مقاله کامل درباره ترانسفورماتور

ترانسفورماتور وسيله اي است كه انرژي الكتريكي را در يك سيستم جريان متناوب از يك مدار به مدار ديگر انتقال مي دهد و مي تواند ولتاژ زياد و بلعكس تبديل نمايد . ترانسفورماتور امروز يكي از وسايل لازم و حياتي در سيستم هاي الكتريكي و همچنين سيستم هاي تبديل انرژي مي باشد و از دو بخش اصلي زير تشكيل مي گردد :

1- هسته كه از ورقه هاي نازك فولادي ساخته مي شود .

2- دو يا چند سيم پيچ كه در ترانسفورماتور هاي معمولي با هم رابطه مغناطيسي و در اتوترانسفورماتورها ديگر رابطه الكتريكي و مغناطيسي دارند .

آن بخش از سيم پيچ كه از مدار الكتريكي انرژي مي گيرد سيم پيچ اوليه بخش ديگر كه از آن انرژي گرفته مي شود سيم پيچ ثانويه ناميده مي شود . سيم پيچ متصل به مدار با ولتاژ زياد به سيم پيچ فشار قوي (H.W.) و سيم پيچي كه به مدار با ولتاژ كم اتصال مي يابد به سيم پيچ فشار ضعيف (L.V) معروف است .

ترانسفورماتورهاي كه ولتاژ سيم پيچ ثانويه از ولتاژ اوليه آن كمتر باشد ترانسفورماتور كاهنده و آنكه ولتاژ ثانويه اش از ولتاژ اوليه بيشتر باشد ترانسفورماتور افزاينده ناميده مي شود . اگر يكي از دو سيم پيچ ترانسفورماتور مثلاً اوليه را به منبع ولتاژ متناوب وصل كنيم فوران (فلوي ) متناوبي توليد خواهد شد كه دامنه اش نسبت مستقيم با ولتاژ دو سر سيم پيچ اوليه و شماره دورهاي اوليه دارد . فوران توليد شده ي سيم پيچ ثانويه را نيز دور يمزند و ولتاژي در آن القاء مي نمايد كه مقدار آن به شماره دوره هاي سيم پيچ ثانويه بستگي دارد .

واضح است كه ترانسفورماتور ها فقط با وجود فوران هاي متقابل كه هر دو سيم پيچ را دور مي زنند كار مي كنند . لازم به تذكر است كه اين فوران ها (فلوها) از مواد فرو مغناطيسي (پرمابيليته) زياد به مراتب بهتر از ساير موارد عبور مينمايند و از اينروست كه هسته ترانسفورماتورها از آهن (فورمغناطيس ) مي باشد.

  براي جلوگيري از اثر تخريبي هوا و بهبود شرايط خنك شدن ترانسفورماتورهاي با قدرت زياد ، معمولاً هسته و سيم پيچ هاي آنها را در مخزن پر از روغن قرار مي دهند كه اين نوع ترانسفورماتور را روغني مي نامند و آنهايي كه توسط هوا خنك مي شوند به ترانسفورماتورهاي خشك معروفند. انواع كاربري ترانسفورماتورها :

1- ترانسفورماتورهاي قدرت براي انتقال و توزيع انرژي الكتريسيته

2- ترانسفورماتورهاي قدرت كه براي مقاصد خاص مثل كوره ها

3-يكسو كننده ها و واحدهاي جوشكاري بكار مي روند .

4-ترانسفورماتورهايي كه براي تنظيم ولتاژ در شبكه هاي توزيع بكار مي روند .

5-اتوترانسفورماتورها جهت تبديل ولتاژ با نسبت كم و راه اندازي موتورهاي القايي

6-ترانسفورماتورهاي وسايل اندازه گيري قسمتهاي مختلف ترانسفورماتور اگر چه اصول كار تمام ترانسفورماتورهاي ولتاژ يكسان است ولي در ترانسفورماتورهاي بزرگ به علت ولتاژ بالا و عبور جريان زياد آنها ، هسته و سيم پيچ ها به شدت گرم مي شوند و امكان بروز خسارت و از كار افتادن ترانسفورماتور وجود دارد ، از اين گونه ترانسفورماتورها با وسايل ايمني مجهز مي گردند و ساختمان آنها پيچيده تر از ترانسفورماتورهاي خشك با قدرت كم مي باشد .

 با بررسي ساختمان ترانسفورماتورهاي روغني با قدرت زياد ديگر احتياجي به تشريح ترانسفورماتورهاي كوچي نمي باشد . قسمتهاي مختلف اين ترانسفورماتور عبارتند از : هسته – سيم پيچ ها (بوبين ها) – مخزن روغن – بوشينگ – پاك و لوله انفجار – تاپ چنچر – ترمومترها – رله بو خهلتس – درجه نماي روغن – تابلوهاي مشخصات – چرخها – شيرهاي مختلف رواشها – لوله هاي ارتباط – ترانسفورماتورهاي جريان – جعبه كنترل (فرمان پنكه ها ، ترموستات ، پمپ ورگولاتور) – سيستم خنك كننده (رادياتورها – پنكه ها و غيره)

الف – هسته هسته هاي ترانسفورماتورها بايد تا حد امكان داراي قابليت نفوذ مغناطيسي خوب و قابليت هدايت الكتريكي بد باشد . هسته هاي ترانسها از ورقهاي نورد شده ي ديناموبلش يا فريت به ضخامت 35/0 تا 50/0 ميليمتر ساخته مي شوند .

نمونه دوصفحه از مقاله کامل درباره ترانسفورماتور

هسته ها به خاطر كاهش تلفات فوكو و هيستر زيس به صورت مورق ساخته مي شوند كه اين ورقه ها نسبت به هم عايق مي باشند . اين خاصيت توسط يك لايه ي نازك از رزين يا مواد عايقي ديگر تأمين مي گردد . هسته هاي ترانسها بسته به قدرت آنها ساخته و طراحي مي گردد . كه شامل دو نوع مي باشد ، هسته هاي شكافدار (EI) و هسته هاي نواري . كاربرد هسته هاي شكافدار بيشتر از هسته هاي نواري مي باشد . و اين به اين علت است كه اين هستها به راحتي در كنار هم قرار گرفته و سيم پيچ ها بر روي آنها نصب مي شوند .

ب – سيم پيچها سيم پيچ ترانسها اغلب از جنس مس يا آلومينيم انتخاب مي شود سيم پيچهاي ترانسهاي كوچك را معمولاً روي قرقره مي پيچند جنس قرقره ها اغلب از ترموپلاست است . در اصل بيشترين درصد اشكالات ترانسها در اين قسمت نقش اصلي را ايفا مي كند . سيم پيچها در كل به دو صورت هستند.

نواري ، كه غير قابل تعمير مي باشند يا به صورت طبقه طبقه مي باشند كه به آنها ديسكي هم گفته مي شود و قابل تعمير هستند.

سيم هاي به كار برده شده در ترانسها ، بسته به قدرت آنها تغيير مي كنند مثلاً در قدرتهاي پايين و متوسط از سيم هاي با سطح مقطع كوچك و گرد استفاده مي شود . در ترانس هايي با قدرت بالااز شمشهايي با سطح مقطع مربعي و يا نواري استفاده مي شود.

نحوه ي قرار گرفتن سيم پيچ ها معمولاً در ترانسها قدرت ، ابتدا سيم پيچ ثانويه يا فشار ضعيف پيچيده مي شود و سپس سيم پيچ اوليه يا فشار قوي پيچيده مي شود.

اين كار به خاطر اين است كه در صورت اتصالي ، سيم پيچ فشار قوي از هسته و اتصال به بدنه دور بماند و همچنين از بالا رفتن شدت ميدان ميان سيم پيچ اوليه و هسته جلوگيري شود .

نحوه ي اتصال سيم پيچ ها در ترانسهاي سه فاز بسته به شريط بارگيري ترانس ، اتصال سيم پيچ ها را تعيين مي كنند . انواع اتصالات به شرح زير مي باشند : 1- اتصال ستاره – ستاره (Y-y) 2- اتصال ستاره – مثلث(Y-d) 3- اتصال مثلث – ستاره (D-y) 4- اتصال مثلث – مثلث (D-d) 5- ستاره – زيكزاك (Y-z) در ميان اتصالات بالا فقط از يكي از آنها نمي توان در سيستم توزيع استفاده كرد . و آن هم اتصال ستاره – ستاره مي باشد.

3- فلوچارت آزمایشها و بازرسیهای عيب یابي و نگهداری ترانسفورماتورها،

راکتورها و رگوالتورها

         در اين مقاله کامل درباره ترانسفورماتور شرح آزمايش ها و اندازه گيری هايی که برای عيب يابی ترانسفورماتورهای روغنی در سايت ها انجام  میگيرد بيان شده است. روش های قيد شده در اين راهنما برای تنظيم کنندههای ولتاژ و راکتورهای شانت نيز قابل استفاده میباشد، آزمايش ها و اندازه گيریهای قيد شده در اين راهنما به صورت تفکيك شده برای بخش های مختلف و تجهيزات جانبی ترانسفورماتور شرح داده شده است. برای شناسايی و طبقه بندی آسان تر تجهيزات مختلف ترانسفورماتورها و رگالتورها و راکتورها وهم چنين روش های عيب يابی مورد استفاده برای هر يك از آن ها از جدول يك می توان استفاده کرد.

در اين مقاله کامل درباره ترانسفورماتور پس از تشريح هر روش آزمايش و يا اندازه گيری جهت برآورد وضعيت ترانسفورماتور و يا عيب يابی آن، نحوه تحليل نتايج آزمايش قيد گرديده است که جهت افزايش بينش و نتيجهگيری بهتر شخص انجام دهنده نسبت به نتايج اين روشها میباشد. بايد توجه داشت که تحليل بعضی از آزمايش ها بايستی با استفاده از نتايج آزمايشهای پيشين همين ترانسفورماتور و يا ترانسفورماتورهای مشابه آن باشد تا بتوان نتيجهای کامل و صحيح از آزمايشها را استخراج نمود. هم چنين بايستی در نتيجه گيری از آزمايشها بايستی معيارهای مطلوب بودن سازنده را برای تجهيزات تحت آزمايش به عنوان مرجع اصلی در نظر گرفته شود.

فهرست مطالب

مقدمه

ترانسفور ماتور چیست؟

فلوچارت آزمایشها و بازرسیهای عيب یابي و نگهداری ترانسفورماتورها،

ایمنی

1-4 کليات

 ایمنی افراد

1-2-4 خطرها

4 اتصالات زمين

3-2-

4 احتياط ها

4-2-4 علامت های هشدار و موانع نزدیک شدن به خطر

5-2-4 جو درون مخزن ترانسفورماتور

3-4 ایمنی تجهيزات

1-3-4 پيامد فالت های غير مترقبه  تجهيزات تحت آزمایش

2-3-4 اضافه ولتاژ

3-3-4 کلاسهای مختلف سيستم عایقی

4-3-4 آزمایش تحت خلا

5-3-4 برق گير

5-آزمایش ها و تکنيک های آزمایش برای تجهيزات مختلف ترانسفورماتورها.

1-5  سيم پيچ ها

1-1-5 مقاومت  اهمی سيم پيچ ها

1-1-1-5 تکنيک اندازه گيری مقاومت اهمی هادی ها (سيم پيچ ترانسفورماتور)

1-1-1-1-5  روش ولت متر آمپرمتر

2-1-1-1-5 روش پل و یا ميکرواهم متر برای اندازه گيری مقاومت سيم پيچ

2-1-5  آزمایش های نسبت تبدیل و (پلاریته) سيم پيچ ها

1-2-1-5 کليات

2-2-1-5 آزمایش پلاریته ترانسفورماتور

-2-2-1-5 آزمایش پلاریته ترانسفورماتور با استفاده از ضربه القایی

2-2-2-1-5 آزمایش پلاریته ترانسفورماتور با استفاده از اعمال ولتاژ متناوب

3-2-2-1-5 آزمایش پلاریته ترانسفورماتورهای چند فازه

3-2-1-5 دستگاه های اندازه گيری نسبت تبدیل ترانسفورماتور

1-3-2-1-5 روش ولت متری

2-3-2-1-5 اندازه گيری نسبت تبدیل با استفاده از پل تعيين ضریب قدرت و ظرفيت خازنی

4-2-1-5 تحليل نتایج آزمایش نسبت تبدیل ترانسفورماتور

3-1-5 جریان تحریک

1-3-1-5 کليات:

2-3-1-5 روش های آزمایش

3-3-1-5 تحليل نتایج آزمایش

4-3-1-5 تأثير پسماند مغناطيسی در هسته

5-3-1-5 روش های مغناطيس زدایی هسته

4-1-5 امپدانس اتصال کوتاه

1-4-1-5 کليات

2-4-1-5 روش و نحوه آزمایش

4-4-1-5 آزمایش امپدانس اتوترانسفورماتور

5-4-1- 5 آزمایش امپدانس برای ترانسفورماتورهای سه فازدو سيم پيچه

6-4-1-5 آزمایش امپدانس در ترانسفورماتورهای سه سيم پيچ

7-4-1-5 آزمایش امپدانس در اتوترانسفورماتور با سيم پيچ سوم

8-4-1-5 تحليل و تفسير نتایج آزمایش امپدانس

5-1-5 مقاومت عایقی

1 -5-1-5  کليات

الف) جریان شارژ خازنی

ب) جریان جذبی

ج) جریان نشتی

2-5-1-5 آزمایش اندیس پالریزاسيون

3-5-1-5 ایمنی

6-1-5 ظرفيت خازنی، ضریب قدرت و ضریب تلفات

1-6-1-5 ظرفيت خازنی

5-1-6-2 ضریب قدرت و ضریب تلفات

منابع