ترانسفورماتور تنفس: اصل کار، دلایل تغییر رنگ سیلیکاژل

به عنوان یک جزء کلیدی برای اطمینان از عملکرد ایمن و پایدار ترانسفورماتورهای قدرت، تنفس ترانسفورماتور (همچنین به عنوان جاذب رطوبت شناخته می شود) نقشی بی بدیل در حفظ عملکرد عایق روغن ترانسفورماتور و افزایش طول عمر تجهیزات ایفا می کند. این مقاله اصول کار تنفس ترانسفورماتور را به تفصیل شرح می دهد، دلایل تغییر رنگ سریع و سیاه شدن سیلیکاژل را تجزیه و تحلیل می کند، و عمیقا دانش حرفه ای را با سناریوهای کاربردی عملی، به ویژه برای ترانسفورماتور توزیع 500 kva و ادغام می کند.ترانسفورماتور قدرت ایزوله، برای ارائه مرجع ارزشمند برای کاربران خارج از کشور در عملیات و نگهداری تجهیزات. JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTD، به عنوان یک تولید کننده حرفه ای تجهیزات قدرت، دارای تجربه غنی در تولید و تحقیق و توسعه ترانسفورماتورها و قطعات پشتیبانی می باشد. این شرکت عمدتاً ترانسفورماتورهای قدرت غوطه‌ور در روغن،-ترانسفورماتورهای قدرت نوع خشک، ترانسفورماتورهای قدرت سه-غوطه‌ور در روغن، ترانسفورماتورهای قدرت سیم پیچی خشک-نوع سه-ترانسفورماتورهای قدرت سیم پیچی بعدی،{7}}ترانسفورماتورهای قدرت ضد انفجار{7}}ضد خشک{8}}ترانسفورماتورهای مقاوم در برابر خشک{8}}تولید می‌کند ترانسفورماتورها، ترانسفورماتورهای قدرت تنظیم کننده ظرفیت بار، ترانسفورماتورهای نوع خشک لوکوموتیو، و همچنین پست های پیش ساخته، پست های مدولار، پست های نوع جعبه انرژی باد، تابلو برق فشار قوی و پایین و سایر تجهیزات انتقال و توزیع.

I. اصل کار ترانسفورماتور تنفس

وظیفه اصلی تنفس ترانسفورماتور متعادل کردن فشار داخلی و خارجی ترانسفورماتور و فیلتر کردن رطوبت و ناخالصی های موجود در هوای ورودی به ترانسفورماتور است تا از رطوبت و خراب شدن روغن ترانسفورماتور جلوگیری کند و از عملکرد طبیعی ترانسفورماتور اطمینان حاصل کند. خواه یک ترانسفورماتور توزیع 500 kva باشد که در توزیع برق صنعتی و تجاری استفاده می شود یا یک ترانسفورماتور قدرت ایزوله که در سناریوهای خاص مانند منبع تغذیه تجهیزات دقیق استفاده می شود، اصل کار هواکش آن سازگار است که عمدتاً بر اساس انبساط حرارتی و انقباض روغن ترانسفورماتور است. هنگامی که دمای روغن ترانسفورماتور تغییر می کند، حجم روغن نیز بر این اساس تغییر می کند و منجر به تغییر فشار در داخل محافظ روغن ترانسفورماتور می شود و تنفس کننده فرآیند "تنفس" را برای حفظ تعادل فشار کامل می کند.

1. هنگامی که دمای روغن ترانسفورماتور افزایش می یابد

1.1 تغییرات مربوطه هنگام افزایش دمای روغن ترانسفورماتور: هنگامی که ترانسفورماتور در حال کار است، جریان بار از سیم پیچ عبور می کند تا گرما ایجاد کند که باعث افزایش دمای روغن ترانسفورماتور می شود. با افزایش دما، حجم روغن ترانسفورماتور منبسط می شود و هوا در محافظ روغن ترانسفورماتور فشرده می شود و در نتیجه فشار داخلی افزایش می یابد. به منظور حفظ تعادل فشار در داخل ترانسفورماتور و جلوگیری از آسیب دیدن مخزن ترانسفورماتور در اثر فشار بیش از حد، بخشی از هوای موجود در محافظ روغن از طریق تنفس ترانسفورماتور به اتمسفر تخلیه می شود. در این زمان، حباب‌هایی در فنجان جمع‌آوری روغن هواگیر ظاهر می‌شوند و گاهی اوقات حباب‌ها بسیار شدید می‌شوند که یک پدیده طبیعی «بازدم» تنفس‌دهنده است. این فرآیند به ویژه در ترانسفورماتورهای توزیع 500 kva با تغییرات بار زیاد مشهود است، زیرا نوسان دمای روغن این گونه ترانسفورماتورها در دوره‌های اوج مصرف توان بیشتر است.

1.2 فرآیند جریان هوا: محافظ روغن ← لوله اتصال تنفس ← پوشش شیشه ای (ژل سیلیکا) ← سیلندر شیشه ای ← ورق مهر و موم روغن ← جام جمع آوری روغن ← سوراخ هوا ← اتمسفر. در طی فرآیند تخلیه هوا، سیلیکاژل موجود در هواکش ابتدا هوا را فیلتر می کند و مقدار کمی از رطوبت و ناخالصی های موجود در هوا را از بین می برد و اطمینان حاصل می کند که هوای تخلیه شده مواد مضری را که بر محیط زیست تأثیر می گذارد حمل نمی کند.

2. هنگامی که دمای روغن ترانسفورماتور کاهش می یابد

2.1 تغییرات مربوطه هنگامی که دمای روغن ترانسفورماتور کاهش می یابد: هنگامی که بار ترانسفورماتور کاهش می یابد یا دمای محیط کاهش می یابد، دمای روغن ترانسفورماتور متناسب با آن کاهش می یابد. با کاهش دما، حجم روغن ترانسفورماتور منقبض می شود و هوا در محافظ روغن ترانسفورماتور منبسط می شود و در نتیجه فشار داخلی کاهش می یابد. به منظور جلوگیری از فشار منفی در داخل ترانسفورماتور (که ممکن است باعث تغییر شکل مخزن در اثر فشار اتمسفر خارجی شود)، هواگیر هوا را از اتمسفر استنشاق می کند تا فشار داخل محافظ روغن را متعادل کند. در این زمان، حباب‌هایی در استوانه شیشه‌ای هواگیر ظاهر می‌شوند که یک پدیده طبیعی «استنشاق» تنفس‌دهنده است. برای ترانسفورماتور قدرت ایزوله که به پایداری بالایی نیاز دارد، عملکرد پایدار هواگیر بسیار مهم است، زیرا هرگونه عدم تعادل فشار ممکن است بر عملکرد عایق ترانسفورماتور تأثیر بگذارد و بر کیفیت منبع تغذیه تجهیزات دقیق تأثیر بگذارد.

2.2 فرآیند جریان هوا: اتمسفر ← سوراخ هوا ← جام جمع آوری روغن ← ورق مهر و موم روغن ← سیلندر شیشه ای ← پوشش شیشه ای (ژل سیلیکا) ← لوله اتصال تنفس ← محافظ روغن. هنگام استنشاق هوا، ابتدا هوا از روغن موجود در فنجان جمع‌آوری روغن عبور می‌کند که می‌تواند بیشتر گرد و غبار و ناخالصی‌های موجود در هوا را فیلتر کند. سپس از سیلیکاژل عبور می کند که رطوبت موجود در هوا را جذب می کند و اطمینان حاصل می کند که هوای ورودی به محافظ روغن خشک و تمیز است و در نتیجه از مرطوب شدن و خراب شدن روغن ترانسفورماتور جلوگیری می کند.

II. دلایل تغییر رنگ سریع ژل سیلیکا ترانسفورماتور

سیلیکاژل جزء فیلتر هسته ای تنفس ترانسفورماتور است که معمولاً در حالت خشک آبی است و پس از جذب رطوبت قرمز می شود. در شرایط عادی، تغییر رنگ سیلیکاژل بسیار کند است و می توان از آن برای چندین ماه یا حتی بیشتر استفاده کرد. با این حال، در عملیات واقعی، سیلیکاژل تنفسی ممکن است به سرعت تغییر رنگ دهد، که نه تنها بار کار تعمیر و نگهداری را افزایش می دهد، بلکه ممکن است نشان دهنده ایرادات احتمالی در تجهیزات باشد. این مشکل در هر دو مشترک استترانسفورماتور توزیع 500 kvaو ترانسفورماتور قدرت ایزوله و دلایل اصلی آن به شرح زیر است:

2.1 آب و هوای بارانی{1} طولانی مدت منجر به رطوبت زیاد هوا می شود. سیلیکاژل مقدار زیادی رطوبت موجود در هوا را جذب می کند و در نتیجه به سرعت تغییر رنگ می دهد. این یک عامل محیطی عینی است، به ویژه در مناطقی که رطوبت بالایی در تمام طول سال دارد. سیلیکاژل تنفسی نیاز به تعویض بیشتر دارد.

2.2 ظرفیت تنفس بسیار کم است. برای ترانسفورماتورهایی با تغییرات بار زیاد و تنفس مکرر، مانند ترانسفورماتور توزیع 500 کیلو ولت آمیزی مورد استفاده در شهرک های صنعتی، اگر ظرفیت هواگیر مطابقت نداشته باشد، ظرفیت جذب رطوبت سیلیکاژل نمی تواند نیاز واقعی را برآورده کند و منجر به اشباع و تغییر رنگ سریع می شود.

2.3 روی پوشش یا مخزن شیشه سیلیکاژل ترک یا آسیب دیده است. اگر پوشش شیشه ای یا مخزن تنفس ترک خورده باشد، هوای مرطوب موجود در جو می تواند مستقیماً بدون فیلتر شدن وارد مخزن سیلیکاژل شود و باعث می شود سیلیکاژل رطوبت را جذب کرده و به سرعت تغییر رنگ دهد. بنابراین، بازرسی منظم از ظاهر دستگاه تنفس، بخش مهمی از نگهداری روزانه است.

2.4 هیچ روغنی وجود ندارد یا سطح روغن در پوشش مهر و موم روغن در قسمت پایین هواگیر بسیار پایین است. روغن موجود در روکش مهر و موم روغن نقش فیلتراسیون اولیه و آب بندی را ایفا می کند. اگر روغن وجود نداشته باشد یا سطح روغن خیلی پایین باشد، سیل روغن نمی تواند نقش خوبی داشته باشد و هوای مرطوب مستقیماً وارد مخزن سیلیکاژل می شود و باعث تسریع تغییر رنگ سیلیکاژل می شود. توصیه می شود به طور مرتب سطح روغن هواکش را چک کنید و روغن را به موقع پر کنید.

2.5 نصب نادرست هواگیر. به عنوان مثال واشر سیلیکاژل ترک خورده و فاقد صلاحیت، شل بودن پیچ ها، آب بندی نشدن محل نصب و ... این مشکلات منجر به ورود هوای مرطوب به محافظ روغن بدون عبور از فیلتراسیون سیلیکاژل و در نتیجه تغییر رنگ سریع سیلیکاژل خواهد شد. به خصوص برای ترانسفورماتورهای قدرت ایزوله که نیاز به عملکرد آب بندی بالایی دارند، نصب نادرست هواگیر نه تنها باعث تغییر رنگ سریع سیلیکاژل می شود بلکه ممکن است بر عملکرد عایق ترانسفورماتور نیز تأثیر بگذارد.

III. دلایل سیاه شدن ژل سیلیکا ترانسفورماتور

قرمز شدن سیلیکاژل تنفس ترانسفورماتور به دلیل جذب رطوبت طبیعی است، اما گاهی اوقات ممکن است قسمت های بالایی و پایینی سیلیکاژل در هواگیر سیاه شود که این پدیده غیرعادی است و باید به آن توجه شود. این پدیده ممکن است هم در ترانسفورماتور توزیع 500 kva و هم در ترانسفورماتور قدرت ایزوله رخ دهد و علت اصلی آن ورود روغن ترانسفورماتور به هواگیر است، به ویژه به شرح زیر:

3.1 سیاه شدن قسمت پایینی ژل سیلیکا: به دلیل استنشاق روغن بیش از حد در فنجان جمع‌آوری روغن در قسمت پایین تنفسی در طی فرآیند "استنشاق" تنفس ایجاد می‌شود. هنگامی که سطح روغن در فنجان جمع آوری روغن بسیار بالا باشد، روغن در طول فرآیند استنشاق همراه با هوا به داخل مخزن سیلیکاژل مکیده می شود و باعث می شود سیلیکاژل پایینی توسط روغن آلوده شده و سیاه شود.

3.2 سیاه شدن قسمت بالایی سیلیکاژل: ممکن است به دلیل مشکل در دم در محافظ روغن ایجاد شود. در صورت آسیب دیدن یا نشت دم، بخار روغن ترانسفورماتور در محافظ روغن در طول لوله اتصال وارد هواگیر می شود و بخار روغن روی سیلیکاژل بالایی متراکم می شود و باعث سیاه شدن سیلیکاژل بالایی می شود. در تابستان دما زیاد است، "تنفس" ترانسفورماتور تشدید می شود و مقدار بخار روغن بازدم بیشتر می شود، بنابراین پدیده سیاه شدن سیلیکاژل بالایی بیشتر مشهود است.

IV. نتیجه گیری

تنفس ترانسفورماتور یک جزء کلیدی برای اطمینان از عملکرد ایمن ترانسفورماتورها است. عملکرد پایدار آن به طور مستقیم با طول عمر ترانسفورماتور و ایمنی سیستم منبع تغذیه مرتبط است. چه ترانسفورماتور توزیع 500 kva در سناریوهای توزیع برق باشد و چه ترانسفورماتور قدرت ایزوله در سناریوهای منبع تغذیه خاص، باید به وضعیت کار هواگیر توجه کرد، تغییر رنگ سیلیکاژل را به طور مرتب بررسی کرد و مشکلات تغییر رنگ سریع و سیاه شدن سیلیکاژل را به موقع برطرف کرد.JINSHANMEN TECHNOLOGY CO., LTDدارای تجربه غنی در تولید ترانسفورماتور و هواکش پشتیبانی می‌کند و می‌تواند-ترانسفورماتورهای با کیفیت بالا و پشتیبانی فنی حرفه‌ای را برای کاربران جهانی فراهم کند و به کاربران کمک کند هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش دهند و از عملکرد پایدار تجهیزات برق اطمینان حاصل کنند.