سیستم خنک کنندگی ترانس قدرت

اصولا در ترانسهای قدرت در اثر القای متقابل سیم پچها ، تولید گرما و حرارت می شود که بسته به بار اعمالی به ترانس این گرما میتواند حتی منجر به آسیب دیدن سیم پیچ ها  شود . یکی از اجزای اصلی در خنک شدن ترانس ها روغن ترانس است که با توجه به ویسکوزیته آن و مدت زمان بهره برداری از ترانس میتواند نقش مهمی در خنک شدن ترانس داشته باشد . در ترانسهای با کار کرد بالا تر بدلیل رسوبات روغن و ناخالصی های موجود در آن میزان خنک شوندگی ترانس کمتر خواهد شد.عموما در ترانس ها با قدرت بالا ، از رادیاتورها استفاده میشود که در ترانسهای با قدرت 500 کیلو ولت آمپر به بالا تنها از پره های خنک شونده و در ترانسهای 1000 کیلو ولت آمپر به بالا از رادیاتورهایی که روغن  در آن به جریان می افتد استفاده می شود. در ترانسفورماتورهای با توان بالا و ولتاژ بالا از سیستمهایی چون فن های کنترل شونده و پمپ ها جهت خنک کردن ترانس استفاده میشود که به هر یک اشاره خواهیم کرد .

در ترانسهای قدرت با توان بالا از دتکتورهای دما استفاده میشود تا دمای روغن و سیم پیچ ترانس را تحت مراقبت داشته باشند . ترمومترهای روغن و سیم پیچ ، خود نیز دارای جزئیات زیادی هستند که انشاالله در مقالات بعدی به آن می پردازیم. این ترمومترها سنسورهای حرارتی دارند که دمای ترانس را تشخیص داده و با رسیدن به نقاط بحرانی فرمان به وصل مدارات خنک کننده و اگر باز هم جواب گو نباشد به رله های حفاظتی فرمان صادر می کنند تا نسبت به قطع ترانس از بار اقدام شود تا از صدمات احتمالی جلوگیری بعمل آید . میزان دمای ترانس قدرت در میزان جریان دهی آن موثر است یعنی با زیاد شدن دمای سیم پیچ ها تلفات زیاد شده و از ترانس بار کمتری را میتوان اخذ نمود . لذا سیستم خنک کنندگی ترانس در فصول گرم سال بسیار حائذ اهمیت می باشد.

ظرفیتی که برای ترانسفورماتورهای قدرت ذکر میشود با لحاظ در مدار بودن سیستم خنک کنندگی لحاظ می گردد مثلا شاهدیم که بروی پلاک یک ترانس ، ظرفیت به این شکل بیان شده است:  22500- 30000 KVA .  که با در مدار بودن سیستم خنک کنندگی     حد اکثر تا 30 مگا ولت آمپر ظرفیت ترانس خواهد بود . مشاهده میشود که با بکار آمدن سیستم خنک کنندگی میتوان تا 30% بیشتر از معمول از ترانس بار کشید . سیستمهای مختلفی در بکار گیری خنک شوندگی ترانس کاربرد دارد که آن هم بسته به موقعیت محل نصب ترانس و ارتفاع و میزان بار آن خواهد بود .

در ترانسفورماتورهای قدرت باید دقت نمود که رادیاتورها بدقت نصب شده باشند و شیرهای پروانه ای آنها هم در قسمت بالا و هم در قسمت پائین باز شده باشند و پیچ چفت کننده آنها محکم شده تا بر اثر گردش روغن و فشار روغن شیر ها خود بخود بسته نشوند. عمل خنک کنندگی روغن در رادیاتورها صورت می گیرد .  لذا شکل رادیاتورها وترتیب آنها در میزان خنک کنندگی موثر است . بطور معمول رادیاتورها را خیلی ظخیم نمی سازند بنابراین در نصب باید دقت نمود تا آسیب نبینند .رنگ رادیاتور ها هم دارای اهمیت است که امروزه بیشتراز رنگ های روشن استفاده میشود . با گرم شدن روغن و حرکت آن به سمت بالای ترانس قدرت ، روغن به رادیاتورها وارد شده و پس از، از دست دادن حرارت به پائین رادیاتور منتقل شده و مجدداً وارد ترانس میشود . این روند ادامه خواهد داشت تا دمای ترانس به حد نرمال برسد . در مواقعی بعلت بار زیاد ترانسفورماتور و لزوم سریعتر خنک شدن روغن ترانس ، از پمپهای گردش روغن استفاده میشود که با بکار گیری آنها روغن را وارد رادیاتور کرده و سریعتر خنک میشوند . خنک شدن رادیاتورها هم میتواند توسط گردش طبیعی هوا باشد و هم اینکه هوا را نیز به داخل رادیاتورها دمیده ( توسط فن ها ) تا سریعتر خنک شوند و در مواقعی هم از هر دو سیستم ( پمپ و فن ) استفاده میشود . در ترانسهای داخل محفظه های بسته ( پستهای زیر زمینی ) از سیستم های گردش آب نیز برای خنک کردن روغن استفاده میشود که توسط رادیاتورهای مخصوص آب را از کنار روغن عبور داده و روغن را خنک می کنند . نوع سیستم خنک کنندگی را بروی پلاک ترانسها ذکر میکنند که عموما بصورت حروف اختصاری بیان میشود که به آن خواهیم پرداخت :

www.kochacksaraei.blogfa.com

الف :  سیستمONAN   ( Oil Natural-Air Natural ) :

در این سیستم ، هوا به طور طبیعی با سطح خارجی رادیاتورها بر خورد می کند و رادیاتورها به طور طبیعی با هوا خنک        می شوند. همچنین گردش روغن در ترانسفورماتور نیز به طور طبیعی صورت می گیرد ؛ یعنی روغن گرم بالا می رود و روغن سرد ، جای آن را می گیرد .این نوع سیستم خنک کنندگی مختص ترانسفورماتورهای با قدرت کم است ؛ زیرا با افزایش قدرت ترانسفورماتور ، حرارت سیم پیچ ها زیاد می شود و روغن باید با سرعت بیشتری در تماس با هوای بیرون قرار گیرد و عمل خنک کنندگی با سرعت بیشتری انجام شود .

ب : سیستم ONAF ( Oil Natural-Air Force ) :

در این سیستم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به طور طبیعی صورت می گیرد ؛ ولی فن های نصب شده روی بدنه رادیاتورها ، سرعت تماس هوای خارج با بدنه رادیاتور را افزایش می دهد . لذا روغن سریعتر خنک می شود و طبعاً می توان توان ترانسفورماتور را بالا برد . دمیدن هوا توسط فن ها می تواند به طور مداوم یا با فاصله تناوبی انجام شود ؛ بدین صورت که عملکرد فن می تواند تابعی از درجه حرارت روغن داخل ترانسفورماتور باشد و هنگامی که دمای روغن از حد معینی افزایش یافت ، فن ها به طور خودکار وارد مدار می شوند . البته هنگامی که درجه حرارت محیط خیلی بالا باشد ، ترانسفورماتور می تواند بدون سیستم فن و با خنک شدن طبیعی ، تقریباً تا دو سوم  توان نامی خود کار کند و در صورتی که بخواهیم با توان نامی کار کند ، باید فن ها شروع به کار کنند .این نوع سیستم خنک کنندگی به طور وسیعی در ترانسفورماتورهای قدرت با توان بین 30 تا 60 مگا ولت آمپر مورد استفاده قرار می گیرد .

ج : سیستم OFAF ( Oil Force – Air Force  ) :

در این سیستم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به کمک پمپ ها ، سرعت داده می شود تا انتقال حرارت با سرعت بیشتری انجام گیرد. فن های هوا نیز بدنه رادیاتورها را در تماس بیشتری با هوا قرار می دهند تا روغن را سریعتر خنک کنند. در این سیستم با توجه به سرعت بسیار بالای خنک کنندگی سیم پیچ ها، می توان قدرت نامی ترانسفورماتور را به مقدار قابل توجهی افزایش داد

د : سیستم OFWF  ( Oil Force – Water Force ) :

در این سیستم ، ابتدا روغن توسط پمپ از بالای ترانسفورماتور وارد رادیاتور می شود تا پس از عبور از آن ، از پایین رادیاتور وارد ترانسفورماتور گردد . در رادیاتور ، آب خنک کنندگی هم توسط پمپ در خلاف مسیر روغن در رادیاتور عبور می کند که باعث کاهش دمای روغن می شود .

ه : سیستم ODWF (Oil Directed – Water Force ) :

در ترانسفورماتورهای با قدرت های بسیار بالا ، به منظور کاهش هرچه بیشتر دمای سیم   پیچ ها و هسته باید روغن را توسط پمپ ها ، با فشار و جهت مناسب از قسمت تحتانی تانک ترانسفورماتور به داخل سیم پیچ ها و هسته هدایت نمود . همچنین مشابه روش قبل ، با استفاده از رادیاتور و چرخش روغن در داخل آن و به واسطه تماس غیر مستقیم با آب خنک کنندگی ، دمای روغن به مقدار مورد نظر کاهش می یابد که البته از این سیستم  امروزه کمتر استفاده میشود .

اهمیت سیستم خنک کنندگی همانطور که بیان شد افزایش 20 تا 30 درصدی قدرت ترانس است که در زمان پیک بار بسیار قابل اهمیت است و از اضمحلال روغن ترانس و فرسایش آن در اثر حرارت زیاد هسته و سیم پیچ جلوگیری خواهد نمود و از قطعی های ناخواسته و ضرر های مالی ناشی از قطع برق پیشگیری میشود .