ترانسفورماتورهای فشار قوی خشک

ترانسفورماتورهای فشار قوی خشک در ژوئيه1999، شركتABB، يك ترانسفور ماتور فشار قوي خشك به نام“Dryformer “ساخته است كه نيازي به روغن جهت خنك شدن بار به عنوان ديالكتريك ندارد.در اين ترانسفورماتور به جاي استفاده ازهاديهاي مسي با عايق كاغذي از كابل پليمري خشك با هادي سيلندري استفاده مي شود.تكنولوژي كابل استفاده شده در اين ترانسفورماتور قبلاً در ساختيك ژنراترو فشار قوي به نام"Power Former" در شركتABB به كار گرفته شده است. نخستين نمونه ازاين ترانسفورماتور اكنون در نيروگاه هيدروالكتروليك“Lotte fors”واقع در مركز سوئد نصب شده كه انتظار مي رودبه دليل نياز روزافزون صنعت به ترانسفورماتور هايي كه از ايمني بيشتري برخوردارباشند و با محيط زيست نيز سازگاري بيشتري داشته باشند، با استقبال فراواني روبروگردد.
ايده ساخت ترانسفورماتور فاقد روغن در اواسط دهه90 مطرح شد. بررسي، طراحي و ساختاين ترانسفورماتور از بهار سال1996 در شركتABB شروع شد. ABBدر اين پروژه ازهمكاري چند شركت خدماتي برق از جملهBirka Kraft وStora Enso نيز بر خوردار بوده است..
تكنولوژي
ساخت ترانسفورماتور فشار قوي فاقد روغن در طول عمر يكصدساله ترانسفورماتورها، يك انقلاب محسوب مي شود. ايده استفاده از كابل با عايق پليمر پلي اتيلن(XLPE) به جاي هاديهاي مسي داراي عايق كاغذي از ذهنيك محققABBدر سوئد به نام پرفسور“Mats lijon”تراوش كرده است.
تكنولوژي استفاده از كابل به جاي هاديهاي مسي دارايعايق كاغذي، نخستين بار در سال1998 در يك ژنراتور فشارقوي به نام“ Power Former”ساختABBبه كار گرفته شد. در اين ژنراتور برخلاف سابق كه از هاديهاي شمشي( مستطيلي) در سيم پيچي استاتور استفاده مي شد، از هاديهاي گرد استفادهشده است. همانطور كه از معادلات ماكسول استنباط مي شود،هاديهاي سيلندري ، توزيع ميدان الكتريكي متقارني دارند. براين اساس ژنراتوري مي توان ساخت كه برق را با سطح ولتاژ شبكه توليد كند بطوريكهنياز به ترانسفورماتور افزاينده نباشد. در نتيجه اين كار،تلفات الكتريكي به ميزان30 در صد كاهش مي يابد.
در يك كابل پليمري فشار قوي، ميدان الكتريكي در داخلكابل باقي مي ماند و سطح كابل داراي پتانسيل زمين مي باشد.در عين حال ميدان مغناطيسي لازم براي كار ترانسفورماتور تحتتاثير عايق كابل قرار نمي گيرد.در يك ترانسفورماتور خشك،استفاده از تكنولوژي كابل، امكانات تازه اي براي بهينه كردن طراحي ميدان هايالكتريكي و مغناطيسي، نيروهاي مكانيكي و تنش هاي گرمايي فراهم كرده است.
در فرايند تحقيقات و ساخت ترانسفورماتور خشك درABB، در مرحله نخست يك ترانسفورماتور آزمايشي تكفاز باظرفيت10 مگا ولت آمپر طراحي و ساخته شد و درLudivica در سوئد آزمايش گرديد. “ Dry former” اكنون در سطح ولتاژ هاياز36 تا145 كيلو ولت و ظرفيت تا150 مگا ولت آمپر موجود است.


نيروگاهمدرنLotte fors
ترانسفورماتور خشك نصب شده درLotte fors كه بصورت يك ترانسفورماتور– ژنراتور افزاينده عمل مي كند ، داراي ظرفيت20 مگاولت امپر بوده و با ولتاژ140 كيلو ولت كار مي كند. اين واحد در ژانويه سال2000 راهاندازي گرديد. اگر چه نيروگاهLotte fors نيروگاه كوچكي با قدرت13 مگا وات بوده و در قلبجنگلي در مركز سوئد قرار دارد اما به دليل نوسازي مستمر، نيروگاه بسيار مدرني شدهاست. در دهه80 ميلادي ، توربينهاي مدرن قابل كنترل از راه دور در ان نصب شد و در سال1996، كل سيستم كنترل آن نوسازي گرديد. اين نيروگاه اكنون كاملاً اتوماتيك بوده و از طريق ماهواره كنترل ميشود.
ويژگيهاي ترانسفورماتور خشك
ترانسفورماتور خشك داراي ويژگيهاي منحصر بفردي استاز جمله: به روغن براي خنك شده با به عنوان عايق الكتريكينياز ندارد. سازگاري اين نوع ترانسفورماتور با طبيعت ومحيط زيست يكي از مهمترين ويژگي هاي آن است. به دليل عدم وجود روغن، خطر آلودگي خاك و منابع آب زيرزميني و همچنين احتراق و خطر آتش سورزي كم مي شود. با حذف روغن و كنترل ميدانهاي الكتريكي كه در نتيجه آن خطرترانسفور ماتور از نظر ايمني افراد ومحيط زيست كاهش مي يابد، امكانات تازه اي ازنظر محل نصب ترانسفورماتور فراهم ميشود.به اين ترتيب امكانات نصب ترانسفورماتور خشك در نقا شهري وجاهايي كه از نظر زيست محيطي حساس هستند، فراهم ميشود. در ترانسفورماتور خشك به جاي بوشينگ چيني در قسمتهايانتهايي از عايق سيسيكن را بر استفاده ميشود. به اين ترتيب خطر ترك خوردن چيني بوشينگ و نشت بخار روغن ازبين ميرود. كاهش مواد قابل اشتعال، نياز به تجهيزاتگسترده آتش نشاني كاهش ميدهد. بنابراين از اين دستگاهها در محيط هاي سر پوشيده و نواحيسرپوشيده شهري نيز مي توان استفاده كرد. با حذف روغن درترانسفورماتور خشك، نياز به تانك هاي روغن، سنجه سطح روغن، آلارم گاز و ترمومترروغن كاملاً از بين ميرود.بنابراين كار نصب آسانتر شده و تنها شامل اتصال كابلها ونصب تجهيزات خنك كننده خواهد بود. از ديگر ويژگي هايترانسفورماتور خشك، كاهش تلفات الكتريكي است. يكي از راههاي كاهش تلفات و بهينه كردن طراحيترانسفورماتور، نزديك كردن ترانسفورماتور به محل مصرف انرژي تا حد ممكن است تا ازمزاياي انتقال نيرو به قدر كافي بهره برداري شود. با بكار گيري ترانسفورماتور خشك اين امر امكانپذير است. اگر در پست، مشكل برق پيش آيد، خطري متوجهعايق ترانسفورماتور نمي شود. زيرا منبع اصلي گرما يعني تلفات در آن توليد نميشود.بعلاوه چون هواواسطه خنك شدن است و هوا هم مرتب تعويض و جابجا مي شود، مشكلي از بابت خنك شدنترانسفورماتور بروز نمي كند.
نخستين تجربه نصب ترانسفررماتور خشك
ترانسفورماتورخشك براي اولين بار در اواخر سال1999 درLotte fors سوئد به آساني نصبشده و از آن هنگام تاكنون به خوبي كار كرده است. در آيندهاي نزديك دومين واحد ترانسفورماتور خشك ساختABB (Dry former ) در يك نيروگاه هيدروالكتريك در سوئد نصب مي شود.
چشم انداز آينده تكنولوژي ترانسفورماتور خشك
شركتABB در حال توسعهترانسفورماتور خشكDryformer است. چند سال اول از آن در مراكز شهري و آن دسته از نواحي كه از نظر محيط زيستحساس هستند، بهره برداري مي شود. تحقيقات فني ديگري نيز درزمينه تپ چنجر خشك، بهبود ترمينال هاي كابل و سيستم هاي خنك كن در حال انجاماست. در حال حاضر مهمترين كارABB، توسعه و سازگار كردنDryformer بانياز مصرف كنندگان براي كار در شبكه و ايفاي نقش مورد انتظار در پست هاست