طراحی و ساخت حسگر اندازه گیری گاز هیدروژن محلول در روغن ترانسفورماتور

ترانسفورماتورها اجزای کلیدی و گران قیمت شبکه برق هستند و آگاهی از وضعیت سلامت آنها برای داشتن یک شبکه قابل ‏اعتماد ضروری است. وضعیت سلامت یک ترانسفورماتور را می توان با تجزیه و تحلیل گاز محلول در روغن آن (‏DGA‏) ارزیابی ‏کرد. گازها در هنگام کار در ترانسفورماتور تولید می شوند و متعاقباً در روغن حل می شوند. از این رو، غلظت گاز محلول می ‏تواند با وضعیت سلامت ترانسفورماتور ارتباط داشته باشد. به طور معمول، نمونه های روغن در فواصل زمانی معین گرفته و در ‏آزمایشگاه تجزیه و تحلیل می شوند. رویکرد جدیدتر نظارت بر گازها و اندازه گیری مقادیر گاز محلول در روغن ترانسفورماتور به ‏صورت آنلاین است که عمدتا در ترانسفورماتورهای قدرت بزرگ و گران قیمت انجام می شود. در میان گاز های ایجاد شده در ‏روغن ترانسفورماتور، هیدروژن می تواند به عنوان شاخص اصلی سلامت کلی ترانسفورماتور عمل کند، زیرا در بیشتر خطا ها ایجاد ‏می شود تا اینکه محدود به یک عیب خاص باشد. علاوه بر این ، معمولاً عیب های کم انرژی، که به طور عمده هیدروژن تولید می ‏کنند، در طی یک دوره زمانی قبل از وقوع عیب های انرژی بالاتر وجود دارند، که احتمالاً می تواند منجر به خرابی ترانس شود. ‏بسته به غلظت هیدروژن و میزان افزایش آن می توان از سلامت ترانس تا حد قابل قبولی اطمینان حاصل نمود. دستگاههایی که ‏تا کنون برای پایش برخط هیدروژن محلول در روغن مورد استفاده قرار گرفته اند اغلب ساخت کارخانه ‏General electric‏ می ‏باشد که با نام تجاری ‏Hydran‏ شناخته می شوند. مشکل عمده این دستگاهها عدم پشتیبانی سازنده بوده است. با توجه به اینکه ‏حسگر (‏sensor‏) موجود در این دستگاه عمر مشخصی دارند و می بایست پس از مدت مشخصی تعویض گردند لذا عدم ‏پشتیبانی سازنده موجب از سرویس خارجشدن تعداد زیادی از این دستگاهها در سالیان اخیر شده است. بنابراین هدف از این ‏پروژه طراحی و ساخت حسگر (‏sensor‏) برخط گاز هیدروژن است که بتواند با دقت قابل قبولی گازهای هیدروژن داخل روغن ‏ترانس را اندازه گیری کند با توجه به اینکه حسگر به عنوان قلب دستگاه به شمار می رود تاکید این طرح بر بدست آوردن دانش ‏فنی ساخت حسگر مزبور می باشد که علاوه بر کارآیی مناسب مقرون به صرفه نیز باشد. قابل ذکر است حسگر مورد نیاز می ‏تواند هم در قالب دستگاههای ‏Hydran‏ موجود عمل نماید و یا همراه با سایر اجزای مورد نیاز و بصورت یک مجموعه کامل ‏عرضه گردد بطوریکه اطلاعات برخط میزان هیدروژن محلول در روغن را در یک بستر مناسب به پست یا سایر نقاط جهت تحلیل ‏ارسال نماید. سیستم مورد نظر می بایست مجهز به سامانه تحلیل گر نیز باشد و هشدارهای لازم را در صورت تشخیص موارد ‏غیرعادی اعلام نماید.‏ قابل ذکر است نمونه هایی از دستگاههای پایش برخط نیز در داخل کشور ساخته شده اند اما همانطور که ذکر گردید در بحث ساخت ‏حسگر مورد نیاز هنوز وابستگی وجود دارد.‏