پایان نامه ترانسفورماتور قدرت گازي GIS ايمني درانتقال
خلاصه گزارش:
پستها يكي از قسمتهاي مهم شبكه هاي انتقال و توزیع الكتريكي مي باشند زيرا وقتيكه بخواهيم انرژي الكتريكي را از نقطه اي به نقطه ديگر انتقال دهيم براي اينكه بتوانيم از افت ولتاژ جلوگيري كنيم بايستي بطريقي ولتاژ توليد شده ژنراتور را بالا برده و سپس آنرا انتقال داده تا به مقصد مورد نظر برسيم و در انجا دوباره ولتاژ را پايين آورده تا جهت توزيع آماده شود كلية اين اعمال در پستهاي انتقال و توزيع انجام مي شود. در يك پست فشار قوي وظيفه اصلي تبديل ولتاژ مي باشد كه اين وظيفه را مهمترين دستگاه يعني ترانسفورماتورهاي قدرت انجام مي دهد، لذا در اين جزوه سعي شده است مطالبي جديد دربارة ترانسفورماتور قدرت از نوع گازي GIS كه در استان خراسان هم نمي باشد آورده شده و همچنين در مورد ايمني در انتقال كه مهمترين مسئله قبل از شروع به كار مي باشد. بحث شده است تا مورد استفاده همكاران علاقه مند قرار گيرد.
مقدمه :
در سالهاي اخير افزايش روز افزون مصرف انرژي الكتريكي ، گسترش شبكه هاي توزيع و فوق توزيع را در شهرها و مناطق صنعتي اجتناب ناپذير نموده است با توجه به اينكه كمبود فضا و لزوم همسازي با محيط از يك طرف و جلوگيري از آثار آلودگي هاي مختلف از طرف ديگر پستهاي گازي روز به روز كاربرد پيشتري مي يابند ولي با اين وجود به علت مسائل فني موجود تاكنون ترانسفورماتورهاي اين پستها از نوع روغني بوده و به منظور كنترل دامنة آتش سوزي احتمالي و مسائل مربوط به سيستم خنك كنندگي عمدتا در فضاي باز نصب مي شوند ولي اخيرا گاز sf6 نيز در طراحي و ساخت ترانسفورماتورهاي با قدرت بالا مورد توجه قرار گرفته است و نسل جديدي از ترانسفورماتورها را با عنوان ترانسفورماتورهاي گازي مطرح نموده كه در اين جزوه مورد بررسي قرار مي گيرد.
ويژگيها و موارد قابل توجه ترانسفورماتورهاي گازي :
الف- از آنجا كه گاز sf6در اين ترانسفورماتورها جانشين روغن شده ، غير قابل احتراق و انفجار بوده لذا در صورت بروز عيبهاي متداول در ترانسفورماتور احتمال بروز آتش سوزي وجود ندارد لذا اين ترانسفورماتورها براي كاربرد در فضاهاي سر پوشيده بسيار مناسب مي باشند و در هر صورت براي اين ترانسفورماتورها ضرورت تعبيه سيستمهاي اتوماتيك اطفاء حريق كه بسيار گران و هزينه بردار مي باشند وجود ندارد.
ب- با توجه به پايداري شيميايي كامل گاز sf6 و عدم تاثير شرايط محيطي بر روي عايق ترانسفورماتور در اثر ايزوله بودن كامل نسبت ب هواي محيط (نداشتن كنسرواتور) و پايداري حرارتي بالاي اين گاز امكان بروز عيب در اين ترانسفورماتور به حداقل ممكن كاهش يافته و از آنجا اين ترانسفورماتورها معمولا در پستهاي با سوئيچگيرهاي گازي مورد استفاده قرار مي گيرند و ارتباط ترانسفورماتور با سوئيچگيرهاي مربوطه از طريزق لوله هاي گازي ( GIB ) انجام مي گيرد لذا امكان ايجاد اتصال كوتاه نيز در نزديكي ترانسفورماتور به حداقل مي رسد و لذا در مجموع قابليت اطمينان سيستم به حداكثر مي رسد.
ج- از انجاييكه اين ترانسفورماتور به صورت كامل آب بندي بوده و قسمت اكتيو در داخل محفظه فلزي قرار دارد و حداقل دريچه براي بازديد و يا تعمير در طرح ان در نظر گرفته مي شود و با هواي محيط هيچ گونه ارتباطي ندارد لذا براي مناطق با آلودگي و رطوبت بالا مناسب مي باشند.
د- انتقال صدا در گاز SF6كمتر از روغن و يا هوا بوده و لذا مقدار صداي ترانسفورماتورهاي گازي نسبت به روغني كمتر مي باشد.
ه-گازSF6 به خاطر الكترونگاتيو بودن (جذب الكترونهاي آزاد) از خاصيت عايقي خوبي برخوردار مي باشد و به خاطر ويژگي خاص اين گاز در مقابل اضافه ولتاژهاي سوئيچينگ يا صاعقه طراحي ترانسفورماتور از نظر عايقي با اطمينان بالاتري صورت مي گيرد.
و- مشخصات الكتريكي ترانسفورماتورهاي گازي نظير جريان بي باري و تلفات با نوع روغني يكسان بوده ولي مقدار امپدانس اين ترانسفورماتورها نسبت به نوع گازي كمي بيشتر از نوع روغني به خاطر فواصل بيشتر بين سيم پيچها مي باشد البته اين پارامتر به سهولت قابل كنترل مي باشد.
ز- با توجه به اينكه اين ترانسفورماتور ها به صورت كاملا آب بندي شده حمل مي شوند. لذا عمليات نصب و راه اندازي به علت عدم نياز به پروسس خشك كردن و روغن زدن بسيار راحت تر بوده و در مقايسه با نوع روغني به زمان كمتري نياز مي باشد. تعميرات و بازديدهاي دوره اي در حين بره برداري نيز خيلي بندرت ضرورت پيدا مي كند اما در صورت نياز به بازديد داخلي از ترانسفورماتور بايستي توجه داشت كه اگر چه گاز SF6سمي نمي باشد ولي چون وزن مخصوص آن بيشتر از هواست، در داخل تانك باقي مانده و ضروري است كه قبل از وارد شدن به داخل تانك مقدار اكسيژن كنترل شده و در صورت لزوم اكسيژن نيز تزريق گردد.
ح- هدايت حرارتي گازSF6 اگر چه از هوا بيشتر مي باشد ولي در مقايسه با روغن پايين تر بوده و لذا براي انتقال حرارت ناشي از تلفات ترانسفورماتور بايستي دقت لازم در طراحي سيستم خنك كنندگي صورت پذيرد و اصولا سيستمهاي خنك كنندگي اين نوع ترانسفورماتورها پيچيده تر از ترانسفورماتورهاي روغني مي باشد.
ط- در اين نوع ترانسفورماتورها امكان نشتي تدريجي گاز در حين بهره برداري وجودا داشته كه به سهولت نوع روغني نيز قابل رويت نمي باشد لذا بايستي طوري طراحي شوند كه در صورت افت فشار گاز از نظر عايقي مشكل خاصي بوجود نيامده و ضمنا از انجا كه افت فشار گاز به خاطر كاهش دانسيته ان درجه حرارت سيم پيچها را نيز افزايش مي دهد لذا بايستي در چنين صورتي بار ترانسفورماتور نيز متناسبا كاهش داده شود كه ميزان ان بستگي به طرح سيستم خنك كننده دارد.
نمودارهاي (1-9-2 )يك نمونه از تغييريات درجه حرارت سيم پيچي ترانسفورماتورها را نسبت به تغيير فشار گاز و بار ترانسفورماتور در دو حالت سيستم خنك كنندگي طبيعي و اجباري نشان مي دهد.
2-9-2) ساختمان و اصول طراحي ترانسفورماتورهاي گازي:
الف) سيم پيچي ها و عايقهاي مربوطه : با توجه به اينكه مواد عايقي كاغذي مقاومت كافي را در مقابل عبور هوا و يا گاز ندارند عايق مناسبي در محيط گاز نمي باشند و به همين دليل از عايقهاي ديگري ماند فيلم پلي استر براي عايق كاري هادي هاي سيم پيچها استفاده مي گردد و براي كنترل ميدان الكتريكي و عايق بندي بين سيم پيچها و هر سيم پيچي با زمين كاربرد شيلدهاي موسوم بهElectric field relaxing shield نيز ضروري مي باشد.
ضمنا براي حفاظت بهتر ترانسفورماتور در مقابل اضافه ولتاژهاي صاعقه و توزيع يكنواخت بتر اين اضافه ولتاژ از سيم پيچي هاي موسوم به (High series capacitance)Hiser Cap براي سيم پيچي هاي فشار قوي كه ظرفيت خازني بين حلقه ها افزايش مي دهد استفاده مي شود.شكل (2-9-2 ) اين نوع سيم پيچي را در مقايسه با نوع ديسكي نمايش مي دهد
از آنجا كه توزيع اوليه ولتاژ ضربه اي بوسيلة نسبت كاسيتانس سري و كاپاسيتانس با زمين تعيين مي گردد با افزايش كاپاسيتانس سري اين توزيع خطي تر مي گردد و لذا نوسان ولتاژ اوليه كنترل شده و سيم پيچي در مقابل چنين اضافه ولتاژهايي مقاومتر مي گردد. ضمنا تحقيقات اخير پيشنهاد استفاده از سيم پيچهاي ورقه اي از جنس آلومينيم را نيز مطرح ساخته است.
ب)هسته:هسته اين ترانسفورماتورها مانند رانسفورماتورهاي روغني از ورقه هاي آهن سيليس دارا ولي با كيفيت بسيار بالا تشكيل مي گردد كه با روش adhesiveو بدون استفاده از هر گونه سوراخ و يا پيچ بهم متصل مي گردند. در ترانسفورماتورهاي با قدرت بالا براي خنك كردن هسته علاوه بر استفاده از داكت هاي عبور گاز در اطراف هسته در داخل هسته نيز چنين داكت هايي پيش بيني مي گردد.
ج) تانك: با توجه به اينكه فشار گاز داخل تانك معمولا در فشار kg/cm2 1 و در درجه حرارت C°20 درجه تنظيم مي گردد و اين فشار در درجه حرارت حداكثر كار ممكن است تا حدود kg/cm2 6/1 برسد. و علاوه بر آن سوپاپ تخليه فشاري كه معمولا در فشار 2 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع عمل مي نمايد نيز روي تانك نب مي گردد. بنابراين احتياجي نيست كه تانك ترانفسورماتور مشخصات مورد نظر را براي محفظه هاي تحت فشار مطابق كلاس دو طبقه استاندارد تاسيسات تحت فشار دارا باشد. ولي به منظور رعايت كامل مسائل ايمني بايستي تانك طوري طراحي گردد كه فشارهاي kg/cm2 5/2 را تحمل نموده و آزمايش نشتي گاز نيز با استفاده از اشكار سازهايي از قبيل گاز هليوم و غيره انجام گيرد.
د) سيستم خنك كنندگي: گاز SF6 همانطور كه گفته شده به عنوان يك مادة خنك كننده و يا انتقال دهندة حرارت از هوا خيلي بهتر است. ولي به خوبي روغن نمي باشد اما مي توان با افزايش سرعت جريان گاز و در نتيجه افزايش خاصيت انتقال حرارت اين مشخصه گاز را نيز تا حد روغن افزايش داد اين كار به كمك انتخاب سيستم خنك كنده پيچيده اي مطابق شكل (2-9-2 ب )انجام مي گيرد.
پایان نامه ترانسفورماتور قدرت گازي GIS ايمني درانتقال