تصفیه روغن ترانسفورماتور یک فرآیند مهم در حفظ و بهبود عملکرد ترانسفورماتورهاست. روغن ترانسفورماتورها، به عنوان یک ماده عایق و خنک‌کننده، نقش حیاتی در عملکرد این دستگاه‌ها دارند. از آنجایی که در طول زمان این روغن با عوامل مختلف مانند حرارت، اکسیژن هوا و ذرات جامد آلوده می‌شود، تصفیه منظم آن ضروری است تا خرابی‌های ناشی از تجمع آلودگی‌ها و افت کیفیت روغن به حداقل رسد.
مراحل تصفیه روغن ترانسفورماتور
- تخلیص روغن (Dehydration): در این مرحله، رطوبت موجود در روغن از طریق فرآیندهای مختلفی مانند گرمایش و جذب ماده خشک‌کننده (مثل سیلیکاژل) حذف می‌شود. آب موجود در روغن می‌تواند باعث کاهش خواص عایقی آن شده و به خرابی ترانسفورماتورها منجر شود.
- تصفیه ذرات جامد (Filtration):در این مرحله، ذرات جامد معلق در روغن با استفاده از فیلترها و سایر وسایل تصفیه جدا می‌شوند. این ذرات ممکن است از ترکیبات خوردگی دستگاه‌ها، زنگ زدگی و سایر فرآیندهای شیمیایی ناشی شده باشند.
- تصفیه گازهای حل شده (Degassing): در این مرحله، گازهای حل شده در روغن، از جمله گازهای تولیدی از تجزیه اکسیژن و رطوبت در شرایط حرارتی و جذبی، تخلیص می‌یابند. این گازها ممکن است علاوه بر افت کیفیت روغن، باعث ایجاد حباب‌های گاز در داخل ترانسفورماتور شوند که می‌تواند منجر به افزایش فشار داخلی و تخریب آن شود.
- تصفیه به‌وسیله کلیکرها (Oil Regeneration): در این مرحله، با استفاده از مواد شیمیایی مخصوص (کلیکرها)، ترکیبات خوردگی و ناخالصی‌های موجود در روغن ترانسفورماتور از بین می‌روند و خواص روغن بهبود می‌یابد.
- آزمون‌های کیفیت روغن (Oil Quality Testing): پس از تصفیه، روغن نیاز به آزمون‌های کیفیتی دارد تا اطمینان حاصل شود که پارامترهای مهم مانند مقاومت الکتریکی، تنش سطحی، اسیدیته و غیره، در محدوده قابل قبولی قرار دارند.
تصفیه منظم روغن ترانسفورماتورها بهبود پایداری و عمر مفید آنها را تضمین می‌کند و باعث کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری می‌شود. همچنین، تصفیه روغن به افزایش کارایی و عملکرد ترانسفورماتورها در شرایط مختلف می‌انجامد.
تخلیص روغن ترانس
تخلیص روغن (Dehydration) یکی از مراحل مهم در تصفیه روغن ترانسفورماتورها است که به منظور حذف رطوبت موجود در روغن انجام می‌شود. حضور آب در روغن می‌تواند باعث کاهش خواص الکتریکی و عایقی روغن شده و باعث افزایش خطرات خرابی‌های ناشی از خوردگی و تجزیه‌پذیری در ترانسفورماتورها شود. این فرآیند با استفاده از تکنیک‌های مختلفی انجام می‌شود که به طور کلی عبارت‌اند از:
- گرمایش (Heating):گرمایش روغن به دماهای بالاتر می‌تواند منجر به افزایش تبخیر آب و تخلیص آن از روغن شود. با افزایش دما، آب به شکل بخار جدا می‌شود و می‌توان آن را از سیستم تخلیص جدا کرد.
- استفاده از ماده خشک‌کننده (Desiccants): مواد خشک‌کننده مانند سیلیکاژل یا آلومینا می‌توانند رطوبت را از روغن جذب کرده و آن را از میانبری‌های مختلفی خارج کنند. این ماده به طور معمول درون یک واحد تخلیص قرار داده می‌شود.
- استفاده از واحدهای تخلیص مخصوص (Dehydration Units): این واحدها معمولاً شامل کلیکرها و متشکلات مختلفی هستند که به صورت تخصصی برای حذف رطوبت از روغن طراحی شده‌اند. این واحدها می‌توانند به تدریج رطوبت را از روغن جدا کرده و آب را به صورت مایع یا بخار از سیستم خارج کنند.
تخلیص روغن باعث بهبود خواص عایقی و حرارتی روغن می‌شود و در نتیجه کیفیت و عملکرد ترانسفورماتورها افزایش می‌یابد. این فرآیند معمولاً به‌صورت دوره‌ای و متناوب انجام می‌شود تا روغن همیشه در وضعیت بهینه باشد و ترانسفورماتورها در شرایط امن و عملکرد بهتر قرار گیرند.
تصفیه ذرات جامد در روغن ترانس
تصفیه ذرات جامد (Filtration) در مرحله‌ای از تصفیه روغن ترانسفورماتورها انجام می‌شود تا ذرات جامد معلق در روغن جدا شده و از آن خارج گردند. این ذرات می‌توانند از منابع مختلفی مانند خوردگی قطعات ترانسفورماتور، تجزیه‌پذیری روغن، زنگ زدگی و ذرات خارجی به روغن وارد شوند. حذف این ذرات جامد از روغن بهبود خواص روغن را تضمین می‌کند و به تدریج خرابی‌های ناشی از آلودگی‌ها را کاهش می‌دهد.
مراحل اصلی تصفیه ذرات جامد در روغن عبارت‌اند از:
- استفاده از فیلترها: فیلترها ابزارهایی هستند که به وسیله آنها می‌توان ذرات جامد معلق در روغن را جدا کرد. فیلترها می‌توانند از مواد مختلفی تشکیل شده باشند، از جمله فیلترهای پارچه‌ای، مشترک‌تر، کارتریجی و غیره. انتخاب نوع فیلتر به میزان ذرات جامد معلق در روغن، نوع روغن و نیازهای تصفیه وابسته است.
- جداسازی مکانیکی: در این روش، فشار روغن از طریق یک فیلتر به گونه‌ای ایجاد می‌شود که ذرات جامد از روغن جدا شده و به عنوان آلودگی جمع‌آوری می‌شوند. این روش معمولاً در سیستم‌های کوچک‌تر و ترانسفورماتورهای کوچک‌تر استفاده می‌شود.
- استفاده از سانتریفیوژ (Centrifugation):سانتریفیوژ یک دستگاه است که با چرخش سریع، ذرات جامد را از روغن جدا می‌کند. این روش به ویژه برای ذرات جامد کوچک و سبک کاربرد دارد.
- استفاده از واحدهای تصفیه مخصوص (Filter Units):واحدهای تصفیه مخصوص، مخصوصاً برای تصفیه روغن ترانسفورماتورها طراحی شده‌اند و از ترکیبات مختلفی مانند فیلترها، کلیکرها و سایر ویژگی‌های تصفیه استفاده می‌کنند. این واحدها معمولاً به صورت اتوماتیک عمل می‌کنند و بر اساس تغییرات کیفیت روغن و آلودگی‌های جمع‌آوری شده، تصفیه را انجام می‌دهند.
تصفیه ذرات جامد از روغن بهبود کیفیت و عملکرد روغن را تضمین می‌کند و به دنباله‌رو کاهش خطرات و خرابی‌های ناشی از ذرات آلوده می‌شود. این مرحله به‌صورت منظم و در بازه‌های زمانی تعیین شده برای حفظ عملکرد بهینه ترانسفورماتورها انجام می‌شود.
تصفیه گازهای حل شده در فرآیند تصفیه
تصفیه گازهای حل شده (Degassing) یک مرحله مهم در فرآیند تصفیه روغن ترانسفورماتورها است که به منظور حذف گازهای حل شده در روغن انجام می‌شود. این گازها معمولاً شامل اکسیژن، نیتروژن، هیدروژن، متان و دیگر گازهای خنک‌کننده و تجزیه‌پذیری روغن می‌شوند. حضور این گازها به مرور زمان و به علت فشار و دماهای مختلف در داخل ترانسفورماتور افزایش می‌یابد و می‌تواند به مشکلاتی مانند حباب‌های گاز در روغن و افزایش فشار در داخل ترانسفورماتور منجر شود. برای حذف این گازها و بهبود خواص روغن و عملکرد ترانسفورماتور، از فرآیند تصفیه گازهای حل شده استفاده می‌شود.
مراحل اصلی تصفیه گازهای حل شده در روغن عبارت‌اند از:
- استفاده از واحدهای تخلیص مخصوص (Degassing Units): این واحدها شامل مخازن و محفظه‌های ویژه‌ای هستند که با استفاده از فرآیندهای خاص، گازهای حل شده را از روغن جدا می‌کنند. این واحدها معمولاً از فرآیندهای مکانیکی و فیزیکی مثل گرمایش، وکیوم (فشار کم) و تغییر شدت فیلتراسیون برای حذف گازها استفاده می‌کنند.
- فرآیند گرمایش (Heating Process):با گرم کردن روغن به دمای بالا، گازهای حل شده در روغن به صورت حباب‌های کوچک ترکیب‌شده و از روغن جدا می‌شوند. دماهای بالاتر به ازای فشار کمتر به حذف بهتر گازها کمک می‌کند.
- فرآیند وکیوم (Vacuum Process): در این فرآیند، فشار داخل محفظه تخلیص کاهش می‌یابد، که این باعث می‌شود گازهای حل شده در روغن به صورت حباب‌های بزرگ‌تر جدا شده و به سطح بالاتری از روغن نزدیک‌تر می‌شوند. این حباب‌های گاز سپس باعث خروج از روغن می‌شوند.
تصفیه گازهای حل شده در روغن بهبود خواص عایقی و حرارتی روغن را تضمین می‌کند و از خطرات ناشی از حباب‌های گاز و افزایش فشار داخلی ترانسفورماتور جلوگیری می‌کند. این مرحله می‌تواند به‌طور منظم انجام شود تا روغن همیشه در وضعیت بهینه و بدون آلودگی گازی باشد.
تصفیه به وسیله کلیکرها
تصفیه به وسیله کلیکرها (Oil Regeneration) یک مرحله پیشرفته در فرآیند تصفیه روغن ترانسفورماتورها است که به منظور بهبود کیفیت روغن و حذف آلودگی‌ها و ترکیبات خوردگی از آن انجام می‌شود. کلیکرها مواد شیمیایی خاصی هستند که با ترکیب با ترکیبات خوردگی و آلودگی‌های موجود در روغن، آنها را تجزیه کرده و از روغن جدا می‌کنند. این فرآیند معمولاً در واحدهای تصفیه و تجدید روغن خاص انجام می‌شود.
مراحل اصلی تصفیه به وسیله کلیکرها عبارت‌اند از:
- تزریق کلیکر: در این مرحله، مقدار مناسبی از کلیکر به روغن اضافه می‌شود. کلیکرها معمولاً از جنس مواد خاصی مانند کیسه‌های حبابی کربنی یا کیسه‌های زئولیتی هستند که توانایی جذب ترکیبات خوردگی، آلودگی‌ها و گازهای حل شده را دارند.
- مخلوط‌کردن: پس از افزودن کلیکر به روغن، مخلوط‌کردن انجام می‌شود تا کلیکر به طور یکنواخت در روغن توزیع شود و با ترکیبات آلوده و خوردگی واکنش دهد.
- جذب و تجزیه: کلیکرها با ترکیبات خوردگی و آلودگی در روغن واکنش می‌دهند و آنها را جذب می‌کنند. در نتیجه، ترکیبات خوردگی و آلودگی از روغن جدا شده و به کلیکر متصل می‌شوند.
- ترشح و جداسازی: پس از انجام واکنش‌ها و جذب ترکیبات آلوده توسط کلیکر، کلیکر و آلودگی‌های جذب‌شده از روغن جدا می‌شوند. این می‌تواند به وسیله فیلتراسیون یا سایر روش‌های مکانیکی انجام شود.
- تجدید روغن:پس از حذف ترکیبات آلوده، روغن پاک‌شده و تجدیدشده به ترانسفورماتور برگردانده می‌شود. این روغن دارای کیفیت بهتری می‌باشد و می‌تواند عمر مفید ترانسفورماتور را افزایش دهد.
تصفیه به وسیله کلیکرها بهبود خواص و کیفیت روغن را تضمین می‌کند و به ترانسفورماتورها اجازه می‌دهد تا در شرایط بهینه‌تر و با کاهش خطرات تخریب عمل کنند. این فرآیند به‌طور دوره‌ای و با توجه به نیازهای ترانسفورماتورها انجام می‌شود.
آزمون‌های کیفیت روغن
آزمون‌های کیفیت روغن ترانسفورماتورها ابزارهای مهمی هستند که برای ارزیابی و بررسی وضعیت و کیفیت روغن مورد استفاده قرار می‌گیرند. این آزمون‌ها به تشخیص مشکلات محتمل در روغن، افزایش دقت در تشخیص خرابی‌های ترانسفورماتورها و نگهداری بهینه تجهیزات کمک می‌کنند. در زیر، به برخی از آزمون‌های کیفیت روغن ترانسفورماتورها اشاره می‌کنم:
- آزمون تنش سطحی (Interfacial Tension Test): این آزمون برای اندازه‌گیری توانایی روغن در جدا کردن خود از آب استفاده می‌شود. توانایی خوب تنش سطحی نشان‌دهنده وجود رطوبت و آب کمتر در روغن است. این آزمون به تشخیص و مدیریت آلودگی رطوبتی کمک می‌کند.
- آزمون مقاومت الکتریکی (Dielectric Strength Test): این آزمون به اندازه‌گیری مقاومت الکتریکی روغن به عنوان یک ماده عایق برای جلوگیری از عبور جریان الکتریکی از یک الکترود به دیگری کمک می‌کند. این مقاومت الکتریکی نشان‌دهنده وجود آب، ذرات جامد و مواد آلوده در روغن است.
- آزمون اسیدیته (Acidity Test): این آزمون برای اندازه‌گیری میزان اسیدیته در روغن استفاده می‌شود. میزان اسیدیته نشان‌دهنده حداکثر توانایی روغن در تحمل اسیدها است که ممکن است از عملکرد روغن و ترانسفورماتور تحت تأثیر قرار بگیرد.
- آزمون تست تراوش روغن (Oil Breakdown Voltage Test): این آزمون برای اندازه‌گیری ولتاژی که روغن در زمان تخریب الکتریکی توسط یک جریان الکتریکی از خود عبور می‌دهد، استفاده می‌شود. این آزمون نشان‌دهنده توانایی روغن در مقاومت در مقابل خرابی الکتریکی است.
- آزمون فشار اکسیدانی (Oxidation Stability Test):این آزمون به اندازه‌گیری مقاومت روغن در برابر اکسیداسیون و تجزیه ناشی از حرارت و اکسیژن می‌پردازد. نتایج این آزمون به تشخیص و مدیریت خوردگی و پیری روغن کمک می‌کند.
- آزمون تشکیل رسوب (Sludge Formation Test): این آزمون برای اندازه‌گیری توانایی روغن در تشکیل رسوب‌ها و ذرات جامد در شرایط تست مشخص استفاده می‌شود.
- آزمون رنگ (Color Test): این آزمون برای اندازه‌گیری رنگ روغن استفاده می‌شود، که می‌تواند به نشان‌دهنده اکسیداسیون و پیری روغن باشد.
این آزمون‌ها به کمک یکدیگر و با ترکیبی از نتایج، به تجزیه و تحلیل کیفیت و وضعیت روغن کمک می‌کنند و به نگهداری بهینه ترانسفورماتورها و پیشگیری از خرابی‌های ناشی از کیفیت نامناسب روغن کمک می‌کنند.
روش‌های تصفیه روغن ترانسفورماتور
- تصفیه مکانیکی: از طریق فیلترها و دستگاه‌های تصفیه، ذرات معلق و آلودگی‌های جامد از روغن جدا می‌شوند.
- خشک‌کردن روغن: با استفاده از فرآیندهای حرارتی و فشار کاهش، رطوبت موجود در روغن کاهش پیدا می‌کند.
- تصفیه با استفاده از مواد جاذب: موادی مانند سیلیکاژل یا زئولیت می‌توانند رطوبت و گازهای محلول در روغن را جذب کنند.
- تصفیه با واکشی: با استفاده از فرآیندهای واکشی، گازها و مواد آلی محلول در روغن جدا می‌شوند.
- رفع اسیدها و مواد پلیمری: با استفاده از مواد شیمیایی مختلف، اسیدها و مواد پلیمری از روغن جدا می‌شوند.
- رگنراسیون روغن: در این فرآیند، خصوصیات روغن به وضعیت اولیه خود باز می‌گردد. روغن با استفاده از مواد شیمیایی خاص تصفیه شده و از آلودگی‌ها و مواد ناخواسته خلاص می‌شود.
برای حفظ عملکرد بهینه ترانسفورماتور و جلوگیری از مشکلات ناشی از آلودگی روغن، باید به طور منظم به تصفیه و تجدید حیات روغن ترانسفورماتور پرداخت.
