تخمین طول عمر ترانسفورماتورهای روغنی بر مبنای درجه پلیمریزاسیون

امروزه قابلیت اطمینان سیستم قدرت از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. ازاین‌رو وضعیت ترانسفورماتورها به‌عنوان یکی از المان‌های حیاتی و گران‌قیمت سیستم قدرت می‌بایست پایش و ارزیابی شود. عامل غالب در محدودیت طول عمر ترانسفورماتور، عایق کاغذی آن است. در این پژوهش اثر سه پارامتر رطوبت، اکسیژن و دما که بر وضعیت عایق کاغذی تاثیرگذار هستند، بررسی‌شده‌اند. معیار مورداستفاده برای بررسی وضعیت عایق کاغذی، درجه پلیمریزاسیون است که به‌طور غیرمستقیم می‌تواند به‌دست آورده شود. با محاسبه دمای نقطه داغ ترانسفورماتور به‌صورت ساعتی و در نظر گرفتن رشد رطوبت سالیانه خطی، طول عمر ترانسفورماتور بر اساس معیار درجه پلیمریزاسیون به‌عنوان نمونه برای سه جفت دمای محیطی و ضریب بار تخمین زده‌شده است. طول عمرهای به‌دست‌آمده از این تخمین، مطابق طول عمرهای واقعی ترانسفورماتورها هستند. این تخمین طول عمر برای دو نوع کاغذ کرافت و کاغذ کرافت تقویت‌شده انجام‌شده است و همچنین مقایسه‌ای بین طول عمر این دو نوع کاغذ تحت شرایط مختلف محیطی و عملکردی ترانسفورماتور صورت پذیرفته است. درنهایت با توجه به پروفیل درجه پلیمریزاسیون به‌دست‌آمده برای عایق کاغذی ترانسفورماتور، زمان بهینه برای انجام کاهش رطوبت عایق کاغذی در قالب سه سناریوی مختلف ارائه‌شده است.

Lifetime Estimation of Oil-Impregnated Transformers based on Degree of Polymerization

Nowadays, reliability of power system is of great importance. Therefore, the condition of transformers as the expensive and critical components of a power system have to be monitored and assessed. The dominant factor that causes limitation in transformers lifetime is the paper insulation. The influence of moisture, oxygen and temperature that affect the paper insulation have been investigated in this thesis. Degree of polymerization (DP) is the indirect measurable criterion used for assessing paper insulation. With consideration of the calculated hotspot temperature of transformer in hourly steps along with an annual linear growth rate for the water content, the lifetime of transformer has been estimated with regards to DP criterion for three couple of ambient temperatures and load factors. The resultant lifetimes are in agreement with real lifetime of the transformers. This lifetime estimation has been conducted for Kraft paper and thermally upgraded Kraft paper and lifetime of these two paper types are compared under various operating and environmental conditions. Finally, considering the obtained DP profiles, the optimum time for implementing moisture reduction in the paper insulation has been studied and discussed in form of three scenarios.