ترانسفورماتور توزیع چیست؟

تعریف ترانسفورماتور توزیع

ترانسفورماتور توزیع به یک وسیله الکتریکی ساکن است که در سیستم توزیع برای تبدیل ولتاژ و جریان AC مطابق قانون القای الکترومغناطیسی و انتقال انرژی AC استفاده می شود. محصولات ترانسفورماتور چینی را می توان به طور کلی بر اساس سطوح ولتاژ به ترانسفورماتورهای ولتاژ فوق العاده (750 کیلوولت و بالاتر)، ترانسفورماتورهای ولتاژ فوق العاده بالا (500 کیلوولت)، 220-110ترانسفورماتورهای KV و ترانسفورماتورهای 35 کیلوولت و کمتر تقسیم کرد. ترانسفورماتورهای توزیع معمولاً به ترانسفورماتورهای قدرتی اطلاق می شوند که در شبکه توزیع با سطح ولتاژ 10-35KV و ظرفیت 6300KVA یا کمتر از آن به طور مستقیم برق مصرف کننده نهایی را تأمین می کنند.

انواع ترانسفورماتور توزیع

طبقه بندی ترانسفورماتورهای توزیع رایج را می توان به شرح زیر خلاصه کرد:

(1) با توجه به تعداد فازها:

1) ترانسفورماتورهای توزیع تک فاز: برای بارهای تک فاز و گروه های ترانسفورماتور توزیع سه فاز استفاده می شود.

2) ترانسفورماتور توزیع سه فاز: برای افزایش و کاهش ولتاژ در سیستم های سه فاز استفاده می شود.

(2) با توجه به روش های خنک کننده:

1) ترانسفورماتورهای توزیع نوع خشک: آنها برای خنک کردن به همرفت هوا متکی هستند و عموماً برای ترانسفورماتورهای توزیع با ظرفیت کم مانند روشنایی محلی و مدارهای الکترونیکی استفاده می شوند. 2) ترانسفورماتورهای توزیع غوطه ور در روغن: به عنوان وسیله خنک کننده به روغن تکیه کنید، مانند خنک کننده خود غوطه ور در روغن، خنک کننده هوای غوطه ور در روغن، خنک کننده آب غوطه ور در روغن، گردش اجباری روغن و غیره.

(3) طبقه بندی بر اساس هدف:

1) ترانسفورماتور توزیع برق: برای افزایش و افت ولتاژ در سیستم های انتقال و توزیع استفاده می شود.

2) ترانسفورماتور توزیع ابزار: مانند ترانسفورماتور ولتاژ، ترانسفورماتور جریان، ابزار اندازه گیری و دستگاه حفاظت رله.

3) ترانسفورماتور توزیع آزمایشی: قادر به تولید ولتاژ بالا و انجام آزمایش های ولتاژ بالا بر روی تجهیزات الکتریکی است.

4) ترانسفورماتورهای توزیع ویژه: مانند ترانسفورماتورهای توزیع کوره، ترانسفورماتورهای توزیع یکسو کننده، ترانسفورماتورهای توزیع تنظیم و غیره.

(4) تقسیم بر شکل سیم پیچ:

1) ترانسفورماتور توزیع دو سیم پیچ: برای اتصال دو سطح ولتاژ در سیستم قدرت استفاده می شود.

2) ترانسفورماتور توزیع سه سیم پیچ: به طور کلی در پست های منطقه ای سیستم قدرت استفاده می شود که سه سطح ولتاژ را به هم متصل می کند.

3) اتوترانسفورماتور: برای اتصال سیستم های قدرت با ولتاژهای مختلف استفاده می شود. همچنین می توان از آن به عنوان یک ترانسفورماتور توزیع معمولی پله بالا یا پایین آمدن استفاده کرد.

(5) با توجه به شکل هسته آهنی:

1) ترانسفورماتور توزیع نوع هسته: برای ترانسفورماتورهای توزیع برق ولتاژ بالا استفاده می شود. 2) ترانسفورماتور توزیع نوع پوسته: برای ترانسفورماتورهای توزیع ویژه با جریان بالا، مانند ترانسفورماتورهای توزیع کوره و ترانسفورماتورهای توزیع جوش استفاده می شود. یا ترانسفورماتورهای توزیع برق برای ابزارهای الکترونیکی، تلویزیون، رادیو و غیره.

قطعات ترانسفورماتور توزیع

ترانسفورماتورهای توزیع غوطه ور روغن را می توان با توجه به ساختار خود به بدنه اصلی، کابینت ذخیره روغن، آستین عایق، تپ چنجر، دستگاه محافظ و ... تقسیم کرد.

1. بدن

بدنه شامل سه قسمت است: هسته آهنی، سیم پیچی و روغن عایق. سیم پیچ مدار ترانسفورماتور است و هسته آهنی مدار مغناطیسی ترانسفورماتور است. این دو هسته ترانسفورماتور را تشکیل می دهند که قسمت الکترومغناطیسی است.

1. 1 هسته آهنی

هسته آهنی بخش اصلی مدار مغناطیسی در ترانسفورماتور است. معمولاً از ورق های فولادی سیلیکونی نورد گرم یا نورد سرد با محتوای سیلیکون بالا، ضخامت 0.35 یا 0.5 میلی متر و سطح پوشش داده شده با رنگ عایق، هسته آهنی به دو قسمت تقسیم می شود. قطعات: یک ستون هسته آهنی و یک یوغ آهنی. ستون هسته آهنی با سیم پیچ پوشانده شده است و از یوغ آهنی برای بستن مدار مغناطیسی استفاده می شود. دو شکل اساسی ساختار هسته آهنی وجود دارد: نوع هسته و نوع پوسته.

1. 2 سیم پیچ

سیم پیچ قسمت مدار یک ترانسفورماتور است که معمولاً با سیم پیچی سیم مسی مسطح عایق شده یا سیم مسی گرد روی قالب سیم پیچی ساخته می شود. سیم پیچ بر روی ستون هسته ترانسفورماتور، سیم پیچ فشار ضعیف بر روی لایه داخلی، سیم پیچ فشار قوی بر روی لایه بیرونی سیم پیچ فشار ضعیف نصب می شود و آستین های ساخته شده از مواد عایق بین آنها استفاده می شود. سیم پیچ ولتاژ پایین و هسته آهنی، و همچنین بین سیم پیچ ولتاژ بالا و سیم پیچ ولتاژ پایین، برای تسهیل عایق کاری.

1.3 روغن عایق

ترکیب روغن ترانسفورماتور بسیار پیچیده است که عمدتاً از سیکلوآلکان، آلکان ها و هیدروکربن آروماتیک تشکیل شده است. در ترانسفورماتورهای توزیع، روغن ترانسفورماتور دو نقش را ایفا می کند: یکی عایق بندی بین سیم پیچ های ترانسفورماتور، سیم پیچ ها و هسته های آهنی و مخازن روغن. مورد دوم این است که روغن ترانسفورماتور پس از گرم شدن، همرفت ایجاد می کند که نقش اتلاف گرما را بر روی هسته ترانسفورماتور و سیم پیچ ایفا می کند. روغن ترانسفورماتور متداول دارای سه مشخصات است: شماره 10، شماره 25، و شماره 45. برچسب آن نشان دهنده دمایی است که روغن در زیر صفر شروع به انجماد می کند. به عنوان مثال، روغن "شماره 25" نشان می دهد که این روغن در درجه -25 شروع به جامد شدن می کند. مشخصات روغن باید بر اساس شرایط آب و هوایی محلی انتخاب شود.

1.2 مخزن ذخیره روغن

محافظ روغن روی پوشش بالایی مخزن روغن نصب شده است. حجم مخزن ذخیره روغن حدود 10 درصد حجم مخزن روغن است. لوله هایی بین مخزن ذخیره نفت و مخزن نفت وجود دارد. هنگامی که حجم ترانسفورماتور با تغییر دمای روغن منبسط یا منقبض می شود، مخزن ذخیره روغن در ذخیره و پر کردن روغن نقش دارد و از غوطه ور شدن هسته آهنی و سیم پیچ در روغن اطمینان می دهد. در عین حال، به دلیل نصب مخزن ذخیره روغن، سطح تماس بین روغن و هوا کاهش می یابد و سرعت تخریب روغن کاهش می یابد.

یک نشانگر روغن در کنار محافظ روغن وجود دارد، و خطوط استاندارد سطح روغن در کنار لوله شیشه ای برای دمای روغن -30 درجه، به علاوه 20 درجه و به علاوه 40 درجه وجود دارد که سطح روغن را نشان می دهد. ترانسفورماتورهایی که به بهره برداری نرسیده اند باید برسند. خط استاندارد عمدتاً نشان می دهد که آیا سطح روغن ترانسفورماتور هنگام کار در دماهای مختلف کافی است یا خیر.

سوراخ های تنفسی روی مخزن ذخیره روغن تعبیه شده است تا فضای بالایی مخزن را با جو متصل کند. در حین انبساط حرارتی روغن ترانسفورماتور، هوا در قسمت بالایی محافظ روغن می تواند از سوراخ تنفس وارد و خارج شود و سطح روغن می تواند بالا یا پایین بیاید تا از تغییر شکل یا حتی آسیب مخزن روغن جلوگیری شود.

1.3 بوش عایق

این دستگاه عایق اصلی خارج از جعبه ترانسفورماتور است و بیشتر آستین های عایق ترانسفورماتور از آستین های عایق چینی استفاده می کنند. ترانسفورماتور از آستین های عایق ولتاژ بالا و پایین استفاده می کند تا سیم پیچ های ولتاژ بالا و پایین ترانسفورماتور را از داخل مخزن روغن به خارج از مخزن روغن هدایت کند و سیم پیچ ترانسفورماتور را از زمین (پوسته و هسته) عایق کند. همچنین جزء اصلی اتصال لیدهای ثابت به مدار خارجی. بوش چینی ولتاژ بالا نسبتا بلند است در حالی که بوش چینی ولتاژ پایین نسبتا کوتاه است.

1.4 روی Changer ضربه بزنید

دستگاه تغییر شیر سیم پیچ فشار قوی ترانسفورماتور و تنظیم موقعیت شیر ​​می تواند تعداد دور سیم پیچ اولیه را برای تغییر نسبت ولتاژ و تنظیم ولتاژ خروجی افزایش یا کاهش دهد. روش تغییر دستی موقعیت تپ چنجر پس از خروج ترانسفورماتور از کارکرد و قطع شدن آن از شبکه برق و تنظیم ولتاژ خروجی را تنظیم ولتاژ بدون بار می نامند.

1.5 وسایل حفاظتی

1.5.1 رله گاز

رله گاز در وسط لوله اتصال بین مخزن روغن ترانسفورماتور و مخزن ذخیره روغن نصب می شود و به مدار کنترل متصل می شود تا یک دستگاه محافظ گاز تشکیل شود. کنتاکت بالایی رله گاز یک مدار جداگانه با سیگنال گاز نور تشکیل می دهد، در حالی که کنتاکت پایینی رله گاز به مدار خارجی متصل می شود تا یک محافظ گاز سنگین تشکیل دهد. عمل گاز سنگین قطع کننده مدار ولتاژ بالا را خاموش می کند و سیگنال عمل گاز سنگین را ارسال می کند.

1.5.2 لوله ضد انفجار

لوله ضد انفجار یک وسیله حفاظتی ایمنی برای ترانسفورماتورها است که روی پوشش بزرگ ترانسفورماتور نصب می شود. لوله ضد انفجار به اتمسفر متصل است و در صورت نقص، گرما باعث تبخیر روغن ترانسفورماتور می شود و رله گاز را برای ارسال سیگنال آلارم فعال می کند یا منبع تغذیه را قطع می کند تا از انفجار مخزن روغن جلوگیری شود. .

برنامه ترانسفورماتور توزیع

1. برنامه های کاربردی انتقال و توزیع

ترانسفورماتورها به طور گسترده در کاربردهای مختلف انتقال و توزیع استفاده می شوند. انتقال نیرو را می توان به عنوان حرکت انرژی الکتریکی با ولتاژ بالا از یک نیروگاه به یک پست تعریف کرد، در حالی که توزیع مربوط به تبدیل سیگنال های ولتاژ با دامنه بالا به سیگنال های ولتاژ بسیار پایین تر است. علاوه بر این، سیگنال های ولتاژ سطح پایین تخصیص یافته توسط سیستم توزیع را می توان برای کاربردهای مختلف خانگی و تجاری استفاده کرد. انرژی را می توان از طریق سیم و کابل از نیروگاه به مقصد منتقل کرد. در چنین کاربردهایی می توان از ترانسفورماتورها برای حفظ سطوح فرکانس و دامنه سیگنال ها در مقادیر ثابت استفاده کرد.

2. تولید فولاد

کارخانه های تولید فولاد نمونه ای معمولی از کاربردهای تجاری هستند که استفاده از ترانسفورماتورها را می توان به راحتی مشاهده کرد. فرآیند تولید فولاد عمدتاً شامل ذوب، جوشکاری، شکل‌دهی و خنک‌سازی مواد خام است. برای ذوب و جوش قطعات، جریان بسیار بالایی لازم است. با این حال، برای خنک کردن اجزاء، یک مقدار جریان نسبتاً پایین مورد نیاز است. به منظور دستیابی به تنظیم مکرر این جریان در کل فرآیند تولید، معمولاً از ترانسفورماتورهای ولتاژ بالا استفاده می شود. در صنعت فولادسازی، ترانسفورماتورها تمایل به افزایش یا کاهش مقادیر ولتاژ در نقاط مختلف مدار دارند و به کاربران کمک می کنند تا جریان مورد نیاز را بدست آورند.

3. خنک کننده

هنگامی که یک ترانسفورماتور به صورت خشک شده در هوا استفاده می شود، می توان از آن برای ایجاد یک اثر خنک کننده استفاده کرد. از اثر خنک کنندگی ترانسفورماتورها می توان به راحتی در یخچال ها برای نگهداری مواد غذایی در یخچال و تازه نگه داشتن آن استفاده کرد. ترانسفورماتورهای مورد استفاده در یخچال ها و سایر کاربردهای مرتبط علاوه بر خنک کردن، تنظیم ولتاژ لازم را برای جلوگیری از جریان های موجی و عدم تعادل ولتاژ فراهم می کنند و در نتیجه ایمنی تجهیزات را تضمین می کنند. علاوه بر این، حتی پس از قطع ناگهانی منبع تغذیه، ترانسفورماتورها می توانند به حفظ خنک کننده یخچال برای مدتی کمک کنند.

4. تهویه مطبوع

تهویه مطبوع نمونه دیگری از کاربردهای روزمره است که از یک ترانسفورماتور برای عملکرد کلی به مقدار مطلوب مورد نظر کاربر استفاده می کند و به تهویه مطبوع و فن به طور همزمان اجازه کار می دهد و جریان برق را از طریق مدار مطابق با نیاز فعلی کنترل می کند. دستگاه های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع نیز از ترانسفورماتورها به روشی مشابه برای ساده سازی عملکرد، بهبود عملکرد و بهینه سازی مصرف برق استفاده می کنند.

5. استفاده صنعتی

ترانسفورماتورها در تجهیزات مختلف صنعتی مانند دستگاه های جوشکاری، کوره های برقی، دستگاه های آبکاری، الکتروموتورها و ... برای تامین برق مورد استفاده قرار می گیرند.

1) کوره برقی: کوره الکتریکی یکی از تجهیزات گرمایش رایج در تولیدات صنعتی است که برای تولید دمای بالا به ولتاژ و جریان بالا نیاز دارد. به همین دلیل، ترانسفورماتورها اغلب در صنعت برای تبدیل منابع برق ولتاژ پایین و جریان بالا به منابع برق ولتاژ بالا و جریان پایین برای تامین انرژی ورودی بالا مورد نیاز برای کوره های الکتریکی استفاده می شوند.

2) دستگاه جوش برقی: دستگاه های جوش الکتریکی برای پردازش اجزای جوش داده شده نیاز به تولید دمای بالا و انرژی بالا از طریق قوس های کوتاه مدت دارند. در برخی از دستگاه های جوشکاری پرقدرت، از ترانسفورماتورها برای تغییر ولتاژ و جریان استفاده می شود تا از پایداری برق و حفاظت در برابر اضافه بار اطمینان حاصل شود.

3) دستگاه آبکاری: فرآیند آبکاری به مقدار زیادی انرژی الکتریکی نیاز دارد و برای اطمینان از کیفیت پوشش لازم است از پایداری منبع تغذیه اطمینان حاصل شود. بنابراین ترانسفورماتورها اغلب در صنعت برای تبدیل منابع برق کم جریان و ولتاژ بالا به منابع برق جریان بالا و ولتاژ پایین استفاده می شوند.

4) تولید برق صنعتی: در زمینه صنعتی، برخی از انواع ژنراتورهای صنعتی برای تطبیق با تجهیزات و کاربردهای مختلف نیاز به تغییر ولتاژ خروجی خود دارند. ترانسفورماتور یکی از اجزای اساسی برای دستیابی به تبدیل ولتاژ خروجی است.

5) مبدل های فرکانس: مبدل های فرکانس به طور گسترده ای در تجهیزات صنعتی استفاده می شود.

اتصالات ترانسفورماتور توزیع

(1) Yyn{1}}، جایی که Y نشان دهنده این است که سیم پیچ ولتاژ بالا ستاره متصل است، y نشان دهنده این است که سیم پیچ ولتاژ پایین ستاره متصل است، n نشان دهنده این است که سیم خنثی از نقطه وسط سیم ثانویه به بیرون هدایت می شود. سیم پیچ، و 0 نشان می دهد که فازهای ولتاژ خط ولتاژ بالا و ولتاژ پایین یکسان هستند. می توان از آن به عنوان خروجی برق برای سیستم های سه فاز چهار سیم یا سه فاز پنج سیم استفاده کرد و برای ترانسفورماتورهای توزیع با ظرفیت کم برای تامین برق و بارهای روشنایی استفاده می شود.

(2) Dyn11: جایی که D نشان می دهد که سیم پیچ فشار قوی مثلث متصل است، y نشان دهنده این است که سیم پیچ ولتاژ پایین ستاره متصل است، n نشان دهنده این است که نقطه خنثی سیم پیچ ثانویه مستقیماً به زمین متصل است و یک سیم خنثی بیرون کشیده شده است. و 11 نشان دهنده اختلاف فاز 30 درجه بین ولتاژ خط فشار قوی و ولتاژ پایین است. معمولاً در شبکه برق کم ولتاژ زمینی سیستم TN یا TT در چین استفاده می شود.

(3) Yd11: سیم پیچ اولیه به شکل ستاره و سیم پیچ ثانویه به شکل مثلث متصل می شود. به طور کلی به عنوان یک ترانسفورماتور منبع تغذیه برای شبکه های برق 10 کیلوولت یا 35 کیلوولت و به عنوان ترانسفورماتور ایستگاه برای نیروگاه ها استفاده می شود. سیم پیچ ثانویه به صورت مثلثی متصل می شود تا ولتاژ هارمونیک سوم را حذف کند.

(4) YNd11: سیم پیچ اولیه به شکل ستاره ای متصل می شود و سیم خنثی مستقیماً از نقطه خنثی به زمین متصل می شود، در حالی که سیم پیچ ثانویه به شکل مثلث متصل می شود. سیم پیچ ولتاژ بالا متصل به شکل ستاره دارای ولتاژ √ 3 برابر کمتر از سیم پیچ متصل به شکل مثلث است که می تواند مزایای اقتصادی خوبی به همراه داشته باشد. به طور کلی در سیستم های قدرت که در آن نقطه خنثی مستقیماً در ولتاژ 110 کیلوولت و بالاتر به زمین متصل می شود، استفاده می شود.

رتبه بندی ترانسفورماتور توزیع

50kVA,63kVA,80kVA,100kVA,125kVA,160kVA,200kVA,250kVA,315kVA,400kVA,500kVA,630kVA,800 kVA,1000kVA,1250kVA,16250kVA,1600kVA,1250kVA,1600kVA kVA، 5000kVA، 6300kVA، 8000kVA، 10000 kVA