روشي جديد براي آشكارسازي گازهاي ترانسفورماتورها با استفاده از امواج صوتي

ترانسفورماتورهاي قدرت بزرگترين بخش سرمايه گذاري را در پستهاي انتقال و توزيع تشكيل مي دهند . پيامد سود اقتصادي ناشي از خارج شدن يك ترانسفورماتور از شبكه ، مي تواند يك زيان چند ميليون دلاري باشد . بالعكس ، راه اندازي بموقع يك ترانسفورماتور معيوب معمولا مي تواند از اين زيان عظيم جلوگيري كند . شرايط خطا در يك ترانسفورماتور قدرت مي تواند به طرق مختلف آشكارسازي شود . يك روش بر اساس آشكارسازي محصولات ناشي از تنزل كيفيت روغن عايقي ، كه معمولا گازهاي محلول در آن هستند ، مي باشد . اين گازها در نتيجه تلفات غيرعادي در داخل ترانسفورماتور توليد مي شوند . انرژي گرمائي آزاد شده بواسطه خطاهايي از قبيل اضافه دما ، تخليه جزئي و وقوع قوس الكتريكي ، غالبا براي توليد حباب هاي گاز كافي است . بعلاوه ، شرايط رطوبت بالا و اضافه بارهاي ناگهاني مي تواند باعث تشكيل حبابهاي بخار آب شود كه از عايق هاي سيم پيچ آزاد مي شوند . هنگامي كه بكمك نتايج تحليل آزمايش گازهاي محلول در روغن ( DGA [1]) ، مشخص گرديد كه يك ترانسفورماتور گاز توليد مي كند ، بيشتر شركتهاي دارنده ترانسفورماتور ، براي اينكه بفهمند كه درون ترانسفورماتور چه مي گذرد تا بدينوسيله از وقوع يك خرابي فاجعه انگيز جلوگيري نمايند ، برنامه اي جهت آزمايشهاي مرتب با فاصله زماني كمتر ، به مورد اجرا مي گذارند كه بشكل هفتگي و يا حتي روزانه انجام مي شود . كساني كه تاكنون درصدد تفسير نتايج عددي حاصل از اين آزمون ها برآمده اند، احتمالا با اين نكته موافقند كه اين كار يكي از مشكلترين تجزيه تحليل هاست و در اغلب اوقات نيز نتيجه بخش نيست. معمولا اطلاعات اضافي زيادي، در كنار اخذ مشورت از افراد خبره در امر ترانسفورماتور، مورد نياز است تا بتوان در اين مورد تصميم گيري كرد. در حال حاضر روشي براي انجام اين تجزيه تحليل در دسترس نيست.

v آشكار سازي امواج صوتي حاصله از وقوع تخليه جزئي در ترانسفورماتور نيز يك روش مشهور است كه تجهيزات مورد نياز آن در دسترس مي باشد. وانگهي اين امر روشن شده است كه حتي وقتي در ترانسفورماتور تخليه جزئي وجود ندارد، باز امواج صوتي از آن منتشر مي گردد و نيز مشخص شده است كه انتشار اين امواج نتيجه تشكيل حباب هاي گاز است . لذا تجزيه و تحليل اين علائم براي تعداد قابل ملاحظه اي از ترانسفورماتورها، مي تواند به يك روش تشخيص جديد براي آشكارسازي ، جايابي و تعيين مشخصات نقاط مولد گاز منجر شود. براي اين منظور بايد روشهايي براي آشكارسازي صوت، توسعه داده شود و پايگاه اطلاعاتي لازم براي شناسايي منابع مختلف توليد گاز و ميزان جدي بودن آنها ايجاد گردد. هدف نهايي از اين كار، ارائه يك روش آزمايش و الگوريتم ارزيابي نتايج آن است تا بتوان معيارهايي را براي اين مسئله پيدا نمود .

اين پروژه مشتمل بر دو مرحله است . در مرحله اول ، مفاهيم مربوط به اين روش ارائه مي شود و در مرحله دوم اطلاعات مربوط به توليد گاز در ترانسفورماتورها جمع آوري مي گردد .

مرحله اول : ميزان مؤثر بودن استفاده از امواج صوتي در آشكارسازي منابع توليد گاز نمايانده مي شود . در اين رابطه يك كار مقدماتي بر روي تجهيزات سيكل خنك كننده مؤسسه پلي تكنيك رنسلر ( RPI ) انجام خواهد شد . شرايط خطا شبيه سازي خواهد شد تا تغييرات ميزان گاز توليد شده بوسيله اضافه دماي هادي، تخليه جزئي و وقوع قوس الكتريكي را را بازسازي كند . اعضاي تيم مؤسسه PAC ، آزمايش اندازه گيري تشعشعات صوتي را با استفاده از جديدترين لوازم اندازه گيري ، بر روي سيكل خنك كننده انجام خواهند داد . مقدار و نوع گازهاي توليدي ، بوسيله اندازه گيري هاي ON line و off line ، از طريق اندازه گيري گاز موجود در روغن و نيز گاز ايجاد شده در فضاي بالاي منبع انبساط سيكل ، مشخص خواهد شد . اين آزمايش ها به نحوي انجام مي شوند كه هر دو نوع تحولات گذرا و ديناميك موجود در گاز را نشان دهند . نمونه گازهاي توليد شده ، در تمامي بازه دمايي و نرخ هاي مختلف عبور جريان روغن ، گرفته خواهد شد . اين اطلاعات بوسيله RPI و PAC مورد تجزيه و تحليل قرار خواهند گرفت .

مرحله دوم : پس از تكميل موفقيت آميز مرحله يكم ، مرحله دوم پروژه آغاز مي شود . در اين مرحله ، شش شركت برق توسط EPRI و PAC تعيين مي شوند و ترانسفورماتورهايي كه در اين شركتها گاز توليد مي كنند ، همراه با ترانسفورماتورهاي مشابه آنها كه گاز ايجاد نمي نمايند مورد بررسي قرار خواهند گرفت . در اين مرحله حداقل 30 ترانسفورماتور مولد گاز جهت ايجاد پايگاه اطلاعاتي لازم مورد مطالعه قرار خواهند گرفت . بر روي هر ترانسفورماتور ، حداقل بمدت 24 ساعت آزمايش خواهد شد. تجهيزات بنحوي تنظيم مي شوند كه انرژي صوتي با فركانس قدرت و نيز پمپ ها ، فن ها ، تب و بار در نظر گرفته شوند. اين اطلاعات با استفاده از تجزيه تحليل گرافيك ، تجزيه تحليل هاي آماري و شبكه هاي عصبي مورد ارزيابي قرار خواهد گرفت تا اغتشاشات ناشي از نويزهاي موجود در محيط و اعوجاجات علائم ايجاد شده در اثر ساختمان داخلي ترانسفورماتور، شناسايي و حذف شوند. آنگاه با استفاده از افراد خبره انتخاب شده توسط EPRI ، اين اطلاعات به طراحي و مشخصات خاص هر ترانسفورماتور مرتبط خواهد شد. هرگاه كه شركت برق ذيربط، تصميم به باز كردن محفظه ترانسفورماتور بگيرد، اطلاعات فوق الذكر با يافته هاي فيزيكي حاصله از بازبيني مقايسه خواهند شد. يكي از اهداف كار آنستكه بتوانيم توصيه اي براي اقدامات لازم بنمائيم كه اين توصيه در قالب موارد ذيل دسته بندي مي شود :

الف – ادامه مشاهده ب – انجام DGA با دفعات بيشتر

ج – مراقبت on line يا روزانه د – اقدام فوري

دستاوردهاي اين پروژه مشتمل بر موارد زير هستند :

· يك گزارش به شركت ذينفع در رابطه با منابع توليد گاز در ترانسفورماتورهاي ذيربط

· يك گزارش حاوي جزئيات آزمايش و روشهاي آن، پايگاه داده هاي مربوط به نتايج آزمايشهاي ميداني و تجزيه و تحليل داده ها.

· توسعه يك پايگاه اطلاعاتي اوليه براي مرتبط ساختن الگوهاي انتشار علائم صوتي به نوع خطا و ميزان جدي بودن آن

· تهيه برنامه اي براي غني كردن نرم افزار محل يابي بر مبناي داده هاي تجزيه و تحليل شده و پايگاه داده ها.

· تهيه يك برنامه براي ايجاد يك ابزار تجاري و ايجاد پروسه آزمايش براساس ارزيابي هاي ميداني

شركت كنندگان در اين برنامه، اين امتياز را خواهند داشت كه آزمايش هاي اضافي برروي ترانسفورماتورهاي مولد گاز خود داشته باشند و اين آزمايش ها توسط خبرگان ترانسفورماتور مورد تجزيه و تحليل قرار گيرد و در خريدهاي آينده خدمات و لوازم نيز تحقيقات قابل ملاحظه اي خواهند داشت.

منبع :EPRI

آدرس: http://www.epri.com