چرا نگهداری منظم ترانسفورماتور مهم است: ۵ پیامد جدی از غفلت آن

I. دمای مجاز

هنگامی که یک ترانسفورماتور در حال کار است، پیچه‌ها و هسته آهنی آن ضایعات مسی و آهنی ایجاد می‌کنند. این ضایعات به انرژی حرارتی تبدیل می‌شوند که باعث افزایش دما در هسته آهنی و پیچه‌های ترانسفورماتور می‌شود. اگر دما برای مدت طولانی از حد مجاز فراتر رود، عایق به تدریج نرمی مکانیکی خود را از دست می‌دهد و پیر می‌شود.

دمای بخش‌های مختلف ترانسفورماتور در حین کار متفاوت است: دمای پیچه‌ها بالاترین است، سپس دمای هسته آهنی و دمای روغن عایق کمتر از دمای پیچه‌ها و هسته آهنی است.

دمای روغن در بخش بالایی ترانسفورماتور بیشتر از بخش پایینی آن است. دمای مجاز ترانسفورماتور در حین کار با دمای روغن بالایی بررسی می‌شود. برای ترانسفورماتورهای با عایق کلاس A، وقتی دمای هوا محیطی حداکثر 40 درجه سانتیگراد است، دمای حداکثر عملکرد پیچه‌های ترانسفورماتور 105 درجه سانتیگراد است.

از آنجا که دمای پیچه‌ها 10 درجه سانتیگراد بیشتر از دمای روغن است، برای جلوگیری از تخریب کیفیت روغن، تعیین شده است که دمای حداکثر روغن بالایی ترانسفورماتور نباید بیش از 95 درجه سانتیگراد باشد. در شرایط عادی، برای جلوگیری از اکسیداسیون سریع روغن عایق، دمای روغن بالایی نباید بیش از 85 درجه سانتیگراد باشد.

برای ترانسفورماتورهای با چرخه روغن اجباری و خنک‌سازی آب و هوا، دمای روغن بالایی نباید غالباً بیش از 75 درجه سانتیگراد (حداکثر دمای مجاز روغن بالایی برای چنین ترانسفورماتورهایی 80 درجه سانتیگراد) باشد.

II. افزایش دمای مجاز

فقط نظارت بر دمای روغن بالایی ترانسفورماتور در حین کار نمی‌تواند امنیت عملکرد ترانسفورماتور را تضمین کند؛ بلکه باید تفاوت دمای روغن بالایی و هوای خنک‌کننده را نیز نظارت کرد، یعنی افزایش دما. افزایش دمای ترانسفورماتور به معنای تفاوت بین دمای ترانسفورماتور و دمای هوا محیطی است.

برای ترانسفورماتورهای با عایق کلاس A، وقتی دمای حداکثر محیطی 40 درجه سانتیگراد است، استاندارد ملی تعیین کرده است که افزایش دمای پیچه‌ها 65 درجه سانتیگراد و افزایش دمای مجاز روغن بالایی 55 درجه سانتیگراد است.

هر چه افزایش دمای ترانسفورماتور از مقدار تعیین شده فراتر نرود، ترانسفورماتور می‌تواند با اطمینان در طول عمر مقرر تحت بار اسمی (ترانسفورماتور می‌تواند به صورت مداوم با بار اسمی 20 سال تحت شرایط عادی کار کند) به صورت ایمن عمل کند.

III. ظرفیت مناسب

در حین کار عادی، بار الکتریکی که ترانسفورماتور تحمل می‌کند باید حدود 75-90٪ ظرفیت اسمی ترانسفورماتور باشد.

IV. محدوده جریان مناسب

جریان نامتقارن حداکثری سمت پایین ولتاژ ترانسفورماتور نباید بیش از 25٪ مقدار اسمی باشد؛ محدوده تغییر مجاز ولتاژ تأمین ترانسفورماتور ±5٪ ولتاژ اسمی است. اگر این محدوده فراتر رود، باید از چنگر تاپ استفاده کنید تا ولتاژ را به محدوده مشخص برسانید.

(تنظیم باید با قطع برق انجام شود.) معمولاً ولتاژ با تغییر موقعیت چنگر در پیچه اصلی تنظیم می‌شود. دستگاهی که برای اتصال و تغییر موقعیت چنگر استفاده می‌شود چنگر تاپ نامیده می‌شود که با تغییر تعداد دور پیچه ولتاژ بالایی ترانسفورماتور نسبت تبدیل را تنظیم می‌کند.

ولتاژ پایین تأثیری بر خود ترانسفورماتور ندارد، اما فقط خروجی آن را کمی کاهش می‌دهد؛ اما بر تجهیزات الکتریکی تأثیر دارد. ولتاژ بالا میدان مغناطیسی را افزایش می‌دهد، باعث اشباع هسته آهنی می‌شود، ضایعات آهنی را افزایش می‌دهد و دمای ترانسفورماتور را بالا می‌برد.

V. بار زیاد

بار زیاد به دو حالت تقسیم می‌شود: بار زیاد عادی و بار زیاد اضطراری. بار زیاد عادی زمانی رخ می‌دهد که مصرف برق کاربران تحت شرایط تأمین برق عادی افزایش یابد. این باعث افزایش دمای ترانسفورماتور می‌شود، منجر به پیری سریع‌تر عایق ترانسفورماتور و کاهش عمر مفید آن. بنابراین عموماً عملیات بار زیاد مجاز نیست.

در شرایط خاص، ترانسفورماتور می‌تواند برای مدت کوتاهی با بار زیاد کار کند، اما بار زیاد نباید بیش از 30٪ بار اسمی در زمستان و 15٪ بار اسمی در تابستان باشد. علاوه بر این، ظرفیت بار زیاد ترانسفورماتور باید بر اساس افزایش دما و مشخصات سازنده تعیین شود.

VI. نگهداری ترانسفورماتور

اشکال ترانسفورماتور به دو نوع تقسیم می‌شود: باز شدن مدار و کوتاه شدن مدار. باز شدن مدار را می‌توان به راحتی با چند متر دیجیتال تشخیص داد، اما اشکال کوتاه شدن مدار را نمی‌توان با چند متر دیجیتال تشخیص داد.

1. بررسی کوتاه شدن مدار ترانسفورماتور برق

(1) تمام بارهای ترانسفورماتور را قطع کنید، برق را روشن کنید و افزایش دمای بدون بار ترانسفورماتور را بررسی کنید. اگر افزایش دما نسبتاً بالاست (به اندازه‌ای گرم که نتوان لمس کرد)، این نشان می‌دهد که حتماً کوتاه شدن موضعی داخلی وجود دارد. اگر افزایش دما 15-30 دقیقه بعد از روشن شدن برق عادی است، ترانسفورماتور عادی است.

(2) یک چراغ 1000 وات را در مدار برق ترانسفورماتور به صورت سری متصل کنید. وقتی برق روشن شود، اگر چراغ فقط به صورت کم روشن شود، ترانسفورماتور عادی است؛ اگر چراغ بسیار روشن یا نسبتاً روشن باشد، این نشان می‌دهد که کوتاه شدن موضعی داخلی در ترانسفورماتور وجود دارد.

2. باز شدن مدار ترانسفورماتور

یک نوع باز شدن مدار، قطع شدن پیچه‌های داخلی است، اما قطع شدن سیم‌های اتصال رایج‌تر است. باید بررسی دقیق انجام شود و بخش قطع شده دوباره لحیم شود. اگر قطع داخلی یا نشانه‌های سوختگی در بیرون دیده می‌شود، ترانسفورماتور فقط می‌تواند با یکی جدید جایگزین شود یا پیچه‌های آن دوباره پیچیده شود.