مقاله کامل درباره ترانسفورماتور

ترانسفورماتور وسیله ای است که انرژی الکتریکی را در یک سیستم جریان متناوب از یک مدار به مدار دیگر انتقال می دهد و می تواند ولتاژ زیاد و بلعکس تبدیل نماید . ترانسفورماتور امروز یکی از وسایل لازم و حیاتی در سیستم های الکتریکی و همچنین سیستم های تبدیل انرژی می باشد و از دو بخش اصلی زیر تشکیل می گردد :

۱- هسته که از ورقه های نازک فولادی ساخته می شود .

۲- دو یا چند سیم پیچ که در ترانسفورماتور های معمولی با هم رابطه مغناطیسی و در اتوترانسفورماتورها دیگر رابطه الکتریکی و مغناطیسی دارند .

آن بخش از سیم پیچ که از مدار الکتریکی انرژی می گیرد سیم پیچ اولیه بخش دیگر که از آن انرژی گرفته می شود سیم پیچ ثانویه نامیده می شود . سیم پیچ متصل به مدار با ولتاژ زیاد به سیم پیچ فشار قوی (H.W.) و سیم پیچی که به مدار با ولتاژ کم اتصال می یابد به سیم پیچ فشار ضعیف (L.V) معروف است .

ترانسفورماتورهای که ولتاژ سیم پیچ ثانویه از ولتاژ اولیه آن کمتر باشد ترانسفورماتور کاهنده و آنکه ولتاژ ثانویه اش از ولتاژ اولیه بیشتر باشد ترانسفورماتور افزاینده نامیده می شود . اگر یکی از دو سیم پیچ ترانسفورماتور مثلاً اولیه را به منبع ولتاژ متناوب وصل کنیم فوران (فلوی ) متناوبی تولید خواهد شد که دامنه اش نسبت مستقیم با ولتاژ دو سر سیم پیچ اولیه و شماره دورهای اولیه دارد . فوران تولید شده ی سیم پیچ ثانویه را نیز دور یمزند و ولتاژی در آن القاء می نماید که مقدار آن به شماره دوره های سیم پیچ ثانویه بستگی دارد .

واضح است که ترانسفورماتور ها فقط با وجود فوران های متقابل که هر دو سیم پیچ را دور می زنند کار می کنند . لازم به تذکر است که این فوران ها (فلوها) از مواد فرو مغناطیسی (پرمابیلیته) زیاد به مراتب بهتر از سایر موارد عبور مینمایند و از اینروست که هسته ترانسفورماتورها از آهن (فورمغناطیس ) می باشد.

  برای جلوگیری از اثر تخریبی هوا و بهبود شرایط خنک شدن ترانسفورماتورهای با قدرت زیاد ، معمولاً هسته و سیم پیچ های آنها را در مخزن پر از روغن قرار می دهند که این نوع ترانسفورماتور را روغنی می نامند و آنهایی که توسط هوا خنک می شوند به ترانسفورماتورهای خشک معروفند. انواع کاربری ترانسفورماتورها :

۱- ترانسفورماتورهای قدرت برای انتقال و توزیع انرژی الکتریسیته

۲- ترانسفورماتورهای قدرت که برای مقاصد خاص مثل کوره ها

۳-یکسو کننده ها و واحدهای جوشکاری بکار می روند .

۴-ترانسفورماتورهایی که برای تنظیم ولتاژ در شبکه های توزیع بکار می روند .

۵-اتوترانسفورماتورها جهت تبدیل ولتاژ با نسبت کم و راه اندازی موتورهای القایی

۶-ترانسفورماتورهای وسایل اندازه گیری قسمتهای مختلف ترانسفورماتور اگر چه اصول کار تمام ترانسفورماتورهای ولتاژ یکسان است ولی در ترانسفورماتورهای بزرگ به علت ولتاژ بالا و عبور جریان زیاد آنها ، هسته و سیم پیچ ها به شدت گرم می شوند و امکان بروز خسارت و از کار افتادن ترانسفورماتور وجود دارد ، از این گونه ترانسفورماتورها با وسایل ایمنی مجهز می گردند و ساختمان آنها پیچیده تر از ترانسفورماتورهای خشک با قدرت کم می باشد .

 با بررسی ساختمان ترانسفورماتورهای روغنی با قدرت زیاد دیگر احتیاجی به تشریح ترانسفورماتورهای کوچی نمی باشد . قسمتهای مختلف این ترانسفورماتور عبارتند از : هسته – سیم پیچ ها (بوبین ها) – مخزن روغن – بوشینگ – پاک و لوله انفجار – تاپ چنچر – ترمومترها – رله بو خهلتس – درجه نمای روغن – تابلوهای مشخصات – چرخها – شیرهای مختلف رواشها – لوله های ارتباط – ترانسفورماتورهای جریان – جعبه کنترل (فرمان پنکه ها ، ترموستات ، پمپ ورگولاتور) – سیستم خنک کننده (رادیاتورها – پنکه ها و غیره)

الف – هسته هسته های ترانسفورماتورها باید تا حد امکان دارای قابلیت نفوذ مغناطیسی خوب و قابلیت هدایت الکتریکی بد باشد . هسته های ترانسها از ورقهای نورد شده ی دیناموبلش یا فریت به ضخامت ۳۵/۰ تا ۵۰/۰ میلیمتر ساخته می شوند .

نمونه دوصفحه از مقاله کامل درباره ترانسفورماتور

هسته ها به خاطر کاهش تلفات فوکو و هیستر زیس به صورت مورق ساخته می شوند که این ورقه ها نسبت به هم عایق می باشند . این خاصیت توسط یک لایه ی نازک از رزین یا مواد عایقی دیگر تأمین می گردد . هسته های ترانسها بسته به قدرت آنها ساخته و طراحی می گردد . که شامل دو نوع می باشد ، هسته های شکافدار (EI) و هسته های نواری . کاربرد هسته های شکافدار بیشتر از هسته های نواری می باشد . و این به این علت است که این هستها به راحتی در کنار هم قرار گرفته و سیم پیچ ها بر روی آنها نصب می شوند .

ب – سیم پیچها سیم پیچ ترانسها اغلب از جنس مس یا آلومینیم انتخاب می شود سیم پیچهای ترانسهای کوچک را معمولاً روی قرقره می پیچند جنس قرقره ها اغلب از ترموپلاست است . در اصل بیشترین درصد اشکالات ترانسها در این قسمت نقش اصلی را ایفا می کند . سیم پیچها در کل به دو صورت هستند.

نواری ، که غیر قابل تعمیر می باشند یا به صورت طبقه طبقه می باشند که به آنها دیسکی هم گفته می شود و قابل تعمیر هستند.

سیم های به کار برده شده در ترانسها ، بسته به قدرت آنها تغییر می کنند مثلاً در قدرتهای پایین و متوسط از سیم های با سطح مقطع کوچک و گرد استفاده می شود . در ترانس هایی با قدرت بالااز شمشهایی با سطح مقطع مربعی و یا نواری استفاده می شود.

نحوه ی قرار گرفتن سیم پیچ ها معمولاً در ترانسها قدرت ، ابتدا سیم پیچ ثانویه یا فشار ضعیف پیچیده می شود و سپس سیم پیچ اولیه یا فشار قوی پیچیده می شود.

این کار به خاطر این است که در صورت اتصالی ، سیم پیچ فشار قوی از هسته و اتصال به بدنه دور بماند و همچنین از بالا رفتن شدت میدان میان سیم پیچ اولیه و هسته جلوگیری شود .

نحوه ی اتصال سیم پیچ ها در ترانسهای سه فاز بسته به شریط بارگیری ترانس ، اتصال سیم پیچ ها را تعیین می کنند . انواع اتصالات به شرح زیر می باشند : ۱- اتصال ستاره – ستاره (Y-y) ۲- اتصال ستاره – مثلث(Y-d) ۳- اتصال مثلث – ستاره (D-y) ۴- اتصال مثلث – مثلث (D-d) ۵- ستاره – زیکزاک (Y-z) در میان اتصالات بالا فقط از یکی از آنها نمی توان در سیستم توزیع استفاده کرد . و آن هم اتصال ستاره – ستاره می باشد.

۳- فلوچارت آزمایشها و بازرسیهای عیب یابی و نگهداری ترانسفورماتورها،

راکتورها و رگوالتورها

         در این مقاله کامل درباره ترانسفورماتور شرح آزمایش ها و اندازه گیری هایی که برای عیب یابی ترانسفورماتورهای روغنی در سایت ها انجام  میگیرد بیان شده است. روش های قید شده در این راهنما برای تنظیم کنندههای ولتاژ و راکتورهای شانت نیز قابل استفاده میباشد، آزمایش ها و اندازه گیریهای قید شده در این راهنما به صورت تفکیک شده برای بخش های مختلف و تجهیزات جانبی ترانسفورماتور شرح داده شده است. برای شناسایی و طبقه بندی آسان تر تجهیزات مختلف ترانسفورماتورها و رگالتورها و راکتورها وهم چنین روش های عیب یابی مورد استفاده برای هر یک از آن ها از جدول یک می توان استفاده کرد.

در این مقاله کامل درباره ترانسفورماتور پس از تشریح هر روش آزمایش و یا اندازه گیری جهت برآورد وضعیت ترانسفورماتور و یا عیب یابی آن، نحوه تحلیل نتایج آزمایش قید گردیده است که جهت افزایش بینش و نتیجهگیری بهتر شخص انجام دهنده نسبت به نتایج این روشها میباشد. باید توجه داشت که تحلیل بعضی از آزمایش ها بایستی با استفاده از نتایج آزمایشهای پیشین همین ترانسفورماتور و یا ترانسفورماتورهای مشابه آن باشد تا بتوان نتیجهای کامل و صحیح از آزمایشها را استخراج نمود. هم چنین بایستی در نتیجه گیری از آزمایشها بایستی معیارهای مطلوب بودن سازنده را برای تجهیزات تحت آزمایش به عنوان مرجع اصلی در نظر گرفته شود.

فهرست مطالب

مقدمه

ترانسفور ماتور چیست؟

فلوچارت آزمایشها و بازرسیهای عیب یابی و نگهداری ترانسفورماتورها،

ایمنی

۱-۴ کلیات

 ایمنی افراد

۱-۲-۴ خطرها

۴ اتصالات زمین

3-2-

۴ احتیاط ها

۴-۲-۴ علامت های هشدار و موانع نزدیک شدن به خطر

۵-۲-۴ جو درون مخزن ترانسفورماتور

۳-۴ ایمنی تجهیزات

۱-۳-۴ پیامد فالت های غیر مترقبه  تجهیزات تحت آزمایش

۲-۳-۴ اضافه ولتاژ

۳-۳-۴ کلاسهای مختلف سیستم عایقی

۴-۳-۴ آزمایش تحت خلا

۵-۳-۴ برق گیر

۵-آزمایش ها و تکنیک های آزمایش برای تجهیزات مختلف ترانسفورماتورها.

۱-۵  سیم پیچ ها

۱-۱-۵ مقاومت  اهمی سیم پیچ ها

۱-۱-۱-۵ تکنیک اندازه گیری مقاومت اهمی هادی ها (سیم پیچ ترانسفورماتور)

۱-۱-۱-۱-۵  روش ولت متر آمپرمتر

۲-۱-۱-۱-۵ روش پل و یا میکرواهم متر برای اندازه گیری مقاومت سیم پیچ

۲-۱-۵  آزمایش های نسبت تبدیل و (پلاریته) سیم پیچ ها

۱-۲-۱-۵ کلیات

۲-۲-۱-۵ آزمایش پلاریته ترانسفورماتور

-۲-۲-۱-۵ آزمایش پلاریته ترانسفورماتور با استفاده از ضربه القایی

۲-۲-۲-۱-۵ آزمایش پلاریته ترانسفورماتور با استفاده از اعمال ولتاژ متناوب

۳-۲-۲-۱-۵ آزمایش پلاریته ترانسفورماتورهای چند فازه

۳-۲-۱-۵ دستگاه های اندازه گیری نسبت تبدیل ترانسفورماتور

۱-۳-۲-۱-۵ روش ولت متری

۲-۳-۲-۱-۵ اندازه گیری نسبت تبدیل با استفاده از پل تعیین ضریب قدرت و ظرفیت خازنی

۴-۲-۱-۵ تحلیل نتایج آزمایش نسبت تبدیل ترانسفورماتور

۳-۱-۵ جریان تحریک

۱-۳-۱-۵ کلیات:

۲-۳-۱-۵ روش های آزمایش

۳-۳-۱-۵ تحلیل نتایج آزمایش

۴-۳-۱-۵ تأثیر پسماند مغناطیسی در هسته

۵-۳-۱-۵ روش های مغناطیس زدایی هسته

۴-۱-۵ امپدانس اتصال کوتاه

۱-۴-۱-۵ کلیات

۲-۴-۱-۵ روش و نحوه آزمایش

۴-۴-۱-۵ آزمایش امپدانس اتوترانسفورماتور

۵-۴-۱- ۵ آزمایش امپدانس برای ترانسفورماتورهای سه فازدو سیم پیچه

۶-۴-۱-۵ آزمایش امپدانس در ترانسفورماتورهای سه سیم پیچ

۷-۴-۱-۵ آزمایش امپدانس در اتوترانسفورماتور با سیم پیچ سوم

۸-۴-۱-۵ تحلیل و تفسیر نتایج آزمایش امپدانس

۵-۱-۵ مقاومت عایقی

۱ -۵-۱-۵  کلیات

الف) جریان شارژ خازنی

ب) جریان جذبی

ج) جریان نشتی

۲-۵-۱-۵ آزمایش اندیس پالریزاسیون

۳-۵-۱-۵ ایمنی

۶-۱-۵ ظرفیت خازنی، ضریب قدرت و ضریب تلفات

۱-۶-۱-۵ ظرفیت خازنی

۵-۱-۶-۲ ضریب قدرت و ضریب تلفات

منابع