ترانسفورماتور

جهت افزايش و كاهش فشار الكتريكي از وسيله‌اي به نام ترانسفورماتور استفاده مي‌شود، به عبارت ديگر فشار الكتريكي كه بوسيله مواد توليد مي‌شود. جهت انتقال به وسيله ترانسفورماتور افزايش يافته و سپس در محل مصرف كاهش مي‌يابد.
اما توجيه اين كه اين افزايش و كاهش چرا صورت مي‌گيرد، به شرح زير است.
مقطع سيمهاي كه مي‌بايستي انرژي الكتريكي را از مولد‌ها به محل مصرف برساند تابع شدت جريان است يعني مقطع براي جريان‌هاي زياد. مقاطع زياد لازم است.
خود شدت جريان تابع اندازه فشار الكتريكي مي‌باشد بنابراين اگر بخواهند مثلاً توان 10 مگاوات را با فشار الكتريكي 400 ولت انتقال دهنده شدت جريان در توان سه فازي با بار اهمي 450 و 14 آمپر مي‌شود، ملاحظه مي‌گردد. بهاي سيمها و تاسيساتي كه براي انتقال اين جريان در فاصله زياد لازم است. بي‌اندازه زياد مي‌شود و انجام آن عملي نيست ولي هرگز فشار الكتريكي را مثلا به 60000 ولت افزايش دهيم شدت جريان 96 آمپر شده كه با مقطع كمتري مي‌توان انتقال داد ولي اگر بخواهيم به فواصل خيلي دور انرژي انتقال يابد مي‌بايست از ولتاژ بالاتري استفاده نمود كه اكنون جهت آشنائي بيشتر به ولتاژ‌هايي كه در ايران به صورت استاندارد در آمد اشاره مي‌شود
220/380 ولت 33 كيلو ولت
6/6 كيلو ولت 63 كيلو ولت
11 كيلو ولت 132 كيلو ولت
20 كيلو ولت 230 كيلو ولت
400 كيلو ولت
اضافه مي‌شود كه ولتاژ‌هاي 63 كيلو ولت و به بالا در شعاع عمل شركت توانير مي‌باشد.
بهره‌ برداري از ترانسفورماتورهاي با تنظيم كننده ولتاژ زير بار (تپ چنجر)
اگر ترانسفورماتورها داراي دستگاهي بنام تپ چنجر بوده كه كار آنها عملاً در مدار گذاشتن و خارج كردن تعدادي از حلقه‌هاي سيم پيچي ترانسفورماتور منظور تغيير دادن در نسبت ولتاژ مي‌باشد. و عموماً اين دستگاه در قسمت دوم (ولتاژ بالا) قرار مي‌گيرد.
1ـ on load – Tapchanger: ترانسفورماتورهايي كه تپ آنها در زير بار قابل تغيير مي‌باشند.
2 ـ off load – Tapchanger : ترانسفورماتورهايي كه تپ آنها فقط زمانيكه در مدار نمي‌باشند مي‌توان تغيير داد.
(متذكر مي‌شود چنجر يكي از وسائلي است كه به طور مداوم بهره برداري، واقع شده پس بايستي بخوبي طرز كار و اصل آن را فرا گرفت) آن دانسته از ترانسفورماتورهايي كه مي‌بايست خارج از سرويس و بدون بار تغيير تپ حاصل كنند اين تغيير در محل يعني روي ترانسفورماتور صورت مي‌گيرد.
به اين ترتيب كه با توجه به تعداد تپها و اينكه هر تپ چه مقدار تغيير ولت بوجود مي آورد و نياز به چه مقدار تغيير ولت باشد. تپ آنها را در جهت احتياج سيستم مي آورد و نياز به چه مقدار تغيير ولت باشد. تپ آنها را در جهت احتياج سيستم تغيير ميدهيم مكانيزم عمل تپ به طور كلي به اين صورت است كه اهرمي قادر است در گردش خود (جهت گردش عقربه ساعت) تعداد حلقه‌ها را كم و در خلاف جهت زياد نمايد.
چون اين حلقه‌ها در قسمت ولتاژ بالا يا ثانويه قرار داد ولتاژ ترانسفورماتور با زياد كردن حلقه‌ها كم مي‌شود و با كم كردن حلقه‌ها زياد مي‌گردد و اما ترانسفورماتورهايي كه در حال استفاده يا در ريز تغيير تپ مي‌دهند.
فرمان تغيير تپ از دو محل داده مي‌شود يكي دستي روي ترانسفورماتور و ديگري بوسيله يك الكتروموتور و زياد روي ترانسفورماتور است.
شناخت اجزاء ترانسفورماتور جهت كنترل و بهره برداري:
اجزايي كه در ترانسفورماتورها بايستي جهت كنترل و بهره برداري شناخته و بررسي گردد به شرح زير مي‌باشد:
طبق شكل ضميمه در بوشينگهاي ولتاژ قوي و ضعيف ترانسفورماتور جريان قرار گرفته و همچنين برق گير و رله‌هاي حفاظتي كه توضيح در مورد شناخت آن تجهيزات ذكر خواهد شد.
سطح روغن:
نوسان سطح روغن بوسيله گيج مربوط (گيج به معناي وسيله سنجش مي‌باشد) و يا اعلام خبر (آلارم) مشخص مي گردد. كه نبايستي سطح آن از حد تغييرات مجاز كم يا بيشتر شود.
فشار روغن:
نوسان فشار روغن بوسيله گيج و آلارم مشخص مي‌شود كه چنانچه تغييرات آن در حد مجاز نبود مي‌بايست در حد نرمال و مجاز قرار گيرد، ضمناً در مورد ازدياد آن ابتدا به صورت وسائل خبري مشخص و اگر به حد مضرر و خطرناك برسد رله مربوط (بوخ هلتس) فرمان قطع خواهد داد.
حرارت سنج:
حرارت در سيم پيچي كه ناشي از عبور جريان زيادتر از حد نرمال از ترانسفورماتور و يا حرارت ناشي از اشكال در سيم پيچي كه آن هم باز بوسيله گيجي نشان داده شده و در صورت ظاهر شدن آلارم و اخطار بوسيله زنگ اپراتور مي‌بايست در صورت امكان حرارت را به حد مجاز تقليل داده و در غير اين صورت ترانسفورماتور را از مدار خارج نمايد.
مواردي كه اپراتور مي‌بايست به ترتيب مورد بررسي قرار داده كه علت ازدياد حرارت را پيدا نموده تا رفع اشكال نمايد بيان مي‌كنيم.
1ـ با كم كردن مصرف از ترانسفورماتور آمپر آن را به حد نرمال مي‌رسانيم.
2ـ انجام نگرفتن صحيح تبادل حرارت به وسيله روغن كه عامل خنك كننده سيم پيچ مي‌باشد كه ممكن است معلول علتهاي زير باشد.
الف ) از كار افتادن فن‌ها
ب ) از كار افتادن پمپهاي روغن
ج ) پايين بودن سطح روغن
د ) كثيف بودن رادياتورها و بالا بودن درجه حرارت محيط و غيره
سيستم خنك كاري ترانسفورماتوها:
حرارت بوجود آمده در ترانسفورماتورها كه عمل اصلي بستگي به مقدار شدت جرياني كه از ترانسفورماتور گذشته دارد كه به طريق مختلفي تا حد قابل تحملي براي ترانسفورماتورها كاهش مي‌يابد، عموماً سيستم خنك كن ترانسفورماتورها روغن است چون روغن عامل خوبي است براي تبادل حرارت با محيط خارج و براي اينكه سطح تماس روغن با محيط خارج هر چه بيشتر بكنند آن را داخل لوله‌هايي به نام رادياتور عبور مي‌دهند در تعداد از ترانسفورماتورها بكنند آن را داخل لوله‌هايي به نام رادياتور عبور مي‌دهد در تعدادي از ترانسفورماتورها كه احتياج به تبادل سريعتر مي‌باشد ضمن عبور دادن روغن از رادياتور آن را در مقابل فن (باد زن) قرار داده و يا از پمپي جهت بگردش در آوردن سريع روغن و بالاخره خنك كردن روغن بوسيله آب استفاده مي‌شود.
ترانسفورماتورهاي اندازه‌گيري
ترانسفورماتورهاي كاهنده‌اي هستند با قدرت خيلي كم كه جريان و ولتاژ را به مقدار قابل سنجشي با دستگاههاي اندازه‌گيري جريان كم و ولتاژ ضعيف تبديل مي‌كنند عمل ديگر آنها مجزا مدار سنجش و يا وسائل حفاظت از شبكه فشار قوي مي‌باشد مثلاً در يك شبكه فشار قوي اگر چه جريان كم باشد ولي نمي‌توان جهت سنجش جريان، كم باشد ولي نمي‌توان جهت سنجش جريان آمپر متر را مستقيماً در مدار جريان قرار داد بلكه بايد بوسيله ترانسفورماتور جريان متناسب، مدار فشار قوي را از مدار سنجش به كلي جدا كرد. زيرا استقامت الكتريكي عايق دستگاههاي اندازه‌گيري خيلي خوب فقط 2000ولت لحظه‌اي مي‌باشد.
ترانسفورماتورهاي اندازه گيري دو نوع است:
ترانسفورماتور جريان (CT)
براي اندازه‌گيري جريان مورد استفاده قرار گرفته و طرز اتصال آن به صورت سري می‌باشد و به انواع مختلف ساخته مي‌شود.
ترانسفورماتور ولتاژ (PT)
براي اندازه‌گيري فشار الكتريكي در شبكه استفاده شد و به صورت موازي يا شنت وصل مي‌شود.
ترانسفورماتور زمين (GT , ET)
ترانسفورماتوري است كه در سيستمهاي الكتريكي حلقه‌هايي كه اتصال آنها به شكل مثلث مي‌باشند مورد استفاده قرار مي‌گيرد. و منظور آن ايجاد يك اتصال زمين در، سيستم فوق و مورد استفاده قرار دادن رله جرياني مي‌باشد كه شبكه را در مقابل اتصالات زميني محافظت نمايد.
كوپلينگ كاپاسيتسور يا خازن مضاعف (C .C)
اين دستگاه ترانسفورماتوري است به منظور اندازه‌گيري ولتاژ تغذيه بعضي از رله‌ها و سيستم مخابرات P . L. C و هيچ گاه نمي‌توان از آن به منظور ترانسفورماتور قدرت استفاده نمود. و تفاوت آن با ترانسفورماتور پتانسيل از نظر ساختماني در يك سري خازني است كه در ترانسفورماتور بكار رفته كه مي‌تواند ولتاژ‌هاي زياد را جهت اندازه‌گيري تبديل و كاهش دهد.