روغن ترانسفورماتور چیست

روغن ترانسفورماتور چیست؟

روغن ترانسفورماتور برای عایق کاری زیرساخت های الکتریکی فشار قوی مانند ترانسفورماتورها، خازن ها، کلیدها و قطع کننده های مدار استفاده می شود. روغن‌های ترانسفورماتور به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در دماهای بسیار بالا، خنک‌کننده، عایق‌کننده، و توقف تخلیه‌های کرونا و ایجاد قوس الکتریکی به طور موثر عمل کنند. روغن‌های ترانسفورماتور هسته و سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور را احاطه می‌کنند و از اکسید شدن، خوردگی و کاهش اثربخشی سیم‌کشی و عایق‌های مبتنی بر سلولز جلوگیری می‌کنند. روغن های ترانسفورماتور با قدرت دی الکتریک عالی، پایداری شیمیایی و هدایت حرارتی، بین هسته و رادیاتورها گردش می کنند و دمای زیرساخت را کاهش می دهند.

انواع روغن ترانسفورماتور دو نوع اصلی روغن ترانسفورماتور مورد استفاده در ترانسفورماتورها وجود دارد:

•  روغن ترانسفورماتور مبتنی بر پارافین
•  روغن ترانسفورماتور بر پایه نفت

روغن نفت راحت تر از روغن پارافین اکسید می شود. اما محصول اکسیداسیون – یعنی لجن – در روغن نفتا از لجن حاصل از روغن پارافین محلول تر است. بنابراین لجن روغن بر پایه نفتا در کف ترانسفورماتور رسوب نمی کند. بنابراین مانع گردش همرفت روغن نمی شود، به این معنی که سیستم خنک کننده ترانسفورماتور را مختل نمی کند. اگرچه روغن پارافین نسبت به نفتا سرعت اکسیداسیون کمتری دارد، اما محصول اکسیداسیون نامحلول است و در کف مخزن رسوب می کند. این لجن به عنوان مانعی برای سیستم خنک کننده ترانسفورماتور عمل می کند. یکی دیگر از مشکلات روغن پایه پارافین آن است که که موم های حل شده در داخل آن می تواند منجر به نقطه ذوب بالا شود. اگرچه این موضوع در شرایط آب و هوایی گرمتر (مانند هند) وجود ندارد. علیرغم معایبی که در بالا ذکر شد، روغن پارافینی به دلیل در دسترس بودن بالا همچنان در بسیاری از کشورها (مانند هند) به طور معمول استفاده می شود.

خواص (یا پارامترهای) روغن ترانسفورماتور عبارتند از:

•  خصوصیات الکتریکی: شامل مقاومت دی الکتریک، مقاومت خاص، ضریب اتلاف دی الکتریک
•  خصوصیات شیمیایی: شامل محتوای آب، اسیدیته، مقدار لجن
•  خصوصیات فیزیکی: شامل کشش سطحی، گرانروی، نقطه اشتعال، نقطه ریزش

خصوصیات شیمیایی روغن ترانسفورماتور

• محتوای آب در روغن ترانسفورماتور: میزان رطوبت یا آب در روغن ترانسفورماتور بسیار نامطلوب است زیرا بر خصوصیات دی الکتریک روغن تأثیر منفی می گذارد. محتوای آب موجود در روغن همچنین بر عایق کاغذی هسته و سیم پیچ ترانس تأثیر می گذارد. کاغذ حداکثر مقدار آب را از روغن جذب می کند که بر خاصیت عایق کاغذ تأثیر می گذارد و همچنین عمر آن را کاهش می دهد. اما در یک ترانسفورماتور بارگیری شده، روغن داغتر می شود، از این رو حلالیت آب در روغن افزایش می یابد. در نتیجه، این کاغذ آب آزاد می کند و محتوای آب در روغن ترانسفورماتور را افزایش می دهد. بنابراین دمای روغن در زمان گرفتن نمونه برای آزمایش بسیار مهم است. در طی اکسیداسیون، اسیدهایی در روغن تشکیل می شوند که اسیدها باعث حل شدن آب در روغن می شوند. اسید همراه با آب باعث تجزیه بیشتر روغن تشکیل اسید و آب بیشتر می شود. این میزان تخریب روغن افزایش می یابد. ما مقدار آب موجود در روغن را به عنوان ppm (قطعات در هر میلیون واحد) اندازه می گیریم. محتوای آب در روغن طبق توصیه IS-335 (1993) حداکثر تا 50 ppm مجاز است. اندازه گیری دقیق محتوای آب در چنین سطوح کم به ابزار بسیار پیچیده ای مانند کولیومتری کارل فیشر تیتراتور نیاز دارد.

• اسیدیته روغن ترانسفورماتور: روغن ترانسفورماتور اسیدی یک خاصیت مضر است. اگر روغن اسیدی شود، محتوای آب موجود در روغن بیشتر در روغن حل می شود. اسیدیته روغن خاصیت عایق بندی عایق کاغذ سیم پیچ را بدتر می کند. اسیدیته فرآیند اکسیداسیون در روغن را تسریع می کند. اسید همچنین شامل زنگ زدگی آهن در حضور رطوبت است. از آزمون اسیدیته روغن ترانسفورماتور می توان برای اندازه گیری ترکیبات اسیدی آلاینده ها استفاده کرد.

خصوصیات فیزیکی روغن ترانسفورماتور

• کشش سطحی روغن ترانسفورماتور: کشش سطحی بین سطح آب و روغن راهی برای اندازه گیری نیروی مولکولی جذاب بین آب و روغن است. کشش سطحی دقیقاً برای تعیین وجود آلاینده های قطبی و محصولات پوسیدگی روغن مفید است. روغن جدید خوب به طور کلی کشش سطحی بالایی از خود نشان می دهد. آلاینده های اکسیداسیون روغن باعث کاهش IFT می شوند.

• نقطه اشتعال روغن ترانسفورماتور: نقطه اشتعال روغن ترانسفورماتور دمایی است که روغن بخار کافی برای تولید مخلوط قابل اشتعال با هوا می دهد. این مخلوط باعث می شود که در شرایط استاندارد، شعله لحظه ایی ایجاد شود. از آنجا اهمیت دارد که احتمال خطر آتش سوزی در ترانس را مشخص می کند. بنابراین داشتن نقطه اشتعال بسیار زیاد روغن ترانسفورماتور مطلوب است. به طور کلی بیش از 140 درجه سانتیگراد است.

• نقطه ریزش روغن ترانسفورماتور: این حداقل دمایی است که روغن در شرایط تست استاندارد شروع به جریان می کند. نقطه ریزش روغن ترانسفورماتور خاصیت ارزشمندی است که عمدتا در مکانهایی است که آب و هوا یخ زده است، اهمیت دارد. اگر دمای روغن به زیر نقطه ریزش برسد، روغن ترانسفورماتور جریان همرفت را متوقف کرده و باعث خنک شدن در ترانسفورماتور می شود. روغن پایه پارافین در مقایسه با روغن پایه نفتی از مقدار نقطه ریزش بالاتری برخوردار است.

• ویسکوزیته روغن ترانسفورماتور: در چند کلمه، ویسکوزیته روغن ترانسفورماتور می توان گفت مقاومت در برابر جریان، در شرایط عادی است. مقاومت در برابر جریان روغن ترانسفورماتور به معنای انسداد گردش همرفت روغن در داخل ترانسفورماتور است. روغن خوب باید ویسکوزیته کمی داشته باشد تا مقاومت کمتری در برابر جریان معمولی روغن داشته باشد در نتیجه بر خنک سازی ترانسفورماتور تأثیری نداشته باشد. گرانروی کم روغن ترانسفورماتور ضروری است، اما به همان اندازه مهم است که ویسکوزیته روغن باید با کاهش دما تا حد ممکن افزایش یابد، چون در صورت کاهش دما، هر مایعی چسبناک تر می شود. تست و آنالیز روغن ترانسفورماتور روغن ترانسفورماتور برای اطمینان از اینکه مطابق با استانداردهای امروزی است، باید آزمایش شود. استانداردها و رویه های آزمایش با استانداردهای مختلف بین المللی تعریف می شوند و بیشتر آنها توسط ASTM تنظیم می شوند. آزمایش روغن شامل اندازه گیری ولتاژ خرابی و سایر خصوصیات شیمیایی و فیزیکی روغن، یا از طریق تجهیزات تست قابل حمل یا در آزمایشگاه است. از طریق آزمایش مناسب، طول عمر ترانس افزایش می یابد و نیاز به پرداخت هزینه جایگزینی کاهش می یابد.

چرا تست روغن ترانسفورماتور مهم است؟

آزمایش روغن ترانسفورماتور برای موارد زیر مهم است:

•  تعیین خواص الکتریکی ضروری روغن ترانسفورماتور
•  مشخص کنید که آیا روغن خاصی برای استفاده در آینده مناسب است یا خیر
•  تشخیص نیاز به بازسازی یا فیلتراسیون
•  کاهش هزینه های روغن و افزایش عمر قطعات
• از خرابی های نابهنگام جلوگیری می کندو ایمنی را به حداکثرمی رساند. به خاطر داشته باشید که روغن های ترانسفورماتور می توانند تا 30 سال عمر کنند. بنابراین انجام روش‌های آزمایش مناسب در درازمدت صرفه‌جویی می‌کند.

استاندارد روغن ترانسفورماتور

•  استاندارد روغن عایق معدنی مورد استفاده در دستگاه های الکتریکی (ASTM D3487)
•  مقدار اسید (ASTM D66)
•  ولتاژ خرابی دی الکتریک (ASTM D877)
•  ضریب توان مایع (ASTM D924-08)
•  کشش سطحی (ASTM D971)
•  مقاومت ویژه (ASTM D1169)
•  گوگرد خورنده (ASTM D1275)
• معاینه بصری (ASTM D1524)

آیا روغن ترانسفورماتور آتش می گیرد؟

اگر ترانسفورماتور روغن معدنی نشت کند، به طور بالقوه می تواند آتش سوزی ایجاد کند.دستورالعمل های آتش نشانی اغلب ایجاب می کند که ترانسفورماتورهای داخل ساختمان از مایع کمتر قابل اشتعال استفاده کنند یا از ترانسفورماتورهای نوع خشک بدون مایعات استفاده کنند.

چه زمانی باید روغن ترانسفورماتور خود را تعویض کنم؟

تجزیه و تحلیل گاز محلول روغن ترانسفورماتور باید سالانه برای ترانسفورماتور 132 کیلو ولت، 2 سال یک بار برای ترانسفورماتور زیر 132 کیلو ولت و هر 2 سال یک بار برای ترانسفورماتور بالای 132 کیلو ولت انجام شود.

روغن ترانسفورماتور مهار شده چیست؟

اکسیداسیون روغن یک فرآیند مداوم است که در روغن در تمام ترانسفورماتورها اتفاق می افتد که محصولات جانبی آن به عایق کاغذی ترانسفورماتور آسیب می زند. IEC 60296 روغن مهار شده را چنین تعریف می کند: «روغن عایق معدنی حاوی حداقل 0.08٪ و حداکثر 0.40٪ افزودنی آنتی اکسیدان همراه با سایر افزودنی ها.

آیا روغن ترانسفورماتور می تواند چیپس بپزد؟

یک مشکل بزرگ این است که روغنی که ترانسفورماتورهای الکتریکی را خنک می کند برای سرخ کردن کاساوا، چیپس و ماهی نیز عالی است.

وقتی روغن ترانسفورماتور نشت می کند چه اتفاقی می افتد؟

نشتی ترانسفورماتورها می تواند یک مشکل پرهزینه باشد، نشت نفت می تواند بر روی زمین و احتمالاً وارد آب های زیرزمینی شود و روغن نشت کننده می تواند سرب را از رنگ ترانسفورماتور (اگر رنگ بر پایه سرب باشد) به زمین منتقل کند و باعث آلودگی بیشتر شود.

چه چیزی باعث ایجاد رطوبت در روغن ترانسفورماتور می شود؟

ترانسفورماتورها در حین کار، به دلیل واکنش های شیمیایی بین گازها و تجزیه کاغذ (سلولز) رطوبت تولید می کنند. در یک استراتژی برای اطمینان از حداکثر عمر ترانسفورماتور، یک سیستم حذف رطوبت آنلاین جایزه است.

IEC 60296 چیست؟

IEC 60296:2020 مشخصات و روش های آزمایشی را برای روغن های عایق معدنی استفاده نشده و بازیافتی ارائه می دهد. این در مورد روغن معدنی تحویل داده شده طبق قرارداد قراردادی اعمال می شود که برای استفاده در ترانسفورماتورها، تابلو برق و تجهیزات الکتریکی مشابه که در آنها روغن برای عایق کاری و انتقال حرارت مورد نیاز است، در نظر گرفته شده است.

تفاوت بین روغن مهار و مهار نشده چیست؟

در حالی که روغن‌های الکتریکی مهار نشده، روغن‌های معدنی «مستقیم» هستند که حاوی هیچ افزودنی نیستند، اما ویژگی‌های مورد نظر خود را با انتخاب دقیق روش‌های خام و پالایشی به دست می‌آورند، روغن‌های مهارشده حاوی مقادیر کمی از یک افزودنی به نام آنتی‌اکسیدان برای مهار اکسیداسیون هستند و در نتیجه پایداری شیمیایی افزایش می‌یابد.

تست کراکل روغن ترانسفورماتور چیست؟

تست کراکل یک تست آزمایشگاهی استاندارد برای تشخیص وجود آب در روغن روان کننده است. یک قطره روغن روی یک صفحه داغ که تا دمای تقریبی 400 درجه فارنهایت گرم شده است قرار می گیرد. سپس نمونه حباب می زند، می ترکد یا در صورت وجود رطوبت می ترکد.