زمانهاي آزمايش گاز كروماتوگرافي روغن
4-10-4- تشخيص نوع خطا با استفاده از گازهاي متصاعد شده
4-10-5- تشخيص نوع خطا با استفاده از نسبت گازهاي متصاعد شده
فصل پنجم
روشهاي شناسايي محل خطا در ترانسفورماتور
5-1- روشهاي غير الكتريك تعيين خطا
5-1-1- طبيعت صوت
5-2-2- انواع سيستمهاي آكوستيكي
5-3- روشهاي الكتريكي تعيين محل خطا
5-3-1- مانيتورينگ وضعيت ترانسفورماتور در حال كار با استفاده از روش آزمون ضربه ولتاژ پايين LVI
5-3-2- عيب يابي ترانسفورماتورهاي قدرت با استفاده از روش تابع انتقال عيب يابي در محل
5-3-3- روش آشكار سازي بر اساس تخليه جزئي
سيستم GULSKI AND KREUGER
5-3-4-آناليز با استفاده از روش مونت كارلو يا سيستم HIKITA
فصل ششم
6- خطاهاي بوجود آمده در ترانسفورماتورهاي 66 كيلوولت برق استان
مقدمه : آشنايي با صنعت برق در استان تا سال 1378
6-1- آمار حوادث منجر به ايجاد خطا و يا خروج ترانسفورماتور از شبكه
ضميمه 1
ضميمه 2
فهرست اشكال
شكل (1-1): خطا در نگهدارنده فلزي سيم پيچ به واسطه اتصال كوتاه دروني
شكل (1-2): خرابي پايين سيم پيچ فشار ضعيف بواسطه ورود رطوبت
جدول (1-1): مقادير ضريب
شكل (1-3): ضريب پيك جريان اتصال كوتاه
شكل (1-4): اثر نيروهاي اتصال كوتاه بر سيم پيچ متقارن
شكل (1-5): تغيير شكل حلقه هاي دروني و تعداد جدا كننده ها
شكل (1-6): تاثير نيروي اتصال كوتاه بر سيم پيچ غير متقارن
شكل (1-6): تغيير شكل در اثر تنش فشاري
شكل (1-7): تغيير شكل توسعه يافته در طول سيم پيچ
شكل (1-8): كج شدن هاديهاي سيم پيچي در اثر نيروي محوري
شكل (1-9): تاثيرات اتصال كوتاه خارجي روي سيم پيچ
شكل (2-1)-شكل موج استاندارد ضربه صاعقه
شكل (2-2): مدار معادل ترانسفورماتور هنگام برخورد ضربه صاعقه
شكل (2-3): توزيع ولتاژ ضربه بر حسب هاي مختلف
شكل (2-4): شيلد الكترواستاتيك براي يكنواخت كردن توزيع ولتاژ
شكل (2-5): توزيع ولتاژ در ترانسفورماتور بر حسب زمان پيشاني موج ضربه
شكل (2-6): شكل موج ضربه اصابت شده
شكل (2-7): شكل موج ضربه استاندارد قطع و وصل
شكل (2-8): قطع جريان توسط كليد در بارهاي اندوكتيو كم
شكل (2-9): منحني شارهاي مغناطيسي در هسته
شكل (2-10)-منحني مغناطيسي هسته
شكل (2-11): دماي نقاط ترانسفورماتور بر حسب دماي محيط
شكل (2-12): يك نمونه از اتصالات لولهاي ترانسفورماتور
شكل (2-13): اتصالات اصلاحي لوله
شكل (2-14): شكل مناسبي از اتصالات لوله به همراه سيم
شكل (2-15)-نصب عايق بر روي شينهها در پست
شكل (3-1) : رابطه درجه پليمريزاسيون با طول عمر كاغذ فرسودگي حالت ايده آل عمر طبيعي
شكل (3-2) : تاثير عمل استخراج آب و اسيد از روغن ترانسفورماتور بر طول عمر كاغذ فرسودگي حالت ايده ال عمر طبيعي
شكل (4-2) : فلوچارت تعيين نوع خطا با استفاده از گازهاي حل شده و حل نشده در روغن
شكل (4-3) : شناسايي نوع خطا با توجه به گازهاي متصاعد شده
شكل (4-4) : فلوچارت روش تشخيص خطا به روش DOERNENBURG
شكل (4-5) : فلوچارت روش تشخيص خطا به روش ROGER
شكل (5-1): مسير انتشار صوت
شكل (5-2): معادل شدت صوت و مدار الكتريكي
شكل (5-3):مدار ميكروفون خازني
شكل (5-4): مكان يابي منشا پالسهاي فراصوتي در هوا به وسيله يك ميكروفن فراصوتي
شكل(5-5): مكان يابي نستباً دقيق تخليه جزيي با استفاده از يك هدايتگر ساده موج
شكل (5-6): فرم شماتيكي از سيتم مكان ياب صوتي پالسهاي تخليه جزئي
شكل (5-7): نشكل شماتيك مدار أشكار ساز صوتي تخليه جزئي در روغن ترانسفورماتور
شكل (5-8): ولتاژ و جريان نمونه ضبط شده
شكل (5-9): اندازهگيري ادميتانس بر روي ترانسفورماتور سه فاز
شكل (5-10): مقايسه اندازهگيري ادميتانس توسط اندازهگيري مستقيم ولتاژ در C-TAP
شكل (5-11): مدل دو قطبي در نظر گرفته شده براي ترانسفورماتور
شكل (5-12): عيب يابي در محل براي ترانسفورماتورهاي قدرت
شكل (5-13): ارزيابي آزمون اتصال كوتاه يك ترانسفورماتور MVA125 با روش تابع تبديل
شكل (5-14): تابع تبديل دو ترانسفورماتور مشابه MVA125
شكل (5-15): استفاده از خواص تقارني در ترانسفورماتور قدرت MVA125
شكل (5-16): شبيه سازي تجربي تغيير شكل شعاعي سيم پيچي تپ ترانسفورماتور MVA200
شكل (5-17): شبيه سازي تجربي انتقال محوري دو سيم پيچ استوانهاي
شكل (5-18 ): مدار اصلي آشكار سازي الكتريكي تخليه جزيي
شكل (5-19 ): نحوه قرار گرفتن امپدانس آشكار ساز
شكل (5-20): اجزاء مدار آشكار ساز مستقيم تخليه جزئي
شكل (5-21): بلوك دياگرام قسمت آنالوگ
شكل (5-22): بلوك دياگرام مدار دنبال كننده پالس (PTC)
شكل (5-23): تجهيزات اندازه گيريهاي توزيع دامنه تخليه جزئي
شكل (5-24): بلوك دياگرام قسمت ديجيتال
شكل (5-25): مدار استفاده شده در سيستم GULSKI
مشخصه هاي و براي يك حفره دايروي
مشخصه هاي و براي يك حفره در تماس الكترود
مشخصه هاي و براي يك حفره باريك
مشخصه هاي و براي حفره هاي چند گانه
مشخصه هاي و براي يك حفره مسطح
شكل (5-26)- مشخصه تخليه جزئي اندازهگيري شده
مشخصه هاي و براي تخليه سطحي در هوا
مشخصه هاي و براي تريينگ روي يك هادي
مشخصه هاي و براي يك حفره به همراه تريينگ
شكل (5-26): مشخصههاي تخليه جزئي اندازهگيري شده (ادامه)
شكل (5-27): مدار تست براي اندازه گيريهاي تخليه جزئي در سيستم مونت كارلو
شكل (5-28): سنسور خازني در داخل باس داكت
شكل (6-1): روند گسترش ظرفيت ايستگاه هاي فوق توزيع
شكل (6-2): توليد انرژي برق به تفكيك مناطق در سال 1378
شكل (6-3): تبادل انرژي شركت هاي برق منطقه اي در سال 1378
شكل (6-4): تعداد و ظرفيت ترانس هاي كل كشور به تفكيك ولتاژ در پايان سال 1378
شكل (1): گازهاي تشكيل شده ناشي از تجزيه روغن ترانس
ضميمه 1
شكل (1): گازهاي تشكيل شده ناشي از تجزيه روغن ترانس
شكل (2): فلوچارت روند عملكرد به منظور تعيين وضعيت ترانس
شكل (3): ارزيابي گازهاي كليدي
شكل (4): فلوچارت روش DOERNENBERG
شكل (7): فلوچارت روش ROGERS
شكل(6): مثلث DURVALبه منظور تعيين نوع خطا
شكل (7): آشكارساز هيدروژن موجود در روغن
شكل(8): اصول كار سنسورهيدران
شكل (9): شمايي ديگر از اصول كار سنسور هيدران
شكل (10): افزايش ناگهاني هيدروژن در ترانس MVA370 و KV230/735
شكل (11): مقدار هيدروژن در يك رآكتور شانت KV735
شكل (12): نرخ افزايش هيدروژن در ترانس KV8/13/500
شكل (13): تغيير هيدروژن در ترانس KV4/21 و MVA300
شكل (14): نمونه‌برداري از گاز با سرنگ
شكل (15): نمونه‌برداري از گازهاي آزاد به روش جابجايي روغن
شكل (17): نمونه‌برداري از روغن با سرنگ
2شكل (18): اولين روش آماده‌سازي استاندارد گاز
شكل (20): نمونه‌اي از دستگاه STRIPPER
شكل (22): محلهاي نصب سنسور هيدران
شكل (23): نحوه نصب سنسور هيدران
ضميمه 2
شكل (1): رلهگذاري ديفرانسيلي درصدي براي حفاظت ترانسفورماتور
شكل (2): حفاظت ديفرانسيلي يك ترانسفورماتور
شكل (3): حفاظت ديفرانسيل ترانسفورماتور سه پيچه
شكل (4): ساختمان داخلي رله بوخهولتز
شكل (5): نحوه اتصال رله جريان زياد زمين
شكل(7): رله تويبر
شكل (8): انواع برقگيرهاي اكسيد روي
فهرست جداول
جدول (3-1): آزمايشات و مشخصات مطلوب روغن قبل از پر كردن ترانسفورماتور با آن
جدول (3-2): آزمايشهاي اضافي روي روغن قبل از برقدار كردن ترانسفورماتور
جدول (3-3): حد مشخصات روغن براي انجام تصفيه فيزيكي
جدول (3-4): حد مشخصات روغن براي انجام تصفيه فيزيكي- شيميايي
جدول (4-1): گازهاي توليد شده در روغن ترانسفورماتور در اثر معايب مختلف
جدول (4-2):تعيين نوع عيب حرارتي يا الكتريكي براساس نسبت گازهاي حل شده در روغن ترانسفورماتور
جدول (4-3): تعيين بهتر و مشخص تر نوع عيب براساس نسبت گازهاي حل شده در روغن ترانسفورماتور
جدول (4-4): حلاليت گازهاي متفاوت در يك نوع روغن ترانسفورماتور
جدول (4-5): ضرايب استوالد در 20 و 50
جدول (4-6): غلظت گازهاي حل شده در روغن
جدول (4-7): نوع عملكرد در رابطه با نتايج آزمايش TCG
جدول (4-8): نوع عملكرد در رابطه با نتايج آزمايش TDCG
جدول (4-9): حد نرمال گازهاي حل شده در روغن
جدول (4-10): روش تشخيص نوع خطا با استفاده از نسبت گازها به روش DOERNENBURG
جدول (4-11): روش تشخيص نوع خطا با استفاده از نسبت گازها به روش ROGER
ضميمه 1
جدول (1): تجمع گازهاي حل شده درون روغن
جدول (2): دوره‌هاي نمونه‌برداري برحسب سطوح TCG
جدول (3): دوره‌هاي نمونه‌برداري بر حسب سطوح مختلف TDCG
جدول (4): مجمع گازهاي حل شده درون روغن
جدول (5): نسبت گازهاي كليدي در روش DOERNENBERG
جدول (6): نسبت گازهاي كليدي در روش ROGERS
جدول (7): نسبت ROGRES با جزئيات بيشتر نقاط داغ
جدول (8): سطوح قابل قبول گازها برحسب عمرترانس
جدول (9): سطوح قابل قبول گازها برحسب نوع ترانس
جدول (10): سطوح خطرناك گازها برحسب نوع خطا
جدول (11): مقادير خطرناك اتيلن بر حسب نسبت CO2/CO
جدول (12): ضرايب حلاليت براي روغن نمونه
جدول(13): حدود مجاز به منظور آشكارسازي
جدول(14): صحت مقادير گازها