خطا­های داخلی

این نوع از خطا در زون حفاظتی ترانسفورماتور رخ می­ دهند و خود به دو گروه تقسیم می­ شود:

1. 1. 1. 1. خطا ­های اولیه مانند خطا فاز به زمین، خطای سه فاز، اضافه حرارت، اضافه شار و اضافه فشار که باید حرکتی سریع برای حفاطت آن انجام داد.

      (( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

1. 1. خطا­های اکتیو.که شامل موارد زیر می­باشند:

• • اتصال­کوتاه دور با دور(اتصال­حلقه)^[۳۴]

• • خطا­های مربوط به تانک

• • تغییر شکل فیزیکی سیم­پیچ­ها

• • خطا­های هسته

اجزای ترانسفورماتور و نقش آن­ها در بروز خطا

خطا­های دسته دوم به مرور زمان باعث تضعیف قدرت­عایقی بین سیم­پیچ­ها و خسارت­دیدن ترانسفورماتور­ها می­شوند. با نظارت ترانسفورماتور­ها و تشخیص به موقع این عیوب می­توان از وارد آمدن خسارات بیشتر به ترانسفورماتور جلوگیری شود و این امکان را ایجاد کند که ترانسفورماتور طبق برنامه در زمان مناسب ار مدار خارج و تعمیر گردد. اگر نظارت مورد نظر بر روی ترانسفورماتور­ها انجام نگیرد، خطا­های کوچک تبدیل به خطا­ها با دامنه بزرگتر می شوند و باعث از دست رفتن شبکه می­ شود. شکل ‏۲‑۱سهم هر قسمت از ترانسفورماتور در ایجاد خطا و عیب در درون ترانسفورماتور را نشان می­دهد.
.
شکل ‏۲‑۱: میزان تاثیر اجزای ترانسفورماتور در رخداد خطا]۲[

خطا­های مربوط به تانک

کاهش میزان روغن از طریق نشت در تانک، شرایط بسیار خطرناکی را در ترانسفورماتور ایجاد می­ کند که خود به دلیل افزایش حرارت می ­تواند ­باشد. بر اثر قوس­هایی که در درون ترانسفورماتور­ها رخ می­دهد روغن موجود در ترانسفورماتور به گاز­های آتش­زا و انفجاری مانند استیلن^[۳۵] و هیدروژن^[۳۶] تجزیه شده که. به دلیل عدم تراکم پذیری روغن ترانسفورماتور، فشار در تانک­ترانسفورماتور افزایش یافته و تانک به آرامی با افزایش حجم گاز­ها، منبسط خواهد شد تا آن جا که فشار در درون تانک از حد قابل تحمل بیشترشده و ابتدا تانک تغییر شکل داده و سپس منفجر می­گردد.

خطا­های مربوط به هسته

هرگاه عایق هسته دچار نقص گردد جریان فوکو در ورقه­های هسته به راه می­افتد و در نتیجه افزایش حرارت را به دنبال خواهد داشت. این جریان­ها باعث افزایش تلفات هسته و درنهایت منجر یه افزایش گرما خواهد شد اما تغییر قابل توجهی در جریان ورودی ایجاد نمی­کند و در نتیجه با حفاظت عادی نمی­ توان آن را تشخیص داد. البته با افزایش حرارت در هسته و بالطبع در تانک، روغن به گاز­هایی تجزیه شده و این گازها وارد کنسرواتور^[۳۷] شده و زمینه را برای عملکرد رله مکانیکی ایجاد می­ کند.

خرابی تپ­چنجر زیر بار

تپ­چنجر^[۳۸] شامل ترمینال­های تپ، اجزای دورن تانک و نواحی اطراف آن می­باشد. وظیفه تپ­چنجر تغییر تپ ارتباطی در سیم­پیچ­های ترانسفورماتور است در حالیکه ترانسفورماتور در مدار می­باشد. تپ­چنجر می ­تواند در درون تانک­اصلی ترانسفورماتور یا خارج از آن قرار بگیرند. تپ­چنجر تنها بخش قابل حرکت در ترانسفورماتور می باشد و ممکن است بر اثر عملکرد­های زیاد دچار آسیب شود [۱] که با توجه یه شکل ‏۲‑۱ منشا حدود چهل درصد از خرابی ترانسفورماتور مربوط به تپ­چنجر می­باشد.

خرابی بوشینگ

بوشینگ^[۳۹] یک ساختار جدا­کننده است. عایق کاغذ-روغن بطور گسترده در بوشینگ­های ترانسفورماتور قدرت استفاده می­گردند و جزو بهترین عایق­ها می­باشند که دارای خواص الکتریکی و تبادل خوب حرارت هستند. اگر چه استرس­های الکتریکی، گرمایی، مکانیکی و محیطی می­توانند این خواص را بدتر کنند و باعث شکست عایقی گردند. اکثر خرابی­های بوشینگ به خاطر ورود رطوبت به بوشینگ اتفاق می­افتد که می­توان توسط بازرسی­های دوره­ای از وقوع آن پیشگیری کرد.

خرابی­های سیم­پیچ

خطا­های اتصال­کوتاه باعث کاهش فشار بست­های نگهدارنده سیم­پیچ شده که توانایی ترانسفورماتور را در برابر تحمل نیرو­ها کاهش می­دهد.خطاهای سیم­پیچ را می توان به دو گروه تقسیم کرد. خطا­های الکتریکی مانند خطای اتصال­حلقه و اتصال­فاز به فاز و اتصال­فاز به زمین و خطا­های مکانیکی مانند تغییر شکل، واژگونی^[۴۰] و مارپیچی­شدن^[۴۱].

خطای سیم­پیچ از نوع الکتریکی

• • اتصال­کوتاه دور به دور(اتصال حلقه)

یکی از مسائل چالش­برانگیز در حفاظت ترانسفورماتور­های قدرت تشخیص اتصال­حلقه در سیم­پیچ­ها می­باشد. اتصال­حلقه در حقیقت اتصال­کوتاه شدن چند دور در سیم ­پیچ­های یک فاز می­باشد [۳۶]. شکل ‏۲‑۲ شماتیک کلی سیم­پیچ­ها با اتصال­حلقه در یک ترانسفورماتور سه ستونه را نشان می­دهد. اتصال­کوتاه در فاز  و با امپدانس  ایجاد شده است. اگر شدت اتصالی شدید نباشد، افزایش قابل توجهی در جریان­های سیم­پیچ ایجاد نمی­گردد. پس این مسئله در تشخیص خطای اتصال­حلقه چالش بزرگی ایجاد می­ کند و در اندازه­ های کم این مسئله شدیدتر خواهد بود[۳۷].

شکل ‏۲‑۲: شماتیک ترانسفورماتور سه ستونه با اتصال حلقه[۳۷]

• • اتصال­کوتاه فاز به فاز

اتصال­کوتاه فاز به فاز در دورن ترانسفورماتور به مانند اتصال­کوتاه خارجی دو فاز می­باشد و جریان شدیدی در ترمینال­ها ایجاد می­ کند و با رله­های اضافه­جریان^[۴۲] و رله دیفرانسیل^[۴۳] قابل تشخیص است.

خطای سیم­پیچ از نوع مکانیکی

تغییرات مکانیکی ایجاد شده در سیم­پیچ­های ترانسفورماتور مانند واژگونی، جا به ­جایی محوری، مارپیچی، تلسکوپی^[۴۴]، پدیده هایی هستند که بعد از رخداد یکی از خطا­های فوق­الذکر در ترانسفورماتور ایجاد می­گردند. پس وجود تغییرات مکانیکی در ترانسفورماتور می ­تواند نشان دهنده خطا­یی در آن باشد و با تشخیص این خطا­های مکانیکی به وجود خطا­های دیگر پی­برد.

نیروهای اتصال کوتاه

معادله اساسی برای محاسبات نیرو­های الکترومغناطیسی از معادله (‏۲‑۲) پیروی می­ کند: