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

I. دمای مجاز

هنگامی که ترانسفورماتور در حال کار است، پیچه‌ها و هسته آهن آن ضرر مسی و ضرر آهنی ایجاد می‌کنند. این ضررهای به انرژی گرمایی تبدیل شده و باعث بالا رفتن دمای هسته آهن و پیچه‌های ترانسفورماتور می‌شوند. اگر دما برای مدت طولانی از مقدار مجاز فراتر رود، عایق به تدریج کشسانی مکانیکی خود را از دست می‌دهد و سالخوردگی می‌یابد.

دمای بخش‌های مختلف ترانسفورماتور در حین کار متفاوت است: دمای پیچه‌ها بالاترین میزان را دارد، بعد از آن دمای هسته آهن و دمای روغن عایق کمتر از دمای پیچه‌ها و هسته آهن 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 محیط هوایی ماکزیمم در عملکرد معمولی 40 درجه سانتیگراد است، دمای عملکردی ماکزیمم پیچه‌های ترانسفورماتور 105 درجه سانتیگراد است.

از آنجا که دمای پیچه‌ها 10 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای روغن است، برای جلوگیری از تخریب کیفیت روغن، مشخص شده است که دمای ماکزیمم روغن بالایی ترانسفورماتور نباید از 95 درجه سانتیگراد فراتر رود. در شرایط عادی، برای جلوگیری از اکسیداسیون سریع روغن عایق، دمای روغن بالایی نباید از 85 درجه سانتیگراد فراتر رود.

برای ترانسفورماتورهای با چرخه روغن اجباری خنک‌سازی آبی و هوا، دمای روغن بالایی نباید معمولاً از 75 درجه سانتیگراد (دمای ماکزیمم مجاز روغن بالایی برای چنین ترانسفورماتورهایی 80 درجه سانتیگراد است) فراتر رود.

II. افزایش دما مجاز

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

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

هر چه افزایش دما ترانسفورماتور از مقدار مشخص شده فراتر نرود، ترانسفورماتور می‌تواند با بار اسمی (ترانسفورماتور می‌تواند تحت بار اسمی به طور مداوم برای 20 سال در عملکرد معمولی کار کند) به صورت ایمن در طول عمر مقرر کار کند.

III. ظرفیت مناسب

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

IV. محدوده جریان مناسب

جریان نامتقارن ماکزیمم سمت پایین‌ولتاژ ترانسفورماتور نباید بیش از 25٪ مقدار اسمی باشد؛ محدوده مجاز تغییر ولتاژ تأمین ترانسفورماتور ±5٪ ولتاژ اسمی است. اگر این محدوده فراتر رود، باید از تغییردهنده تپ برای تنظیم استفاده شود تا ولتاژ به محدوده مشخص برسد.

(تنظیم باید با قطع برق انجام شود.) معمولاً ولتاژ با تغییر موقعیت تپ در پیچه اصلی تنظیم می‌شود. دستگاهی که برای اتصال و تغییر موقعیت تپ استفاده می‌شود به تغییردهنده تپ معروف است و با تغییر تعداد دور پیچه ولتاژ بالا، نسبت تغییر را تنظیم می‌کند.

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

V. بیش‌بار

بیش‌بار به دو حالت تقسیم می‌شود: بیش‌بار عادی و بیش‌بار اضطراری. بیش‌بار عادی زمانی رخ می‌دهد که مصرف برق کاربران در شرایط تأمین برق عادی افزایش می‌یابد. این امر باعث بالا رفتن دمای ترانسفورماتور می‌شود، که موجب سنبل شدن سریع‌تر عایق ترانسفورماتور و کاهش عمر مفید آن می‌شود. بنابراین عموماً عملیات بیش‌بار مجاز نیست.

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

VI. نگهداری ترانسفورماتور

اشکالات ترانسفورماتور به دو نوع تقسیم می‌شوند: باز شدن مدار و کوتاه شدن مدار. باز شدن مدار را می‌توان با چندمتر آسانی تشخیص داد، اما اشکالات کوتاه شدن مدار را نمی‌توان با چندمتر تشخیص داد.

1. بررسی کوتاه شدن مدار ترانسفورماتور قدرت

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

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

2. باز شدن مدار ترانسفورماتور

یک نوع باز شدن مدار، قطع پیچه‌های داخلی است، اما قطع سیم‌های اتصالی رایج‌تر است. باید با دقت بررسی 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.