روغن ترانس برق
کارکرد و مشخصات روغن ترانسفورماتور

نقش روغن در ترانسفورماتور چیست؟

از جمله عواملی که روغن نقش مستقیم روی ترانس دارد عبارتند از:

  1. خنک کنندگی 
  2. انتقال دهنده اطلاعات
  3. عایق الکتریکی
  4. طول عمر زیادتر و تضمین پایداری شیمیائی برای ترانسفورماتور
  5. جلوگیری از خوردگی مواد عایق و قسمتهای فلزی ترانسفورماتور
  6. آببندی و جمعآوری و حمل مواد ناخالصی ناشی از کارکرد به خارج از محیط سیستم
  7. خاموش کردن جرقه الکتریکی
  8. مطابقت با سایر تجهیزات و مواد

نقش خنک کنندگی روغن ترانسفورماتور

میدانهای مغناطیسی و الکتریکی در ترانسفورماتور تلفات انرژی ایجاد می کنند که گرمای حاصل از این تلفات باعث گرمایش هسته، سیم پیچ مسی و سایر قطعات رسانا شده و در نتیجه دمای ترانسفورماتور بالا می رود.
چنانچه ترانسفورماتور خنک نشود، دمای تجهیزات بیش از حد افزایش پیدا می کند که روغن در این مرحله نقش خنک کنندگی خود را ایفا کرده و با انتقال حرارت از ورق هسته، سیم پیچ و سایر قطعات، از افزایش بیش ا ز حد دما جلوگیری به عمل می آورد.

نقش عایقی روغن ترانسفورماتور

طراحی تجهیزات برقی بر مبنای نیاز آنها به سیستمهای عایقی مناسب که شامل مواد جامد و مایع می باشند انجام می گیرد. در یک سیستم عایق قسمت مایع نقش حیاتی ایفا می کند و باید قادر باشد تا در مقابل تنشهای الکتریکی مقاومت کند.

نقش روغن ترانس به عنوان انتقال دهنده اطلاعات

روغن در ترانسفورماتور تنها به عنوان یک مایع خنک کننده و عایق عمل نمی کند بلکه به عنوان یک حلال مانند خون در بدن یک موجود زنده با تمام قسمتهای ترانس برق در تماس است. به اضافه اینکه روغن ترانسورماتور پیر شده و ترکیبات اکسید شده تولید نموده و همچنین در مدت عمر طبیعی خود مقداری از مواد عایقی جامد در ترانسفورماتور را در خود حل می کند که ذرات، ترکیبات فورانیک، آب و اسیدها از جمله مواد حاصل از تجزیه مواد عایقی جامد می باشند. بالا بودن غیر طبیعی مقدار ذرات، ترکیبات فورانیک، آب و اسید موجود در روغن نشان دهنده وضعیت غیر طبیعی در ترانسفورماتور می باشد. به وجود آمدن چنین وضعیتی در روغن معمولاً به دلیل بالا رفتن بیش از اندازه دما می باشد که باعث می شود مولکولهای روغن شکسته شده و گازهای محلول در روغن ایجاد شود. تجزیه و تحلیل سرعت تولید و از بین رفتن این گازها نشانگر و ضعیت ترانس می باشد.

خرید روغن ترانسفورماتور کلاس 1 و کلاس 2


ساختار شیمیایی روغن ترانسفورماتور

روغن مخصوص ترانس سه کلاس دارد که دمای ریزش ویسکوزیته و اشتعال آنها فرق می کند. روغنها با پایه نفتنیک و روغنهای با پایه پارافنیک دارای عکس العمل های جداگانه اند.

مشخصات روغن ترانس

یک روغن ترانسفورماتور معدنی عمدتاً شامل مولکولهای مرکب از کربن و هیدروژن با ساختارهای متفاوت است.
حروف N.P.A نشان دهنده ساختار اصلی روغن ترانسفور ماتور معدنی هستند. P نشان دهنده ساختار پارافینیک می باشد. این گروه از مولکولها می توانند به صورت زنجیری یا شاخه دار باشند. نوع زنجیری نرمال آلکانها هستند که با نام عمومی واکسها شناخته می شوند.

N نشان دهنده ساختار نفتنیک می باشد. مولکولهای این گروه با نام عمومی سیکلو آلکانها شناخته می شوند. A مخصوص ساختار آروماتیک می باشد. کلیه روغنهای ترانسفورماتور شامل مقداری مولکولهای آروماتیک هستند. میزان تفاوت در انواع هیدرو کربنهای موجود در یک روغن بستگی به روغن خام اولیه و روشهای مورد استفاده جهت تصفیه دارد. روغن های ترانس اغلب تحت عنوان دو گروه نفتنیک یا پارا فینیک طبقه بندی می شوند. طبقه بندی روغنها از روغن با درصد بالای پارافینیک که با استفاده از IR اندازه گیری می شوند، انجام می گیرد. تنوع ترکیبات هیدرو کربن در روغن ترانسفور ماتور بستگی به خوراک اولیه و نوع فرایند انجام شده بر روی روغن دارد. معمولا روغن های پایه نفتنیک و پارافینیک با توجه به مشخصات فیزیکی و شیمیائی که دارند در ساخت انواع روغن ترانسفورماتور مورد استفاده قرار می گیرند.


مشخصات روغن ترانسفورماتور مطلوب

خواص ذاتی روغن تاثیر مستقیم بر عملکرد روغن در داخل ترانسفورماتور مورد توجه می باشد. این خواص ذاتی شامل: ویسکوزیته، نقطه ریزش، دانسیته، نقطه اشتعال و .. می باشد.
همچنین بالا بردن خواص تصفیه ای روغن ، موجب عمر بالا و کم کردن اثر متقابل روغن با اجزای تشکیل دهنده ترانس می گردد. این خواص شامل: مقدار گوگرد، ترکیبات آروماتیک، درصد اسیدهای آلی و… است. همچنین در فرآیند تصفیه شیمیائی پارامتر های الکتریکی محصول مورد توجه قرار می گیرند. در ذیل توضیحات مختصری در خصوص هر یک از پارامتر های روغن توضیح داده شده است: 

۱- ویسکوزیته روغن ترانسفورماتور

از مشخصه های روغن خوب ترانس، کمتر بودن ویسکوزیته و درجه چسبندگی آن است. زیرا هرچه ویسکوزیته کمتر باشد، روغن به راحتی میتواند به عنوان یک سیال انتقال دهنده حرارت انجام وظیفه نماید. از آنجاییکه جابجایی روغن در انتقال حرارت بسیار موثر است، حرارت تولید شده در داخل ترانسفورماتور به وسیله انتقال و جابجایی روغن از عایقهای جامد نزدیک هسته به روغن عایقی منتقل شده و این سیلان روغن میباشد که قادر است هرچه زودتر این حرارت را به خارج از ترانس رسانده و یا در رادیاتورها به وسیله تبادل حرارت ترانس را خنک کند. عامل تعیین کننده در این عمل مقدار ویسکوزیته میباشد. هر چقدر ویسکوزیته کمتر باشد، این فرآیند بهراحتی انجام میشود.

۲- نقطه اشتعال روغن ترانسفورماتور

توجه به نقطه اشتعال به دلیل موارد ایمنی در ترانسفورماتور ضروری است. استاندارد IEC 60296 روش کاپ بسته (پسنکی مارتین) را به منظور اندازه گیری نقطه اشتعال تصریح کرده است. در استاندارد ASTM D 3487 روش کاپ باز مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج به دست آمده با استفاده از روش کاپ بسته ۵-۱۰c˚ کمتر از نتایج به دست آمده با استفاده از روش کاپ باز می باشد. نقطه اشتعال ارتباط مستقیم با اجزا سبک موجود در روغن دارد و به شدت به آلودگی های حاصل از روغنهای سبک مانند گازوئیل و بنزین حساس است. هر چند که بازده تکرار پذیری هر دو روش نسبتاً پائین می باشد و لیکن استفاده از روش کاپ بسته اهمیت دارد.

۳- دانسیته روغن ترانسفورماتور

تعیین دانسیته روغن ترانس توزیع در مناطق سردسیر به منظور اجتناب از شناور شدن یخ در سطح روغن (در دمای پایین) و همچنین جهت محاسبه وزن کلی ترانسفورماتور ضروری می باشد. شناور شدن یخ در سطح روغن در هنگامی اتاق می افتد که مقداری آب غیر محلول در روغن ترانسفورماتوری که هنوز در مدار قرار نگرفته وجود داشته باشد. این امر باعث ایجاد اشکال در زمان شروع به کار ترانسفورماتور می شود.

۴- مقاومت در برابر اکسیداسیون

در بازار دو نوع روغن ترانس برق وجود دارد: روغن حاوی مواد افزودنی آنتی اکسیدان (inhibited) و روغن عاری از مواد افزودنی آنتی اکسیدان (uninhibited) –روغن مخصوص ترانس شرکت پالایش روغنهای صنعتی زنگان عاری از مواد افزودنی آنتی اکسیدان می باشد.

۵- مقدار آب روغن ترانسفورماتور

حلالیت آب در روغن وابسته به دما و مقدار مولکولهای قطبی آروماتیک موجود در روغن است. مقدار حلالیت بستگی به روش تصفیه و دمای مورد استفاده در حین عمل تصفیه دارد. اگر مقدار آب موجود در روغن بالا باشد باعث می شود روغن به هنگام انجام عملیات گاز زدایی به شدت کف کند، کف ایجاد شده ناشی از تبخیر آب موجود می باشد. البته باید به این مورد توجه کرد که کف پایدار در سیستمهای آلوده یافت می شود. به عنوان مثال روغنهای آلوده به ذرات یا آلوده به سایر مایعات نامناسب، به عنوان یک قانون کلی مایعات تمیز هیچ گاه کف نمی کنند.

۶- شکست عایقی روغن ترانسفورماتور

این خصوصیت بسیار پیچیده و وابسته به پارامترهایی از قبیل مقدار ذرات، نوع ذرات، مقدار آب و روش انجام آزمایش می باشد. روش معمول جهت اندازه گیری ولتاژ شکست استاندارد IEC 60156 و استاندارد ASTM D1816 است. در این دو روش الکترودها کروی یا گوی شکل و با فاصله ۵/۲-۲ میلی متر از یکدیگر قرار دارند. ولتاژ با سرعت ۲KV/s، افزایش پیدا می کند تا زمانی که شکست اتفاق بیافتد، نتیجه میانگین شش آزمایش پیاپی خواهد بود .

۷- ضریب تلفات عایقی یا Δtg

با قرار گرفتن عایقها در میدان الکتریکی، علاوه بر تلفات اهمی، یک تلفات دی الکتریک ناشی از جریان نشتی از عایق به وجود میآید. در مدلسازی الکتریکی یک عایق، آن را به صورت یک خازن سری شده با یک مقاومت نشان میدهند. مقدار تلفات دی الکتریک ناشی از نشتی محدوده جریان عایق است که متناسب با فرکانس نیز میباشد

۸- کشش بین سطحی روغن ترانسفوماتور

این پارامتر، نیروی میان سطح آب و روغن را اندازه گیری می کند. کشش بین سطحی بستگی به گروههای قطبی موجود در روغن دارد. روغنهای جدید بهتر است کشش بین سطحی حداقل ۴۰ mN/m داشته باشند.

۹- اسیدیته روغن ترانسفورماتور

در روغن ترانس تازه تصفیه شده، انتظار می رود اسیدیته کمتر از %۰٫۰۳ mgKOH به جرم روغن g باشد. اگر عدد اسیدی روغن بیشتر از مقدار مذکور باشد می تواند بر روی قسمتهای فلزی تجهیزات اثر گذاشته و عمر روغن کاهش پیدا کند. 

۱۰- خوردگی در روغن ترانسفورماتور

در IEC 60296 این پارامتر با استفاده از یک نوار مس که به مدت ۱۹ ساعت در روغن ترانس با دمای c˚ ۱۴۰ غوطه ور است اندازه گیری می شود. حساسیت مس در مقابل خوردگی حاصل از ترکیبات سولفور موجود در روغن بالاست بنابراین جواب منفی به آزمایش فوق، تضمین کننده عدم خوردگی سایر فلزات حساس در تجهیزات موجود در ترانسفور ماتور در مقابل تماس با روغن می باشد .

بطور خلاصه ویژگی یک روغن ترانس خوب شامل این موارد است:

– استقامت دیالکتریک یا ولتاژ شکست
– قابلیت انتقال حرارت خوب
– ویسکوزیته پائین
– نقطه ریزش یا سیلان پائین
– نقطه اشتعال بالا
– تمایل به اکسیداسیون و تشکیل لجن کم
– ضریب تلفات عایق پائین
– مقاومت مخصوص زیاد
– شرایط کار روغن
خواص عمده روغن از نظر ارزیابی قابلیت سرویس دهی آن به شرایط محیط بهره برداری از آن بستگی دارد. قبل از انتخاب روغن باید شرایط سرویس و مکان مورد استفاده را ملاحظه نمود.


عوامل موثر بر خواص و کیفیت روغن ترانس

ویژگی روغن ترانسفورماتور

مهمترین عوامل تغییر دهنده روغن عبارتند از:

  1. تغییرات درجه حرارت محیط
  2. بار سیستم و سطوح مورد استفاده
  3. آلودگی و ناخالصیهای موجود
  4. امکان حضور هوا و نفوذ آن در سیستم روغن
  5. فضا و موقعیت نصب ترانس از لحاظ حریق و …
  6. عملیات و نحوه نگهداری واحدها

روغن های مخصوص

ترانسفورماتور های با روغن های معمولی باید در مکانی به کار روند که در معرض آتش و انفجار نباشند و احتمال جرقه های دائمی در اثر قطع و وصل کلید وجود نداشته باشد.
همچنین برای نصب ترانس در زیرزمینها و مناطق مهم، دستورالعملهای خاصی وجود دارد. این موارد در سیستمهای توزیع به علت شرایط محیط بهره برداری و محدودیتهای اجرایی، کاربرد ترانس های مخصوص همچون ترانسهای خشک و ترانسهای مقاوم در برابر آتش سوزی و انفجار، بسیار کاربرد پیدا کرده است.
روغنهایی که در ترانسهای مخصوص به کار می روند، قابل اشتعال نبوده و کهنه نمی شوند؛ پس لجنی نیز تشکیل نمی شود و نیاز به تصفیه روغن نیز ندارند. اما از نظر اقتصادی نسبت به روغنهای معمولی گرانتر هستند. روغنهای سنتزی مقاوم در برابر حریق برای این ترانسها قابل استفاده می باشند، ولی خواص الکتریکی آنها مانند روغنهای عایقی نمی باشند. این روغنها همچنین لعاب عایقها و همچنین لاستیک را در خود حل می نمایند. بنابراین آنها را نبایستی در ظروفی که دارای این پوشش ها هستند، به کار برد.


روغن ترانسفورماتور زنگان

شرکت پالایش روغنهای صنعتی زنگان با سرمایه گذاری مجموعه ایران ترانسفو و با هدف تامین نیاز روغن شرکتهای ترانسفورماتورسازی، تولید کننده ای مطمئن با کمیت و کیفیت مناسب و قابل قبول است. پالایش روغن زنگان با بهره گیری از فن آوریهای جدید و توسعه سطح علمی و ارتقاء آن جهت دسترسی به بازارهای داخلی و خارجی و با استفاده از مواد اولیه تولید داخل کشور و تبدیل آن به روغن ترانسفورماتور و ایجاد کار آفرینی واشتغال در تاریخ ۲۳/۱۲/۸۴ و به شماره ثبت  ۶۳۲۰ تاسیس و پس از انجام تشریفات قانونی و اخذ جواز تاسیس فعالیت خود را در زمینه طراحی و احداث کارخانه روغنهای صنعتی درشهرک صنعتی زنجان شروع به کار نمود.

منبع: سایت ایران ترانسفو، سایت روغن ترانسفورماتور زنگان، نشریه فن اوری سیمان، وبلاگ انتقال و توزیع ۸۶