X
تبلیغات
استقلال همیشه قهرمان - نیروگاه نکاء

استقلال همیشه قهرمان

موفقیت از آن کسی است که تلاش کند نه به این و آن فکر کند


مقدمه : با رشد روزافزون جمعيت ، بزرگ شدن شهرها ، افزايش مصرف سرانه انرژي الكتريكي و وابستگي كليه فعاليتهاي اجتماعي اعم از صنعتي ، كشاورزي ، اقتصادي و خدماتي به انرژي الكتريكي و نيز لزوم تامين انرژي به صورت بديهي است كه تامين اين انرژي در مقياس بالا و به نحو مطلوب اجتناب ناپذير است . بديهي است كه تامين انرژي با مقياس و كيفيت فوق از طريق نيروگاه هاي محلي و كوچك نه تنها اقتصادي نبوده بلكه در اكثر موارد از نقطه نظرهاي مختلفي غير عملي مي باشد . از طرف ديگر احداث نيروگاه هاي بزرگ امروزه در نقاط خاص قابل توجيه بوده كه عمدتاً از مراكز مصرف دور بوده و بنابراين لازم است توليدشان از طريق خط انتقال كه به نحو مناسبي به يكديگر ارتباط مي يابند و تشكيل شبكه الكتريكي را مي دهند به مراكز صنعتي و مصرف هدايت كنند . اين گزارش کار آموزی شامل بخش هاي زير مي باشد: بخش اول ، به روشهای مختلف تولید انرژی الکتریکی و انواع نیروگاه ها ، مزایا و معایب آن و نیز انتخاب نیروگاه مناسب(مدیریت تولید) پرداخته شده است . بخش دوم ، کلیاتی راجع به نیروگاه نکا بیان شده است. بخش سوم به بررسي اجمالي به توربين ،ژنراتور ، سيستم خنك سازي ژنراتور كه باآب وهيدروژن انجام مي شود، تشريح منحني قدرت ژنراتور ، تشريح سيستم  تحريك ، اينورتر وتجهيزات حفاظتي واحد، كه بايد درهنگام شرايط اضطراري  برقدار باشد. پرداخته شده است . بخش چهارم ، به حفاظت اختصاصي ژنراتور اعم ازالكتريكي وغيرالكتريكي وحفاظت سيستم تحريك پرداخته شده است . بخش پنجم ،بحث ترانسفورماتورها و در بخش ششم به پست نیروگاه پرداخته شده است . و در بخش هفتم بلوک دیاگرام های نیروگاه بعنوان ضمیمه گنجانده شده است. 1- روشهای مختلف تولید انرژی الکتریکی :                                                1-1-  نیروگاه حرارتی                                                 1-2-  نیروگاه آبی                                                 1-3-  نیروگاه بادی ...-...-...-...-...-...-...-...-...-...-...-...-...-...-...-...-...-...-... 1-1-انواع نیروگاه های حرارتی :                                      1-1-1-  نیروگاه حرارتی با سوخت فسیلی                                      1-1-2- نیروگاه حرارتی با سوخت هسته ای                                      1-1-3- نیروگاه حرارتی با منابع نوین انرژی      ................................................................................................... 1-1-1-نیروگاه های سوخت فسیلی :                                                 - نیروگاه بخاری                                                 - نیروگاه گازی                                                 - نیروگاه دیزلی 1-1-3-نیروگاه حرارتی با منابع نوین انرژی:                                                 - نيروگاه برج خورشيدی                                                 -  نيروگاه ماهواره خورشيدی                                                 - نيروگاه سلول برق خورشيدی                                                 - نيروگاه زمين گرمايی                                                 - نيروگاه MHD 1-2-انواع نیروگاه های آبی :                                             1-2- 1- توربین ضربه ای یا عکس العملی                                             1-2-2 - تولید برق از جزرومد                                             1-2-3 - تولید برق از امواج                                           1-2-4- نیروگاه اوتک - نیروگاه بخاری :           اجزاء اصلی نیروگاههای بخار:              - پمپ                - بویلر                - توربین                - کندانسور         ویژگی های نیروگاه بخار :              1- زمان ساخت و تاسیس بالایی دارد.              2- زمان راه اندازی و بارگیری بالا می باشد.              3- نیاز به آب فراوان دارد .              4- راندمان بالایی دارد و هزینه تولید انرژی الکتریکی آن   پائین می باشد.              5- سوخت های ارزان و سنگین ( سوخت های فسیلی ) را مورد مصرف قرار می دهد.              6- تغییر بار به همراه افت راندمان می باشد (کاهش عمر قطعات و تجهیزات ) ولی تغییر بار را می پذیرد.              7- اصول کار آن ساده است. 2- نیروگاه گازی در این نیروگاه چون سیال عمل کننده در سیکل ترمودینامیکی آن  گازی به نام هواست بنابراین به این نیروگاه گازی گویند . اجزاء اصلی یک نیروگاه گازی : کمپرسور محفظه احتراق توبین گاز کمپرسور: هوا را از محیط دریافت کرده و فشار هوا را بالا می برد که می توان به دو صورت زیر راه اندازی کمپرسور را انجام داد. الف ) موتور دیزل ب  ) موتور سنکرون از این دو فقط در مرحله راه اندازی می توان استفاده کردو وقتی راه اندازی شد یعنی توان تولید شده کمپرسور و توربین یکسان شد دیزل از مدار جدا شده و توربین روی محور کمپرسور می افتد . در مورد راه اندازی کمپرسور با موتور سنکرون می توان گفت که از ژنراتور سنکرون موجود در نیروگاه ( چرخه نیروگاه  ) استفاده می شود . که در حالت اول ژنراتور سنکرون از شبکه توان می گیرد و کمپرسور راه اندازی می شود و بعد از اینکه توربین راه افتاد آنگاه توان موتور با توان توربین شبکه برابر شده که در این حالت نه توان می گیرد و نه توان می دهد اگر توان تحویلی زیاد باشد آنگاه موتور سنکرون به صورت یک ژنراتور عمل کرده و توان را می گیرد که این عامل یعنی استفاده از ژنراتور به جای موتور  باعث می شود که سنکرون کردن با شبکه را نداشته باشیم .هوای فشرده شده در خروجی کمپرسور در اختیار است که وارد محفظه احتراق می شود و از آنجا وارد توربین گاز می شود که این توربین گاز هم محور با کمپرسور و ژنراتور سنکرون می باشد . گازهای داغ ناشی از محفظه احتراق به توربین خورده و توربین را می چرخاند و توان تولید می شود و توان تولیدی ژنراتور را به حرکت در آورده و برای ما برق تولید می کند. گازهای داغ ایجاد شده در هوا رها می شود که تشکیل یک نیروگاه گازی با سیکل باز را می دهد .اگر سوخت ما سوخت تمیزی نباشد گاز داغ وقتی به پره های توربین گاز می خورد در آن خوردگی ایجاد شده و عمر سیستم کم می شود . سیکل باز: اصول کار آن مثل توربین جت می باشد. دور توربین های گاز خیلی بالاست در نتیجه ژنراتور در سرعت بالا فرکانس آن خیلی زیاد می شود در نتیجه یک جعبه گیربکس بین توربین و ژنراتور قرار می دهند تا دور را در دور نامی ژنراتور ثابت نگه دارند و با اینکار توان بالا می رود. سیکل بسته : می توان برای گرم کردن هوا مقداری Q (انرژی ) به آن داده شود که این انرژی یا حرارت می تواند توسط راکتور اتمی یا سوختهای دیگر تامین شود که قیمت سیکل بسته از سیکل باز آن گران تر است چون هم سوخت زیاد شده و هم مبدل حرارتی استفاده می شود .متوسط حرارت گاز500  درجه سانتیگراد و بیشتر می باشد. به علت اینکه تیغه های کمپرسور نمی تواند حرارت بالا را تحمل کند برای همین در سیکل بسته از مبدل حرارتی استفاده می شود تا حرارت هوا گرفته شود و کمپرسور آسیب نبیند . در سیکل بسته باید جای محفظه احتراق را با مبدل حرارتی عوض کرد یعنی هوا دیگر نمی سوزد بلکه هوا در مجاورت سوخت گرم شده و به توربین می رسد و سپس توسط یک مبدل حرارتی دیگر حرارت آن گرفته و در چرخه قرار می گیرد . ویژگی های سیکل بسته : 1- از سوخت کثیف ( مازوت ، زغال سنگ و غیره ) می توان استفاده کرد چون فقط گرمای حاصل از احتراق سوخت ها مورد استفاده قرار میگیرد و پره های توربین آسیب نمی بیند. 2- این نیروگاه می تواند کنار یک راکتور اتمی قرار بگیرد. 3- راندمان آن نسبت به سیکل باز کمتر است. ویژگی های یک نیروگاه گازی : زمان احداث و تاسیس کوتاه می باشد . زمان راه اندازی و بارگیری کم می باشد. نیاز به آب ندارد .  راندمان پایین می باشد ( یعنی تلفات زیادی در کمپرسور مصرف می شود حدود 3/2 کل ) قدرت آن متوسط می باشد. نیاز به سوخت تمیز دارد.( گاز و گازوئیل ) - نیروگاه دیزلی : برخلاف نیروگاه های بخاری و گازی که از ژنراتورهای با قطب صاف استفاده می شود نیروگاه دیزلی  از ژنراتور با قطب برجسته استفاده می شود که این به خاطر این است که سرعت این ژنراتورها کم باشد تا راندمان بالا رود یعنی راندمان سوخت به انرژی الکتریکی بالاست . در نیروگاه دیزل ژنراتور هفت یا هشت قطب است که به موتور وصل می شود . در نیروگاه های گازی و بخاری ژنراتور دو قطب ( قطب صاف ) بوده که ژنراتور در نیروگاه بخاری به طور مستقیم به علت سرعت نسبتا پایین و در نیروگاه گازی به وسیله گیربکس به علت سرعت بالا به توربین وصل می شود . ویژگی های نیروگاه دیزلی :  زمان احداث فوق العاده کمی دارد .  زمان راه اندازی و بارگیری کم می باشد.  نیاز به آب زیاد ندارد .  نسبت به واحدهای بخاری و گازی هزینه تولید برق بالاتر می باشد .  در قدرت های پائین ساخته می شود.  به عنوان منبع اضطراری نیز مورد استفاده قرار می گیرد.  راندمان پائین می باشد.  نیاز به سوخت تمیز دارد. 1-1-2- نیروگاه های حرارتی با سوخت اتمی : تنها تفاوت نیروگاه حرارتی سوخت اتمی با سوخت فسیلی در بویلر می باشد . در نیروگاههای حرارتی با سوخت اتمی دو مسئله مهم وجود دارد: 1)      شکافت هسته ای ( تلاشی ): با بمباران هسته ای عناصر و  تبدیل به عناصر کوچکتر می توانیم به هسته آنها دست یابیم. 2)      همجوشی هسته ای :تبدیل عناصر کوچکتر به بزرگتر می باشد.یعنی هسته اتم های سبک باهم ترکیب می شوند و اتم سنگین تر را تولید می کنند که از این واکنش گرما تولید می شود. این نیروگاه ها معایب فراوانی دارند که عبارتند از : 1)      دفع زباله های هسته ای مشکل است. 2)      تغییر بار را نمی پذیرد . چون همانند سوخت نیست که با افزایش بار سوخت را اضافه کرد . 3)      فقط در قدرت های بالا، اقتصادی هستند( mw 2000 و بالاتر) 4)      به خاطر کارهای تحقیقاتی نیروگاههای کوچک احداث می شود . 5)      زمان احداث آن بالا است . 6)      زمان بارگیری آن طولانی است. 7)      در این نیروگاه ها باید مسائل زمین شناسی را در نظر گرفت . 8)      آب زیادی نیاز دارند . 9) همجوشی هسته ای تنها مشکل آن است که راه اندازی آن با درجه حرارت بالا مشکل است و همچنین تداوم و محل نگه داشتن این حرارت بالا می باشد .   1-1-3- نیروگاه حرارتی با منابع نوین انرژی:                                                 1)  نيروگاه برج خورشيدی                                                 2)  نيروگاه ماهواره خورشيدی                                                 3)  نيروگاه سلول برق خورشيدی                                                 4)  نيروگاه زمين گرمايی                                                 5)  نيروگاه MHD ................................................................................ 1) نيروگاه برج خورشيدی : در این نیروگاه به وسیله ابزار جمع آوری گرما ، گرمای خورشید گرفته شده و به آب داده می شود تا آب بخار شود در ضمن ممکن است به هر علتی مشکلی در خورشید ( ابدی شدن ،شب و ... ) پیش آید از بویلر جداگانه نیز استفاده می شود .     ویژگی های نیروگاه برج خورشیدی :         1- زمین زیادی لازم دارد .          2- در همه ساعات شبانه روز آفتاب نیست.          3- تعداد ساعات آفتابی باید مناسب باشد . 2) نيروگاه ماهواره خورشيدی : نیروگاه ماهواره خورشیدی را در جو زمین قرار می دهند یعنی سیستم جمع آوری انرژی خورشیدی را در جایی قرار می دهند که نه ابر باشد و نه اینکه شب تاثیر گذار باشد. اما مشکل اساسی انتقال انرژی به زمین وجود دارد  که این کار تقریبا امکان ندارد. 5) نيروگاه MHD : اجسام به دو دسته عایق و هادی تقسیم می شود و یک سری اجسام نیمه هادی داریم که این نوع اجسام نه هادی خوبی هستند و نه عایق خوب ، مزیت این اجسام این است که می توان با آنها عناصر الکتریکی ساخت . Htsc ها ابر رساناهایی هستند که در دماهای بالاتر می توانیم به آن دست پیدا کنیم . در ابر رساناها اگر دما از آن دمایی که دمای بحرانی می گویند بیشتر شود بلافاصله خاصیت ابر رسانایی از دست می رود و سریعا سیستم از بین می رود و باید یک سیستم کنترل بسیار دقیق در کنار ابر رساناها باشد تا دما را ثابت نگه دارد . Magneto  hydro dynamic           :  MHD این نیروگاه حالت چهارم حالت بخاری است که در این نوع به جز حالتهای جامد و مایع و گاز حالت پلاسما است . حالت پلاسما حالتی است که یون های مثبت و منفی از هم جدا می شوند یا به اصطلاح یونیزه می شود . ما در اینجا توسط ابر رسانا یک میدان مغناطیسی بسیار شدید ایجاد می کنیم . می دانیم که در این حالت بارهای مثبت و منفی از هم جدا شده در روی دو صفحه بالا و پایین می نشیند . در ادامه کار این گازهای داغ تولید شده در یک نیروگاه بخاری استفاده می گردد . 1-2- نیروگاه آبی : در این نیروگاه از انرژی آب برای تولید برق استفاده می شود . تبدیل نیروی عظیم آب به نیروی الکتریکی از بدو پیدایش صنعت برق مورد توجه خاص قرار داشته است زیرا علاوه بر اینکه آب آسان در اختیار نیرو گاه و صنعت قرار می  گیرد تلف نمی شود و از بین هم نمی رود بخصوص موقعی که بتوان پس از تبدیل انرژی آب به انرژی الکتریکی ، در صنعت کشاورزی نیز از آن استفاده کرد ارزش چنین نیروگاهی دو چندان می گردد . آن چیزی که استفاده از نیروی آب را برای تولید انرژی الکتریکی محدود می کند و به آن شرایط خاصی می بخشد گرانی قیمت تاسیسات (سد و کانال کشی و غیره ) می باشد . از این جهت است که در کشور های مترقی و پیشرفته و صنعتی با وجود رودخانه های پر آب و امکانات آب فراوان هنوز قسمت اعظم انرژی الکتریکی توسط نیرو گاه های حرارتی تولید می شود و نیروگاه های حرارتی تولید می شود و نیروگاههای آبی فقط در شرایط خاص می تواند از نظر اقتصادی با نیروگاههای حرارتی رقابت کند. در این نیروگاه از4روش برای تولید اسنفاده می شود : 1-2-1-توربین ضربه ای یا عکس العملی 1-2-2-تولید برق از جزرومد 1-2-3-تولید برق از امواج 1-2-4-نیروگاه اوتک     .................................................................................................................. 1-2-1-توربین ضربه ای یا عکس العملی : با توجه به موقعیت آبی که در محیط قرار دارد 3 توربین طراحی می شود: 1) توربین پلتون (ضربه ای ) 2) توربین فرانسیس (عکس العملی ) 3) توربین کاپلان ( عکس العملی ) از توربین پلتون در جایی استفاده می شود که فشار آب زیادی در دست باشد .که آب با فشار توسط یک شیپور یا جت به قاشقک های توربین برخورد می کند و آن را با سرعت می چرخاند و سپس با وصل به ژنراتور در آن برق تولید می شود . نکته : چون توربین های آبی کند گرد هستند در نتیجه ژنراتورهای این نیروگاه ها نیز قطب برجسته هستند . ویژگی های نیروگاه آبی 1)      زمان ساخت در احداث بالا می باشد. 2)      زمان راه اندازی و بارگیری کم می باشد . 3)      نیاز به آب فراوان دارد . 4)      تولید برق تابعی از بارش سالیانه می باشد. 5)      هزینه تولید برق پایین است . ( با توجه به چند منظوره بودن سیستم ) 6)      هیچگونه آلودگی زیست محیطی ندارد. ( ولی اکوسیستم را تحت تاثیر قرار می دهد ) .....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-..... تذکر : خاموش کردن نیروگاه های حرارتی خیلی مشکل است برای همین چند کار انجام می دهند یک روش باز کردن مسیر by pass که بخار را به خارج انتقال می دهد . در ضمن نمی توان ناگهان یک قسمت را خاموش کرد چون بخار فراوان (آب فراوان) باعث فشار زیاد به یاتاقان ها می شود و کار ژنراتور به مخاطره می افتد. تذکر : در نیروگاه های آبی نیز خاموش کردن ناگهانی باعث می شود تا دبی آب فراوانی که قبلا عبور می کرد به صورت ضربه ای به پره های یاتاقان ( توربین ) شار آورده و باعث شکستن آن شود که به آن ضربه کله قوچی گویند که یک روش برای جلوگیری از این خطر استفاده از جت دفلکتور می باشد.  شیر جت دفلکتور موجب می شود تا آب دیگر به پره ها برخورد نکند و به سمت پایین هدایت شود. 1-2-2-  نیروگاه جزرومد از جریان آب در جزر و مد برای تولید برق استفاده می شود که دو قسمت بالا و پایین دارد .در هنگام مد (بالا آمدن آب ) آب از قسمت بالا وارد شده و توربین را می چرخاند و د ر هنگام جزر ( پایین آمدن آب ) آب از قسمت پایین عبور کرده و توربین پایین را می چرخاند که می توان برق تولید کرد . 1-2-3-تولید برق از امواج دمای آب و سطح ساحل فرق می کند که این اختلاف دما باعث تولید باد می شود که این باد تولید موج می کند و از این موج ها برای تولید برق استفاده می شود که خود روشهای مختلف دارد .از انرژی امواج دریا برای پمپ کردن آب به توربین و گرداندن آن استفاده می شود 1-2-4-نیروگاه اوتک از اختلاف دمای نقاط مختلف آب دریا برای تولید برق استفاده می کنیم . -3-نیروگاه بادی استفاده از توربین های بادی برا ی چرخاندن ژنراتورها و تولید برق و عدم تناوب باد باعث ایجاد مشکل می شود .در این نیروگاه ها از ژنراتورهای Dc و Ac و سنکرون و آسنکرون استفاده می شود . که در این حالت ژنراتورهای القایی کاربرد زیاد دارند چون با توجه به تغییرات باد و سرعت کار می کنند ولی ژنراتورهای سنکرون باید حتما سرعت آنها ثابت باشد وتنها مشکل این ژنراتورهای القایی تولید توان راکتیو آن است د ر نیروگاه های بادی دو سرعت کاتین و کاتد داریم که سرعت کاتین نمی تواند ژنراتور را بچرخاند و سرعت کاتد سرعت خیلی بالایی است و باعث آسیب در کار ژنراتور می شود چون هر ژنراتور دارای توان کاری خاص خودش می باشد . -4- انتخاب نیروگاه مناسب(مدیریت تولید ):  مدیریت تولید مبحثی است که در آن سعی می شود با حداقل هزینه به مصرف کننده ها جواب داده شود . بار مصرفی شبکه به سه دسته تفسیم می شود : -بار پایه : باری است که تمام ساعات طول روز و شب استفاده می شود . -بار میانی : حدود 14 تا 16 ساعت در طول شبانه روز استفاده می شود . -بار پیک : این باری است که در طول شبانه روز 2 تا 4 ساعت استفاده می شود . -بار پایه : برای تولید، بار پایه اگر زیا د باشد از نظر اقتصادی نیروگاه اتمی مقرون به صرفه است ولی اگر قدرت پایین باشد نیروگاه بخاری بهترین است . نیروگاه اتمی تغییر بار نمی پذیرد پس برای پایه مناسب است اگر بار نیروگاه بخاری را کم و زیاد کنیم راندمان کم می شود و عمر نیروگاه هم کم می شود . معمولا از نیروگاههای بخاری نو نیز می توان برای  بار پایه استفاده کرد یعنی بهتر است برای تولید بار پایه استفاده کرد در ضمن می توان از نیروگاه آبی نیز برای بار پایه استفاده کرد چون برای آب هزینه داده نمی شود وهم ضریب استفاده بالاست اگر آب در دسترس باشد . نیروگاه بخاری که کمی قدیمی شود از بار پایه به بار میانی برده می شود چون نیروگاه کهنه راندمان آن کمی پایین می آید . نیروگاه های آبی برای بار میانی مفید واقع می شوند چون مشکل تغییر بار در این نیروگاه ها نداریم . بار پیک : نیروگاههای گازی را می توانیم برای تولید بار پیک استفاده کرد زیرا : 1)      هزینه احداث کم است . 2)      سوخت آن تمیز است . 3)زمان بارگیری وراه اندازی کم که یکی از علتهای مهم است. همچنین نیروگاه آبی نیز برای این امر مهم است و استفاده می شود چون سریع می تواند زیر بار برود . -1- کلیاتی راجع به نیروگاه نکا : نیروگاه نکاء (شرکت مدیریت تولید برق نکاء نیروگاه شهید سلیمی ) در ساحل دریای خزر در 23 کیلومتری نکاء واقع شده است ، دارای 4 واحد بخاری با قدرت تولید ناخالص 440 مگاوات می باشد . علاوه بر واحدهای بخاری دارای 2 واحد گازی هر یک به قدرت اسمی 5/137 مگاوات نیز می باشد بدین ترتیب ظرفیت اسمی کل نیروگاه معادل 2035 مگاوات می باشد . 2-2-اجرای طرح : شرکت کامیران مهندس مشاور و کنسرسیوم مازندران متشکل از شرکتهای بی .بی.سی ، بابکوک و بیل فینگربرگر با مسئولیتهای به شرح زیر اجراءکننده نیروگاه شهید سلیمی بوده اند : - شرکت بیل فینگربرگر :                        عملیات ساختمانی و محوطه سازی - شرکت بی بی سی   :                           توربین و ژنراتور و سیستم کنترل - شرکت بابکوک   :                                 بویلر و تصفیه خانه قرار داد نیروگاه در تاریخ 8/6/1354 منعقد گردیده و اولین راه اندازی واحدها در تاریخ های زیر صورت گرفته است :                      - واحد بخاری شماره 1 :                 2/7/1358                      - واحد بخاری شماره2  :              18/1/1359                      - واحد بخاری شماره3  :              23/7/1359                      - واحد بخاری شماره4  :              13/8/1360 مشاور طرح پست فشار قوی نیروگاه شرکت مهاب – گیبز اندهیل و اجراء کننده آن شرکت میتسو بیشی بوده است. قرارداد پست در تاریخ 6/10/1355 منعقد شده و در تاریخ 4/12/1359 مورد بهره برداری قرار گرفته است . 2-3-آب مصرفی : آب شیرین مصرفی نیروگاه بوسیله سه حلقه چاه به عمق تقریبی 150 متر که در اطراف ایستگاه تخلیه سوخت نکا قرار دارد تامین می شود .  قسمتی از آب خروجی این چاه ها به داخل یک استخر سر پوشیده به ظرفیت 1000 متر مکعب در ایستگاه نکا منتقل می شود و مابقی بوسیله خط لوله ای بطول 25 کیلومتر به دو استخر سرپوشیده دیگر به حجم کل 1500 متر مکعب که در مجاورت تصفیه خانه نیروگاه قرار دارند سرازیر شده و از آنجا به یک مخزن به ارتفاع 75 متر و حجم 450 متر مکعب پمپ می گردد . آب مصرفی بخش های زیر از استخرهای سرپوشیده و مخزن مرتفع آب تامین می شود : الف : آب مصرفی ایستگاه تخلیه سوخت نکا از استخرهای سرپوشیده در محل تامین شده و به کمک تصفیه خانه کوچکی که در مجاورت استخرها قرار دارد آب آشامیدنی ایستگاه نیز تامین می شود . ب : آب آشامیدنی نیروگاه از منابع فوق تامین شده و پس ا ز فیلتراسیون مصرف می شود . ج : آب مورد نیاز تصفیه خانه که با ظرفیت180 متر مکعب در ساعت آب مقطر مصرفی نیروگاه را با استفاده ا ز سیستم مبدل یونی (Demineralization ) تامین می نماید . د : آب مورد نیاز سیستم آتش نشانی نیز از منابع فوق تامین می گردد جهت اطمینان بیشتر ، سیستم اضطراری آتش نشانی با استفاده ا ز آب دریا ن-4-سوخت مصرفی نیروگاه : سوخت اصلی نیروگاه گاز طبیعی می باشد که از منابع گاز سرخس تامین و بوسیله یک رشته خط لوله به نیروگاه منتقل می گردد مصرف گاز هر واحد برابر    NM3/h   110,000 می باشد . سوخت کمکی نیروگاه نفت کوره (مازوت )  است که از طریق تانکرهای راه آهن به ایستگاه تخلیه سوخت نکا که در فاصله 20 کیلومتری نیروگاه و در کنار خط راه آهن نکا قرار دارد تحویل و توسط خط لوله به نیروگاه منتقل می گردد.  ظرفیت خط لوله برابر 1500 متر مکعب در روز می باشد که بدلیل کمبود گاز تحویلی و نیاز به سوخت مایع بیشتر ، قابلیت انتقال سوخت به میزان مورد نیاز را نمی باشد بدین جهت در مواقع لزوم کسری سوخت بوسیله نفت کش های جاده پیما از ایستگاه سوخت نکا و یا مستقیما در نقاط دیگر چون تهران ، تبریز و اصفهان بارگیری می شوند . مشخصات تانک های سوخت در ایستگاه نکا و نیروگاه نکا :              -تانک ذخیره نفت کوره در ایستگاه نکا                    7000 متر مکعب              -تانک ذخیره نفت کوره در نیروگاه                 2×70000 متر مکعب              -تانک ذخیره نفت کوره در بویلر کمکی نیروگاه              60متر مکعب              -تانک ذخیره نفت گاز در ایستگاه نکا                      1000 متر مکعب              -تانک ذخیره نفت گاز درنیروگاه                             1000 متر مکعب              -تانک ذخیره نفت گاز برای دیزل های اضطراری     2×20 متر مکعب ذخیره سازی سوخت مایع نیروگاه بهره برداری با بار کامل را برای حداکثر 14 روز را ممکن می سازد . یز پیش بینی شده است. 2-5-آب خنک کننده :                                 Circulating water system آب خنک کننده جهت تقطیر بخار خروجی از توربین از دریا تامین شده و پس از کلر زنی توسط 8 عدد پمپ که هر کدام 50% می باشند به طرف واحد فرستاده می شود و برای هر  واحد دو عدد پمپ در نظر گرفته شده است . آب دریا در داخل واحد به سه شاخه تقسیم می شود . 1-قسمت اصلی آن وارد ( Main Condenser ) می گردد و پس از گذشتن از والو دروازه ای وارد واتر باکس گشته  و از داخل 15600 عدد لوله عبور می نماید و وارد واتر باکس خروجی می گردد و در نهایت وارد SEAL PIT می گردد . 2-آب وارد کندانسور بویلر فید پمپ توربین می گردد و خروجی آن به SEAL PIT می رود. 3-آب وارد کولرهای آب سرویس می گردد و خروجی آن نیز به SEAL PiT می رود . - دمای آب خنک کننده (ورودی به کندانسور )  21    درجه سانتیگراد - دمای آب خنک کننده( خروجی از کندانسور )      31 درجه سانتیگراد - تناژ 2 عدد Cw.pump                                             52000 m3/h        - تناژ هر یک از پمپ ها به تنهایی                                   26000 m3/h - فشارخروجی پمپ                                                        1.3 kg/cm3 - سرعت پمپ                                                                    420 rpm - سرعت موتور                                                                                                   1500 rpm - قدرت موتو ر                                                                  kw 1275 - ولتاژ تغذیه موتور                                                                kv 6.3 - تعداد پمپ های 4 واحد                                                          8عدد آب دریا پس از SEAL Pit وارد کانال خروجی آب دریا گشته و به دریا باز می گردد. به منظور حفاظت محیط زیست سیستم خروجی آب طوری در نظر گرفته شده است که اختلاف درجه حرارت آب خروجی و آب دریا در شعاع 200 متری دهانه کانال خروجی کمتر از 2 درجه باشد . -6-بویلر( دیگ بخار) : بویلر یک سیستم ترمودینامیکی است جهت تبدیل انرژی شیمیایی آزاد شده سوخت به انرژی حرارتی سیا لی عامل . (مثلا آب ) در حقیقت لفظ بویلر از فعل Tobile یعنی جوشاندن استخراج شده لذا بویلر به معنی جوشاننده می باشد . بویلر ( ديگ بخار)نيروگاه نكا از نوع بدون مخزن ( once through ) بوده و كوره  آن از دو محفظه متصل بهم تشكيل شده كه هم با مازوت و هم با گاز طبیعی کار می کند . اين دو محفظه از 14 عدد مشعل تشكيل شده که آب را توسط پيش گرم كنها به حرارت 200 درجه سانتيگراد و سپس به بخار سوپر هيت جهت بحركت درآوردن توربين تبديل مي كنند .  براي اينكه بخار کار بيشتري در توربين انجام دهد لازم است كه فشار و درجه حرارت آن بالا رود اما ميزان اين افزايش از نقطه نظر متالوژي و مسائل مربوط به استقامت لوله ها و مسئله خوردگي ( كه با افزايش درجه حرارت و فشار زيادترمي شود ) ،دارای محدوديت مي باشد و از طرف ديگر با افزايش درجه حرارت دود خروجي نيز دماي زيادتري خواهد داشت كه اين امر سبب پايين آمدن راندمان مي گردد.   2-7- مشخصات بويلر نيروگاه نكا :                                                          سوخت گاز               سوخت مازوت - فشار بخار سوپر هيت                             190at                            196at - درجه حرارت بخار سوپر هيت                530 c                             530 c - دبي بخار                                        1308 t/h                     1472.3 t/h - درجه حرارت خروجي از كوره                120 c                             160 c - مصرف سوخت                       H029h  m3/h                   94948 kg/h ارتفاع بويلر 61.60 متر ، ارتفاع كف بويلر 8 متر ، ارتفاع دودكش    134m .    بررسي توربو ژنراتور و تجهيزات جانبي واحد: مقدمه  : ماشين سنكرون به عنوان يك مولد متناوب به وسيله توربين به حركت در آمده وانرژي مكانيكي را به انرژي الكتريكي تبديل مي كند اين ماشين مهمترين توليد كننده انرژي الكتريكي در جهان به حساب مي آيد . دو بخش اصلي ماشين سنكرون از مواد فرو مغناطيسي ساخته شده است . بخش ثابت آن آرميچر و يا استاتور نام دارد . استاتور يك استوانه تو خالي است كه در لايه داخلي آن شيارهاي طولي تعبيه شده است . درون شيارها : كلافهاي سيم پيچ آرميچر قرار مي گيرد . سيم پيچ آرميچر در مولد سنكرون جريان تغذيه بار يا سيستم را عبور مي دهد . بخش گردنده ماشين سنكرون روتور نام دارد . روتور استوانه توپر است كه بر محور ماشين واقع شده وداخل استاتور مي چرخد . سيم پيچ روتور سيم پيچ تحريك نام دارد و اين سيم پيچ با جريان مستقيم تغذيه مي شود . نيروي محركه مغناطيسي قوي  ناشي از جريان سيم پيچ تحريك با نيروي محركه مغناطيسي ناشي از جريان سيم پيچي آرميچر تداخل مي يابد . فوران برآيند در فاصله هوايي استاتور و روتور سبب القاي ولتاژ در كلافهاي سيم پيچ آرميچر و ايجاد گشتاور الكترو مغناطيسي بين استاتور و روتور مي گرد . منبع تغذيه مستقيم سيم پيچ تحريك ، تحريك كننده نام دارد . اين منبع ، يا يك مولد مستقيم سوار بر محور ماشين است يا يك منبع تغذيه مستقيم جداگانه بوده كه از طريق جاروبكهاي مرتبط با حلقه هاي لغزان به سيم پيچ تحريك وصل است . تحريك كننده مولد متناوب بزرگ معمولا از يك منبع متناوب همراه با يكسو كننده ديودي تشكيل مي شود . چرخش محور مولد سنكرون به وسيله يك محرك اوليه كه معمولاً توربين بخار يا آبي و … مي باشد ، صورت مي گيرد . به هنگام توليد توان به وسيله مولد سنكرون ، گشتاور الكترومغناطيسي در آن ايجاد مي گردد كه با گشتاور محرك  مخا لفت مي كند . اختلاف بين اين دو گشتاور در نتيجه تلفات آهن و اصطلاك است . -1- توربين توربين بخار نيروگاه از نوع فشار متغير اصطحكاك[1] بوده و تغيير بار در آن (براي بارهاي بيش از 150 مگاوات) بوسيله تغير فشار در بخار خروجي بويلر صورت مي گيرد . توربين  شامل سه قسمت هم محور متصل بهم مي باشد كه عبارتند از : - قسمت فشار قوي - قسمت فشار متوسط - قسمت فشار ضعيف    بخار اصلي از طريق دو شير اصلي (شير قطع كننده) و چهار شير كنترل به مرحله فشار قوي توربين وارد و پس از به حركت در آوردن پره هاي توربين از آخرين طبقه اين قسمت خارج و مجدداً جهت گرمايش به داخل كوره رانده مي شود . بخار خروجي از قسمت فشار قوي توربين پس از كسب حرارت لازم و رسيدن به درجه حرارت بخار اصلي از طريق دو شير مركب (شير قطع كننده) به قسمت فشار متوسط توربين وارد مي گردد و پس از دادن انرژي خود به پره هاي توربين از آخرين طبقه اين قسمت مستقيماً وارد قسمت فشار ضعيف گشته و پس از بگردش در آوردن پره هاي آن از آخرين طبقه قسمت فشار ضعيف وارد كندانسور مي گردد آب تقطير شده در كندانسور بوسيله پمپ پس از گذشتن مجدد از تصفيه خانه قسمت polishing Plant از طريق هيترهاي شماره 1،2،3،4 وارد محفظه تغذيه پمپ هاي فشار قوي شده و پس از خارج شدن گازهاي محلول در آن بوسيله پمپ هاي فشار قوي از طريق هيترهاي شماره 6،7 وارد بويلر مي شود .    3-2- ژانراتور نيروگاه واحد بخار: ژنوراتور نيروگاه داراي دو قطب بوده (سرعت 3000 دور در دقيقه) و مستقيماً به توربين كوپل شده است . بدنه روتور يك تكه بوده و سيم پيچهاي روتور در شيارهاي آن قرار گرفته است . سيم پيچهاي استاتور از نوع تسمه هاي مسي توخالي بوده و بوسيله عبور آب خالي و عاري از هرگونه يون خنك مي گردند . روتور بوسيله عبور گاز هيدورژن از ميان شيارها و سطح روتور خنك مي شود . فشار لازم براي بگردش درآوردن گاز هيدروژن توسط دو پروانه در دو انتهاي روتور تأمين شده و گاز بوسيله چهار كولر خنك مي گردد . ضمناً براي جلوگيري از نشت هيدروژن به خارج از ژنراتور و همچنين ممانعت از اتلاف آن ، از يك سيستم سه مداره آب بندي روغني استفاده مي شود . سيستم تحريك ژنراتور از نوع ساكن بوده و ژنراتور از طريق يك ترانسفوماتور تحريك ، يكسو كننده از نوع تريستوري و اسليپ رينگ تغذيه مي گردد . هيدورژن مورد نياز جهت خنك كردن ژنراتور بوسيله واحد هيدروژن سازي به ظرفيت 5/7 متر مكعب در ساعت تأمين مي گردد در اين واحد هيدروژن از طريق تجزيه آب با درجه خلوص 95/99درصد  توليد شده و سپس به كمك كمپرسور در كپسولهايي به ظرفيت 6 متر مكعب و تحت فشار 150 كيلوگرم بر سانتيمتر مكعب ذخيره مي گردد كپسولها جهت جبران تلفات هيدروژن مورد استفاده قرار مي گيرند . ژنراتور شامل 2 بخش اصلي مي باشد استاتور و روتور و 2 قطب مي باشد و بطور مستقيم به توربين فشار ضعيف وصل مي باشد استاتور آن سيم پيچي شده و بدنه روتور يك تكه و سيم پيچي در شيارهاي آن قرار گرفته است . براي خنك كردن سيم پيچهاي روتور و استاتور از دو سيستم متفاوت استفاده مي گردد . سيم پيچهاي استاتور بوسيله آب (كاملاً بدون يون) خنك مي گردد بدين طريق كه آب از ميان سيم پيچها عبور كرده و گرماي آن را گرفته و به خارج منتقل مي كند . روتور بوسيله گاز هيدورژن كه از ميان شيارهاي و سطح روتور به گردش در مي آيد خنك مي شود . فشار لازم براي به گردش در آوردن گاز از دو پروانه انتهاي روتور تأمين مي شود و چهار كولر وظيفه خنك كردن گاز گرم شده را بعهده دارند . ضمناً براي جلوگيري از نشت هيدروژن به خارج از ژنراتور و همچنين ممانعت از اتلاف آن از يك سيستم سه مداره آب بندي روغني استفاده مي گردد . تحريك ژنراتور بطور ساكن و توسط يك (S.C.R) انجام مي گيرد كه توسط ترانسفورماتور تحريك تغذيه مي گردد .       .....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-..... 3-2-1- قسمتهاي تشكيل دهنده استاتور: پوسته خارجي  پوسته مياني  پوسته داخلي  هسته  سيم پيچي  سيني فشار (ورقه هاي فشار) پوسته خارجي جهت پوشش ژنراتور و ممانعت از ورود هرگونه اشياء خارجي استفاده مي شود. پوسته مياني به صورت ورقه هاي قابل انعطاف[1] بوده و هسته زير پوسته داخلي قرار دارد . با توجه به جريان بالاي ژنراتور نيروي الكترو مغناطيسي قوي در داخل آن ايجاد شده و به هسته وارد مي شود . براي ميرا كردن[1] اين نيرو از خاصيت انعطاف پذيري پوسته مياني استفاده مي شود كه نيروي فوق را خنثي مي‎كند . در داخل پوسته مياني سوراخهايي براي عبور هيدروژن جهت خنك سازي ايجاد شده است كه هيدروژن خنك كننده روتور پس از خروج از آن وارد سوراخهای فوق مي شود. پوسته از آهن چكش خواري شده همراه با سيليس مي باشد . علت استفاده از سيليس به اين خاطر است كه سيليس از جمله موادي است كه خاصيت ديامغناطيسي دارد و براحتي تحت تأثير ميدان مغناطيسي قرار نمي گيرد . جنس هسته از مواد فرو مغناطيس مي باشد . هسته از اجتماع ورقه هايي ساخته مي شود كه از هر دو طرف عايق مي باشند تا تلفات فوكو و غيره تا حد امكان كاهش يابند . بعلت عايق بودن از هر دو طرف طبعاً هزينه ساخت نيز افزايش مي يابد . ضخامت ورقه اي مي تواند بين 35/0 تا 5/0 ميليمتر باشد كه در ژنراتور نيروگاه نكا اين ضخامت 35/0 ميليمتر مي باشد . فاصله هوايي بين روتور و استاتور 5/4 سانتي متر مي باشد . در هر دو انتهاي استاتور ، ورقه هايي فشرده [2]وجود دارند كه توسط 8 عدد پيچ محكم شده و هسته ها را بصورت فشرده نسبت به هم نگه داشته و مانع از فروپاشي استاتور مي گردند . سيم پچي داخل استاتور دو طبقه بوده و توسط يك گوه نگهداري مي شود . علت استفاده از گوه اين است كه در اثر القائي نيروي دافعه الكترومغناطيسي بين سيم پيچهاي دو طبقه كه ناشي از عبور جريانهاي همراستا در آنها مي باشد ، سيم پيچها تمايل به دور شدن از هم دارند كه نيروي فوق توسط گوه خنثي مي گردد . -4- تستهاي ژنراتور 1) تست پوسته ژنراتور 2) تست عايقي ژنراتور    .....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-..... 1) تست پوسته ژنراتور (تست غير مخرب[1]  به سه روش انجام مي گيرد : - تست Die cheek - تست Ultera Sonic - تست Magnetic Particle 3-4-1- تست Die cheek : اين تست براي آشكار سازي ترك در پوسته ژنراتور انجام مي گيرد و براي آن از دو اسپري قرمز و سفيد رنگ مخصوص استفاده مي گردد . اسپري قرمز را روي صفحه مورد تست پاشيده و سپس با پاشيدن اسپري سفيد رنگ مخصوص استفاده مي گردد . 3-4-2- تست Ultera Sonic : اين تست نيز براي آشكار سازي تركها انجام مي شود . همانطور كه مي دانيم سرعت صوت در هوا خيلي كمتر از سرعت آن در فلزات مي باشد لذا با استفاده از يك منبع صوت ، امواج صوتي را به سمت پوسته فرستاده و زمان عبور آن را اندازه مي گيرند. در صورتي كه در پوسته شكاف ايجاد شده باشد سرعت صوت در آن بخش كمتر مي شود لذا با مقايسه زمان عبور از پوسته و زمان محاسبه شده وجود ترك آشكار مي شود . البته بايد توجه داشت كه اين روش محل ترك را نشان نمي‎دهد . وجود ترك را مشخص مي كند . 3-4-3- تست Magnetic Particle  : در اين تست از خاصيت نفوذ پذيري مغناطيسي آهن استفاده مي شود . بدين منظور ابتدا سيستم را مغناطيسي كرده و سپس توسط اسپري ذرات ريز آهن مغناطيسي را برروي پوسته مي پاشند در صورتي كه در پوسته ترك وجود نداشته باشد ، تراكم ذرات در همه نقاط يكسان بصورت هموژن مي باشد ر غير اينصورت اجتماع ذرات آهن در نقاط ترك خورده بيشتر خواهد بود . 3-4-4- تست عايقي ژنراتور  : اين تست براي تعيين نقاط ضعف عايقي هسته استاتور يا روتور انجام مي شود . توضيح آنكه در اثر ارتعاشات[1]و نيروهاي مغناطيسي ممكن است عايق هسته در برخي نقاط تضعيف شود در اين صورت تلفات فوكو در هسته افزايش يافته و در نقاطي كه عايق ضعيف شده است دما نسبت به ساير نقاط بيشتر مي شود . براي تست كردن چند دور سيم دور هسته پيچيده مي شود و با استفاده از يك منبع ولتاژ جرياني در آن توليد مي كنند . كه در اثر آن فوارن مغناطيسي شديدي در داخل هسته ايجاد مي شود عبور اين شار باعث گرم شدن هسته مي شود كه با دستگاه ترمومتر نقاطي كه دماي آنها بيشتر است مشخص مي‎كنند كه نشان دهنده نقاط ضعف عايقي هسته مي باشد . روش دوم آن است كه رنگ سفيدي روي هسته پاشيده شده و گرماي ساطع شده را توسط دوربين ترموويژن مي بينيد و نقاط گرمتر را مشخص مي كنند . -5- سيستم خنك سازي[1] ژنراتور : علت اينكه اصولاً ژنراتورهاي بزرگ احتياج به سيستم خنك كننده دارند اين است كه درقسمتهاي مختلف ژنراتور تلفات گوناگون وجود دارد كه تقريباً همه آنها بصورت حرارت در ساختمان ژنراتور جلوه كرده و باعث بالا نرفتن دماي قسمتهاي مختلف ژنراتور مثل هسته و سيم پيچ و سيم بنديها مي شوند . با توجه به اينكه در ژنراتورهاي بزرگ (ژنراتورهاي با قدرت خروجي زياد) مقدار اين تلفات خيلي زياد است لزوم وجود سيستمهاي خنك كنندگي بيشتر احساس مي شود . با توجه به قدرت توليدي بالاي ژنراتورها آنها را به دو روش خنك مي كنند : الف- خنك سازي توسط هيدروژن ب- خنك سازي توسط آب خالص در خنك سازي توسط آب بايد توجه داشت كه آب بايد خالص و بدون يون باشد تا رسانايي الكتريكي آن در حد صفر بوده و در نتيجه در كار ژنراتور اختلال ايجاد نكند . در عمل بايد رسانايي آب كمتر از Mscm-1 0.5 باشد كه اين مقدار توسط دستگاههاي اندازه گيري دريافت و كنترل مي شود . در خنك سازي توسط هيدروژن بايد دانست كه علت استفاده از اين گاز علاوه بر ساده تر بودن توليد آن، قابليت نفوذپذيري زيادتر نسبت به ساير گازها است كه علت كوچك بودن اتمهاي هيدروژن مي باشد . 3-5-1- خنك سازي توسط هيدروژن: بطور كلي در داخل ژنراتور ، هسته روتور سيم بندي روتور و هسته استاتور با هيدروژن خنك مي گردند درخنك سازي توسط هيدروژن ابتدا نياز به توليد آن داريم كه اينكار توسط واحد توليد هيدروژن انجام مي‎شود و در پايان اين بخش توضيح مختصري در مورد آن ارائه خواهد شد . آنجا وارد كولرهاي مخصوص شده و پس از سرد شدن دوباره وارد سيستم مي گردد .چهار كولر در اطراف ژنراتور براي خنك كردن هيدروژن وجود دارد . در طول سيكل فوق ، رطوبت هيدروژن را با استفاده از سليكاژول (رطوبت گير) جذب مي كنند، زيرا آب بندي ژنراتور نمي تواند بطور كامل مانع از نفوذ هوا به داخل آن شود و چون هوا داراي رطوبت است موجب رسانايي الكتريكي هيدروژن مي گردد كه خطرناك مي باشد گاز هيدروژن از طريق ميانبر كردن مقداري از خروجي آن به داخل رطوبت گيري كه حاوي ماده شيميايي سيليكاژول كه از طريق تغيير رنگ سيليكاژول از آبي به صورتي نمودار مي شود.  بازسازي كريستالها را با استفاده از بادبزن خشك كن كه شامل گرمكن  می باشد انجام مي گيرد.بدين منظور با بستن شيرهاي ورودي مسير هيدروژن ژنراتور را بسته و بوسيله فن ، هواي گرم شده توسط هيترها به سيليكاژول رسانده و دوباره آن را احيا مي كنند . در زمان تعمير و بازديد ژنراتور بايد هيدروژن آن تخليه شود كه براي اينكار از Co2 استفاده مي‎شود .  Co2 مورد نياز از كپسولهاي Co2 تأمين مي شود .گاز خروجي كپسول ها را ابتدا از هيتر مي گذرانند و تا حدود 50-40 درجه سانتيگراد آن را گرم مي كنند . زيرا اگر اين كار را انجام ندهند گاز Co2 پس از خروج از كپسول و قرار گرفتن در لوله ها در اثر كاهش شديد فشار يخ مي زند Co2 به ژنراتور تزريق مي كنند و در نتيجه به آرامي درصد خلوص هيدروژن در ژنراتور را آن قدر ادامه مي دهند تا خلوص Co2 در داخل ژنراتور به %100 برسد . در نتيجه در اين حين تخليه هيدروژن انجام مي شود براي جلوگيري از نشت هيدروژن به خارج از ژنراتور و همچنين از ورود هوا به داخل ژنراتور از يك سيستم سه مداره آب بندي روغني استفاده مي‎شود . بين روغن و هيدروژن اختلاف فشاري وجود دارد كه بايد از 3/0 گرم بر سانتيمتر مكعب بيشتر باشد (در عمل مقدار قرائت شده حدود 47/0 بوده تا مانع از ورود هوا شود) . مطلب ديگر در خصوص اين بخش نحوه عملكرد دستگاه خلوص سنج هيدروژن مي باشد . توضيح آنكه درصد خلوص هيدروژن در داخل ژنراتور نبايد كمتر از 5/97 درصد باشد . زيرا تركيب بيشتر آن با هوا در صورت ايجاد هرگونه جرقه بشدت قابل اشتغال مي باشد . بنابراين بايد به نحوي خلوص هيدروژن اندازه گيري شود . اساس كار دستگاه اندازه گيري قديمي كه بدين منظور در نيروگاه وجود دارد بر مبناي استفاه از پلي بوده كه در آن هيدروژن مورد اندازه گيري با برخورد به مقاومت مخصوص مقاومت آنرا تغيير مي دهد و در نتيجه ولتاژ دو سر پل متناسب با درصد خلوص هيدروژن تغيير مي كند كه قابل اندازه گيري مي‎باشد . در خلوص 100 درصد هيدروژن ، پل كاملاً متعادل است . در حال حاضر دستگاه جديدي وجود داردكه ساخت شركت آلماني Mauihak مي‎باشد. اين دستگاه مي تواند درصد خلوص را در سه حالت اندازه گيري كند :  درصد H2 در هواي داخل ژنراتور  در صد Co2 در هواي داخل ژنراتور  درصد H2 و Co2 در ژنراتور ساختمان داخلي دستگاه بصورت زير است كه مقاومتهاي مورد  استفاده در پل از نوع PT100 مي باشند . اين مقاومتها در صفر درجه سانتيگراد داخل مقاومت 100 اهم بوده و با افزايش درجه حرارت ، مقاومت آنها تغیير مي كند و در نتيجه تعادل پل تغيير مي‎كند . ولتاژ دو سرپل به پردازنده دستگاه اعمال شده و از طريق آن نتايج بدست آمده روي صفحه نمايش ثبت مي شوند . -5-2- خنك سازي توسط آب : بطور كلي براي خنك كردن سيم هاي استاتور از آب استفاده مي شود . سيم هاي استاتور داراي مقطع مستطيل شكل است كه در داخل آنها سوراخهايي تعبيه شده و آب در داخل آن با فشار 5/2 بار در جريان است . همانطور كه قبلاً ذكر شده هدايت الكتريكي بايد كمتر از Mscm-1 5/0 باشد تا رسانايي الكتريكي آب در حد صفر باشد براي رسيدن به اين مقدار هدايت و ماندن در اين مقدار هنگام پركردن سيستمها يونهاي موجود در آب گرفته مي شود و همچنين در حين كار سيستم مقداري از آب بطور دائم از مسيري براي تعويض يون و خالص كردن آب باي پس مي‎شود . با عبور از فيلتر فيزيكي و فيلتر يونگير دوباره به سيستم بر مي گردد. آب خالص شده مذكور بايد تا حد امكان از اكسيژن حل شده در آن نيز پاك گردد تا از خوردگي در سيستم جلوگيري شود بنابراين سيستم مذكور براي جلوگيري از نفوذ هوا بطور بسته طراحي شده و هميشه تحت فشار كمي قرار دارد.ناخالصي آب توسط دو اندازه گير خوانده شده و در صورت بيشتر بودن از حد مجاز آلارم مي‎دهد . درجه حرارت آب مشابه روش تعيين خلوص هيدروژن توسط مقاومتهاي PT100 و از سه فاز W.V.U خوانده مي شود . پس از آن آب مربوط به هر سه فاز وارد بخش مشترك به نام هيتر شده و در آنجا نيز درجه حرارت ميانگين اندازه گيري مي شود دماي آب ژنراتور در حدود 45 درجه سانتيگراد مي باشد . در صورتي كه بار ژنراتور زياد شود . جريان آن بيشتر مي شود و بنابراين ژنراتور ( استاتور) گرمتر از حد معمول مي شود . بدين منظور در بالاي ژنراتور يك منبع وجود دارد كه برحسب دماي ژنراتور ، مقدار آب خنك كننده را كنترل مي كند . بطوريكه اگر دما بالا باشد منبع از انبساط آب و احتمالاً تركيدن سيم بندي جلوگيري مي كند . و در اينجا با افزايش سرعت جريان آب دبي آب خنك كننده بيشتر شده و دماي ژنراتور پايين مي آيد . تنها مطلب باقيمانده این است که وجود اختلاف فشار بين آب و هيدروژن در داخل ژنراتور نفوذ مي كند . به همين علت همواره هيدروژن را در داخل ژنراتور بالاتر از فشار آب نگه مي دارنند تا مانع از بروز چنين اتفاقيحداكثر روي نيم دايره فوق قرار گيرد حال اگر محورهاي افقي و عمودي را بر حسب مگاوات و مگاولت آمپر راكتيو درجه بندي كنيم . حدود مگاوات و مگاولت آمپر راكتيو در رابطه با محدوديت جرياني سيم پيچ استاتور ژنراتور تعيين مي‎شود . اما براي ژنراتور محدوديت هاي ديگر نيز وجود دارد يك محدوديت ديگر ظرفيت حرارتي سيم پيچ روتور ژنراتور است . بدين علت جريان عبوري مجاز از سيم پيچ روتور (جريان تحريك) محدود مي باشد . بنابراين E كه متناسب با جريان تحريك است نيز محدود خواهد بود . جريان تحريك ژنراتور باید زير مقدار مشخص كه به ازاي آن ولتاژ مساوي E است و يا حداكثر مساوي آن باشد در صورتيكه محورها برحسب مگاولت و مگاوات راكتيو درجه بندي شوند حدود مگاوات و مگاولت آمپر راكتيو نيز در رابطه با محدوديت جريان تحريك تعيين مي شود . در سيستم تحريك ژنراتور براي محدودكردن جريان تحريك به ماكزيمم مقدار مجاز از مداري بنام محدود كننده حد بالا استفاده مي شد كاراين مدار آن است كه متناسب با دماي محيط حد خاصي را براي جريان تحريك در نظر مي گيرد و به جريان تحريك اجازه تجاوز از آن حد را نمي دهد .  لازم به توضيح است كه چون در دماهاي مختلف ظرفيت جرياني روتور ژنراتور تغيير مي كند (هر قدر دماي محيط بالا رود ، ظرفيت جرياني روتور كمتر مي شود) مدار محدود كننده حد بالا موظف است تغيرات دما را در تعيين حد بالاي تحريك رعايت كنند . اكنون با گذاشتن يك محدوديت ديگر ، يعني حد پايداري محدوده حوزه مجاز را كامل مي كنيم از نظر تئوري دلتا زوايه بين (d)V , E كمتر از 90 درجه است ژنراتور پايدار است و با تجاوز d از 90 درجه ژنراتور ناپايدار مي شود . ولي از نظر عملي بخاطر آنكه در نزديكي °90=d ناپايداري بخاطر نوسانات در اثر تغيير بار و در نتيجه خارج شدن از حد مجاز  °90 = d وجود دارد ، يك حاشيه اطمينان براساس امپدانس هاي ژنراتور و شبكه تعيين مي شود. ‌( ضمناً بايد تذكر داده شود كه كار ژنراتور در حالت زير تحريك علاوه بر پيش آوردن خطر ناپايداري ، مسئله گرم شدن صفحات انتهائي هسته را در بردارد ) . -9- مصرف كننده هاي واحد كه در شرايط اضطراري بايد برق دار باشند :  پانل هاي ولتاژ كنترل بريكري  سيستم روغن كاري شامل : پمپ كمكي روغن كاري توربين ، جكنيگ پمپها ، ترنينگر پمپهاي روغن ، سيستم آب بندي ژنراتور موتورهاي كمكي گرداننده بعضي از سيستم دوار .  پانلهاي كنترل محلي  پانل ديزل ژنراتور اضطراري  Traaheating كابين هاي مربوط  گرمكنهاي مختلف شامل گرم كن روغن گيربكسها ، گرم كن ترانسيسترها ، گرم كن ، ضد تقطير ، پانل ها و تابلوهاي كنترل و گرم كن تانكهاي روغن و سوخت .  پمپهاي روغنكاري ياتاقان الكتروموتور با پمپهاي بزرگ  فن هاي تهويه تانكهاي روغن  ولوهاي باي پاس و شيرهاي اطمينان الكتريكي پمپهاي آب سيستم و آتش نشاني يكسو كننده هاي مختلف (24 ‚ 110 ‚ 220) ولت تابلوي خشك كن ژنراتور فن هاي سيستم گرمايش محلهاي حساس بعضي از شيرهاي موتوري (والوهاي آبزن سيستم باي پس) سيسم خنك كن ترانسفورماتور اصلي ژنراتور تابلوهاي كنترل الكتريكي روشنايي اضطراري 18-سيستم تلويزيون مدار بسته ، شامل دروبينها ، مانيتور ، خنك 3كننده دوربينها 3-9-1- منابع تأمين كننده مصارف اضطراري  ترانسهاي تبديل ولتاژ متوسط به 380 ولت كه در باسهاي مصرف عمومي نيروگاه تغذيه مي شوند .  ديزل ژنراتورهاي اضطراري  باطريها    .....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-.....-..... 3-9-2- منابع تأمين برق مستقيم و متناوب الف: يكسو كننده ( ركتيفاير ) ب: باطريها 3-9-3- يکسو كننده ها : ركتيفايرها دستگاه هاي ركتيفايرها ولتاژ متناوب باس هاي 380 ولت را به برق 24    ولت و در نهايت به 48 ولت مستقيم تبديل   مي نمايد . براي هر يك از ولتاژهاي فوق يك دستگاه يكسو كننده وجود دارد كه توسط تايريستورها ولتاژ متناوب را به مستقيم تبديل ميكند و براي اينكه يكسو كننده ها  قابل كنترل باشد از تريستور استفاده مي شود . 3-9-4- باطريها باطريها در نيروگاهها بعنوان منبع تغذيه مستقل و مطمئن براي سيستم هاي كنترل حفاظت در مدارهاي سيگنال دهنده    و ساير مصارف مورد استفاده قرار مي گيرند. ولتاژ مستقيم باطري ها مستقيماً و يا از طريق اينورترها به عنوان منابع غير قطع شونده و دائم به كار مي روند .                                                      ترانسفورماتور 5 - 1- مقدمه    در آغاز بحث ترانسفورماتورها و در مقدمه اين بخش خلاصه اي از تعريف و كاربرد ترانسفورماتورها و همينطور خلاصه اي از ساختمان و انواع ترانسفورماتورها را مورد بررسي قرار خواهيم داد و در ادامه بحث ترانسها به ساير موارد خواهيم پرداخت . 5 – 2- تعريف و كاربرد ترانسفورماتورها ترانسفورماتور وسيله ايست كه انرژي را از يك سطح ولتاژ به انرژي الكتريكي با سطح ولتاژ ديگر از طريق ميدان مغناطيسي تبديل مي نمايد و داراي شرايط زير است : الف ) اين عمل بدون هيچ تغييري در فركانس انجام مي پذيرد . ب ) انتقال قدرت به طريق القاي الكترو مغناطيسي صورت مي پذيرد . ج ) سيم پيچهاي تشكيل دهنده ترانسفورماتور تحت نفوذ القاي متقابل قرار دارند. اولين ترانسفورماتور در سال 1885 ساخته شد . اين ترانسفورماتور از نوع زره اي بدون درز و كاملاً مسدود بوده و از مفتول هاي نازك آهن عايق شده به عنوان هسته در آن استفاده شده بود . تقريباً پنج سال بعد با بوجود آمدن جريان متناوب سه فاز ، ترانسفورماتور سه فاز توسط اوليو و دوبرو ولسلي اختراع شد كه از سه هسته ترانسفورماتور تكفاز تشكيل شده بود و در حدود يك سال بعد همين مخترعين ، ترانسفورماتور هسته اي كه سه هسته در يك سطح قرار دارند و امروزه نيز از آن استفاده مي شود ، طرح ريزي كردند كه توسط كارخانه BBC ساخته شد. جهت كم كردن تلفات هيسترزيس و فوكو ، هسته ترانسفورماتورها با آهني از آلياژ مخصوص ساخته شد و اين هسته ها باعث افزايش اندوكسيون مغناطيسي و در نتيجه ترانسفورماتورهاي روغني با قدرت و ولتاژ مثلاًكارخانجات زيمنس ، ترانسفورماتورهاي با قدرت 12500 كيلوولت آمپراز نوع زره اي ساخت و كارخانه وستينگهاوس آمريكا ترانسفورماتوري براي شبكه 100 كيلوولت تهيه نمود . با پيدايش ترانسفورماتور ، فصل تازه اي در صنعت برق به نام انتقال انرژي بوجود آمد و به اين ترتيب توانايي انتقال انرژي الكتريكي زياد تحت ولتاژ بالا و با هزينه هاي نسبتاً كم در طول مسيرهاي طولاني ، حاصل شد و به اين جهت نيروگاههاي عظيم توليد انرژي برق در محلهاي ارزان قيمت و دور از شهر در كنار رودخانه ها و معادن زغا لسنگ بنا گرديد . صنعتي شدن كشورها و استقبال بي نظير مردم از نيروي برق باعث ازدياد روز افزون مصرف آن شد و شبكه هاي سراسري انتقال انرژي توسعه يافت و به اين ترتيب قدرت ژنراتورها و ترانسفورماتورها در مراكز توليد نيرو و پست هاي برق بالا رفت و ترانسهاي افزاينده و كاهنده ولتاژ براي انتقال انرژي به فاصله هاي دوردست ، ساخته شد . 5 – 3- ساختمان ترانسفورماتورها :   هر ترانسفورماتور از دو جزء اصلي ساخته شده است كه عبارتند از هسته و سيم پيچ . هسته ترانس كه از جنس مواد فرومغناطيسي براي كاهش رلوكتاس مغناطيسي و در نتيجه بالابردن اندوكسيون مغناطيسي مي شود و بر دو نوع مي باشد : الف ) نوع هسته اي ( CORE  TYPE ) : كه در آن هسته از جنس ورقه هاي نازك فولاد الكتريكي به شكل مستطيل ساخته مي شود و سيم پيچ هاي ترانس بر روي دو ضلع آن پيچيده مي شوند . ب ) نوع زره اي ( SHELL  TYPE ) : كه در آن هسته از جنس ورقه هاي نازك فولاد الكتريكي ساخته مي شود و دو سيم پيچ در ستون وسطي قرار مي گيرند . در نوع زره اي سيم پيچ فشار ضعيف در داخل و سيم پيچ فشار قوي در خارج بسته مي شوند و به اين ترتيب اولاً سيم پيچ فشار قوي از هسته فاصله مي گيرد و ثانياً فلوي نشتي كم مي گردد. 5-4- انواع ترانسفورماتورها 1 ) ترانسهاي قدرت براي انتقال انرژي در شبكه هاي قدرت مورد استفاده قرار مي گيرد و داراي نامهاي مختلف مي باشند: الف ) براي بالا بردن ولتاژ خروجي ژنراتورها مورد استفاده قرار مي گيرد و به آن ها UNIT  TRANSFORMER  گفته مي شود . ب ) ترانسهاي مورد استفاده در پستهاي فشار قوي به نام SubStation Transformer براي كم كردن ولتاژ خط . ج ) ترانسهاي انتهايي براي مصرف نهايي و تبديل 60kv /600v تحت عنوان ترانسهاي توزيع (Distribution  Transformer   ) . 2 ) ترانسهاي اندازه گيري جهت كم كردن ولتاژ و جريان و ايزوله كردن خطهاي فشار قوي از ضعيف ،جهت اندازه گيري ، رله بندي و كنترل . 3 ) ترانسهاي مورد استفاده براي تطبيق امپدانس بين منبع و بار در مدارات متعدد الكتريكي و الكترونيكي . قبل از اينكه اين قسمت را به پايان ببريم ، ذكر اين مطلب خالي از لطف نمي باشد كه در اولين برخورد با هر ترانس يك چيز جلب توجه مي كند و آن پلاك مشخصات ترانس مي باشد . در اين پلاك بارزترين مشخصات ترانس از قبيل توان نامي ، فركانس كار ، تعداد فاز ، نوع ترانس از نظر قابليت بهره برداري مداوم يا با فاصله ، ولتاژ نامي ، سيستم خنك كنندگي ، جريان نامي ، تپ چنجر ، وزن قسمت هاي مختلف ، جريان الكتريكي بي باري و تلفات ترانس نوشته شده است كه  مي توان از آن به عنوان پيش زمينه اي در بكارگيري ترانس استفاده نمود . 5- 5-  سيم پيچي و تانك ترانسفورماتور همانطور كه در بخش قبل گفتيم سيم پيچها و هسته دو جزء اصلي تشكيل دهنده ترانس مي باشند ، لذا در ادامه مبحث ترانسفورماتورها به بررسي انواع سيم پيچي و تانك ترانسفورماتور مي پردازيم . 5– 5 – 1 - انواع سيم پيچي : درترانسهاي با هسته ستوني ، سيم پيچها بصورت استوانه اي هم مركز روي ستونهاي هسته قرار مي گيرند . هر سيم پيچ چندين حلقه دارد كه اين حلقه ها مي توانند به شكلهاي مختلف بصورت ديسك هاي واقعي ، مارپيچ استوانه اي پيچيده شوند . انتخاب نوع سيم پيچي ترانس معمولاً بستگي به ولتاژ و توان نامي ترانس دارد كه در ادامه بحث به شرح انواع مختلف سيم پيچي خواهيم پرداخت . الف ) سيم پيچ استوانه اي ( Cylindrical  winding ) : اين سيم پيچ بصورت يك لايه ، دو لايه و چند لايه با بوبين پيوسته پيچيده مي شود . هادي هاي آن مي توانند از نوع گرد و يا چهار گوش باشند . در مواقعي كه سطح مقطع سيم يك حلقه از 8 تا 10 ميلي متر مربع تجاوز نمي كند ، سيم پيچي را بصورت استوانه اي با چندين رشته و با سيم گرد مي بندند . اين سيم بندي تا ولتاژ 33 كيلو ولت بكار گرفته مي شود ، اگر ولتاژ از 33 كيلوولت بيشتر باشد ، يك حفاظ الكترواستاتيك نيز در زير لايه داخلي قرار مي دهند . اين حفاظ يك سيلندر فلزي به ضخامت تقريبي 2 ميلي متر است كه انتهاي آن را به انتهاي سيم پيچ متصل مي كنند و به اين ترتيب توزيع تنش ولتاژ بر روي لايه داخلي ، خيلي يكنواخت تر از قبل مي شود . كاربرد : سيم پيچ استوانه اي يك لايه و دولايه و چند لايه با هاديهاي گرد ، در ترانس هاي توزيع و در سمت فشار قوي با ولتاژ تا 33 كيلوولت بكار مي رود . قدرت آن تا 300 كيلوولت آمپر انتخاب شده است و چگالي جريان آن 3 آمپر بر ميلي متر مربع مي باشد . ب ) سيم پيچي استوانه اي با هادي چهارگوش :    در اين نوع سيم پيچي ، سيم ها بدون فاصله بر روي هم چيده مي شوند . در نوع دو لايه آن كانالي به عرض 5 تا 8 ميلي متر ، بين دو لايه ايجاد مي كنند تا سطح خنك كنندگي آن زيادتر شده و روغن نيز از ميان آنها بگذرد . در اين سيم پيچ لايه اول درجهت عقربه ساعت و لايه دوم در جهت مخالف آن پيچيده ميشود و سروته سيم پيچ ها از بالاي استوانه خارج مي شوند .    كاربرد : اين سيم پيچي عموماً درطرف فشار ضعيف ترانسهاي توزيع بكارمي رود . ولتاژ آن تا 6/6 كيلوولت و قدرت آن تا 250 كيلوولت آمپر براي هر ستون هسته انتخاب مي شود . سطح مقطع هادي آن از 5 تا 200 ميلي متر مربع بوده و با چگالي جريان 3 آمپر بر ميلي متر مربع براي جريانهاي نامي از 10 تا 600 آمپر بكار مي روند . از آنجاكه خنك كاري و استحكام مكانيكي بالايي ندارند لذا در قدرتهاي زياد بكار نمي روند . ج ) سيم پيچي مارپيچ ( Cylindrical  Helical  Winding ) اين سيم پيچي نيز بصورت استوانه وهم مركز بوده و بطور پيوسته پيچيده مي شود . بين هاديهاي آن به اندازه پهناي يك هادي فاصله است و روغن مي تواند كاملاً اطراف هاديها را پر كند . سيم هاي آن ممكن است از چندين رشته تشكيل شود كه در اينصورت بايد در آن جابجايي رشته ها ( ترانسپوز ) حتماً انجام گردد . كاربرد : سيم پيچ مارپيچ ، داراي تعداد حلقه هاي كمتري است و هر حلقه بر روي تكيه گاهي از جنس تخته فشرده تكيه مي كند . بدين جهت اين سيم پيچ براي ولتاژ كم و جريان زياد مناسب بوده و داراي استحكام خوبي در مقابل نيروهاي ناشي از اتصال كوتاه مي باشد كه از آن در طرف ولتاژ كم ترانسفورماتورهاي با قدرت زياد استفاده مي شود .( مثلاً در ولتاژ 6 تا 220 كيلوولت و قدرت در هر ستون هسته از 2000 تا 3000 كيلوولت آمپر ) . براي تحمل جريانهاي بيشتر تعداد رشته هاي موازي آن را بيشتر مي چينند و در اين صورت تلفات هادي نيز كمتر مي شود . د ) سيم پيچي ديسكي ( Disk  Winding )    در اين سيم پيچي ؛ هاديها بصورت كويل هاي مسطحي پيچيده مي شوند و كويل ها با يكديگر سري مي باشند . سيم پيچي بصورت پيوسته انجام گرفته و در آن به لحيم كاري نيازي نيست و هر كويل مي تواند چندين حلقه داشته باشد كه همه در يك صفحه افقي قرار مي گيرند . بنابراين ، تعداد دور اين  سيم پيچي را مي توان خيلي زياد در نظر گرفت و از آن در فشار قوي استفاده نمود . در اينجا نيروهاي ناشي از اتصال كوتاه زياد است و سيم پيچ نسبت به ساير انواع آن ضعيف مي باشد ، لذا تقويت مكانيكي آن افزوده مي شود . كاربرد : سيم پيچي ديسكي پيوسته ، در يك رنج وسيعي بكار برده مي شود مثلاً از 3.3 تا 400 كيلوولت و از 50 تا چندين ده هزار كيلوولت آمپر و سطح هاديهاي آن نيز از 4 تا 50 ميلي متر مربع با چگالي جريان 3 آمپر بر ميلي متر مربع و جريان آن در محدوده 12 تا 600 آمپر انتخاب مي گردد . براي حالت 600 آمپر از هادي اي با 4 رشته كه رشته هاي آن داراي جابجايي نيز مي باشند ، استفاده مي شود .        ..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-.......... -6-  تانك ترانسفورماتور : تانك ترانس يك ظرف مكعب يا بيضوي شكل است كه هسته و سيم پيچهاي ترانس در آن جا مي گيرند و نقش يك پوشش حفاظتي را براي آنها ايفا مي كند . داخل اين ظرف از روغن پر مي شود ؛ بطوري كه هسته و سيم پيچ كاملاً در روغن فرو مي روند . سطح خارجي تانك ، تلفات گرمايي داخل ترانسفورماتور را به بيرون منتقل مي كند . از هر متر مربع سطح تانك حدود 400 تا 450 وات توان گرمايي به خارج منتقل مي شود . تانك ترانس بايد دارای خصوصیات زیر باشد :  - حفاظتي براي هسته ، سيم پيچ ، روغن و ساير متعلقات داخلي باشد . - داراي استقامت كافي باشد كه در عين حمل و نقل و نيز در زمان اتصال كوتاه    داخلي بتواند تنش هاي مكانيكي ايجاد شده را تحمل نمايد . - ارتعاشات و صدا در آن به حداقل برسد . - ساختمان آن در برابر نشست روغن و يا نفوذ هوا كاملاً آب بندي باشد . - محلي براي نصب بوشينگها ، تپ چنجر ، مخزن ذخيره روغن و ساير متعلقات باشد . - از نظر ابعادي در حدي باشد كه براحتي قابل حمل و نقل از طريق جاده يا راه آهن باشد . - حداقل تلفات فوكو در آن ايجاد شود . - حداقل ميدان مغناطيسي در خارج از آن وجود داشته باشد . 5 – 7 - متعلقات ضميمه ترانسفورماتور : بر طبق استاندارد ، ساختار ترانس بايد شامل متعلقات ذيل باشد : - قلاب هايي براي بلند كردن و چشمي هايي براي كشيدن . - دريچه هايي براي بازرسي و مونتاژ . - شيرهايي براي تصفيه و تخليه روغن . - ترمينال هايي براي زمين كردن . - فشار شكن فنري با كنتاكتهاي آلارم ( اختياري ) 5 – 8 - انواع تانك و سيستمهاي خنك كنندگي در ترانسفورماتور در اين بخش سيستمهاي خنك كنندگي ترانس را مورد مطالعه قرار مي دهيم . ولي قبل از آن ابتدا انواع تانك ترانس را بر حسب سيستمهاي خنك كنندگي مورد مطالعه قرار مي دهيم . 5 – 8 – 1- انواع تانك : بر حسب سيستمهاي خنك كنندگي مي توان انواع تانك را بصورت زير دسته بندي كرد : 1 – تانك هاي با ورق ساده ،  بدون تيوپ هاي خنك كنددگي خارجي : اين تانك از ورق فولاد به ضخامت 3 ميلي متر ساخته مي شود ، سطح آن صاف است و در قدرت هاي كمتر از 50 كيلوولت آمپر بكار مي رود . 2 – تانك ساده مجهز به پره ها و ورقه ها: براي دفع گرماي بيشتر به سطح جانبي تانك پره ها يا ورق هايي جوش داده مي شوند تا سطح خنك كن آن افزايش يابد . همچنين لوله هاي توخالي نيز به ديواره هاي تانك جوش داده مي شوند . 3 – تانك با تيوپ هاي خارجي خنك كن : اين نوع تانك در ترانسهاي توزيع با قدرت بيش از 50 كيلوولت آمپر بكار مي رود . 4 – تانك با رادياتورهاي جداشدني :  براي ترانسهاي 500 كليوولت آمپر و بالاتر ، نصب تعداد كافي تيوپ هاي خنك كننده امكان پذير نيست ، مگر اينكه حجم تانك و مقدار روغن آن را بسيار زياد كنيم كه اين كار نيز از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نيست ، لذا در اين موارد از رادياتورهاي قابل جداشدن استفاده مي شود . 5 – تانك با كولرهاي مجزا ( مبدل هاي حرارتي مجزا ) :  در ترانسهاي با قدرت زياد سطح جانبي رادياتورها و گردش طبيعي روغن جوابگوي تلفات ايجاد شده نيست . در اين حالت از خنك كن با هواي اجباري استفاده مي شود .  خنك كن يا كولر آن مي تواند از نوع لوله اي و يا از نوع صفحه اي باشد . فن هايي نيز در زير كولر يا در پهلوي آن نصب مي شود . روغن توسط پمپ بطور مداوم از ميان كولر عبور مي كند و وجود فن ها خنك شدن آن را تسريع مي كنند .  پنج روش براي عملكرد مبدل هاي حرارتي وجود دارد : 1 – گردش طبيعي روغن از ميان كولر  2 – گردش اجباري روغن از ميان كولر و گردش طبيعي هوا 3 – گردش طبيعي روغن و گردش اجباري هوا 4 – گردش اجباري روغن و گردش اجباري هوا 5 – گردش اجباري روغن گردش اجباري آب خنك كن گردش طبيعي روغن اغلب براي شرايط بي باري ترانس كافي است . بنابراين پمپ روغن خنك كن در هنگام وصل بريكر و يا در بار معيني به مدار مي آيد . 5-8-2-  بررسي سيستمهاي خنك كنندگي ترانسهاي نيروگاه و روغن موجود در آنها  : از دو سيستم زير براي خنك كنندگي ترانسهاي نيروگاه استفاده شده است : 1 – گردش طبيعي روغن و هوا از ميان كولر : در اين سيستم هوا بطور طبيعي با سطح خارجي رادياتورهاي روغن در تماس است و رادياتورها بطور طبيعي با هوا خنك مي شوند . گردش روغن در ترانس نيز بطور طبيعي صورت مي گيرد ؛ يعني ، روغن گرم بالا مي رود و روغن سرد جاي آنرا مي گيرد . در اينحالت معمولاً قدرت زيادي از ترانس نمي توان گرفت ؛ زيرا  هر چقدر قدرت بالاتر باشد سيم پيچها بيشتر گرم شده و احتياج به خنك شدن بيشتري دارد و بايد روغن با سرعت بيشتري حركت كند . در نيروگاه نكا ترانس تحريك و كليه ترانسهاي مربوط به تغذيه داخلي از همين نوع مي باشد . 3 – گردش اجباري روغن و گردش اجباري هوا : در اين سيستم گردش روغن در داخل ترانس نيز به كمك فن سرعت داده مي شود تا انتقال حرارت با سرعت بيشتري انجام گيرد و فن هاي هوا نيز بدنه رادياتورها را در تماس بيشري با هوا قرار داده روغن را سريعتر خنك مي كنند . اين سيستم قادر است قدرت نامي ترانس را به اندازه قابل ملاحظه اي بالا ببرد . ..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-.......... -9- بررسي خواص الكتريكي روغن ترانسفورماتور: تحمل الكتريكي روغن بطور خيلي زياد تحت تاثير ناخالصي هاي موجود در روغن مي باشد بنابراين براي اينكه روغن از نظر الكتريكي بعنوان يك عايق خوب در نظر گرفته شود ، بايد همواره سه مشخصه الكتريكي مهم آن در نظر گرفته شود كه اين مشخصات عبارتند از : 1) استقامت دي الكتريك 2) ضريب تلفات عايقي يا تانژانت دلتا 3) مقاومت مخصوص عايقي. - استقامت دي الكتريك يا ولتاژ شكست عايقي : براي استفاده از روغن ترانسفورماتور بعنوان عايق ، بايستي عاري از رطوبت و ذرات معلق ناخالصي ها باشد . پايين آمدن مشخصه دي الكتريك ناشي از رطوبت و اجسام خارجي باعث كم شدن ولتاژ عايقي روغن مي شود . - استقامت دي الكتريك مهمترين مشخصه الكتريكي روغن محسوب مي شود . بنابراين روغن بايد عاري از هر گونه ناخالصي و بويژه آب باشد . ناخالصي ها عمدتاً مي توانند شامل پوسته هاي فاسد شده پوشش تانك روغن ، ذرات فيبر و كاغذ عايقي ، ذرات روغن فاسد شده در سرويس و .... مي باشد . همچنين بواسطه عمل اكسيداسيون روغن ، رطوبت ايجاد مي گردد كه جذب رطوبت توسط روغن استقامت دي الكتريك آن را به ميزان قابل ملاحضه اي پايين آورده و تلفات عايقي آن را بالا مي برد . - ضريب تلفات عايقي ( تانژانت دلتا ) : با قرار گرفتن عايقها در ميدان الكتريكي ، علاوه بر تلفات اهمي يك تلفات دي الكتريك ناشي از جريان نشتي عايق بوجود مي آيد . مقدار تلفات دي الكتريك ناشي از نشتي محدود جريان عايق است كه متناسب با فركانس نيز مي باشد . مقاومت مخصوص عايق : نشان دهنده كيفيت الكتريكي روغن و كارآيي روغن عايقي مي باشد . سنجش مقاومت الكتريكي روغن نيز مانند اندازه گيري ضريب تلفات مبین كيفيت روغن مي باشد . در پايان اين بخش ذكر اين نكته خالي از لطف نمي باشدكه اخيراً ديگر از روغن بعنوان ماده عايقي در ترانس استفاده نمي شود . بعنوان مثال شركت ABB  نوع جديدي از ترانسفورماتورهاي تقويت جريان موسوم به بوستر فورمر را عرضه كرده است كه در سيستم راه آهن استفاده مي شود .    در اين نوع ترانسها از روغن استفاده نشده است و سيستم عايقي ساده اي در آنها بكار رفته است . فن آوري بكار رفته در بوستر فورمر ، مانند ترانسهاي قدرت و ترانسهاي خشك مبتني بر استفاده از كابلهاست . اين ترانسفورماتورها از يك كابل فشار قوي تشكيل شده اند كه بصورت يك سيم پيچ به دور يك هسته آهني پيچانده شده است . بنابراين در اين نوع ترانسها ديگر نيازي به بازرسي مداوم روغن از بين رفته است و هزينه هاي سرويس و نگهداري پايين آمده است بعنوان مثالي ديگر در ترانسفورماتورهاي ابر رسانايي ، از نيتروژن بجاي روغن استفاده مي شود .        ..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-.......... 5-10- عايقها در ترانسفورماتور مواد بسيار متنوعي در ساخت و تعمير ترانسها بكار مي روند كه در اين ميان عايقها نقش عمده اي را ايفا مي كنند . 5-10- 1- خواص مواد عايقي وظيفه اصلي مواد عايقي ، همچنانكه از نام آنها پيداست اينست كه قسمتهاي گرم الكتريكي را از يكديگر و از بدنه زمين شده بطور مؤثري عايق نمايند ، لذا اين مواد بايد از خواص عايقي خوبي برخوردار است در بخش قبل و در بررسي خواص روغن ترانسفورماتور ، سه مشخصه مهم يك عايق خوب مشخصات الكتريكي را كه عبارت بودند از استقامت دي الكتريك ، ضريب تلفات عايقي و مقاومت مخصوص عايق ، بررسي كرديم و توضيحاتي در مورد آنها ارايه شد . لذا در ادامه اين بخش به بررسي عايقهاي مورد استفاده در ترانس و انواع آنها مي پردازيم . 5-10-2- عايقهاي مورد استفاده در ترانس :   براي يك بهره برداري با اطمينان و با دوام ، مواد عايقي بايد داراي چندين مشخصه مهم ديگر غير از مشخصه هاي الكتريكي نيز باشند . مهمترين اينها عبارتند از : پايداري حرارتي ، استقامت مكانيكي ، آلاستيسيته ، قابليت انعطاف ، مقاوم در برابر روغن ، رطوبت و مواد شيميايي .    يعني اينكه يك عايق الكتريكي بايد در برابر دماهاي بالا ، نيروهاي مكانيكي ، اثر رطوبت ، مواد شيميايي و ساير موارد ذكر شده براي مدت طولاني بدون اينكه از خاصيتهاي اساسي الكتريكي و مكانيكي آن كاسته شود مقاومت داشته باشد . اغلب مواد عايقي كه در ترانس بكار مي روند به كلاس { A } تعلق دارند ، حد نهايي تحمل دما براي اين كلاس 105 درجه سانتي گراد مي باشد . مواد اين كلاس عمدتاً كاغذ ابريشم است كه در يك عايق مايع ( روغن ) غرق شده و تحت خلاء قرار مي گيرند . انواع مواد عایقی : الف ) : كاغذهاي عايق از خمير فشرده به رنگ قهوه اي روشن ساخته مي شوند و بصورت رول موجود هستند ، اين كاغذها بر حسب نوع و كاربردشان بصورت زير دسته بندي مي شوند : 1 – كاغذ كابل : از اين نوع كاغذ در عرض و ضخامتهاي مختلف ساخته مي شود و استقامت الكتريكي كاغذ كابل خشك در محدوده 6 تا 9 كيلوولت بر ميلي متر مي باشد ، اما همين كاغذ اگر با روغن ترانس آغشته شود ، استقامت آن به 70 تا 90 كيلوولت بر ميلي متر مي رسد . ضريب نسبي آن از 2.2 تا 2.7 و وزن مخصوص آن تا 0.8 گرم بر سانتيمتر مكعب است . استقامت الكتريكي بالا واستحكام مكانيكي خوب آن باعث شده كه از آن در موارد عايق كردن سيمها ، لايه هاي كويل ها ، تيپ ها ، سرسيمها و ساير نقاط داخل سيم پيچها استفاده می شود . مقاومت اين كاغذ در برابر روغن داغ ترانس نيز ، نسبتاً خوب است . 2 – كاغذ كابل تلفن : اين كاغذ از جنس كاغذ كابل ، ولي با ضخامت كمتر است . از آن بعنوان عايق بين حلقه ها و بين لايه هاي سيم پيچ ترانس استفاده مي شود . 3 – كاغذ كرپ : اين كاغذ به ضخامت 0.5 ميلي متر و بصورت نواري يا رول در دسترس مي باشد . بخاطر چين و چروكهايي كه در آن وجود دارد ، طول اين كاغذ مي تواند تا 70 درصد كش بيايد . كاغذ كرپ از نظر خواص الكتريكي پايينتر از كاغذ كابل است ، ولي استقامت الكتريكي خوب و قابليت كش آمدن باعث شده كه از آن در عايقكاري تپ سيم پيچ استفاده شود . 4 – تخته فشرده :  اين عايق از خمير سفيده نشده كاغذ ساخته مي شود . در ولتاژهاي زياد ، تخته فشرده همراه با روغن ترانس يكي از عايقهاي اصلي به حساب مي آيد . اين عايق از ديد تحمل حرارتي به كلاس {A}  تعلق دارد .   استقامت الكتريكي آن بسته به ضخامتش از 7 تا 15 كيلوولت بر ميلي متر در هوا و از 30 تا 55 در روغن گرم ( با دماي 90 درجه سانتي گراد ) تغيير مي كند . ضريب نفوذ نسبي آن از 4.3 تا 4.5 و وزن مخصوص آن 1 گرم بر سانتي متر مكعب مي باشد . ب )‌: پارچه ها و الياف وارنيش دار: پارچه وارنيش دار : اين پارچه از جنس پنبه يا ابريشم است كه خلاء به وارنيش عايقي آغشته مي شود . از مشخصات آن ، استقامت الكتريكي و مكانيكي بالا و انعطاف پذيري خوب آن را مي توان نام برد ، از نظر گرمايي به كلاس {A} تعلق دارد و بسته به نوع وارنيش داراي رنگ روشن ( زرد ) يا سياه مي باشد .   الياف شيشه وارنيش دار : از الياف شيشه بافته شده و به وارنيش عايقي آغشته            مي شود. و پايداري حرارتي آن بالاست . بيشتر در ترانسهاي خشك براي عايقكاري تپ ها و اتصالات جوشكاري شده بكار مي رود . نوار پنبه اي : نوارهاي كتاني با ضخامت 0.25 تا 0.45 ميلي متر ساخته مي شوند و در ترانسهاي روغني كاربرد فراوان دارند . اين نوارها به منظور حفاظت مكانيكي روي عايقهاي اصلي پيچيده مي شوند . ج ) : تيوبها و سيلندرهاي كاغذي فنلي :   از ورقه هاي كاغذ بصورت لايه لايه تشكيل مي شوند. بين لايه ها با وارنيش رزين فنوليك آغشته شده و تحت پرس گرم قرار مي گيرند و سپس در كوره گذاشته مي شوند تا به لوله و سيلندرهاي كاملاً مقاومي تبديل شوند . از تيوپ ها براي عايقكاري سر سيمها ، پيچها و ميله هاي هسته و نيز براي عايقكاري شافت تپ چنجر استفاده مي شوند . سيلندرها براي عايق كردن سيم پيچهاي اوليه و ثانويه از يكديگر و از ستونهاي هسته بكار مي روند .        ..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-.......... 5-11- سيستم عايقي ترانس :    سيم پيچهاي اوليه و ثانويه داراي پتانسيلهاي مختلفي نسبت به قسمتهاي زمين شده نظير تانك و هسته مي باشند . عايق براي قسمتهاي زير لازم است : - سيم پيچ فشار قوي نسبت به فشار ضعيف - سيم پيچ فشار قوي نسبت به زمين - سيم پيچ فشار ضعيف نسبت به زمين -         بين حلقه هاي يك سيم پيچ -          ساير قسمتهاي فلزي كه داراي ولتاژهاي مختلفي نسبت به هم و نسبت به تانك و هسته مي باشند . -         - ساير قسمتهاي فلزي كه داراي ولتاژهاي مختلفي نسبت به هم و نسبت به تانك و هسته مي باشند . -            در حين كار عادي ، سيم پيچهاي ترانس ، در معرض تنش ولتاژ با فركانس نامي قرار داشته و بطور موقت در هنگام كاهش بار داراي اضافه ولتاژ خواهند -         شد . همچنين ، اضافه ولتاژهاي گذرايي به سبب رعد و برق و كليد زني بر روي سيم پيچها مي نشينند . -          سيم پيچها و عايقهاي ترانس را تحت تست هاي دي الكتريك قرار مي دهند تا توانايي پايدار ماندن آن در برابر اضافه ولتاژها ، مشخص شود . مشخصه هاي مختلف عايقي يك سيم پيچ ، توسط عبارت « سطح عايقي » سيم پيچ تعريف مي شود . سطح عايقي يك سيم پيچ ، بايد با مشخصه حفاظتي برق گيرها و سطح عايقي ساير تجهيزات پست هماهنگ باشد . براي ولتاژ نامي ، توزيع ولتاژ در طول سيم پيچ تقريباً يكنواخت است . بنابراين ، تمام كويل هاي تقريباً يكسان ، تحت تنش واقع مي شوند .  -         در حين ولتاژ ضربه اي ، توزيع ولتاژ غير يكنواخت است و در ابتدا ، تنش هاي دور حلقه هاي ابتدايي از مياني بيشتر است . اما بعد از چند ميكروثانيه ، به سبب مجموعه خازنها و اندوكتانسهاي سيم پيچي ، نوسانات ولتاژ در سيم پيچ ظاهر مي شود . بر اثر اين نوسانات ، حلقه هاي مياني به شدت تنش قرار مي گيرند ، لذا به منظور يكنواخت كردن تنش هاي تحت شرايط ولتاژ ضربه اي ، سيم پيچها را به سپرهاي الكترو استاتيك مجهز مي نمايند . -         در پايان هدف از يك عايقكاري خوب را بيان كرده و اين بخش را به پايان مي بريم . -         5-12- اهداف يك عايقكاري : -         1– ايجاد يك سيم پيچ و سيستم عايقي كه استقامت عايقي مناسب در موارد زير داشته باشد : -         - در تست ولتاژ با فركانس قدرت عايق بين سيم پيچها و عايق نسبت به زمين استقامت داشته باشد . -         - در تست ولتاژ القايي در برابر بين حلقه ها ، كويل ها و فاز استقامت داشته باشد . -         - در تست ولتاژ ضربه اي رعد و برق -         - در تست ولتاژ ضربه اي سويچينگ -         - در تست شرايط محيطي -         2 – اطمينان از اينكه تلفات بار ( تلفات مسي و تلفات سرگردان ) در محدوده مجاز باشد . -         3 – ايجاد استقامت مكانيكي كافي تا در حين اتصال كوتاه هاي مكرر در برابر تنش هاي محوري و شعاعي پايدار بماند . -         4 – بدست آوردن درصد امپدانس مورد نظر . -         5 – اطمينان از خنك كاري مناسب و عبور سيال خنك كن از كانالهاي بين سيم پيچ تا دما را در محدوده تضميني نگاه دارد . -                ..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-.......... -         5-13- تجهيزات اندازه گيري و حفاظت ترانس : -         براي مراقبت مداوم از كار ترانس ، نياز به تجهيزاتي جهت اندازه گيري دماي روغن و سيم پيچها ، سطح روغن و نظارت بر عملكرد صحيح سيستم خنك كننده مي باشد . نشان دهنده ها ، وسايل اندازه گيري و ساير تجهيزات حفاظتي بايد بگونه اي روي ترانس نصب شوند كه ارتعاشات دستگاه به آنها متصل نشود . كنتاكتهاي لوازم فوق بايد نسبت به زمين عايق شده و از نوع حركت سريع يا نوع جيوه اي باشند . كنتاكتهاي هشدار دهنده و كنترل بايد در شرايط عادي باز بوده ( بجز كنتاكتهاي فشار ناگهاني ) و نيز مناسب ولتاژ مستقيم داخل پست باشند . ترمينال همه كنتاكتها و وسايل مورد استفاده براي اتصالات ، بايستي به ترمينالهاي داخل تابلوي كنترل هدايت شوند . -         حداقل جريان نامي كنتاكتهاي مربوط به هشدار دهنده ها ، بايد 0.5 آمپر و حداقل جريان نامي كنتاكتهاي كنترل ، بايد 5 آمپر باشد . در ادامه به شرح برخي تجهيزات مهم اندازه گيري در ترانسهاي قدرت خواهيم پرداخت . -         5 – 13 – 1- نشان دهنده درجه حرارت سيم پيچ به روش انعكاس گرمايي:  -         اين نشان دهنده ، از نوع عقربه اي بوده و براي تشخيص درجه حرارت گرمترين نقطه سيم پيچي ترانس بكار مي رود . معمولاً به ازاي هر گروه سيم پيچ ، يك نشان دهنده بكار گرفته شده كه روي يكي از فازها نصب مي شود . اين  -         روش اندازه گيري بصورت غير مستقيم است ، به اين معني كه غلاف ترمومتر داخل روغن بوده و دماي روغن را حس مي كند ، سپس توسط يك ترانس جريان ، جرياني متناسب با جريان عبوري از سيم پيچ ، از كويل حرارتي عبور مي كند ، لذا گرمايي متناسب با سيم پيچها در ترمومتر ايجاد مي شود . ترمومترها بايد داراي چند سري كنتاكتهاي قابل تنظيم براي انجام عمليات زير باشند : -         1 ) كنترل اتوماتيك سيستم خنك كننده -         2 ) مدار آلارم -         3 ) مدار تريپ -         نشان دهنده ها بايد روي بدنه ترانس و در ارتفاع قابل دسترس و قابل رويت از سطح زمين نصب گردند . -         – 13 – 2- نشان دهنده درجه حرارت روغن : -         اين نشان دهنده نيز از نوع عقربه اي بوده و عنصر حساس آن در بالاي ترانس و در حول و حوش گرمترين محل روغن نصب مي شود و خود آن ، روي بدنه ترانس و در مجاورت ترمومترهاي سيم پيچها نصب مي گردد . -         نوع عنصر حساس ، اغلب مقاومت حساس به دما است . اين نشان دهنده نيز بايد مجهز به كنتاكتهاي قابل تنظيم در قسمت قبل باشد . -          ..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-.......... -         5 – 14- كنترل سيستم خنك كن : -         كنترل خنك كننده ها ، اغلب چنان طراحي مي شود كه شروع به كار هر مرحله از سيستم خنك كن با فرمان مشترك ترمومترهاي روغن و سيم پيچ انجام پذيرد ، در حاليكه توقف هر مرحله ، فقط با فرمان ترمومتر روغن انجام شود . -               ..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-..........-.......... -          5 – 15- نشان دهنده جريان روغن : -          معمولاً در ترانسهاي قدرت كه مجهز به پمپ روغن مي باشند ، يك نشان دهنده فلوي روغن در مسير باي پس و به موازات مسير پمپهاي روغن نصب مي شود كه در شرايط روشن بودن پمپها و جاري بودن روغن ، صفحه معلق آن -         بصورت مايل قرار مي گيرد . اما با خاموش شدن پمپ و يا قطع جريان روغن به هر دليل ديگر صفحه بر اثر نيروي وزن خود پايين آمده و بصورت عمود واقع مي شود . در اين حالت ، اغلب سبب بسته شدن كنتاكي خواهد شد كه موقعيت اين صفحه را در اتاق فرمان گزارش مي نمايد . همچنين از طريق دريچه شيشه اي ، موقعيت آن قابل رويت است . -         5 – 16- شير فشار شكن : -         در اثر اتصال كوتاه ناگهاني و يا هر حادثه ديگر در هسته و سيم پيچها كه منجر به ايجاد گاز شديد شود ، فشار داخل تانك مي تواند به ميزان خطرناكي افزايش يابد . براي جلوگيري از خطر انفجار تانك ، در بالاي درپوش آن شير فشار شكن نصب مي گردد . اين شير در عرض چند ميلي ثانيه عمل خواهد كرد و در همين موقع ، ميكرو سوييچي كه همراه آن است ، سبب بسته شدن مدار تريپ مي گردد . پس از كاهش فشار در اثر نيروي فنر ، شير خود به خود بسته خواهد شد . -         تجهيزات حفاظتي ديگري نظير رله بوخهلتز ، رطوبت گير ، سيستم آتش نشاني و تپ چنجر نيز وجود دارند كه در مورد رله بوخهلتز در بخش حفاظت توضيح داده شد و در مورد تپ چنجر در قسمت بعد توضيح خواهيم داد . -         5 – 17- تپ چنجر و كنترل ولتاژ -         5 – 17 – 1- كنترل ولتاژ در شبكه: -         ولتاژ شين ها در پست نيروگاه ، پست سوئیچينگ و پستهاي انتهايي خطوط را بايد در محدوده مجاز نگه داشت . ولتاژ شبكه توزيع و نقاط مصرف را نيز در شرايط مختلف تغيير بار بايستي در مقدار قابل قبول نگه داشت . وظيفه سيستم كنترل ولتاژ اين است كه در بارهاي مختلف ولتاژ را ثابت نگه داشته و توان راكتيو لازم را جبران نمايد . تپ چنجر يكي از ابزارهاي سيستم كنترل ولتاژ است . -         5 – 17 – 2- تپ چنجر -         در بارهاي مختلف افت ولتاژ در ترانسفورماتور و خطوط تغيير مي كند و سبب تغيير ولتاژ شبكه مي شود . كنترل ولتاژ شبكه هاي توزيع و انتقال عمدتاً توسط تپ چنجر انجام مي شود . اساس كار تپ چنجر بر تغيير نسبت تبديل استوار است . بدين ترتيب كه با انشعاباتي كه در سيم پيچ فشار قوي تعبيه مي گردد ، تعداد دور سيم پيچ را تغيير داده و سبب تغيير ولتاژ خروجي ترانس مي گردند . تپ چنجرها بطور گسترده اي دركنترل ولتاژ شبكه در سطوح مختلف ولتاژي بكار گرفته مي شوند . معمولاً كنترل ولتاژ در محدوده 15 درصد مقدور است . ولتاژ هر پله تپ چنجر عموماً بين 1 تا 2.5 درصد تغيير مي كند . انتخاب مقدار كم براي پله ها سبب افزايش تعداد تپ ها مي گردد و انتخاب مقدار بالا براي هر پله باعث عدم امكان تنظيم دقيق ولتاژ مورد نظر مي گردد . -         5– 17 – 3 - انواع تپ چنجر: -         تپ چنجرها به دو نوع خاموش و قابل عملكرد زير بار تقسيم مي شوند . -         - تپ چنجر خاموش : -          اين تپ چنجر در پستهاي توزيع بكار مي رود و تنظيم آن بصورت فصلي و يا در شرايط بهره برداري خاص انجام مي شود.معمولاً داراي 5 تا 7 پله است. عملكرد آن بصورت دستي است و همچنان كه از نام آن پيداست بايد ترانس را بي -         برق نمود و سپس تپ آن را تعويض كرد . از اين تپ چنجر براي كنترل روزانه و يا كوتاه -         مدت استفاده نمي شود -           -         تپ چنجر قابل عملكرد زير بار : -         تغييرات روزانه و يا كوتاه مدت ولتاژ كه به سبب تغيير بار پديد مي آيد ، توسط تپ چنجر قابل قطع زير بار و بصورت اتوماتيك كنترل مي شود . ترانسهاي بزرگ نيروگاهها و پستهاي انتقال مجهز به اين تپ چنجر هستند . معمولاً نسبت تبديل اين ترانسها را مي توان در محدوده 15 درصد و گاهي تا 20 درصد تغيير داد . اكثراً تعداد پله هاي آنها بين 15 تا 30 مي باشد . -         ساختمان اين تپ چنجر چنان است كه در ضمن تغيير نسبت تبديل از يك انشعاب به انشعاب ديگر ، هيچ قطع شدگي و يا اتصال كوتاه در سيم پيچ ترانس ايجاد نگردد . -         5 – 18- تستهاي ترانسفورماتور -         براي تاييد توانايي و استقامت ترانسفورماتور در برابر تستهاي گرمايي و عايقي و همچنين نيروهاي ناشي از اتصال كوتاه ، تستهايي بر روي ترانس انجام مي گيرد . اين تستها بر اساس استانداردهاي معروف و بر طبق توافق بين سازنده و خريدار صورت مي پذيرد . -         در اين بخش ، چهار تست مهمي را كه در نيروگاه بر روي ترانسها انجام مي شود ، معرفي خواهيم كرد . -         5 – 18 – 1 - اندازه گيري مقاومت سيم پيچها : -         مقاومت اهمي سيم پيچها را مي توان توسط پل وتستون يا پل كلوين اندازه گيري نمود . -         در صورت نبودن پل اندازه گيري ،  مي توان از روش ولت آمپر نيز استفاده كرد . به اين ترتيب كه جرياني در حد چند ده آمپر ( جريان مستقيم ) از سيم پيچ ها عبور داده و ولتاژ دو سر آنها را اندازه گيري مي كنيم ، آنگاه مقاومت بر -          اساس قانون اهم محاسبه مي شود . اين اندازه گيري را مي توان در شرايطي كه ترانس گرم يا سرد است انجام داد . نكته مهم اين است كه دماي سيم پيچها و روغن در زمان آزمايش ثبت شود . از آنجا كه تاثير دما در اندازه گيري مقاومت داراي اهميت مي باشد ، بايستي در هنگام اندازه گيري ، ترانس از نظر حرارتي به دماي ثابتي رسيده باشد . يكي ديگر از خطاهاي مهم در زمان اندازه گيري مقاومت ، ولتاژهاي القايي است . از آنجا كه ضرايب القايي ترانس بزرگ و مقاومت اهمي سيم پيچها كوچك است ، ثابت زماني سيم پيچها عدد بزرگي است . بنابراين ، حالت گذاري -         ناشي از كليد زني يا نوسانات منبع ولتاژ تا چندين دقيقه طول خواهد كشيد، لذا آزمايش بايد بعد از حصول ثبات گرمايي و الكتريكي انجام شود . هدف از اين آزمايش ، تعيين سالم بودن سيم پيچ و اتصالات آن است . -         5 – 18 – 2- تست نسبت تبديل : -         اين تست را مي توان توسط ولت متر انجام داد و يا اينكه به وسيله دستگاه خاصي به نام ترانس نسبت سنج ، اندازه گيري كرد . اين دستگاه شامل يك ترانس كوچك قابل حمل است كه اوليه آن ثابت بوده ، ولي ثانويه آن داراي تپ هاي متعددي است كه به دو سلكتور سوئيچ متصل اند ، يكي براي تنظيم تقريبي و ديگري براي تنظيم دقيق ، بطوريكه هر ولتاژ مورد نظر را بتوان روي آن تنظيم نمود براي كار با دستگاه ، ترمينالهاي فشار قوي ترانس مورد آزمايش را به دستگاه متصل نموده و ولتاژي در حد 400 ولت يا كمتر به آن اعمال مي كنيم . اين دستگاه قادر به تشخيص گروه برداري اتصال نيز بوده و حداكثر خطاي قابل قبول در تست نسبت تبديل 0.5  درصد مدار طراحي شده مي باشد . -         5- 18 – 3 - تست بي باري: -         تست بي باري يكي از تست هاي روتين است كه بر روي همه ترانسها انجام مي شود . اين تست در ولتاژ و فركانس نامي انجام مي گيرد .طرف فشار قوي ترانس را باز گذاشته و از سمت فشار ضعيف ، ولتاژ نامي به آن اعمال مي كنيم . قدرت ورودي به ترانس سه فاز ، توسط 3 واتمتر و يا به روش دو واتمتري ، اندازه گيري مي شود . اين توان همان تلفات بي باري يا تلفات آهني ترانس است . جريان ورودي نيز توسط يك آمپر متر و يا براي دقت بيشتر توسط 3 آمپرمتر اندازه گيري مي شود كه اين جريان ، همان جريان مغناطيسي كنندگي ترانس است . مقادير جريان بي باري و تلفات بي باري براي ارزيابي عملكرد ترانس مفيد است. همچنين از تلفات بي باري در محاسبه راندمان ترانس استفاده مي گردد . مگر اشكالي در مدار مغناطيسي ترانس وجود داشته باشد، جريان بي باري و تلفات بي باري ترانس افزايش مي يابد و سبب كاهش راندمان ترانس مي شود.به دنبال آن ممكن است ترانس داغ شده و عمر مفيد آن كاهش يابد . در شرايط بي باري ، ترانس از شبكه جريان بي باري مي كشد . مقدار اين جريان از 5 درصد جريان نامي كمتر است و حتي در ترانس هاي بزرگ به كمتر از 1 درصد جريان نامي ترانس كاهش مي يابد بنابراين ، از تلفات مسي در بي باري مي توان صرفنظر كرد . بدين ترتيب ، آنچه را واتمترها اندازه گيري مي كنند ، تلفات فوكو و هيسترزيس است . – 18 – 4-  تست اتصال كوتاه : -         در اين تست طرف ثانويه ترانس توسط كابل مناسب اتصال كوتاه مي شود و از طرف اولیه جريان نامي به آن تزريق مي شود . توان ورودي به ترانس به طور كامل صرف تلفات مي گردد . اين تلفات كه تلفات بار يا تلفات اتصال كوتاه نام دارد ، شامل تلفات مسي در سيم پيچ هاي اوليه و ثانويه است و تلفات اضافي كه مربوط به آثار جريان فوكو در تانك و اتصالات مي باشد . -         تلفات اضافي به فركانس بستگي دارد . بنابراين ، بهتر است اين تست با فركانس نامي انجام شود . از آنجا كه مقاومت سيم پيچها به دما بستگي دارد ، بايد در حين آزمايش دماي سيم پيچ ها اندازه گيري شود كه ترانس به تعادل دمايي رسيده باشد. -         نحوه انجام تست به اينصورت است كه معمولاً سيم پيچ فشار ضعيف اتصال كوتاه شده و از طرف ديگر ولتاژي در حد 5 تا 10 درصد مقدار نامي به ترانس اعمال مي شود تا از آن جريان نامي عبور كند . بنابر توصيه استاندارد و با توجه به امكانات محلي ، مي توان اين تست را با جرياني بين 25 تا 100 درصد مقدار نامي اجرا كرد .ولي بهتر است جريان از 50 درصد بالاتر باشد . -         از نتايج آزمايش مي توان به سا لم بودن سيم پيچ ها و اتصالات آن پي برد . همچنين ازتلفات مسي براي محاسبه راندمان استفاده مي شود . -                                   پست نيروگاه -         6-1-  مقدمه -         انرژي خروجي هر ژنراتور kv 21 مي باشد كه از طريق ترانسفورماتورهاي افزاينده با نسبت تبديل 21/400 kv به پست وارد مي شود . پست نيروگاه به قسمت های 400k , 230k , 20k تقسيم مي شود . -         خطوط انتقال منشعب شده از پست 400k عبارتند از : -         1 – خط سمنان -         2 – خط جلال -         3 – خط حسن كيف -         4 – دو خط براي علي آباد -         خطوط انتقال منشعب از پست 230k عبارتند از : -         1 –  دو خط براي دهك -         2 – خط كارخانه كاغذ سازي -         3 – يك خط براي گرگان كه در حال حاضر قطع مي باشد . -         خطوط انتقال منشعب از پست  20k عبارتند از : -         1 – يك خط براي مصرف داخلي نيروگاه -         2 – يك خط اصلي و يك خط رزرو براي توربين گاز -         3 – يك خط براي فرودگاه -                       ..........-..........-..........-..........-..........-.........-.........-.........-.........-........ -         6-2-  تجهيزات اساسي بكار رفته در پست: -         1 – دژنكتور « كليد قدرت » -         2 – سكسيونر شين خط -         3 – ارت شين و خط -         4 – برق گير هر فاز « ورودي و خروجي از پست » -         – ترانس جريان هر فاز -         6 – ترانس ولتاژ هر فاز « CVT » -         7 – پانل كنترل و ..................... -         حال به بررسي هر يك از قسمت هاي بالا مي پردازيم : -         1 : بررسي دژنكتور « كليد قدرت » : -         اين كليد قادر است مدار الكتريكي را در ضمن عبور هر نوع بار با هر شدت جرياني قطع و هر شبكه اتصالي شده را به مولد برق وصل كند به شرط اينكه جرياني كه از كليد در لحظه قطع يا وصل مي گذرد از مقدار مجازي كه براي كليد در نظر گرفته شده بيشتر نباشد . -         6 – 3 - انواع دژنكتور : -         1 – كليد SF6 -         2 – كليد هوايي -         3 – كليد كم روغن -         در پست نيروگاه از كليد SF6 استفاده مي شود . -         6 – 3 – 1- بررسي كليد SF6 -         در اين كليد گاز SF6 بعنوان خاموش كننده جرقه و عايق بين دو كنتاكت و نگهدارنده ولتاژ استفاده شده است . در ضمن اين گاز داراي قابليت حرارتي بسيار زياد است قسمت اصلي اين كليد از دو لوله ثابت كه فاصله معيني متناسب با ولتاژ نامي كليد در مقابل هم قرار مي گيرند ، اگر فشار گاز SF6 از 6.3 BAR كمتر شود آلارم ظاهر مي شود در نتيجه دژنكتور بايد قطع و گاز SF6 به آن تزريق شود اگر بعد از وصل دژنكتور باز هم آلارم ظاهر شد بايد به دنبال نشتي گاز باشيم ، براي تشخيص محل نشتي بايد نقاط زير را چك كرد : -         1 – والو رها كننده فشار « شير اطمينان » -         2 – پيلوت والو يا والو اصلي « بدنه والو صدمه ديده باشد يا جسمي در محل سيل والو قرار گرفته باشد » -         3 – سيفتي والو -         – 4 - بررسي سكسيونر -         سكسيونر وسيله قطع و وصل سيستمهايي است كه تقريباً بدون جريان هستند و بعبارت ديگر سكسیونر وسايل و قطعاتي را كه فقط زير ولتاژ هستند از شبكه جدا مي سازد . علت بدون جريان بودن سكسيونر در موقع قطع يا وصل مجهز نبودن سكسيونر به وسيله جرقه خاموش كن است در واقع سكسيونر ارتباط دهنده يا قطع كننده مكانيكي بين قسمت هاست . -         6 – 4 – 1- انواع سكسيونر :‌ -         1 – تيغه اي (  عمودي ) -         2 – كشويي -         3 – دوراني -         4 – قيچي -         در پست نيروگاه نكا از سكسيونر نوع تيغه اي استفاده شده است . قطع و وصل اين سكسيونرها از راه دور در اتاق فرمان يا از پانل داخل پست انجام مي گيرد . -                   ..........-..........-..........-..........-..........-.........-.........-.........-.........-........ -         6 – 5- بررسي ارت پست -         سكسيونر ارت پست از نوع تيغه اي است كه فاصله بين دژنكتور و سكسيونر را ارت مي كند و بصورت دستي مي توان آن را قطع و وصل كرد . -         6 – 5 – 1- ميله ارت پست : -         هر فاز بين دژنكتور و ترانس اصلي را مي توان تك تك با ميله ارت نمود . در موقع ارت نمودن براي جلوگيري از برق گرفتگي بايد به نكات زير توجه داشت : -         خط بدون پتانسيل باشد يعني ترانس اصلي بي برق باشد و دژنكتور باز باشد در اين حالت ممكن است ولتاژ پسماند وجود داشته باشد پس بايد قسمت عايق دار ميله را در دست گرفت . -         6 – 6 - بررسي ترانس ولتاژ « CVT » -         CVT               Capacitor   Voltage  Transformer -         ترانس هاي ولتاژ براي PLC ها ، رله هاي حفاظتي و دستگاههاي اندازه گيري به كار مي رود در پست 400kv بعنوان القاء شديد خطوط در « حوزه مغناطيسي قوي » به اندازه 4m براي خطوط حريم مي گذارند . از ترانس هاي CVT استفاده مي كنند تا ولتاژ 400kv را به 110v تبديل كند و ولتاژ 110v را به داخل اتاق فرمان مي برند . -         6 – 7- بررسي ترانس جريان -         اين ترانس نيز مانند ولتاژ نمونه گير است بطوريكه جريان 2000A را به 5A تبديل مي كند و جريان 5A را به اتاق فرمان مي برند . علت استفاده از اين ترانس اين است كه بعلت وجود فاصله بين خطوط و اتاق فرمان اگر اتصال كوتاهي در اين فاصله روي دهد جريان 2000A بسيار خطرناك بوده به همين خاطر جريان 5A را نمونه گيري مي كنند . -         6 – 8-بررسي رله ديستانس و فاصله ياب -         اگر در خطوط انتقال اتصالي روي دهد رله ديستانس نوع اتصالي را مشخص مي كند ، مثلاً‌نشان مي دهد كه اتصالی بين دو فاز است و يا اينكه اتصالی بين زمين و يكي از فازهاست . دستگاه فاصله ياب نيز فاصله بين دو نقطه اتصالي تا پست را مشخص مي كند . -         6 – 9 -رله رلوكتانسی -         اگر در خطوط انتقال بعلت اتصالی فرمان قطع صادر شود اين رله ها فرمان وصل مجدد را مي دهند تا اگر اتصال از نوع لحظه اي و گذرا بود خط به فعاليت خود ادامه دهد . البته در حال حاضر اين رله ها از مدار خارج كرده اند .

نوشته شده در شنبه سی ام دی 1391ساعت 22:36 توسط امید پیرامون| |