چگونه می‌توان خطاهای زمین‌بندی هسته ترانسفورماتور را تشخیص داد و حذف کرد

پیچه‌ها و هسته ترانسفورماتور اجزای اصلی مسئول انتقال و تبدیل انرژی الکترومغناطیسی هستند. تضمین عملکرد قابل اعتماد آنها نگرانی عمده‌ای است. داده‌های آماری نشان می‌دهد که مشکلات مربوط به هسته سومین علت بروز خرابی‌های ترانسفورماتور هستند. تولیدکنندگان به طور فزاینده‌ای به عیوب هسته توجه کرده و بهبودهای فنی در زمینه گراند‌گذاری قابل اعتماد هسته، نظارت بر گراند هسته و تضمین گراند تک نقطه‌ای اعمال کرده‌اند. بخش‌های عملیاتی نیز تاکید زیادی بر تشخیص و شناسایی خرابی‌های هسته داشته‌اند. با این حال، خرابی‌های هسته در ترانسفورماتورها هنوز به صورت مکرر رخ می‌دهند، عمدتاً به دلیل گراند چند نقطه‌ای و گراند ضعیف هسته. این مقاله روش‌های تشخیص و رفع این دو نوع خرابی را معرفی می‌کند.

۱. رفع خرابی گراند چند نقطه‌ای

۱.۱‌ اقدامات موقت وقتی ترانسفورماتور نمی‌تواند از خدمت خارج شود

• اگر سیم گراند خارجی وجود دارد و جریان خرابی نسبتاً بالاست، می‌توان سیم گراند را در حین عملیات به طور موقت جدا کرد. با این حال، نظارت دقیق ضروری است تا پتانسیل شناور هسته پس از اختفاء نقطه خرابی جلوگیری شود.

• اگر خرابی گراند چند نقطه‌ای ناپایدار است، می‌توان مقاومت متغیر (ریزیستان) را در مدار گراند کاری وارد کرد تا جریان را زیر ۱ آمپر محدود کند. مقدار مقاومت با تقسیم ولتاژ اندازه‌گرفته شده در سیم گراند عادی باز شده بر جریان عبوری از سیم گراند تعیین می‌شود.

• باید از تحلیل کروماتوگرافی برای نظارت بر نرخ تولید گاز در محل خرابی استفاده شود.

• پس از موقعیت‌یابی دقیق نقطه خرابی از طریق اندازه‌گیری‌ها، اگر تعمیر مستقیم امکان‌پذیر نیست، می‌توان سیم گراند عادی هسته را به همان موقعیت نقطه خرابی منتقل کرد تا جریان‌های چرخان به طور قابل توجهی کاهش یابند.

۱.۲ اقدامات نگهداری کامل

هر گاه نظارت خرابی گراند چند نقطه‌ای را تأیید کند، ترانسفورماتورهایی که می‌توانند خاموش شوند باید به سرعت خاموش و به طور کامل تعمیر شوند تا خرابی کاملاً رفع شود. باید روش‌های نگهداری مناسب بر اساس نوع و علت گراند چند نقطه‌ای انتخاب شود. با این حال، در برخی موارد حتی پس از خاموشی و خارج کردن هسته، نقطه خرابی پیدا نمی‌شود. برای موقعیت‌یابی دقیق نقطه گراند در محل، می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:

• روش DC: سیم پیوند بین هسته و چارچوب加紧处理多点接地故障时，需要采取临时措施和彻底维护措施。以下是翻译后的波斯语内容：

  پیچه‌ها و هسته ترانسفورماتور اجزای اصلی مسئول انتقال و تبدیل انرژی الکترومغناطیسی هستند. تضمین عملکرد قابل اعتماد آنها نگرانی عمده‌ای است. داده‌های آماری نشان می‌دهد که مشکلات مربوط به هسته سومین علت بروز خرابی‌های ترانسفورماتور هستند. تولیدکنندگان به طور فزاینده‌ای به عیوب هسته توجه کرده و بهبودهای فنی در زمینه گراند‌گذاری قابل اعتماد هسته، نظارت بر گراند هسته و تضمین گراند تک نقطه‌ای اعمال کرده‌اند. بخش‌های عملیاتی نیز تاکید زیادی بر تشخیص و شناسایی خرابی‌های هسته داشته‌اند. با این حال، خرابی‌های هسته در ترانسفورماتورها هنوز به صورت مکرر رخ می‌دهند، عمدتاً به دلیل گراند چند نقطه‌ای و گراند ضعیف هسته. این مقاله روش‌های تشخیص و رفع این دو نوع خرابی را معرفی می‌کند.

  ۱. رفع خرابی گراند چند نقطه‌ای

  ۱.۱‌ اقدامات موقت وقتی ترانسفورماتور نمی‌تواند از خدمت خارج شود

  • اگر سیم گراند خارجی وجود دارد و جریان خرابی نسبتاً بالاست، می‌توان سیم گراند را در حین عملیات به طور موقت جدا کرد. با این حال، نظارت دقیق ضروری است تا پتانسیل شناور هسته پس از اختفاء نقطه خرابی جلوگیری شود.

  • اگر خرابی گراند چند نقطه‌ای ناپایدار است، می‌توان مقاومت متغیر (ریزیستان) را در مدار گراند کاری وارد کرد تا جریان را زیر ۱ آمپر محدود کند. مقدار مقاومت با تقسیم ولتاژ اندازه‌گرفته شده در سیم گراند عادی باز شده بر جریان عبوری از سیم گراند تعیین می‌شود.

  • باید از تحلیل کروماتوگرافی برای نظارت بر نرخ تولید گاز در محل خرابی استفاده شود.

  • پس از موقعیت‌یابی دقیق نقطه خرابی از طریق اندازه‌گیری‌ها، اگر تعمیر مستقیم امکان‌پذیر نیست، می‌توان سیم گراند عادی هسته را به همان موقعیت نقطه خرابی منتقل کرد تا جریان‌های چرخان به طور قابل توجهی کاهش یابند.

  ۱.۲ اقدامات نگهداری کامل

  هر گاه نظارت خرابی گراند چند نقطه‌ای را تأیید کند، ترانسفورماتورهایی که می‌توانند خاموش شوند باید به سرعت خاموش و به طور کامل تعمیر شوند تا خرابی کاملاً رفع شود. باید روش‌های نگهداری مناسب بر اساس نوع و علت گراند چند نقطه‌ای انتخاب شود. با این حال، در برخی موارد حتی پس از خاموشی و خارج کردن هسته، نقطه خرابی پیدا نمی‌شود. برای موقعیت‌یابی دقیق نقطه گراند در محل، می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:

  • روش DC: سیم پیوند بین هسته و چارچوب فشاری را جدا کنید. ولتاژ DC ۶ V را به دو طرف لایه‌های سیلیسیم فولادی یوک وصل کنید. سپس با استفاده از ولتمتر DC ولتاژ بین لایه‌های مجاور را به ترتیب اندازه‌گیری کنید. محلی که ولتاژ صفر یا قطبیت آن معکوس شود نقطه گراند خرابی است.

  • روش AC: ولتاژ AC ۲۲۰–۳۸۰ V را به پیچه پایین‌ولتا وصل کنید تا جریان مغناطیسی در هسته ایجاد شود. با سیم پیوند بین هسته و چارچوب فشاری جدا شده، از میلی‌آمپرمتر برای تشخیص جریان نشان‌دهنده خرابی گراند چند نقطه‌ای استفاده کنید. میلی‌آمپرمتر را در طول هر لایه یوک حرکت دهید؛ محلی که جریان به صفر برسد نقطه خرابی است.

  

  ۲. پدیده‌های غیرعادی ناشی از گراند چند نقطه‌ای

  • جریان‌های گردابی در هسته القاء می‌شوند، که باعث افزایش تلفات هسته و گرم شدن محلی می‌شوند.

  • اگر خرابی گراند چند نقطه‌ای شدید بدون درمان برای مدت طولانی باقی بماند، عملیات مداوم باعث گرم شدن روغن و پیچه‌ها می‌شود و تدریجاً عایق روغن-کاغذی را قدیمی می‌کند. این می‌تواند باعث تخریب و پوسته‌پوسته شدن پوشش عایق بین لایه‌ها شود و منجر به گرم شدن شدید هسته و سپس سوختن هسته شود.

  • گراند چند نقطه‌ای مداوم باعث تخریب روغن عایق در ترانسفورماتورهای روغنی می‌شود و گازهای قابل اشتعال تولید می‌کند که می‌تواند رله بوخولتس (گاز) را فعال کند.

  • گرم شدن هسته می‌تواند بلوک‌های چوبی و اجزای فشاری داخل ظرف ترانسفورماتور را کربنی کند.

  • خرابی گراند چند نقطه‌ای شدید می‌تواند سیم گراند را سوزانده و باعث از دست دادن گراند تک نقطه‌ای عادی ترانسفورماتور شود، که وضعیت بسیار خطرناکی است.

  • گراند چند نقطه‌ای می‌تواند باعث پدیده‌های تخلیه‌ی جزئی شود.

  ۳. دلیل اینکه هسته باید فقط در یک نقطه در حین عملیات عادی گراند شود

  در حین عملیات عادی، یک میدان الکتریکی بین پیچه‌های تغذیه‌یافته و ظرف ترانسفورماتور وجود دارد. هسته و سایر اجزای فلزی در این میدان قرار دارند. به دلیل توزیع نامساوی ظرفیت و توان میدان، اگر هسته به طور قابل اعتماد گراند نشود، پدیده‌های شارژ-دیشارژ رخ می‌دهند که عایق‌های جامد و روغنی را تخریب می‌کنند. بنابراین، هسته باید فقط در یک نقطه گراند شود.

  هسته از لایه‌های سیلیسیم فولادی تشکیل شده است. برای کاهش جریان‌های گردابی، هر لایه با مقاومت کوچکی (معمولاً فقط چند تا چند ده اهم) از لایه‌های مجاور عایق شده است. با این حال، به دلیل ظرفیت بسیار بالای بین لایه‌ها، لایه‌ها تحت میدان‌های الکتریکی متناوب مسیری رسانا را تشکیل می‌دهند. بنابراین، گراند کردن هسته در یک نقطه کافی است تا تمام پشته به پتانسیل گراند متصل شود.

  اگر هسته یا اجزای فلزی آن دو یا چند نقطه گراند (گراند چند نقطه‌ای) داشته باشد، یک حلقه بسته بین این نقاط تشکیل می‌شود. این حلقه بخشی از جریان مغناطیسی را پیوند می‌دهد و باعث القاء ولتاژ و جریان‌های چرخان می‌شود که باعث گرم شدن محلی و حتی سوختن هسته می‌شود.

  فقط گراند کردن تک نقطه‌ای هسته ترانسفورماتور گراند قابل اعتماد و عادی است—یعنی هسته باید گراند شود و فقط در یک نقطه گراند شود.

  عیوب اصلی بیشتر به دو عامل نسبت داده می‌شود: (۱) روش‌های ساخت و ساز ضعیف منجر به کمربند کوتاه، و (۲) لوازم یا عوامل خارجی که باعث گردنده‌سازی چند نقطه‌ای می‌شوند.