انجام پایان نامه

درخواست همکاری انجام پایان نامه  بانک مقالات رایگان انجام پایان نامه

سفارش پایان نامه

|

انجام پایان نامه ارشد

  پایان نامه ترانسفور ماتور قدرت گازي GIS  - ايمني درانتقال

پایان نامه|  پایان نامه ترانسفور ماتور قدرت گازي GIS  - ايمني درانتقال

موضوع : ترانسفور ماتور قدرت گازي GIS  - ايمني درانتقال
گرايش  : بهره برداري


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.
در اين سيستم همانطوريكه ملاحظه مي شود گاز به عنوان ماده منتقل كننده حرارت توسط پمپ هاي وزش گاز كه در بين لوله ارتباطي تانك به مبدل حرارتي نصب مي گردد به داخل قسمتي موسوم به Wind box  كه در زير قسمت اكتيو قرار دارد فرستاده مي شود و از انجا اين گاز با فشار به داخل سيم پيچهاي فشار قوي – فشار قوي – فشار ضعيف و هسته ارسال مي گردد. معمولا كانالهاي گاز نيز در داخل سيم پيچها تعبيه مي گردد تا گاز به صورت زيگزاگ در داخل سيم پيچ هدايت شده و به اين ترتيب هدايت حرارتي بهتري صورت مي پذيرد.
خنك كننده ها در اين ترانسفورماتورها از نوع مبدلهاي حرارتي (Cross Flow Type )  مي باشد كه از لوله هاي آلومينيم ساخته مي شود و هدايت حرارتي بسيار بالائي دارد. اخيرا تحقيقاتي وسيع به منظور كاهش ابعاد سيستم خنك كنندگي و پايين آوردن تلفات ترانسفورماتور در قدرتهاي بالا (در حدود 300 مگاولت آمپر ) انجام گرديده كه نتايج آن منجر به ارائه تكنيك جددي در طراحي ترانسفورماتورها با استفاده از سيستم خنك كنندگي با ماده واسطه كاملا جدا از گاز گرديده كه موسوم به ترانسفورماتورهاي (s/sGIT) Separate Cooling – Cooling – Sheet Winding GIT)  مي باشند.
در اين طرح جديد ماده خنك كننده (پرفلوئوركربن (F4C مي باشد. و از داخل لوله هاي عايق (لوله هاي قابل ارتجاع از جنس تفلون) كه از داخل سيم پيچها و هسته عبور مي نمايند و به پانلهاي مبدل حرارتي اتصال مي يابند عبور كرده و باعث خنك شدن ترانسفورماتور مي گردد. نوع سيم پيچي در اين طرح بجاي هاديهاي معمولي از نوع ورقه هاي آل ومينيم با عايق فيلم پوليمر بوده كه داراي كاپاسيتانس سري بالائي نيز مي باشد و قابليت انتقال حرارتي بالايي دارد. شكل (2-9-2 ج)شمايي از اين طرح را نشان مي دهد.


متعلقات ترانسفورماتور:

الف) بوشينگها : طرف ولتا= بالاي ترانسفورماتورها مستقيما مي توانند به يك تاسيسات پست گازي عايق شده با گاز متصل بشوند ولي از آنجا كه فشار گاز داخل ترانسفورماتور با پست يكسان نبوده و از طرف ديگر جدا بودن گازها در دو مجموعه از نظر قابليت اطمينان ضرورت دارد لذا بايستي از بوشيگهاي گاز به گاز (Gas to Gas)  استفاده نمود و در چنين صورتي ترانسفورماتورهاي جريان بوشينگي نيز مي توانند روي آن نصب گردند. در طرف ولتاژ  پايين در صورت كم بودن ولتاژ اتصال معمولا از طريق بوشينگهاي خشك و از طريق كابل مناسب مي باشد اما در صورت بالا بودن ولتاژ اين اتصال نيز مشابه روش فوق انجام مي گيرد.
ب) تپ چنجر: تپ چنجرهاي اين ترانسفورماتورها اگر از نوع Off Load باشد معمولا با نوع مورد استفاده در ترانسفورماتورهاي روغني تفاوتي ندارد ولي اگر تپ چنجر On load مد نظر باشد بايستي از تپ چنجرهاي نوع خلاء Vacum Switch Type استفاده شود.
ج) اندازه گيري درجه حرارت گاز :  يك آشكار ساز حرارتي در قسمت بالاي تانك نصب مي گردد تا از طريق يك نشان دهنده عقربه اي كه به يك كنتاكت هشدار دهنده نيز مجهز مي باشد درجه حرارت گاز را نشان مي دهد.
د) گيج فشار گاز : يك گيج فشار سنج نيز بارنج مناسب (معمولا از 1- تا 3+ كيلوگرم بر سانتيمتر مربع) كه قادر به اندازه گيري فشار مي باشد روي تانك نصب مي گردد. اين گيج بايستي به يك كنتاكت هشدار دهنده مجهز باشد كه در فشار بيش از حد قابل انتظار 7/1 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع تحريك گردد.
ه) سوپاپ تخليه فشار : يك سوپاپ تخليه فشار از نوع Self Reset نيز به منظور حفاظت ترانسفورماتور در مقابل اضافه فشارهاي داخلي بايستي در طرح در نظر گرفته شود. اين سوپاپ معمولا در فشار 2 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع بايستي عمل نموده و پس از تخليه گاز به ميزان لازم و كاهش فشار در حد مزبور مجددا به حالت بسته درآيد تا از خروج گاز اضافي جلوگيري به عمل آيد. اين دستگاه نيز مجهز به كنتاكت لازم جهت قطع ترانسفورماتور در صورت عملكرد مجهز مي باشد.

و) سوئيچ حساس به فشار – حرارت : خاصيت عايقي و خنك كنندگي گاز SF6 به دانسيته گاز بستگي دارد و از آنجا كه دانسيته گاز نيز به فشار و درجه حرارت گاز وابسته است يك سوئيچ فشاري كه براساس فشار – درجه حرارت عمل مي نماند بايستي روي ترانسفورماتور نصب گردد تا هر نوع نشتي گاز كشف گردد. معمولا اين مدار عمل كننده در صورتيكه فشار گاز در 20 درجه سانتيگراد از 8/0 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع كمتر شود عمل مي نمايد و طبعا به تناسب در حرارتهاي بالاتر نيز در فشارهاي بالاتري عمل مي نمايد.
ز) شيرهاي مربوط به خنك كننده ها: شيرهاي پروانه اي (Gastght) در ورودي و خروجي هر خنك كننده مي بايستي تعبيه گرد تا بتوان هر خنك كننده را براي تعمبير و بازديد از مدار خارج نمود.
ح) نشان دهندة جريان گاز: توقف جريان گاز بهر دليلي از قبيل اشكال روي وزنده هاي گاز ممكن است باعث گرم شدن بيش از حد مجاز ترانسفورماتورها گردد و بنابراين لازم است جريان عادي گاز تحت كنترل باشد كه اين كار از طريق نشان دهنده جريان گاز با كنتاكت هشدار دهنده در هر لوله ارتباطي سيستم خنك كننده انجام مي شود.

ط) ماده جذب كننده : يك ماده جذب كننده نيز بايستي در ترانسفورماتور در نظر گرفته شود تا هر گونه رطوبت در گاز و گازهاي تجزيه شده در گاز SF6 را جذب نمايد. اگر چه ايجاد گازهاي تجزيه شده در ترانسفورماتورهاي گازي بسيار نادر است زيرا معمولا قوسهاي الكرتيكي آنطور كه در كليدهاي فشار قوي ايجاد مي شود در ترانسفورماتور وجود ندارد، و علاوه بر ان در داخل ترانسفورماتور شكل الكترودها بنحوي است كه تقريبا عاري از كرونا مي باشد و ضمنا رطوبت نيز بسيار كم مي باشد ولي بهر حال براي ايمني بيشتر و جلوگيري از پيري عايق در اثر وجود رطوبت و گازهاي تجزيه شده كاربرد اين ماده ضروري است. معمولا ماده جذب كننده با مبناي زئوليت (Zeolit Based)  بسيار مناسب مي باشد.

  پایان نامه ترانسفور ماتور قدرت گازي GIS  - ايمني درانتقال

برای دیدن ادامه مطلب از لینک زیر استفاده نمایید


انجام پایان نامه | دانلود مقاله

سفارش پایان نامه