خطا ها و ناهنجاری های رایج ترانسفورماتور ها

در مقاله ی پیش رو درباره خطا ها و ناهنجاری های رایج ترانسفورماتور ها بحث می کنیم. ترانسفورماتور ها مهم ترین نقش ممکن را در سلامت و پایداری شبکه ایفا می نمایند. با این حال، این تجهیزات مهم در معرض انواع خطا ها و ناهنجاری های داخلی و خارجی قرار دارند.

از شایع ترین این موارد می توان به اتصال کوتاه های خارجی در شبکه، اضافه ولتاژ های ناگهانی ناشی از؛ رعد و برق یا کلید زنی و دیگر عیوب داخلی مانند؛ اتصال دور به دور، اتصال سیم پیچ به زمین یا مشکلات هسته اشاره کرد. این اتفاقات منجر به گرمایش شدید، تنش های مکانیکی مخرب و خرابی کامل عایق بندی و دستگاه می شوند.

در ادامه لیستی از این مشکلات و پیامد های آن ها آمده است، مقاله ی ما را از دست ندهید.

لیستی از خطا ها و ناهنجاری های رایج ترانسفورماتور ها

خطا ها و ناهنجاری های رایج ترانسفورماتور ها، به شدت بر سلامت و راندمان خروجی دستگاه اثر منفی می گذارد. ترانسفورماتور ها به عنوان نقاط حیاتی در شبکه های انتقال و توزیع برق در معرض طیف وسیعی از ناهنجاری ها و خطا ها قرار دارند، که علاوه بر مختل کردن عملکرد آن ها منجر به خروج طولانی مدت از سرویس، خسارات مالی سنگین و حتی ایجاد اختلال در پایداری شبکه می شود.

این خطا ها عموما به دو دسته اصلی خارجی (عوامل تاثیر گذار از شبکه) و داخلی (نقص های ذاتی یا فرسودگی اجزاء) تقسیم بندی می شوند. درک این موارد برای انتخاب سیستم های حفاظتی مناسب، برنامه ریزی نگه داری پیشگیرانه و به حداقل رساندن زمان توقف اضطراری، امری ضروری به شمار می رود. از جمله ی آن ها عبارتند از؛

1.خطا های ناشی از اضافه بار حرارتی:

خطا ها و ناهنجاری های رایج ترانسفورماتور ها را جدی بگیرید. این ناهنجاری زمانی رخ می دهد، که دستگاه برای مدتی طولانی تر از طراحی اولیه خود، تحت جریانی بالاتر از جریان نامی قرار می گیرد. این امر منجر به تولید گرمای بیش ازحد در سیم پیچ ها و هسته می شود.

2.اضافه ولتاژ های گذرا:

این پدیده شامل؛ افزایش ناگهانی، بسیار سریع و با دامنه بالای ولتاژ می شود، که اغلب در اثر اصابت صاعقه به خطوط، عملیات کلید زنی در شبکه یا تخلیه الکترواستاتیک ایجاد می گردد.

شکل موج تیز و فرکانس بالا این اضافه ولتاژ ها، تنش الکتریکی شدیدی را بر اولین دور های سیم پیچ و عایق بندی بین دور ها وارد می کند و منجر به شکست موضعی عایق و ایجاد اتصال کوتاه بین چنبره های مجاور به وجود می آورند.

3.اتصال کوتاه های خارجی:

اتصال کوتاه خارجی یکی از مهم ترین خطا ها و ناهنجاری های رایج ترانسفورماتور ها است. وقوع اتصال کوتاه در شبکه پست یا خطوط متصل به ترانسفورماتور باعث عبور جریان اتصال کوتاه بسیار بالا از سیم پیچ های ترانس می شود.

این جریان عظیم، دو اثر مخرب اصلی ایجاد می نماید. اول، گرمایش لحظه ای شدید در هادی ها و دوم، اعمال نیرو های الکترومکانیکی و تنش های دینامیکی گسترده بر ساختار سیم پیچ ها که پیش زمینه ای برای تغییر شکل، جا به جایی یا حتی پارگی مکانیکی آن ها است.

4.خطای داخلی اتصال حلقه به حلقه:

خطا ها و ناهنجاری های رایج ترانسفورماتور ها، ضربه ی بدی به خطوط انتقال نیرو و تجهیزات موجود در مسیر می زنند. این خطا یکی از شایع ترین و خطرناک ترین انواع ناهنجاری های داخلی است، که در آن عایق بین دو یا چند حلقه مجاور در یک سیم پیچ از بین رفته و یک حلقه بسته با امپدانس بسیار پایین تشکیل خواهد شد.

جریان گردشی بسیار بالا در این حلقه بسته، عامل اصلی گرمایش موضعی شدید و تخریب سریع عایق های مجاور شده و در مدت زمان کوتاهی به یک اتصال فاز به زمین یا فاز به فاز کامل تبدیل می گردد.

5.خطای داخلی اتصال به زمین:

خطا ها و ناهنجاری های رایج ترانسفورماتور ها هر چند گوچک، مخرب و خطرناک هستند. در این حالت، عایق بین یکی از سیم پیچ ها و هسته یا تانک ترانسفورماتور ارت شده می شکند.

شدت جریان این خطا به نحوه اتصال نقطه نول ترانسفورماتور به زمین (مستقیم، با مقاومت یا راکتانس) بستگی دارد و از مقادیر محدود تا جریان های بسیار بالا متغیر می باشد. ادامه کار ترانس با این آسیب، خطر برق گرفتگی و گسترش آسیب را در پی دارد.

6.نقص و گرمایش در هسته:

نقص و گرمایش در هسته که به عنوان خطا ها و ناهنجاری های رایج ترانسفورماتور ها شناخته شده است، به دلایلی مانند؛ شکست عایق بین ورق های نازک هسته فولادی، شل شدن پیچ های اتصال دهنده هسته یا اتصال ناخواسته بخشی از هسته به قید های فلزی به وجود خواهد آمد.

این نواقص، مسیری برای عبور جریان گردابی فراهم کرده و با پیامد هایی نظیر؛ گرمایش موضعی بسیار شدید در هسته همراه است. این گرما منجر به تجزیه روغن مجاور و تولید گاز های قابل اشتعال می گردد.

7.خرابی سیستم خنک کننده:

با شناسایی خطا ها و ناهنجاری های رایج ترانسفورماتور ها، ایمنی و لامت دستگاه را بهینه سازی نمایید. هر گونه اختلال در عملکرد سیستم خنک کننده ترانسفورماتور اعم از؛ توقف پمپ های روغن، خرابی فن های رادیاتور، گرفتگی مسیر های گردش سیال یا کاهش سطح روغن، پیش زمینه ای برای کاهش توان دفع حرارت می باشد.

این امر منجر به افزایش عمومی دمای ترانسفورماتور و تشدید پدیده پیرشدگی عایق ها میگردد و احتمال وقوع خطا های حرارتی را به شدت افزایش می دهد.

پیامد های اصلی ناشی از خطا ها و ناهنجاری های رایج ترانسفورماتور ها

پیامد های ناشی از خطا ها و ناهنجاری های رایج ترانسفورماتور ها، زنجیره ای از تخریب های فزاینده و پرهزینه را به دنبال دارد. در کوتاه مدت، پدیده هایی مانند؛ اتصال کوتاه خارجی با اعمال نیرو های الکترودینامیکی شدید موجب کشش، تغییر شکل و حتی پارگی مکانیکی در سیم پیچ ها می شوند.

همزمان، اضافه بار های حرارتی و عیوب داخلی مانند؛ اتصال حلقه به حلقه، ایجاد گرمایش موضعی یا عمومی شدید در تسریع فرآیند پیرشدگی و تجزیه شیمیایی عایق های کاغذی و روغن تاثیر به سزایی دارند. این تخریب عایقی به نوبه خود زمینه را برای وقوع خطا های بزرگ تر فراهم می کند.

تعمیر و رفع خطا ها و ناهنجاری های رایج ترانسفورماتور ها را پشت گوش نیاندازید. خروج ناگهانی یک ترانسفورماتور حیاتی از مدار، ثبات شبکه برق را با برهم می ریزد و امکان بروز قطعی های گسترده و خسارات اقتصادی سنگین برای صنایع و مصرف کنندگان را افزایش می دهد.

از سوی دیگر، هزینه های مستقیم تعمیرات اساسی یا تعویض کامل این تجهیزات گران قیمت، همراه با هزینه های فرصت از دست رفته، بار مالی قابل توجهی بر شرکت های برق تحمیل می کند. بنابراین، تشخیص به موقع و مهار این ناهنجاری ها، یک ضرورت اقتصادی و ایمنی برای تضمین تداوم و قابلیت اطمینان عرضه انرژی است.

سخن آخر

درر مقاله ی بالا درباره ی خطا ها و ناهنجاری های رایج ترانسفورماتور ها توضیح دادیم. سلامت ترانسفورماتور، کلید پایداری شبکه برق است. طاها ترانس از شرکت های اصلی تولید و توزیع ترانس در ایران به شمار می رود. با مراجعه به آن، تجهیزات حیاتی سیستم را با قیمتی مناسب بخرید.

سوالات متداول

1. آیا تمام خطا های ترانسفورماتور فورا باعث خاموشی می شوند؟

خیر. برخی ناهنجاری ها مانند؛ تخلیه جزئی یا گرمایش موضعی هسته به تدریج و در طول زمان پیشرفت می کنند.

2. آیا اضافه بار کوتاه مدت هم برای ترانس خطرناک است؟

بله. حتی اضافه بار های موقتی نیز تنش های حرارتی و مکانیکی مضر خواهند داشت. این تنش ها باعث فرسایش عایق و شل شدن اتصالات مکانیکی داخلی می شوند، که در درازمدت احتمال وقوع خطا های جدی را افزایش می دهند.

3. راه اصلی محافظت از ترانس در برابر صاعقه چیست؟

استفاده از برق گیر مناسب در ورودی خطوط به پست، اولین و حیاتی ترین خط دفاعی است. برق گیر با محدود کردن ولتاژ ضربه های صاعقه و هدایت آن به زمین، از ورود اضافه ولتاژ های مخرب به دستگاه جلوگیری می نماید.