انواع ترانسفورماتور ها

انواع ترانسفورماتور ها

ترانسفورماتور  وسیله هستند که انرژی الکتریکی ac  را در سطح ولتاژ و فرکانس معین می گیرد و آن را به انرژی الکتریکی ac دارای همان فرکانس و یک سطح ولتاژ متفاوت تبدیل میکند. این کار از طریق اندرکنش میدان مغناطیسی انجام میشود.

این وسیله از دو یا چند پیچک پیچیده تشکیل شده به دور یک هسته فرومغناطیس معمولی تشکیل میشود. یکی از سیم پیچی های ترانسفورماتور به منبع توان ac متصل می شود و دومین شاید سومین سیم پیچی توان الکتریکی بار را تامین می کند.سیم پیچی ای که به منبع توان متصل است سیم پیچ اولیه  یا سیم پیچی ورودی  و سیم پیچی متصل به بار سیم پیچی ثانویه نام دارد.

اولین ترانسفورماتور عملی امروزی در سال ۱۸۸۵  توسط ویلیام استنلی ساخته شد.

در یک سیستم قدرت امروزی توان الکتریکی در ولتاژ های 12kv تا 25kv تولید میشود. ترانسفورماتور ولتاژ را برای انتقال با تلفات کم به فواصل دور به 110kv تا 1000kv افزایش دهد و سپس ترانسفورماتور دیگری آن را برای توزیع محلی به 12kv تا ۳۴/5kv میرساند و سرانجام یک ترانسفورماتور دیگر آنرا برای استفاده ایمن در منازل ادارات و کارخانجات به ولتاژ کوچکی مثل 220V می رساند.

ترانسفورماتور هایی که به خروجی دیزل ژنراتور متصل هستند سطح ولتاژ را از 400V به 20KV تبدیل میکنند و سپس در اخر توزیع برای مصرف کارخانجات 20KV  به 400V تبدیل میشود این ولتاژ برای مصارف خانگی به 220V  تبدی میشود.

به ترانسفورماتورهایی که از طرف دیگر خط انتقال ولتاژ را تا حد ولتاژ توزیع پایین می آورد ترانسفورماتور پست نامیده میشود و به ترانسفورماتوری که ولتاژ توزیع را به ولتاژ نهایی برای مصرف کاهش می دهد ترانسفورماتور توزیع گفته میشود.

بجز ترانسفورماتور های اشاره شده در بالا ما دو نوع ترانس برای حفاظت و اندازه گیری داریم که به ترانس جریان(CT) و ترانس(PT) تقسیم میشود. با کاهش دامنه جریان و ولتاژ به منظور اعمال به رله های حفاظتی یا دستگاه های اندازه گیری انجام میشود.

اجزای اصلی ترانسفورماتور

ساختمان ترانسفورماتور

ترانسفورماتور از سه بخش اصلی تشکیل شده است: سیم‌پیچ اولیه، سیم‌پیچ ثانویه و هسته مغناطیسی. سیم‌پیچ اولیه به منبع ولتاژ متناوب متصل می‌شود و با عبور جریان AC، میدان مغناطیسی متغیری در هسته ایجاد می‌کند. این میدان مغناطیسی بدون تماس الکتریکی، انرژی را به سیم‌پیچ ثانویه منتقل می‌کند.

هسته ترانسفورماتور معمولاً از ورقه‌های نازک فولاد سیلیکونی ساخته می‌شود تا تلفات فوکو و هیسترزیس کاهش یابد. تعداد دور سیم‌پیچ‌ها نسبت تبدیل ولتاژ را تعیین می‌کند و کیفیت هسته نقش مستقیمی در راندمان ترانسفورماتور دارد. طراحی صحیح این اجزا، عملکرد پایدار و عمر مفید ترانسفورماتور را تضمین می‌کند.

کاربرد ترانسفورماتور در سیستم‌های قدرت

نقش ترانسفورماتور در تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی

در سیستم‌های قدرت، ترانسفورماتور یکی از کلیدی‌ترین تجهیزات محسوب می‌شود. انرژی الکتریکی معمولاً در نیروگاه‌ها با ولتاژ متوسط تولید می‌شود، اما انتقال این انرژی در فواصل طولانی با این ولتاژ باعث افزایش تلفات می‌شود. به همین دلیل، ترانسفورماتورها ولتاژ تولیدی را تا سطوح بسیار بالا افزایش می‌دهند.

پس از انتقال، در پست‌های برق، ترانسفورماتورها مجدداً ولتاژ را کاهش داده و آن را برای توزیع منطقه‌ای و مصرف‌کنندگان نهایی آماده می‌کنند. بدون استفاده از ترانسفورماتور، انتقال اقتصادی و ایمن انرژی الکتریکی عملاً امکان‌پذیر نخواهد بود.

انواع ترانسفورماتور

ترانسفورماتور افزاینده و کاهنده ولتاژ

ترانسفورماتورها از نظر تغییر سطح ولتاژ به دو دسته افزاینده و کاهنده تقسیم می‌شوند. ترانسفورماتور افزاینده ولتاژ خروجی را نسبت به ولتاژ ورودی افزایش می‌دهد و معمولاً در ابتدای خطوط انتقال مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این حالت، تعداد دور سیم‌پیچ ثانویه بیشتر از سیم‌پیچ اولیه است.

در مقابل، ترانسفورماتور کاهنده برای کاهش ولتاژ به‌کار می‌رود و در پست‌های توزیع و مصارف صنعتی و خانگی کاربرد دارد. این نوع ترانسفورماتور نقش مهمی در افزایش ایمنی تجهیزات و کاربران ایفا می‌کند.

ترانسفورماتور پست

ترانسفورماتور پست در شبکه انتقال و فوق‌توزیع مورد استفاده قرار می‌گیرد و وظیفه اصلی آن کاهش ولتاژ بسیار بالا به سطح قابل استفاده برای توزیع است. این ترانسفورماتورها معمولاً توان نامی بالایی دارند و برای کار مداوم در شرایط بار سنگین طراحی می‌شوند.

به دلیل اهمیت بالای این تجهیزات، ترانسفورماتورهای پست به سیستم‌های حفاظتی، خنک‌کننده پیشرفته و مانیتورینگ مجهز هستند تا پایداری شبکه برق تضمین شود.

ترانسفورماتور توزیع

ترانسفورماتور توزیع آخرین مرحله تبدیل ولتاژ قبل از مصرف‌کننده است. این ترانسفورماتورها ولتاژ توزیع را به سطح مورد نیاز برای منازل، ادارات و صنایع کوچک کاهش می‌دهند. راندمان بالا در بارهای کم و عملکرد پایدار از ویژگی‌های مهم ترانسفورماتورهای توزیع است.

این نوع ترانسفورماتور معمولاً در نزدیکی مصرف‌کننده نصب می‌شود و طراحی آن به‌گونه‌ای است که نیاز به نگهداری حداقلی داشته باشد.

ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری و حفاظتی

برای اندازه‌گیری دقیق کمیت‌های الکتریکی و حفاظت تجهیزات، از ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری استفاده می‌شود. این ترانسفورماتورها ولتاژ و جریان‌های بزرگ شبکه را به مقادیر استاندارد و ایمن تبدیل می‌کنند.

دو نوع اصلی این گروه شامل ترانس ولتاژ (PT) و ترانس جریان (CT) هستند که اطلاعات لازم را برای رله‌های حفاظتی، تجهیزات کنترلی و دستگاه‌های اندازه‌گیری فراهم می‌کنند.

ترانسفورماتور ولتاژ(PT)

ترانسفورماتور ولتاژ(PT) ترانسفورماتور خاصی است که اولیه  ای با ولتاژ زیاد و ثانویه ای با ولتاژ کم دارد.توان نامی این ترانسفورماتور بسیار کم است و تنها هدف آن فراهم کردن نمونه ای از ولتاژ سیستم قدرت برای دستگاه های اندازه گیری و کنترل است.

در اتاق کنترل یک ولت متر وجود دارد که ولتاژ خروجی PT را اندازه گیری میکند و با توجه به نسبت تبدیل ترانس ولتاژ آنرا بصورت ولتاژ شبکه نشان میدهد.

معمولا دارای یک هسته و دو سیم پیچ مجزا است که یکی به منظور اندازه گیری ولتاژ و دیگری جهت کاربرد حفاظتی مورد استفاده قرار میگیرد.

کاربرد ترانسفورماتور ولتاژ (PT)

ترانسفورماتور ولتاژ یا PT برای نمونه‌برداری از ولتاژ شبکه قدرت استفاده می‌شود. این ترانسفورماتور ولتاژ بالا را به مقدار مشخص و استاندارد کاهش می‌دهد تا قابل اندازه‌گیری توسط ولت‌مترها، رله‌ها و سیستم‌های کنترلی باشد.

PTها نقش مهمی در پایش وضعیت شبکه و تشخیص خطاهای ولتاژی دارند و دقت آن‌ها بر اساس کلاس‌های اندازه‌گیری مشخص می‌شود.

نوشته های مشابه

تفاوت مابین ترانس قدرت و ترانس توزیع

ترانسفورماتور جریان (CT)

از جریان خط نمونه گیری میگیرد و آنرا تا سطحی ایمن و قابل سنجش پایین می آورد.ترانسفورماتور جریان یک سیم پیچ ثانویه دارد که  حول حلقه ای فرومغناطیسی پیچیده شده است و یک خط اولیه از وسط این حلقه میگذرد.حلقه فرومغناطیس نمونه کوچکی از شار ناشی از خط اولیه را گرفته آنرا متمرکز می کند.این شار در سیم پیچی ثانویه یک ولتاژ و جریان القاء میکند.استاندارد جریان نامی ثانویه ترانسفورماتور 5A است.

ترانسفورماتور جریان باید همیشه اتصال کوتاه باشد چون در صورت مدار باز شدن ممکن است ولتاژ بسیار بزرگی در سراسر ثانویه ظاهر شود.در واقع بیشتر رله ها و دیگر اسباب هایی که به ترانسفورماتور جریان وصل می شوند یک کلید اتصال کوتاه کننده دارند که قبل از برداشتن رله برای تنظیم و بازرسی باید آنها را بست.در صورت نبودن این کلید برداشتن رله موجب می شود که ولتاژ های بزرگ  وخطرناکی در سر های ثانویه ایجاد شود.

هسته اندازه گیری هنگام اتصال کوتاه میتواند به اشباع برود ولی هسته حفاظتی نباید به اشباع برود.در ولتاژ های پایین تر از 50KV برای عایق بندی ترانسفورماتورها معمولا از ماده جامدی بنام رزین استفاده میکنند.

کاربرد ترانسفورماتور جریان (CT)

ترانسفورماتور جریان یا CT جریان عبوری از خط را به مقدار استاندارد، معمولاً ۵ آمپر، تبدیل می‌کند. این جریان خروجی برای رله‌های حفاظتی و آمپرمترها استفاده می‌شود. CTها در تشخیص اضافه‌جریان، اتصال کوتاه و خطاهای شبکه نقش حیاتی دارند.

طراحی CT به‌گونه‌ای است که حتی در جریان‌های بسیار بالا، اندازه‌گیری دقیق و ایمن انجام شود.

نکات ایمنی در استفاده از CT

یکی از مهم‌ترین نکات ایمنی در کار با ترانسفورماتور جریان این است که هرگز نباید مدار ثانویه CT به‌صورت باز رها شود. در حالت مدار باز، ولتاژ بسیار بالایی در ثانویه ایجاد می‌شود که می‌تواند باعث آسیب تجهیزات و خطر جانی شود.

به همین دلیل، همواره باید ثانویه CT اتصال کوتاه یا به بار مناسب متصل باشد. رعایت این نکته ساده، نقش مهمی در افزایش ایمنی و طول عمر تجهیزات حفاظتی دارد.

جهت مشاوره خرید و استعلام قیمت، نصب و راه اندازی، راهنمایی، گارانتی و مشخصات فنی با کارشناسان دیزل صنعت تماس بگیرید. (۳۳۳۵۹۸۱۸ – ۰۴۱ )