ترجمه تاثیر افزایش دما برروی توان و نیروی ترانسفورماتور

توضیحات

عنوان فارسی: تاثیر افزایش دمای(گرمای) موضعی برروی عایق های معمولی و ترکیبی برای توان و نیروی ترانسفورماتور

عنوان انگلیسی:

Impact of Local Overheating on Conventional and Hybrid Insulations for Power Transformers

چکیده

برای بیش از یک قرن، روغن های معدنی معمولی – عایق­ های سلولزی به عنوان عایق برای توان و نیروی ترانسفورماتورها استفاده شده است. طول عمر این منابع مهم توسط سیستم عایق مقاومت مکانیکی نسبت به مقاومت در برابر نیروهای فعلی قابل تعیین است. از آنجا که ورقه(لایه) سلولزی دارای قدمت زیادی است شتاب و سرعت آن توسط دما، رطوبت و اکسیژن، پلی آرامید مبتنی بر لایه های عایق مصنوعی، با استحکام حرارتی بالاتر، برای استفاده در توان و نیروی ترانسفورماتور مشخص می­شود. با این حال تعداد نسبتا محدودی از مطالعات انجام شده در خصوص عایق ترکیبی و آرامیدی قابل استفاده در ترانسفورماتور وجود دارد. این مسئله نشان می دهد که با وجود هزینه های بالای ورقه آرامید، عایق هیبریدی می­تواند در توان و نیروی ترانسفورماتور بزرگ که نشان دهنده سرمایه گذاری مالی قابل توجهی است مورد استفاده واقع شود. برای انجام این کار، کیفیت روغن های معدنی با عایق جامد ترکیبی و ورقه حرارتی سلولزی مورد بررسی قرار داده شده است. مقایسه کاغذ آغشته به روغن های معدنی سلولز معمولی می تواند معیار مناسبی برای این کار باشد. نمونه تحت بررسی با روش شتاب حرارتی و نیز با توجه به استاندارد ASTM-D1934 و  افزایش دمای موضعی آزمایش شده است. مقدار نسبی نمونه روغن جمع آوری شده از هر ورقه برای ارزیابی تکنیک های تشخیصی از جمله پوسیدگی فراورده محلول (DDP)، میزان کدری، و کشش بین سطحی (IFT) استفاده شده است. به طوری که درجه پلیمریزاسیون (DP_V) و تجزیه و تحلیل گازهای محلول (DGA) برای نظارت بر نمونه حرارتی ورقه سلولز مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که طول عمر روغن با عایق جامد ترکیبی سبب کاهش عملکرد فروپاشی فراورده در مراحل رشد، به ویژه پس از استفاده از شرایط افزایش دمای موضعی می شود. همچنین نتایج نشان داد که کاغذ سلولز در عایق جامد هیبریدی در مقایسه با عایق­های معمولی تخریب پذیری کمتری دارد.

کلمات کلیدی: روغن های معدنی، ورقه سلولزی، عایق ترکیبی، پلی آرامید، افزایش دمای موضعی، فروپاشی فراورده، درجه پلیمریزاسیون، دی اکسید کربن.

مقدمه

توان و نیروی ترانسفورماتور به یک عنوان سرمایه عظیم در زیرساخت هر کشور در نظر گرفته می شود. آنها نشان دهنده قلب هرنوع انتقال و توزیع انرژی برق هستند. نزدیک به یک قرن است که در سیستم عایق توان ترانسفورماتور از روغن های معدنی به عنوان عایق های مایع و ورقه سلولزی به عنوان عایق جامد استفاده می شود [1، 2]. لذا، معمولا به عنوان عایق معمولی شناخته می شوند. نقش سیستم عایق برای عملکرد مناسب ترانسفورماتور مهم است. از نقطه نظر طراحان، سیستمهای عایق برای بهبود عملکرد دی الکتریک در شرایط مختلف استفاده می شود. با این حال استفاده از ولتاژ همراه با تنش در منابع مختلف (حرارتی، مکانیکی، برق، محیط زیست، و غیره) و فعل و انفعالات متقابل آنها نشان می دهد که پدیده پارازیت ها باعث زوال تدریجی و پیری عایقها می­گردد که تحت شرایط فعالیت، با کاهش روغن های معدنی و فروپاشی فراورده محلول و نامحلول روبرو است. این موارد پس از حمله ورقه سلولزی، به نوبه خود، سبب افزایش پوسیدگی فراورده های روغنی می شود [3]. رطوبت، اکسیژن، کاتالیزور فلزی، دما، و غیره،  سبب سرعت بخشیدن به فرایند رشد ورقه سلولز و روغن های معدنی می شوند. این شرایط ممکن است منجر به شکست الکتریکی گردد. با توجه به تقاضای رو به رشد انرژی در سراسر جهان، ضروری است تا طراحی توان و نیروی ترانسفورماتورها بهبود یابند.

اما در طی دهه های آخیر، پلی آرامید به عنوان یک عایق مصنوعی ظهور پیدا کرد [4]. پلی آرامید به عنوان عایق مصنوعی، به طور عمده برای برخی از فعالیتهای کاربردی در ترانسفورماتورهای آغشته به مایع، که دارای سطح بالایی از خصوصیات الکتریکی، شیمیایی و مکانیکی است، مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده دارای خواص الکتریکی و مکانیکی همراه با عدم تخریب فراورده هایی مانند آب یا گاز می باشد. اصطلاح “آرامید” مشتق شده است از ترکیبی از “پلی آمید معطر” و یک شکل از عایق جامد مصنوعی که معمولا در دمای بالا استفاده می شود [5]. ازاین رو، مقاومت طولانی مدت آن در درجه حرارت بالا اجازه می دهد تا طول عمر تجهیزات الکتریکی افزایش یابد. این مسئله موجب کاهش تخریب زودرس شده و به عنوان یک عمل حفاظتی در شرایط تنش زای پیش بینی نشده الکتریکی محسوب می­گردد. ورقه آرامید در طراحی برخی از ترانسفورماتورها به عنوان عایق ترکیبی استفاده می شود. البته تا کنون، تحقیقات متعددی در زمینه ورقه هایی که اساس آن آرامید است انجام شده است و نتایج آن نشان می دهد که در طی چرخه عمر کمتر تحت تاثیر دما، رطوبت، و کاتالیستهای فلزی قرار می­گیرند [6-8]. در ادبیات مربوط به این موضوع، عوامل مربوط به فرایند تولید مواد معدنی در فروپاشی فراورده های روغنی با کاغذ سلولزی وجود دارد [9-19]. بر اساس این نتایج، روغن های معدنی قدیمی تر به عنوان کاتالیزور فلزی در فروپاشی فراورده بدون کاتالیزور فلزی استفاده می شود. با این حال، در پیکربندی روغن های معدنی قدیمی با کاتالیزور فلزی و عایق جامد (کاغذ سلولزی)، کاغذ سلولز به عنوان فیلتر روغن با جذب فروپاشی محصول در سطح بزرگ به کار برده می شود. البته هنگامی که سن آن بیشتر می شود فروپاشی و تخریب آن سبب حمله به الیاف سلولزی شده و افزایش تخریب در روغن را به دنبال دارد. در مورد عایق هیبریدی و روغن های معدنی مطالعات کمتری صورت گرفته است [12، 20، 21]. لذا، این مطالعه به منظور بررسی کیفیت روغن های معدنی کهنه با عایق جامد ترکیبی و کاغذ حرارتی سلولزی انجام شده است و همچنین به مقایسه روغن معدنی / سلولزی ساخته شده به عنوان عایق کاغذی پرداخته شده است. بنابراین هدف مطالعه این است تا نشان دهد که با وجود هزینه های بالا در ورقه آرامیدی، عایق ترکیبی می تواند در توان و نیروی ترانسفورماتورها به عنوان سرمایه گذاری مالی قابل توجهی استفاده شود.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه لطفا از گزینه افزودن به سبد خرید استفاده فرمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.