نیروگاه های برق به شرح مختصر

نیروگاههای برق شرح مختصر

در دنیا 5 منبع انرژی ,كه تقریبا تمام برق دنیا را مهیا می كنند , وجود دارد. آنها ذغال سنك, نفت خام, گاز طبیعی , نیروی آب و انرژی هسته ای هستند. تجهیزات هسته ای , ذغالی و نفتی از چرخه بخار برای برگرداندن گرما به انرژی الكتریكی : بر طبق ادامه متن : استفاده می كنند.

نیروگاه بخاری از آب بسیار خالص در یك چرخه یا سیكل بسته استفاده می كند. ابتدا آب در بویلرها برای تولید بخار در فشار و دمای بالا گرما داده می شود كه عموما دماو فشارآن در یك نیروگاه مدرن به 150 اتمسفرو550 درجه سانتیگراد می رسد. این بخار تحت فشار زیاد توربینها را ( كه آنها هم ژنراتورهای الكتریكی را می گردانند , و این ژنراتورها با توربینها بطور مستقیم كوپل هستند ) می گردانند یا اصطلاحا درایو می كنند. ماكزیمم انرژی از طریق بخار به توربینها داده خواهد شد فقط اگر بعداً همان بخاراجازه یابد در یك فشار كم ( بطور ایده آل فشار خلاء) از توربینها خارج شود . این مطلب می تواند توسط میعان بخار خروجی به آب بدست آید.

سپس آب دوباره بداخل بویلرها پمپ می شود و سیكل دوباره شروع می گردد. در مرحله تقطیر مقدرا زیادی از گرما مجبور است از سیستم استخراج شود. این گرما در كندانسور كه یك شكل از تبادل كننده گرمایی است , برداشته می شود. مقدار بیشتری از گرمای آب ناخالص وارد یك طرف كندانسور می شود و آن را از طرف دیگر ترك می كند بصورت آب گرم , داشتن گرمای به اندازه كافی استخراج شده از بخار داغ برای تقطیر آن به آب. در هیچ نقطه ای نباید دو سیستم آبی مخلوط شوند. در یك سایت ساحلی آب ناخالص داغ شده به سادگی به دریا برگشت داده می شود در یك نقطه با فاصله كوتاه. یك نیروگاه 2 GW به حدود 60 تن آب دریا در هر ثانیه احتیاج دارد. این برای دریا مشكل نیست , اما در زمین تعداد كمی از سایتها می توانند اینقدر آب را در یك سال ذخیره كنند. چاره دیگر بازیافت آب است. برجهای خنك كن برای خنك كردن آب ناخالص استفاده می شوند بطوریكه آن می تواند به كندانسورها برگردانده بشود , بنابراین همان آب بطور متناوب بچرخش در می آید. یك برج خنك كن از روی ساحختار سیمانی اش كه مانند یك دودكش خیلی پهن است شناخته شده است و بصورت مشابه نیز عمل می كند. حجم زیادی از هوا داخل اطراف پایه ( در پایین و داخل و مركز لوله برج ) آن كشیده می شود و ازمیانه بالایی سرباز آن خارج میشود. آب گرم و ناخالص به داخل مركز داخلی برج از تعدای آب پاش نرم ( آب پاش با سوراخهای ریز ) پاشیده می شود و هنگامیكه آن فرو میریزد با بالارفتن هوا( توسط هوای بالا رونده ) خنك می شود. سرانجام آب پس از خنك شدن در یك حوضچه در زیر برج جمع می شود. برج خنك كن وافعا یك تبدل دهنده كرمایی دوم , كه گرمای آب ناخالص را به هوای اتمسفر می فرستد , است, اما نه مانند تبادل دهنده گرمایی اول , در اینجا دوسیال اجازه می یابند با هم تماس داشته باشند و در نتیجه مقداری ار آب توسط تبخیر كم می شود.

برجهای خنك كن هرگز قادر به كاهش دمای آب ناخالص تا پایینتر از دمای حدی هوا نیستند بطوریكه كارآیی كندانسور و ازآنجا كارآیی تمام نیروگاه در مقایسه با یك سایت ساحلی كاهش می یابد. همچنین ساختمان برجهای خنك كن قیمت كلی ساختمان و بنای نیروگاه را افزایش می دهد.

احتیاج برای خنك كردن آب یك فاكتور مهم در انتخاب سایت نیروگاهی زغالی , نفتی و هسته ای است. یك سایت كه مناسب است برای یك نیروگاه كه از یك نوع سوخت استفاده می كند بناچار مناسب نیست برای یك نیروگاه كه ار نوع دیگری سوخت استفاده می كند.

نیروگاه های ذغال- سوخت ( Coal-Fired Power Stations )

پیش از این نیروگاه های سوخت ذغال سنگ نزدیك باری كه آنها نامین میكردند ساخته می شدند. یك نیروگاه خروجی 2GW , درحدود 5 میلیون تن ذغال در سال مصرف میكند. در بریتانیا : كه بیشتر ذغال نیروگاه توسط ریل حمل میشود : , این نشان میدهد , یك مقدار متوسط در حدود 13 ترن در روز را كه هركدام 1000تن را حمل میكنند . این یعنی اینكه نیروگاه های ذغال- سوختی به یك ریل متصل نیاز دارند مگر اینكه نیروگاه درست در دهانه معدن ( بسیار نزدیك به معدن ) ساخته شود.

نیروگاه های نفت- سوختی( Oil-Fired Power Stations )

سوخت نفتی نیروگاه میتواند مشتق بشود به نفت خام كه نفتی است هنگامیكه از چاه بیرون می آید, و نفت باقیمانده كه باقی می ماند هنگامیكه بخشهای قابل دسترس استخراج بشوند در تصفیه نفت. قیمت انتقال نفت توسط خطوط لوله كمتر از انتقال ذغال سنگ با ریل است, اما حتی همان نیروگاههای سوخت نفت خام هم اغلب در نزدیكی اسكله ها و لنگرگاه های با آب عمیق كه برای تانكرهای اندازه متوسط (تانكرهای حمل و نقل سوخت) مناسب است , واقع میشوند. نفت باقیمانده نیرگاههای سوختی احتیاج دارد در نزدیكی تصفیه خانه كه آنها را تامین می كند واقه شوند. این بدلیل است كه نفت باقیمانده بسیار چسبناك است و میتواند فقط منتقل بشود در میان خطوط لوله بطور اقتصادی اگر آن گرم نگه داشته بشود.

نیروگاه های هسته ای( Nuclear Power Stations )

در مقابله با ذغال سنگ و نفت , ارزش انتقال سوخت هسته ای ناچیزاست بدلیل مقداراستعمال خیلی كم. یك نیروگاه 1GW درحدود 41/2 تن اورانیوم در هرهفته نیاز دارد. این مقایسه میشود بطور بسیار مطلوب با 50000نت سوخت كه در یك هفته در نیروگاه ذغال- سوختی سوزانده میشد. نیروگاه های هسته ای در حال حاضر تقریبا آب خنك بیشتری درمقایسه با نیروگاه های ذغال- سوختی و نفت- سوختی استفاده میكنند , بعلت كارایی و بازده پایین آنها. همه نیروگاه های هسته ای در بریتانیا , با یك چشم داشت, در ساحل واقع می شوند و از آب خنك دریا استفاده میكنند.

نیروگاه های برق- آب ( Hydroelectric Power Stations )

نیروگاه های برق- آبی باید جایی واقع شوند كه دهانه آب دردسترس هست , و نظربه اینكه این اغلب در مناطق كوهستانی است , آنها ممكن است به خطوط انتقال طولانی برای حمل توان به نزدیك ترین مركز یا پیوستن به شبكه نیاز داشته باشند. همه طرحهای برق- آبی به دو فاكتور اساسی وابسته هستند : یكی جریان آب و یكی اختلاف در سطح یا دهانه. نیاز دهانه ممكن است فراهم بشود بین یك دریاچه و یك دره باریك, یا توسط ساختن یك سد كوچك در یك رودخانه كه جریان را منحرف میكند به سمت نیروگاه, یا توسط ساختن یك سد مرتفع در مقابل یك دره برای ساخت یك دریاچه مجازی.

انواع کیبل ها

اجزای اصلی شبکه های امروزی توسط نوعی کابل کشی به یکدیگر متصل شده اند که بعنوان رسانه ارتباطی شبکه عمل میکند و سیگنالهای اطلاعاتی را بین کامپیوتر ها حمل میکندانواعکابلانواعکابل

اجزای اصلی شبکه های امروزی توسط نوعی کابل کشی به یکدیگر متصل شده اند که بعنوان رسانه ارتباطی شبکه عمل میکند و سیگنالهای اطلاعاتی را بین کامپیوتر ها حمل میکند. انواع مختلفی از کابلها وجود دارند که انواع نیازهای شبکه های بزرگ و کوچک را فراهم میکنند. از انواع کابلهای مختلفی که شرکتهای تولیدی عرضه میکنند (بالغ بر بیش از ۲۲۰۰ نوع کابل) انواع زیر بحث اصلی کابل کشی شبکه را تشکیل میدهند:

۱) کابل هم محور (coaxial)
۲) زوج تابیده شده (twisted-pair)
۳) با روکش (shielded)
۴) بدون روکش (unshielded)
۵) فیبر نوری (fiber-optic)

کابل coaxial

این نوع کابل امروزه به عنوان بیشترین کابل استفاده شده در شبکه ها به حساب می آید و دلایل زیادی برای استفاده وسیع از آن وجود دارد. کابل coaxial تقریبا گران، سبک، انعطاف پذیر و برای کار کردن بسیار آسان میباشد و آن قدر معمول است که به عنوان یک استاندارد محبوب در آمده است.

در ساده ترین شکل آن کابل coaxial تشکیل شده است از یک هسته ساخته شده از مس خالص که توسط روکشی پوشیده شده است ، یک روکش فلزی توری مانند و یک روکش بیرونی. همچنین نمونه ۴ روکشی آن نیز برای محیطهایی با ارتباطات بالاتر موجود میباشد. هسته کابل coaxial حامل سیگنالهای الکتریکی میباشد که درواقع همان اطلاعات ما را تشکیل میدهد. این هسته سیمی میتواند تک رشته ای یا بصورت چند رشته ای باشد. اگر بصورت تک رشته ای باشد معمولا جنس آن از مس است.

هسته توسط یک عایق پوشیده شده است که آن راا از توری سیمی موجود در کابل جدا مینماید. توری سیمی زمین مدار میباشد. و سیگنالهای الکترونیکی گذری از هسته را در مقابل noise و crosstalk محافظت مینماید. Crosstalk عبارت است از سیگنالی که به علت عبور جریان از سیمهای اطراف در هسته ایجاد میشود. همواره هسته و توری سیمی باید توسط عایق از همدیگر جدا گردند، در صورتی که در نقطه ای از سیم همدیگر را لمس کنند. کابل اتصال کوتاه شده است و noise به درون سیم مسی هسته راه پیدا میکند که این باعث تخریب اطلاعات میگردد .

کل این مجموعه توسط یک روکش بیرونی غیر هادی که معمولا از پلاستیک یا تفلون ساخته میشود پوشیده میگردد. کابل coaxial مقاومت بیشتری در مقابل افت سیگنال نسبت به کابلهای twisted-pair دارد. به دلیل مقاومت کابل coaxial این کابل انتخاب خوبی برای فاصله های دورتر و سرعتهای بالاتر انتقال اطلاعات توسط دستگاههای ارتباطی میباشند.

انواع کابل coaxial

دو نوع کابل coaxial موجود است:
نازک (thinnet) ضخیم (thicknet)

این که شما چه نوعی را انتخاب میکنید بستگی به خاص شما دارد.

کابل نوع thinnet :

Thinnet یک کابل coaxial انعطاف پذیر به ضخامت ۲۵/۰ اینچ میباشد. بخاطر انعطاف و سادگی استفاده ، تقریبا در نصب هر نوع شبکه ای میتوان از آن استفاده کرد. در شبکه هایی از thinnet استفاده میکنند که کابل شبکه مستقیما به کارت شبکه متصل میشود.
این نوع کابل میتواند سیگنال را تقریبا ۱۸۵ متر بدون اینکه شروع به افت دامنه بکند حمل نماید. کارخانه های کابل سازی قرار دادهایی برای تولید انواع مختلف کابل دارند. کابل thninnet در خانواده ای از کابلها بنام rg-۵۸ قرار دارد و امپدانس معادل ۵۰ اهم دارا میباشد.
امپدانس مقاومت سیم میباشد که برحسب اهم اندازه گیری شده است. اختلاف اصلی در کابلهای خانواده RG-۵۸ هسته کابل میباشد که ممکن است به شکل تک رشته یا چند رشته باشد.

کابل نوع thicknet :

Thicknet یک کابل coaxial ضخیم به قطر ۵/۰ اینچ میباشد. بعضی اوقات ممکن است این نوع کابل را کابل استاندارد Ethernet بنامند. زیرا برای اولین بار در معماری معروف شبکه Ethernet بکار برده شده است.
هرچه هسته مس ضخیم تر باشد به همان اندازه کابل میتواند سیگنال را به فاصله طولانی تر حمل کند این بدین معناست که کابلهای Thicknet سیگنال را بیشتر از کابلهای Thinnet میتوانند جمل کنند.
کابل Thinnet میتواند سیگنال را تا ۵۰۰ متر حمل کند. به دلیل این که این کابل میتواند پشتیبان انتقال اطلاعات صحیح به فاصله های دورتر باشد معمولا از آن به عنوان ستون فقرات و ارتباط دهنده چندین شبکه محلی با کابل Thinnet استفاده میکنند. دستگاهی بنام Transceiver کابل هم محور Thinnet را به کابل هم محور بزرگتر Thicknet اتصال میدهد.

اما این اتصال باید توسط کارت یکی از دستگاههای کامپیوتر متصل به کابل Thinnet انجام گیرد. بدین صورت که دربالای قطعه Transceiver نواری بنام Vampire وجود دارد که از درون با هسته سیم Thicknet مرتبط میباشد و برای تبادل اطلاعات از یک کابل مجزای چند رشته ای بنام کابل Transceiver استفاده میشود که یک سر آن به قطعه Trancceiver و سر دیگر آن به پورتی از کارت شبکه بنام AUI متصل میگردد. نام دیگر این پورت DIX میباشد زیرا توسط شرکتهای Digital - intel - Xerox طراحی شده است.

Thinnet در مقایسه با Thicknet

به عنوان یک قاعده کلی هر چه کابل ضخیم تر باشد کارکردن با آن مشکل تر میگردد. کابل نازک انعطاف پذیر ، برای نصب آسان و تقریبا ارزان میباشد. کابل ضخیم براحتی خم نمیشود و برای کار مشکل تر میباشد. بنابراین در هنگام کار و عبور دادن سیم از محلهای تنگ و پرپیچ و خم باید این مسائل را مد نظر قرار داد. در ضمن کابل ضخیم گران تر از کابل نازک میباشد، اما میتواند سیگنالهای را به فاصله دورتری هدایت کند.

اتصالات کابل coaxial

هم کابل Thinnet و هم کابل Thicknet قطعات اتصالی به نام (British Naval Connector) BNC را برای ارتباط با قطعات دیگر استفاده میکنند. برای ارتباط دادن کابل با کامپیوترها قطعات مهم و مختلفی از خانواده اتصالی BNC به شرح زیر موجود میبشد:

اتصال دهنده کابل BNC:
این اتصال دهنده به انتهای باز کابلها بسته میشود. اتصال دهنده T شکل BNC:
این اتصال دهنده کارت شبکه را به کابل شبکه متصل مینماید. اتصال دهنده مغزی BNC:
این اتصال دهنده برای مرتبط کردن دو قطعه کابل شبکه و ایجاد کابل طویلتر به کار میرود. قطعه پایان دهنده BNC:
این قطعه انتهای کابل گذرگاه شبکه را برای جذب سیگنال رفت و برگشت میبندد. بدون این قطعه، یک شبکه Bus از کار خواهد افتاد.

انواع روکش کابل coaxial

۱) pvc) Polyvinyl chloride )
۲) Plenume

که از نمونه PVC آن برای کابل کسی روکار که معمولا میتوان آن را در سازمانها و ادارات به چشم مشاهده کرد و از نمونه Plenume برای کابل کشی توکار استفاده میشود. در صورت بروز حرق نمونه PVC آن باعث پخش گازهای سمی در محیط میگردد. درساختن کابلهای Plenume از مواد شیمیایی استفاده شده است که ضد حریق میباشند و کمترین دود را از خود در موقع سوختن به محیط اطراف منتشر میکند. بنابراین وع کابلها گران تر میباشند. ضمنا انحطاف آنها از کابلهای PVC کمتر است.

نکات قابل توجه در مورد کابل coaxial

معمولا از کابل coaxial وقتی استفاده میکنید که به موارد زیر نیاز داشته باشید:

▪ رسانه ای که میبایست صدا، تصویر متحرک و داده را انتقال دهد.
▪ انتقال اطلاعات به فواصل دور با کمترین هزینه
▪ داشتن سطح قابل قبولی از امنیت داده ها در مقابل Noise

کابل Twisted-pair

در ساده ترین شکل کابل Twisted-pair دارای یک زوج سیم به هم تابیده از مس که دارای روکش میباشد. دونوع کابل Twisted-pair وجود دارد، روکش دار یا (Shielded Twisted-pair) STP و بدون روکش یا (Unshielded Twisted-pair) UTP . معمولا گروهی از این کابلها درکنار هم قرار میگیرند و یک کابل گروهی Twisted-pair بوجود می آورند. پیچیدگی این کابلها باعث میشود که Noise الکتریکی حاصل از جریان واقع در زوج سیمهای دیگر و منابع الکترومغناطیسی مانند، موتورهای الکتریکی ، رله ها و ترانسهای برق خنثی گردد.

کابل UTP

معمول ترین نوع کابل Twisted-pair نوع بدن روکش آن با مشخصه ۱۰ Base T میباشد که به سرعت بعنوان یکی از محبوب ترین نوع کابل کشی برای شبکه LAN شناخته شد. بیشترین طول یک قطعه از آن میتواند ۱۰۰ متر باشد. دلیل استفاده زیاد از چنین کابلی این میباشد که معمولا تلفنهای سیستم شهری که اداره مخابرات برای مشترکان خود استفاده کرده است از این نوع کابل یعنی UTP میباشد و طراحان شبکه معمولا این نکته را مد نظر قرار میدهند که میتوانند از این کابلهای موجود برای انتقال اطلاعات توسط کامپیوتر استفاده کنند.
یکی از مشکلات اصلی کابلهای Twisted-pair وجود مساله Crosstalk میباشد. یعنی این که سیگنالهای عبوری از یک زوج با سیگنالهای عبوری در زوج دیگر ترکیب میشوند. برای کاهش Crosstalk معمولا کابل روکش شده استفاده میشود دارد. منظور از مدلاسیون ، مدل کردن سیگنالهای الکترونیکی برروی شعاعهای نورانی است. فیبر نوری بهترین کابل برای انتقال اطلاعات با نرخ بالا و سرعت بسیار زیاد است. زیرا هیچ گونهNoise و تخریب موجی در آن وجود ندارد.

ساختمان فیبر نوری

فیبرهای نوری تشکیل شده اند از یک استوانه شیشه ای بسیار نازک بنام هسته که توسط لایه ضخیم تر از شیشه پوشیده شده است. که به این لایه Cladding میگویند. بعضی اوقات فیبرهای نوری از پلاستیک شاخته میشوند. جنس پلاستیک برای نصب و کارکردن راحت تر است ، اما نمیتواند نور را به اندازه ای که شیشه منتقل میکند عبور دهد به همین دلیل معمولا از ترکیب پلاستیک و شیشه در ساخت آنها استفاده میشود که همان جنس فایبرگلاس میباشد، که دارای شفافیت شیشه و انعطاف در حد پلاستیک را دارا میباشد.
هرفیبر نوری سیگنال را تنها دریک جهت هدایت میکند بنابراین معمولا هرکابل فیبر نوری شامل دوفیبر نوری، یکی برای ارسال و دیگری برای دریافت میباشد که توسط یک روکش پلاستیکی تیره رنگ با همدیگر پوشانده شده اند. سرعت انتقال اطلاعات برروی فیبر نوری قابل مقایسه با ارتباطهای الکتریکی نیست و سرسام آور و سریع میباشد. نمونه های تولید شده فعلی سرعت انتقال اطلاعاتی بین ۱۰۰ مگابیت برثانیه تا حدود ۱ گیگابایت بر ثانیه دارند و میتوانند اطلاعات را تا مایلها انتقال دهند

نکات قابل توجه در رابطه با فیبر نوری
از فیبرهای نوری در هنگامی استفاده کنید که:
وقتی که نیاز به انتقال اطلاعات با سرعتهای بسیار بالا، در فواصل دور و با رسانه ای مطمئن دارید.
در موارد زیر از فیبر نوری استفاده نکنید:
در آینده گسترش زیادی برای شبکه خود پیش بینی نمیکنید.
افراد متخصص نصب صحیح و اتصال دستگاهی به آن را ندارید.
فراموش نکنید که قیمت کابل کشی فیبر نوری تقریبا اندازه کابل کشی مسی بسیار پیشرفته تمام میشود و بنابر این مقرون به صرفه است که از فیبر نوری استفاده شود.

انتقال سیگنال
دو تکنین انتقال سیگنالهای کد شده برروی کابل استفاده میشود:
باند اصلی (Baseband)
باند سریع (Broadband)

روش انتقال Baseband

سیستمهای Baseband برای انتقال اطلاعات برروی یک کانال منفرد از سیگنالهای دیجیتال استفاده میکنند. سیگنالها به شکل پالسهای متناوبی از الکتریسیته یا نور در کابل جریان پیدا میکنند. در این نوع انتقال اطلاعات ، کل پهنای باند کانال ارتباطی برای انتقال تنها یک سیگنال منفرد داده ای استفاده میشود. منظور از پهنای باند یک کابل، یا یک کانال ، انتقال اطلاعات ، اختلاف بین بیشترین و کمترین فرکانسهایی است که میتوانند برروی کابل حمل شوند.

در حین این که سیگنال طول کابل شبکه را طی میکند دامنه آن شروع به کاهش و اگر طول کابل زیاد، نتیجه سیگنالهایی خواهد بود که بسیار ضعیف شده یا به کلی از بین رفته است بعنوان یک حفاظ در سیستمهای Baseband معمولا از دستگاههای Repeater برای تقویت دامنه سیگنال استفاده میشود.

روش انتقال Broadband

سیستمهای Broadband برای انتقال اطلاعات برروی کابل از سیگنالهای آنالوگ و یک بازه فرکانسی استفاده مینماید. در انتقال آنالوگ سیگنالها یکنواخت و پشت سر هم و دریک جهت برروی رسانه فیزیکی انتقال ، که همان کابل باشد به شکل امواج الکترومغناطیس یا نوری جریان پیدا میکنند. چنانچه پهنای باند کافی برروی رسانه فیزیکی فراهم باشد میتوان از چندین سیستم انتقال آنالوگ همانند تصاویر تلویزیون و داده های شبکه به طور همزمان برروی یک کابل استفاده کرد.

به این مفهوم که اطلاعات تصویر مربوط به تلویزیون را دربازه فرکانس مشخص، و اطلاعات مربوط به شبکه کامپیوتری را در بازه فرکانس دیگری که با بازه قبلی تداخل ندارد ارسال کنیم.
درسیستمهای Baseband معمولا برای تقویت دامنه سیگنال از دستگاههای Repeater استفاده میشود که سیگنال گرفته شده در ورودی را در خروجی بازسازی میکند اما در سیستمهای broadband از دستگاههای آمپلی فایر (Amplifire) استفاده میشود که دامنه سیگنال آنالوگ را با مدارهای ترانزیستوری تقویت میکند.
بخاطر این که جریان سیگنال در انتقال Broadband سک طرفه میباشد باید به طریقی دو راه ارتباطی ایجاد کرد تا دستگاهها هم بتوانند اطلاعات را بفرستند و هم دریافت کنند. برای ایجاد این دوراه دوروش متفاوت وجود دارد که عبارتند از:

پیکربندی Mid-splite :

که در این روش پهنای باند یک کابل را به دو کانال ارتباطی با بازه فرکانس متفاوت تقسیم میکنند. آنگاه از یک کانال برای ارسال و از کانال دیگر برای دریافت اطلاعات استفاده میکنند.

پیکربندی Dual-cable:

که در این روش از دوکابل ارتباطی استفاده میشود، یکی برای فرستادن و دیگری برای دریافت کردن اطلاعات .

تیل ترانسفارمر

روغن در ترانسفورماتورهای قدرت

روغن ترانسفورماتور بخش تصفیه شده روغن معدنی می باشد که در دمای بین 250 تا 300 درجه سانتی گراد به جوش آمده است . این روغن پس از تصفیه از لحاظ شیمیایی کاملاً خالص بوده و تنها شامل هی درو کربنهای مایع

می باشد. روغن ترانسفورماتور دو وظیفه اساسی بر عهده دارد:

اول اینکه بعنوان عایق الکتریکی عمل می نماید و ثانیاً حرارت های ایجاد شده در قسمتهای برقدار ترانسفورماتور را به خارج منتقل می کند.

با ولتاژ های بالایی که هم اکنون در شبکه انتقال انرژی صورت می گیرد نیاز به روغن ترانسفورماتور ها بعنوان عایق الکتریکی و وسیله خنک کننده افزایش یافته است.چنانچه روغن خالص باشد مشخصات الکتریکی آن خوب خواهد بود و نیز اگر ویسکوزیته (چسبندگی) روغن کم باشد ، خاصیت خنک کنندگی بهتری خواهد داشت و POUR POINT آن پائین خواهد بود . به هر حال ویسکوزیته روغن را نمی توان بسیار پائین انتخاب کرد زیرا در این صورت flash point روغن پائین تر خواهد آمد و از روغن با flash point پائین نبایستی استفاده کرد.پائین ترین حد flash point در اینگونه موارد 130 درجه سانتی گراد در نظر گرفته میشود.در عین حال ویسکوزیته روغن نباید به اندازه کافی پائین باشد تا p.p روغن کمتر از 40- درجه سانتی گراد باشد.( در بعضی کشورهای اروپای شمالی از روغنهایی با p.p پائیت استفاده میشود ) .

خصوصیات یک روغن ایده آل میتواند ایتمهای زیر را در بر داشته باشد :

1- استقامت الکتریکی بالایی داشته باشد.

2- انتقال حرارت را بخوبی انجام دهد .

3- جرم مخصوص پائینی داشته باشد . در روغن هایی که جرم مخصوص پائینی دارند ، ذرات معلق براحتی و به سرعت ته نشین میگردند و این خاصیت باعث تسریع در روند هموژنیزه روغن میشود.

4- ویسکوزیته پائینی داشته باشد، روغنی که وسکوزیته پائینی دارد سیالیت آن بهتر است و بیشتر است و در نتیجه خاصیت خنک کنندگی بهتری خواهد داشت.

5- Pour point پائینی داشته باشد .روغنی که Pour point پائینی دارد در درجه حرارت های پائین حرکت خود را از دست خواهد داد.

6- Flash point بالایی داشته باشد. Flash point مشخص کننده تمایل روغن به تبخیر شدن میباشد. هر چه Flash point روغن پائین تر باشد تمایل به تبخیر شدن در روغن بیشتر است.هنگامی که روغن تبخیر میشود ، ویسکوزیته آن بالا میرود و روغن های تبخیر شده ترکیبات اتش زایی را با هوای بالای روغن ایجاد می کنند.

7- به مواد عایقی و استراکچر فلزی نمی بایستی آسیبی برساند.

8- خاصیت شیمیایی پایداری داشته باشد.این مسئله به عمر بیشتر روغن کمک خواهد کرد.

خصوصیات روغن ترانسفورماتور :

روغنی که در ترانسفورماتور بکار میرود می بایستی دو خصیصه زیر را داشته باشد :

1- روغن باید تمییز باشد .مواد جامد معلق یا ترکیبات شیمیایی زیان آور و یا آب در آن هرگز موجود نباشد.

2- روغن از لحاظ شیمیایی بایستی پایدار باشد .تغییرات روغن با توجه به گرما و اکسیژنی که با آن در تماس باشد در درجه حرارت کار نرمال ترانس میبایستی تا حد امکان کم باشد.

ناخالصی ها :

ناخالصی ها در اولین قدمخاصیت الکتریکی روغن را تحت تاثیر قرار می دهد. با توجه به نوع ناخالصی تاثیر پذیری روغن متفاوت خواهد بود.بطور مثال :

1- ذرات جامد با قطر بیشتر از mμ 15 و قطرات کوچک آب استقامت دی الکتریک روغن را کاهش میدهد.

2- چنانچه ذرات جامد در روغن باشد ، استقامت دی الکتریک روغن توسط آب های غیر محلول در روغن کاهش خواهد یافت.

3- ذرات جامد بسیار کوچک (mμ 15> ) برای مثال ترکیبات قطبی حل نشده در میدانهای الکتریکی بالا تلفات دی الکتریکی در روغن را بالا خواهد برد.

به هر حال هر چه میزان ناخالصی ها در روغن بیشتر باشد،تاثیر پذیری روغن بیشتر خواهد شد.بنابر این برای انواع مختلف نا خالصی ها و خصوصیات الکتریکی وابسته به روغن می بایستی محدودیت هایی در نظر گرفت. البته این حدود تابع ولتاژ وسایلی است که بدان وابسته می باشند. برای استقامت دی الکتریکی ، این حدود در جدول صفحه بعد می آید.

استقامت دی الکتریک روغن ترانسفورماتور و یا روغن دیژنکتور مطابق با استاندارد IEC 422(1973) :

ولتاژ شکست الکتریکی مجاز	ولتاژ نامی	تجهیزات
>50 KV >40 KV >30 KV	>170 KV 70 KV…….170 KV < 70 KV	ترانسفورماتورهای قدرت و اندازه گیری
>30 KV > 20 KV	≥ 170 KV < 170 KV	دیژنکتور

چنانچه ولتاژ شکست الکتریکی روغن مطابق با جدول بالا نباشد این بدان معنی است که روغن شامل ذرات جامد ناخالصی و یا آب است. حد اکثر میزان آب مجاز در روغن مطابق IEC 422 ، mg/dm³ 20 برای ولتاژهای بیش از 170 کیلو ولت و mg/dm³ 30 برای ولتاژ های کمتر از 170 کیلو ولت می باشد.

برای ضریب پراکندگی دی الکتریک (tg δ ) که تابع ذرات کوچک و ترکیبات قطبی حل نشده در روغن می باشد ، حدود کاملاً مشخص نمی باشد. معمولاً می توانیم حد بالای tg δ را /00 ْ400 برای درجه حرارت 90 درجه سانتی گراد را در نظر بگیریم برای برخی روغن ها به هر حال حد بالای tg δ را می توانیم تا/ 00 ْ2000 در نظر بگیریم.

زوال و اضمحلال روغن :

از آنجا که روغن یک ترکیب آلی است زوال و تاثیر ناپذیری آنرا در مقابل گرما و اکسیژن نمی توانیم کاملاً از بین ببریم. بنابراین روغن اکسیده میشود و ترکیبات اسیدی و قطبی به تبع آن بوجود می آید و کشش سطحی روغن در مقابل آب کاهش می باید.

از طرف دیگر ترکیبات اسیدی بر کاغذ و تخته های فشرده شده عایق های سیم پیچی ها تاثیر نامطلوبی خواهد گذاشت. در حقیقت سلول های عایقی هنگامی که تحت حرارت قرار می گیرند در محیط اسیدی سریعتر از محیط خنثی ترد و شکننده می شوند.

تشکیل لجن و کثافات در روغن ترانسفورماتور از پیامدهای دیگر زوال و اضمحلال روغن می باشد. پس از این مرحله تغییرات در روغن نسبتاً سریعتر صورت می گیرد . برای مثال کشش سطحی در این مرحله از مقدار اولیه خود N/M ^3- 10 * 45 به مقدار N/M ^3- 10 * 15 کاهش می یابد.لجن و کثافات هنگامی که در روغن ترانسفورماتور تشکیل میشوند ، بر روی سیم پیچی ها رسوب می کنند و باعث می گردند که سیم پیچی ها بطور موثر خنک نشوند.

هنگامیکه اسیدیته (Neutralization value) روغن بسیار بالا باشد و یا کثافات در روغن مشاهده شده است توصیه میشود اقدامات آمده در جدول انجام گیرد.همانگونه که خواهید دید از ته نشین شدن و رسوب هر گونه کثافات در روغن ترانس باید جلوگیری بعمل آید.

اقداماتی که باید انجام گیرد	لجن و کثافاات	مقدار خنثی ( neutralization value) mg KOH/g
---------------------	---------------------------	< 0.2
کنترل و بازرسی را در فواصل کوتاه تری انجام دهید . روغن را مرمت و یا تعویض نمائید	قابل کشف نمی باشد	0. 2 ……… 0.3
کنترل و بازرسی را در فواصل کوتاه تری انجام دهید . روغن را مرمت و یا تعویض نمائید	قابل کشف نمی باشد	0.3 ………. 0.5
روغن را تعویض نمائید	--------------------------	> 0.5

تجزیه و تحلیل گازها برای آشکار کردن نقصهای ابتدایی در ترانسفورماتور :

عایقها در یک ترانسفورماتور تنها به دلیل حرارت و تجزیه شیمیایی زائل نمی شوند، بلکه تخلیه الکتریکی نیز در این فرایند موثر می باشند. بوسیله تخلیه الکتریکی و درجه حرارت نسبتاً بالای محیط ، روغن و کاغذ به مواد گازی از قبیل هیدروژن – متان – اتیلن – استیلن – و اکسید کربن تجزیه می گردند . این پدیده در ترانسفورماتور بدین معنی است که نقصی وجود دارد . این نقص می تواند کاملاً بی ضرر باشد و نیز می تواند بسیار جدی بوده و دیر یا زود منتهی به عملکرد بد ترانسفورماتور شود.

منشاء و میزان گازهای مختلف تولید شده بستگی به نوع و جدی بودن خطا دارد. بنابراین با بررسی گازهای حل نشده در روغن ترانسفورماتور نیاز به بازدید و تعمیر ترانسفورماتور آشکار می گردد. برای مثال اضافه حرارت روغن باعث ایجاد گاز متان و اتیلن ، تخلیه الکتریکی جزئی در روغن باعث ایجاد هیدروژن و تخلیه الکتریکی شدید ، گاز استیلن در روغن ایجاد خواهد نمود.

به هر حال ، چگونگی بررسی اینگونه گاز های ایجاد شده در روغن و تجزیه و تحلیل آنها هنوز کاملاً قطعی نشده و در کشور های مختلف در این خصوص مطابق با استاندارد های IEC تحقیقات ادامه دارد.

نظارت بر روغن و رطوبت گیر :

بررسی روغن های نمونه برداری شده از ترانس که در فواصل منظمی صورت می گیرند ، نظارت خوبی بر کار ترانسفورماتور خواهد بود . با این عمل نه تنها برخی مشخصات روغن در زمانهای معینی ضبط می گردد ، بلکه همچنین میزان پیشرفت و تغییرات این مشخصه با زمان نیز آشکار خواهد شد.که این خود مبنای بهتری برای ارزیابی وضعیت روغن می باشد.چنانچه نتایج بعضی از اندازه گیریها هماهنگ با نتایج قبلی نباشد ، این بدان معنی است که در اندازه گیری ها و یا هنگام نمونه برداری خطایی وجود داشته است . روغن نمونه برداری شده براحتی بوسیله آلودگی و رطوبت شیر ها و یا بطری نمونه برداری ، آلوده می گردد و بنابراین نمونه برداری از روغن ترانسفورماتور بایستی با حد اکثر دقت صورت گیرد.

ترکیب روغن ها :

چه نوع روغنی را میتوانیم به ترانسفورماتورها اضافه نمائیم؟ در حقیقت ترکیب دو نوع روغن متفاوت می تواند نتایج غیر قابل انتظاری به همراه داشته باشد.بازدارنده اکسیداسیون دو روغن ممکن است بر یکدیگر تاثیر گذاشته و یا ترکیبات ناشی از کهولت در یک روغن می تواند رسوبات ایجاد کند در حالیکه این رسوبات توسط روغن دوم رقیق گردد. به هر حال روغن ها می توانند به دلایل مختلفی با یکدیگر نا سازگار باشند.

در موارد نامشخص، آزمایشات مربوط به ترکیبات دو نوع روغن متفاوت می تواند انجام شود . معمولاً باید اصول زیر را همواره در ترکیب دو نوع روغن متفاوت مراعات نمود.

روغن دو نوع ترانسفورماتور را در صورت داشتن شرایط زیر می توان ترکیب نمود.

1- مطابق با استاندارد واحدی باشند.

2- شامل باز دارنده اکسیداسیون یکسان و یا باز دارنده اکسیداسیون قابل مقایسه ای باشند.

3- مقدار خنثی (Neutralization value) کوچکتر از mg KOH/g 0.5 داشته باشد.

4- میزان آب در روغن ازg/g μ 20 کمتر باشد.