چه دستگاه‌های محافظ در ترانسفورماتورهای مدرن نصب شده‌اند
دستگاه‌های محافظ کدام در ترانسفورماتورهای مدرن نصب شده است؟
ترانسفورماتورهای مدرن با انواع مختلفی از دستگاه‌های محافظ داخلی تجهیز شده‌اند که برای اطمینان از عملکرد ایمن، افزایش طول عمر و جلوگیری از افزایش خرابی‌ها طراحی شده‌اند. در زیر مروری بر برخی از دستگاه‌های محافظ داخلی رایج و عملکردهای آنها آمده است:
1. محافظت دیفرانسیل
• عملکرد: محافظت دیفرانسیل محافظ اصلی علیه خرابی‌های داخلی ترانسفورماتور است. این دستگاه با مقایسه جریان‌های دو طرف ترانسفورماتور کار می‌کند. اگر اختلافی در جریان‌ها وجود داشته باشد، به سرعت قطع می‌کند تا خرابی را جدا کند و از خرابی بیشتر جلوگیری کند.
• کاربرد: برای ترانسفورماتورهای ظرفیت بالا یا آنهایی که در سیستم‌های برق حیاتی قرار دارند مناسب است.
2. محافظت گاز (بخارولتز)
• عملکرد: محافظت گاز گازهای تولید شده درون مخزن روغن ترانسفورماتور را تشخیص می‌دهد. هنگامی که خرابی (مانند شکست عایق یا کوتاه شدن پیچ) رخ می‌دهد، روغن تجزیه شده و گاز تولید می‌کند. رله گاز با ارسال سیگنال هشدار (گاز کم) یا سیگنال قطع (گاز زیاد) تأمین برق را قطع کرده و از وخامت خرابی جلوگیری می‌کند.
• کاربرد: در ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن، به ویژه آنهایی با ظرفیت متوسط و بزرگ، گسترده استفاده می‌شود.
3. محافظت از جریان بیش از حد
• عملکرد: محافظت از جریان بیش از حد افزایش غیرعادی جریان ناشی از کوتاه شدن خارجی یا داخلی را تشخیص می‌دهد. وقتی جریان از حد تعیین شده فراتر رود، دستگاه محافظ بعد از مدتی تأخیر قطع می‌کند تا از خرابی ترانسفورماتور به دلیل جریان بیش از حد جلوگیری کند.
• کاربرد: به عنوان محافظت پشتیبان برای کوتاه شدن خارجی در ترانسفورماتورها استفاده می‌شود.
4. محافظت از بار بیش از حد
• عملکرد: محافظت از بار بیش از حد وضعیت بار بیش از حد بلندمدت ترانسفورماتور را نظارت می‌کند. اگر ترانسفورماتور برای مدت طولانی تحت بار بیش از حد عمل کند، دستگاه محافظ هشدار می‌دهد تا اپراتوران اقدام کنند و از خرابی به دلیل گرم شدن بیش از حد جلوگیری کنند.
• کاربرد: برای تمام انواع ترانسفورماتورها، به ویژه آنهایی که برای مدت طولانی نزدیک به ظرفیت کامل عمل می‌کنند، مناسب است.
5. محافظت دما
• عملکرد: محافظت دما به صورت مداوم دمای روغن و پیچ ترانسفورماتور را نظارت می‌کند. اگر دما از حد تعیین شده فراتر رود، دستگاه محافظ هشدار می‌دهد و ممکن است سیستم‌های خنک‌کننده را فعال کند تا دما را کاهش دهد. در موارد شدید، قطع می‌کند تا تأمین برق را قطع کند.
• کاربرد: در ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن و خشک، به ویژه آنهایی با ظرفیت بزرگ، استفاده می‌شود.
6. محافظت جریان دنباله صفر
• عملکرد: محافظت جریان دنباله صفر خرابی‌های زمینی در ترانسفورماتور را تشخیص می‌دهد. هنگامی که خرابی زمینی در پیچ یا هسته رخ می‌دهد، دستگاه محافظ جریان دنباله صفر افزایش غیرعادی جریان زمینی را تشخیص می‌دهد و بعد از مدتی تأخیر قطع می‌کند تا خرابی را جدا کند.
• کاربرد: برای ترانسفورماتورهایی که در سیستم‌های زمینی متعادل قرار دارند مناسب است.
7. شیر آزادساز فشار
• عملکرد: شیر آزادساز فشار از افزایش بیش از حد فشار درون مخزن روغن ترانسفورماتور جلوگیری می‌کند. اگر خرابی (مانند کوتاه شدن) باعث انبساط سریع روغن و گاز شود، شیر آزادساز فشار به صورت خودکار باز می‌شود تا فشار اضافی را آزاد کند و از پارگی مخزن جلوگیری کند.
• کاربرد: در ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن، به ویژه در شرایطی که افزایش سریع فشار ممکن است، استفاده می‌شود.
8. تنفسگر (تنفسگر خشک کن)
• عملکرد: تنفسگر آلودگی‌ها و رطوبت هوا را که به دلیل تغییرات دما وارد مخزن ذخیره‌کننده می‌شود، حذف می‌کند. این دستگاه شامل خشک‌کن‌ها (مانند جلیل سیلیکا) است که رطوبت را جذب می‌کنند و از آلودگی روغن ترانسفورماتور جلوگیری می‌کنند.
• کاربرد: در ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن، به ویژه آنهایی که نیاز به تنفس مکرر دارند، استفاده می‌شود.
9. پاک‌کننده روغن (مخزن گسترش روغن داغ)
• عملکرد: پاک‌کننده روغن به صورت مداوم روغن ترانسفورماتور را تمیز می‌کند. این دستگاه شامل جاذب‌هایی است که آب، اسیدهای آزاد و محصولات تخریبی دیگر را از روغن حذف می‌کنند و عمر روغن را افزایش می‌دهند.
• کاربرد: در ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن با ظرفیت متوسط و بزرگ، به ویژه آنهایی که نیاز به عملکرد پایدار بلندمدت دارند، استفاده می‌شود.
10. سیستم نظارت و کنترل
• عملکرد: سیستم‌های نظارت و کنترل به صورت مداوم پارامترهای عملکرد ترانسفورماتور مانند ولتاژ، جریان، دما و سطح روغن را ردیابی می‌کنند. اگر هر گونه ناهماهنگی تشخیص داده شود، سیستم می‌تواند هشدار دهد و بر اساس منطق پیش‌تعیین شده اقدامات محافظتی مناسب را انجام دهد تا عملکرد ایمن تضمین شود.
• کاربرد: برای تمام انواع ترانسفورماتورها، به ویژه آنهایی که در شبکه‌های هوشمند قرار دارند، مناسب است.
11. محافظت غیر الکتریکی
عملکرد: دستگاه‌های محافظت غیر الکتریکی خرابی‌های غیر الکتریکی درون ترانسفورماتور مانند گاز، دمای روغن و فشار را تشخیص می‌دهند. محافظت‌های غیر الکتریکی رایج شامل:
محافظت گاز سنگین: وقتی مقدار زیادی گاز درون ترانسفورماتور تولید شود قطع می‌کند.
محافظت گاز کم: وقتی مقدار کمی گاز تشخیص داده شود هشدار می‌دهد.
محافظت دمای روغن بالا: وقتی دمای روغن از حد تعیین شده فراتر رود قطع یا هشدار می‌دهد.
محافظت آزادساز فشار: وقتی فشار درون مخزن روغن از حد ایمن فراتر رود قطع یا هشدار می‌دهد.
کاربرد: در ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن، به ویژه آنهایی با ظرفیت متوسط و بزرگ، استفاده می‌شود.
12. محافظت از ولتاژ پایین
• عملکرد: محافظت از ولتاژ پایین زمانی که ولتاژ روی ترانسفورماتور زیر حد تعیین شده بیفتاد را تشخیص می‌دهد. اگر ولتاژ خیلی کم باشد، دستگاه محافظ قطع می‌کند تا ترانسفورماتور را جدا کند و از خرابی به دلیل ولتاژ پایین جلوگیری کند.
• کاربرد: برای تمام انواع ترانسفورماتورها، به ویژه آنهایی که به تجهیزات حساس متصل شده‌اند، مناسب است.
13. محافظت از ولتاژ بالا
• عملکرد: محافظت از ولتاژ بالا زمانی که ولتاژ روی ترانسفورماتور از حد تعیین شده فراتر رود را تشخیص می‌دهد. اگر ولتاژ خیلی زیاد باشد، دستگاه محافظ قطع می‌کند تا ترانسفورماتور را جدا کند و از خرابی به دلیل ولتاژ بالا جلوگیری کند.
• کاربرد: برای تمام انواع ترانسفورماتورها، به ویژه آنهایی که به ضربه‌های برق ابری یا ولتاژهای گذرای بالا معرض هستند، مناسب است.
14. کنترل دستگاه قطع‌کننده
• عملکرد: دستگاه‌های کنترل قطع‌کننده با دستگاه‌های محافظتی همکاری می‌کنند تا هنگامی که خرابی تشخیص داده شود، ترانسفورماتور را به سرعت از منبع برق جدا کنند و از افزایش خرابی جلوگیری کنند.
• کاربرد: برای تمام انواع ترانسفورماتورها، به ویژه در شرایطی که نیاز به جدا کردن سریع وجود دارد، مناسب است.
15. قابلیت ارتباطی
• عملکرد: دستگاه‌های محافظتی مدرن ترانسفورماتور غالباً قابلیت ارتباطی دارند که امکان تبادل داده با سیستم‌های کنترل بالاتر یا دستگاه‌های محافظتی دیگر را فراهم می‌کند. این امکان نظارت دوردست، تشخیص خرابی و تحلیل داده را ممکن می‌سازد.
• کاربرد: در ترانسفورماتورهای موجود در شبکه‌های هوشمند برای مدیریت متمرکز و نگهداری استفاده می‌شود.
خلاصه
ترانسفورماتورهای مدرن با گستره‌ای از دستگاه‌های محافظی تجهیز شده‌اند که شامل محافظت‌های الکتریکی و غیر الکتریکی می‌شود. این دستگاه‌ها با همکاری برای اطمینان از عملکرد ایمن و قابل اعتماد ترانسفورماتور در شرایط مختلف کار می‌کنند. انتخاب دستگاه‌های محافظتی و پیکربندی‌های مناسب می‌تواند بر اساس محیط کاربردی و نیازهای خاص ترانسفورماتور بهینه شود تا امنیت کلی سیستم را افزایش دهد.
