ترانسفورماتور روغنی چگونه کار میکند؟ معرفی اجزا و وظیفه هر قطعه
ترانسفورماتور روغنی یکی از تجهیزات اصلی در انتقال و توزیع برق است. این دستگاه ولتاژ متناوب را به سطح مورد نیاز تبدیل میکند و از قطعاتی تشکیل شده که هرکدام وظیفه مشخصی دارند. هسته و سیمپیچها فرایند تبدیل ولتاژ را انجام میدهند؛ روغن و رادیاتورها به عایقکاری و دفع گرما کمک میکنند؛ و تجهیزاتی مانند بوشینگ، تپچنجر و رله بوخهلتس برای اتصال، تنظیم و حفاظت به کار میروند.
شناخت این اجزا کمک میکند هنگام خرید ترانسفورماتور، خواندن دیتاشیت یا بررسی یک دستگاه در محل پروژه، سؤالهای دقیقتری بپرسیم.
ترانسفورماتور چگونه ولتاژ را تغییر میدهد؟
ترانسفورماتور بر پایه القای الکترومغناطیسی کار میکند. وقتی ولتاژ متناوب به یکی از سیمپیچها اعمال میشود، جریان آن شار مغناطیسی متغیری در هسته ایجاد میکند. این شار با سیمپیچ دیگر پیوند مییابد و در آن ولتاژ القا میشود.
اگر ولتاژ خروجی از ورودی کمتر باشد، ترانسفورماتور کاهنده است؛ اگر بیشتر باشد، افزاینده است. نسبت تعداد دور سیمپیچها در تعیین نسبت ولتاژ نقش دارد. در این فرایند، فرکانس برق در حالت عادی تغییر نمیکند.
اجزای اصلی ترانسفورماتور روغنی
۱. هسته مغناطیسی؛ مسیر عبور شار
هسته، مسیر مناسبی برای عبور شار مغناطیسی بین سیمپیچها فراهم میکند. این بخش معمولاً از ورقهای نازک فولادی ساخته میشود که روی هم قرار گرفتهاند. طراحی هسته بر عملکرد ترانسفورماتور و تلفات آن اثر دارد.
به زبان ساده، بدون پیوند مغناطیسی مناسب میان سیمپیچها، تبدیل ولتاژ به شکل مورد نظر انجام نمیشود.
۲. سیمپیچهای ولتاژ بالا و پایین؛ بخش اصلی تبدیل ولتاژ
در ترانسفورماتور، سیمپیچها معمولاً با عنوان سمت ولتاژ بالا یا HV و سمت ولتاژ پایین یا LV شناخته میشوند. این نامگذاری سطح ولتاژ هر سمت را نشان میدهد و بهتنهایی مشخص نمیکند کدام سمت همیشه ورودی است؛ این موضوع به کاربرد ترانس بستگی دارد.
تعداد دور، سطح مقطع هادی، آرایش و عایقکاری سیمپیچها بر اساس توان و مشخصات فنی دستگاه طراحی میشود. هنگام استعلام یک ترانس، ولتاژ هر دو سمت باید دقیق اعلام شود.
۳. مخزن؛ محفظه اصلی ترانسفورماتور
هسته و سیمپیچهای ترانس روغنی درون مخزن قرار میگیرند. مخزن همچنین روغن عایق را در خود نگه میدارد و محل نصب برخی تجهیزات بیرونی مانند بوشینگها، نشانگرها و اتصالات است.
شکل و ابعاد مخزن در ترانسهای مختلف یکسان نیست و به طراحی، توان و روش خنککاری دستگاه بستگی دارد.
۴. روغن عایق؛ کمک به عایقکاری و انتقال گرما
روغن در ترانسفورماتور روغنی دو نقش مهم دارد: بخشی از عایقکاری الکتریکی را فراهم میکند و گرمای ایجادشده در قطعات داخلی را به سطوح خنککننده انتقال میدهد.
به همین دلیل، وضعیت روغن در برنامه نگهداری ترانس اهمیت دارد. نوع مایع عایق، روش نگهداری آن و آزمونهای مورد نیاز باید مطابق مشخصات همان دستگاه بررسی شوند.
۵. بوشینگ؛ عبور ایمن اتصال الکتریکی از مخزن
هادیهای برقدار باید از داخل مخزن به بیرون راه پیدا کنند، بدون آنکه به بدنه فلزی اتصال پیدا کنند. بوشینگ یا مقره عبوری این مسیر را همراه با عایقکاری لازم فراهم میکند.
بوشینگهای دو سمت ترانس ممکن است از نظر اندازه و ساختار متفاوت باشند. هنگام بررسی دستگاه، علاوه بر ولتاژ و جریان نامی بوشینگ، وضعیت ظاهری، تمیزی سطح و سلامت محل اتصال آن نیز اهمیت دارد.
۶. رادیاتور و سیستم خنککاری؛ دفع گرمای ترانس
ترانسفورماتور هنگام کار تلفات دارد و بخشی از انرژی به گرما تبدیل میشود. روغن، گرما را از بخشهای داخلی دریافت میکند و رادیاتورها یا سطوح خنککننده به دفع آن کمک میکنند.
روش خنککاری بسته به طراحی ترانس فرق دارد. برخی دستگاهها از گردش طبیعی روغن و هوا استفاده میکنند و برخی به فن یا تجهیزات کمکی مجهزند. برای شناخت روش خنککاری یک ترانس مشخص، باید پلاک یا دیتاشیت همان دستگاه خوانده شود.
۷. تپچنجر؛ تنظیم نسبت تبدیل
تپچنجر با تغییر اتصال به تپهای سیمپیچ، نسبت تبدیل ترانسفورماتور را در محدوده طراحیشده تنظیم میکند. این قابلیت برای تنظیم ولتاژ کاربرد دارد.
دو مفهوم را باید از هم جدا کرد: بعضی تپچنجرها فقط پس از خارج کردن ترانس از مدار و طبق دستورالعمل سازنده قابل تغییرند؛ اما تپچنجر زیر بار یا OLTC برای تغییر وضعیت هنگام بهرهبرداری طراحی شده است. بنابراین، هنگام خرید نباید صرف عبارت «دارای تپچنجر» را معادل «قابل تنظیم زیر بار» دانست. توضیح فنی سازنده تپچنجر Reinhausen نیز نقش این قطعه را در تغییر نسبت دور سیمپیچ و تنظیم ولتاژ شرح میدهد.
۸. کنسرواتور؛ بخشی از سامانه نگهداری روغن
در برخی ترانسفورماتورها مخزنی به نام کنسرواتور یا منبع انبساط بالای مخزن اصلی دیده میشود. این بخش با سامانه نگهداری روغن مرتبط است و فضای لازم برای تغییر حجم روغن بر اثر تغییر دما را فراهم میکند.
همه ترانسفورماتورهای روغنی کنسرواتور ندارند. بعضی دستگاهها با طرح دیگری ساخته میشوند؛ پس نبودن این مخزن بهتنهایی به معنی نقص ترانس نیست.
۹. رله بوخهلتس؛ هشدار و حفاظت در برخی ترانسهای روغنی
در ترانسفورماتورهای دارای طراحی مناسب مخزن و کنسرواتور، رله بوخهلتس معمولاً در مسیر ارتباطی این دو نصب میشود. این رله میتواند به تجمع گاز یا تغییر شدید جریان روغن واکنش نشان دهد و بسته به شرایط، سیگنال هشدار یا فرمان قطع صادر کند.
عملکرد رله نشانهای است که باید توسط متخصص بررسی شود؛ از روی آن بهتنهایی نمیتوان نوع و محل دقیق عیب را مشخص کرد. Hitachi Energy عملکرد این تجهیز را بر اساس پایش تجمع گاز و تغییر جریان روغن توضیح میدهد.
۱۰. نشانگرها و تجهیزات پایش؛ اطلاع از وضعیت دستگاه
بسته به طراحی ترانس، تجهیزاتی برای نمایش یا پایش سطح روغن، دما و شرایط عملکرد روی آن نصب میشوند. فهرست این تجهیزات در همه دستگاهها یکسان نیست. برای اطمینان از وجود هر قطعه باید مشخصات سفارش، نقشه و دیتاشیت ترانس بررسی شود.
هنگام خرید ترانسفورماتور چه مشخصاتی را اعلام کنیم؟
دانستن نام اجزا زمانی به انتخاب بهتر کمک میکند که مشخصات پروژه نیز روشن باشد. برای استعلام ترانسفورماتور روغنی، این اطلاعات را آماده کنید:
- توان نامی مورد نیاز، بر حسب kVA یا MVA؛
- ولتاژ نامی هر دو سمت؛
- فرکانس و تعداد فاز؛
- گروه برداری مورد نیاز؛
- محل نصب و شرایط محیطی؛
- نوع و محدوده تنظیم تپچنجر؛
- روش خنککاری و تجهیزات حفاظتی مورد نیاز؛
- الزامات آزمون و مدارک فنی پروژه.
برای مثال، اگر ترانس در منطقه گرم نصب میشود یا پروژه به تنظیم ولتاژ زیر بار نیاز دارد، این موارد باید از ابتدا در درخواست خرید نوشته شوند. صرف اعلام توان و ولتاژ برای مقایسه دقیق پیشنهادها کافی نیست. الزامات عمومی ترانسفورماتورهای قدرت در استاندارد IEC 60076-1 پوشش داده شدهاند.
پرسشهای متداول درباره اجزای ترانسفورماتور
آیا همه ترانسفورماتورهای روغنی رله بوخهلتس دارند؟
خیر. وجود این رله به طراحی ترانس و سامانه نگهداری روغن آن بستگی دارد. تجهیزات حفاظتی هر دستگاه باید جداگانه بررسی شوند.
آیا تپچنجر همیشه هنگام روشن بودن ترانس کار میکند؟
خیر. فقط تپچنجری که برای تغییر تپ زیر بار طراحی شده باشد چنین قابلیتی دارد. نوع تپچنجر باید در دیتاشیت مشخص باشد.
تفاوت هسته و سیمپیچ چیست؟
هسته مسیر عبور شار مغناطیسی را فراهم میکند. سیمپیچها بخشهایی هستند که ولتاژ به یکی از آنها اعمال میشود و در دیگری ولتاژ القا میگردد.
روغن ترانس فقط برای خنککاری است؟
خیر. روغن هم در انتقال گرما و هم در سامانه عایقکاری ترانسفورماتور روغنی نقش دارد.
جمعبندی
برای شناخت یک ترانسفورماتور روغنی، اجزای آن را باید بهصورت یک مجموعه دید: هسته و سیمپیچها ولتاژ را تبدیل میکنند، روغن و سیستم خنککاری گرما را مدیریت میکنند و تجهیزات اتصال و حفاظت به بهرهبرداری مطمئن کمک میکنند. با این حال، وجود و مشخصات دقیق هر قطعه در ترانسهای مختلف متفاوت است؛ ملاک نهایی، پلاک، دیتاشیت و مدارک فنی همان دستگاه است.
برای استعلام ترانسفورماتور متناسب با پروژه، توان، ولتاژ دو سمت و شرایط محل نصب را برای فروشگاه الکتروروناک ارسال کنید.
دسترسی سریع: استعلام در واتساپ | تماس تلفنی
آدرس: تهران، لالهزار جنوبی، کوچه بوشهری، ساختمان خورشید، واحد ۱۵
فروشگاه ها
