نگهداری روغن

نگهداری و سرویس منظم روغن کمک شایان توجهی به کاهش مسائل عملی مربوط به ترانس می کند در بیشتر مواقع موردی که نزد مصرف کنندگان ترانس از اهمیت بالایی بر خوردار است اطلاع از میزان فساد روغن

و عوامل آن می باشد . که روغنهای ترانس در دو نوع روغنهای نو یا همان استفاده نشده و روغنهای در سرویس ( در حال بهره برداری ) مطرح می باشد

روغن های نو

در مورد استفاده بهینه و به موقع روغن ترانس می توان به این نکته اشاره نمود که روغن ترانس از جمله روغنهای خاص می باشد و بهتراست بعد از تولید بلافاصله استفاده شود در مورد این روغن بهتر آن است که بعد از بیرون آمدن از پالایشگاه بدون وقفه در داخل تانک ترانس تزریق شود . با توجه به شرایط خاصی که در مورد نگهداری روغنها وجود دارد این امر توصیه می گردد.

ppm 30 میزان رطوبت روغن می باشد . البته باید به این نکته اشاره نمود که در زمان فرایند پالایش روغن در پالایشگاه ها در راستای گاز زدایی مقدار این رطوبت به ppm 10 نیز کاهش می یابد. تماس روغن ترانس با هوا اجتناب نا پذیر می باشد این تماس می تواند در زمان عملیاتهای جابجایی روغن یا زمان تزریق روغن به تانک ترانس رخ دهد ، قبل از مصرف روغن عملیاتهایی در پالایشگاه بر روی روغنها انجام می شود که می توان به گاز زدایی و فیلتراسیون روغن تصفیه پیش از استفاده و راه اندازی اشاره نمود. در این ترانس های بزرگ قسمتی از روغن ترانس به همراه منبع انبساط و به صورت جداگانه به محل حمل می گردد .گاز ازت تحت فشار قسمتهای خالی ترانسفورماتور را پر می نماید و آبندی درپوش ها انجام می گیرد.در کارگاه نصب پیش بینی هایی جهت حفظ استقامت الکتریکی دی الکتریک صورت می گیرد.که این امر باعث جلوگیر از نفوذ هر گونه رطوبت و هوای غبار آلود به سطح روغن و جلوگیری از نفوذ حباب هوا به داخل تانک ترانس یا منبع انبساط می گردد
j,توجه داشته باشید که مشخصات ارائه شده توسط استاندارد (IEC 296 ) جهت روغن های استفاده نشده یا همان نو می باشد و شامل روغن های دیگر مانند روغنهای دارای مواد افزودنی ضد اکسیداسیون و بدون آن می باشد .

روغن های در سرویس

روغنهای استفاده شده بر حسب نوع روغن و شرایط سرویس تغییراتی در آن مشاهده می شود که موجب افت کیفیت روغن و کاهش عمر مفید روغن می شود:
الف ) ناخالصی های موجود در روغن : وجود و میزان این ناخالصیها به عوامل مختلفی وابسته است که از آن جمله می توان به شرایط کار ترانس و نوع روغن و نحوه نگهداری از سیستم اشاره نمود که این ناخالصیها به مقدار آلودگی روغن با ناخالصی های خارج از سیستم محدود می شود .

ب ) تغییرات شیمیایی روغن ،. این تغییرات که عمدتا ناشی از اکسیداسیون روغن می باشند . میزان اکسیداسون روغنها به عوامل مختلفی بستگی دارد که از آن جمله می توان به میزان درجه حرارت ، گذشت زمان ، حضور کاتالیست ، حضور هوا و نوع روغن و شرایط سرویس اشاره نمود . تغییراتی مانند ، بالا رفتن خود به خودی ویسکوزیته روغن ،افزایش اسیدیته آن و کدر و تیره شدن رنگ روغن و همچنین تشکیل رسوب توسط مواد می شود در اثر اکسیداسیون روغن می باشد
شرایط کار ترانس و شرایط روغن دو عامل مهم در دوام روغن در ترانسفورماتورها می باشد و معمولا از روغنهای ترانس طول عمری بیشتر از 15 سال انتظار نمی رود . همانند بیشتر فراورده های نفتی روغن ترانس نیز با افزایش مدت بهره برداری با کاهش کیفیت مواجه می شود که می توان به افزایش اسیدیته و کاهش استقامت دی الکتریک روغن اشاره نمود و همچنین آب به صورت آزاد و گاهی به صورت امولسیون با روغن و همچنین ترکیباتی به شکل لجن در ان دیده می شوند که این امر باعث تغییراتی در رنگ و بوی روغن می گردد . همچنین ئیدروکربنهای سبک و نیز گازها شامل Co و Co2 و H2 و ئیدروکربنهای سبکتر به صورت محلول در روغن مشاهده می شوند .
البته توجه داشته باشید تمام این تغییرات در روغن در شرایط کار عادی ترانس به وجود نمی آید و همچنین در یک زمان ایجاد نمی گردد بلکه منشاء اینگونه تغییرات متفاوت بوده اثرات ناخالصی بر مشخصات روغن و اثر متقابل بر روی هم دارند .جدول 4 ناخالصی هایی که در طول سرویس روغن ترانسفورماتور دیده می شوند و منشاء و اثرات آنها را روی کیفیت روغن به طور خلاصه نشان می دهند .

کنترل کیفیت روغن در زمان بهره برداری

در نقاط مختلف جهان کنترل کیفیت و نگهداری روغن ترانس با روشهای مختلفی انجام می شود . اما (IEC- 422 ) نیز دستورالعملی عمومی به مصرف کنندگان توصیه کرده است. توصیه بر اندازه گیری سالیانه مشخصات ذیل جهت تجزیه و تحلیل علل فساد روغن ، کنترل کیفیت روغن ترانس در شرایط بهره برداری می باشد
استقامت دی الکتریک ( IEC – 156 ) electric strength
اسیدیته روغن Neutralization Value (IEC – 296 )
ضریب تلفات عایقی Dielctric Dissipation Factor ( IEC – 250 )
کشش سطحی Interfactal tension( IEC -296 A )
مقدار گاز های حل شده در روغن Dissolved gas ( IEC -599 )
در روغنهای بهربرداری با استفاده از رنگ و بوی روغن می توان اطلاعات مفیدی از میزان کیفیت روغن به دست آورد که این امکان در روغنهای نو وجود ندارد.

نکته ای که در زمان بهره برداری روغن از اهمیت ویژه ای برخوردار است استقامت دی الکتریک روغن است که به صورت متداول و منظم این مقدار باید کنترل و ثبت شود. در این روغنها زمانی تصفیه فیزیکی انجام می شود که مقدار استقامت دی الکتریک روغن از حد مجاز کمتر باشد. معیاری که جهت تعیین عمر مفید روغن مورد استفاده قرار می گیرد تغییرات اسیدیته روغن در زمان بهره برداری است . افزایش ناگهانی اسیدیته به معنی شرایط کار غیر عادی ترانسفورماتور است و با توجه به این مورد بهتر است این تغییرات به طور دقیق کنترل شود
همانطور که مشخص شده است اسیدیته برای سرویس روغن در ترانس در حدود mg KOH/g 0.5 می باشد . یکی دیگر از مواردی که جهت کنترل کیفیت روغن و تجزیه و تحلیل علت فساد آن مورد توجه است ضریب تلفات عایقی و کشش سطحی روغن می باشد اما باید توجه داشت که همچنان معیار اصلی این سنجش همان اسیدیته روغن می باشد. و دلیل این مورد زیرا همانطوری که قبلا گفته شد اکسیداسیون روغن و حضور ترکیبات قطبی محلول در روغن می باشد که موجب تشدید فسادروغن شده و بالاخره حالت تشکیل لجن در روغن به وجود می آید که در این صورت روغن باید تعویض یا احیا شود .
جهت کنترل کیفیت و آنالیز در تجزیه و تحلیل روغن در شرایط غیر نرمال کار ترانس های بزرگ از مقدار گازهای محلول در روغن استفاده می شود.

برنامه آزمایش روغن

موارد زیر توصیه هایی می باشد که جزو دستورالعمل های بین المللی بوده و میتوان در آزمایشات الکتریک و فیزیکی و شیمیایی جهت حصول نتیجه بهتر استفاده نمود :
عدد دی الکتریک
ضریب شکست نور
رنگ و وضعیت ظاهری
ویسکوزیته
نقطه اشتعال
وزن مخصوص
نقطه ریزش
تعداد و ابعاد ذرات معلق در روغن
پیر کردن مصنوعی روغن
همانطور که مشخص است اندازه گیری و آزمایش کلیه این مشخصات که در مورد روغن ترانس عنوان شد بسیار زمان بر و پر زحمت می باشد و نتیجه حاصل از این اندازه گیری باید بر حسب مورد و نیاز انجام شود .بنا براین آزمایش هایی که در موارد ویژه و برای ترانس های پر قدرت و در سطح فشار قوی انجام می شود بسته به مسئله مورد نظر مشخص می شود .
موارد زیر جهت انجام آزمایش بر روی روغن در ترانس های قدرت مورد توجه می باشد:
-1 آزمایش روغن نو قبل از پر کردن به ترانسفورماتور
2- آزمایش روغن قبل از برقدار کردن ترانسفورماتور
-3 آزمایش های دوره ای روغن در محل
- 4آزمایش دوره ای روغن در آزمایشگاه
5 - آزمایش روغن پس از وقوع حوادث برای روشن شدن علت حادثه
موراد 1 تا3 معمولا دارای دستورالعمل هایی می باشند که توسط شرکتهای سازنده ترانس های پر قدرت توصیه می شوند و اما در مورد آزمایشهای دوره ای روغن در آزمایشگاه ها ، شرکت های برق منطقه ای و توزیع برق با توجه به بزنامه زمانبندی خود و امکانات موجود روشهای متناسب را با در نظر گرفتن اهمیت ترانس انجام می دهند و آزمایش های بعد از حادثه از مفصل ترین آزمایشها می باشد .
آزمایش های دوره ای روغن : به استثناء زمان نصب و شروع بهره برداری از ترانس در سال اول که بر اساس اهمیت ترانس و امکانات ممکن است تعدا دفعات آزمایش 1 الی 2 بار در سال باشد برنامه نمونه برداری از روغن و انجام آزمایشات روی آن مطابق با جدول شماره 5 خواهد بود . بر مبنای نتایج آزمایش های فوق اگر مشخصات تعیین شده جوابگوی مقادیر حدی داده شده در استاندارد نباشد می توان تصمیم به تصفیه یا تعویض روغن گرفت .

نمونه برداری روغن
همانطور که قبلا نیز بیان شد در طول عمر ترانس های روغن نمونه برداری روغن حداقل سالی یک مرتبه صورت می گیرد .البته در شرایطی خاص باید این نمونه برداری ها بیستر از یک مرتبه در سال صورت پذیرد وجود دارد و توصیه ها نیز بر این است .میزان روغن نمونه برای آزمایش های عادی 500 ml و برای آزمایش های اسیدی 100 ml می باشد . در استاندارد (IEC- 567 ) طریقه نمونه برداری شرح داده شده است . با توجه به اینکه نمونه روغن نشان دهنده آلودگی و رطوبت روغن می باشد ، نمونه برداری صحیح لازمه نتایج دقیق آزمایش می باشد. بنابر این تاکید بر به کارگیری ظروف تمیز و خشک و مطمئن بودن از لوازم نمونه برداری نکته ای با درجه اهمیت بالا می باشد .محافظت روغن از کثافت هوا در موقع نمونه برداری و به خصوص محکم بودن درب ظروف روغن تا زمان رساندن نمونه بر آزمایشگاه ضروری است .
ظرو ف نمونه بردای باید حتما از شیشه یا استنلی استیل باشد .این ظروف استنلی استیل درجه بندی شده و از قوطی فلزی قابل حمل می باشد . در صورت استفاده از ظروف شیشه ای باید رنگی بوده و آن را در یک زرورق غیر قابل نفوذ و غیر شفاف پوشاند .یادمان باشد که هرگز نباید از ظروف پلاستیکی استفاده کرد.

* در استاندارد IEC عنوان شده مقدار 1 لیتر برای آزمایش در محل و 3 لیتر برای آزمایش در آزمایشگاه ترانس های بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد
محل های متفاوتی برای نمونه برداری روغن ترانس از تانک وجود دارد در گزارش نمونه برداری محل نمونه برداری از روی تانک ترانس نیز یادداشت می شود .شیر تخلیه ایی که در ته تانک روغن قرار دارد که محل نمونه برداری از تانک می باشد
توجه داشته باید که به محض باز کردن شیر ر بیرون آمدن روغن نباید نمونه برداری انجام شود بهتر است مقداری از روغن که از شیر بیرون آمده دور ریخته شود تا در صورت وجود ناخالصی ها در داخل شیر این مواد وارد نمونه نگردد . نکته دیگر قابل ذکر این است که قبل از پر نمودن ظرف آن را با مقداری روغن شسته تا برای نمونه برداری آماده گردد سپس ظرف را پر نموده و در ب ظرف محکم می بندیم .اگر روغن موقعی که هنوز داغ است برداشت شود بهتر مشخص کننده وضع کیفی روغن خواهد بود .کارهایی که شرح داده شد می بایست بدون وقفه انجام گیرد تا حتی الامکان از مجاورت روغن با هوا جلوگیری شود . مقررات ایمنی لازم را می بایست هنگام نمونه برداری روغن به خاطر اشتعال زا بودن آن رعایت نمود .

بررسی روغن نمونه برداری شده

رنگ و شکل ظاهری : گاهی اوقات می توان از ظاهر روغن نمونه اطلاعات مفید و جالبی را بیرون کشید زمانی که روغن دارای رطوبت می باشد رنگ آن شفاف نیست. به خصوص اگر تیرگی بعد از سرد شدن روغن مشخص شود .اگر در هنگام برداشتن نمونه روغن که هنوز داغ است روغن خیلی تیره باشد توصیه می شود که مقدار کمی از آن جهت آزمایش های جز به جز در لوله آزمایش ریخته شود و اگر روغن شفاف شود باید تحت آزمایش های شیمیایی قرار گیرد .
زمانی که رنگ روغن خیلی تیره است ممکن است به علت اکسیده شدن ان تا سر حد ایجاد رسوب در روغن باشد گرچه ممکن است این رنگ تیره به علت کثافت و ناخالصی های موجود در روغن باشد مانند ترکیبات قیری .بوی اسیدی زیاد نیز در صورت وجود به علت نسبت بیش از حد اسیدها ، به علت فساد و زنگ زدگی داخل تانک و در بالای سطح روغن باشد .مخصوصا اگر روغن دارای رطوبت نیز باشد .

اندازه گیری خاصیت اسیدی روغن : دو روش در صنعت برق معمول می باشد .روش اول از فنل فنالئن برای تعیین حالت خنثی روغن به کار می رود و در صنایع الکتریکی به طور وسیعی مورد استفاده بوده است ، روش دوم استفاده از قلیای آبی

می باشد .
در روش اول ما الکل اتیلیک یا الکل متیلیک صنعتی را به نمونه روغن اضافه می نماییم و مخلوط جوشانده می گردد . قبل از تیتر کردن (اضافه کردن تدریجی قلیا به اسید تا ظهور رنگ توسط معرف ) اسید توسط محلول قلیای استاندارد ، چون الکل از روغن جدا می شود و در زیر آن قرار می گیرد و تا اندازه ای توسط آن رنگین می گردد ،رنگ قرمز توسعه یافته توسط فنل فنالئین در حالت خنثی روغن روغن همیشه نمی تواند به آسانی تشخیص داده شود .
در روش دوم احتیاجی به حرارت و مجزا شدن روغن از محلول نیست و اپراتور می تواند تغییر رنگ قلیای آبی را به راحتی مشاهده نماید.این تغییر رنگ در صورت لزوم می تواند تیتر گردد تا مقدار اسیدیته فورا مشخص گردد تا از اثر دی اکسید هوا بر روی نتیجه آزمایش نیز جلوگیری شود .آزمایش اسیدی بودن روغن علاوه بر نصب ترانس های قدرت در اوایل کار ترانس سالی یک مرتبه و سپس 2 سال یک مرتبه صورت می گیرد .طبق استاندارد IEC مقدار 0.5 میلی گرم پتاس سوز آور(mg koh/g ) به عنوان حداکثر خاصیت اسیدی در زمان بهره برداری ترانسفورماتورمعمولی شناخته شده است و در کمتر از این حد رسوبی تشگیل نمی گردد و کار ترانس ها معمولا بدون مسئله و مشکلات رسوب و لجن معمولا برای برای مدت 20 سال رضایتبخش خواهد بود با افزایش بار و سطح ولتاژ درجه اسیدی روغن نیز افزایش می یابد و اگر درجه اسیدی روغن به این حد برسد روغن باید تعویض یا تصفیه شیمیایی گردد .
استقامت دی الکتریک یا ولتاژ شکست :همانطور که میدانید یک روغن عایقی مناسب دارای استقامت دی الکتریک بالایی است ، تست استقامت دی الکتریک یکی از متداولترین آزمایش های بر روی روغن نمونه برداری شده و کنترل های دوره ای ، می باشد که این آزمایش را می توان در محل نصب ترانس انجام داد .در بررسی خاصیت عایقی روغن و استقامت دی الکتریک ، آن راتحت تاثیر ولتاژ متناوب قرار می دهند و این ولتاژ به تدریج زیاد میگردد . تا ولتاژ شکست که اولین جرقه بین دو الکترود می باشد ظاهر گردد .روظ انجام آژمایش و استانداردهای آن به همراه یک نمونه کامل دستگاه اندازه گیری اتوماتیک استقامت دی الکتریک روغن در فصل بعدی به طور مبسوط آورده شده است .
استقامت دی الکتریک از مشخصات شیمیایی روغن تبعیت نمی کند بلکه مقدار ولتاز شکست (KV) تحت تاثیر شدید آب و مقدار رطوبت موجود در روغن می باشد .شکل زیر تغییر استقامت دی الکتریک روغن را برای مقدار آب محلول در روغن بر حسب مقدار درصد وزنی آب در میلیون (P.P.M ) را نشان می دهد .بنابراین آب به عنوان یکی از عوامل مخرب روغن شناخته شده است و چون مقدار حلالیت ذرات آب تابعی از درجه حرارت روغن نیز می باشد تاثیر درجه حرارت روغن نیز بر روی استقامت دی الکتریک در شکل زیر نشان داده شده است .
جهت بهبود بخشیدن ولتاژشکست روغن هایی که استقامت دی الکتریک آنها در حد مورد قبول و استاندارد نیست می توان از تصفیه فیزیکی یا همان فیلتراسیون تمیز و خشک استفاده نمود .