مقاله آشنایی با ترانسفورماتورها
فهرست:
مقدمه
اجزای کلی ترانسفورماتور
تئوری و تعاریفی از ترانسفورماتورها
انواع ترانسفورماتورها
ساختمان ترانسفورماتور
منحنی رفتار یک دیود در هنگام اعمال ولتاژ مثبت
ترانسفورماتورهای جریان و ولتاژ جدید
مفاهیم حسگر نوری
ترانسدیوسرهای هیبرید
ترانسدیوسرهای کاملاً نوری
ترانسفورماتور جریان با شار صفر ( اثر هال )
حسگر هیبرید مغناطیسی _ نوری
سیم پیچ های روگوسکی
اطلاعات مورد نیاز جهت طراحی ترانس های جریان
نوع ترانسفورماتور جریان ساختمانی و عایق بندی
حداکثر ولتاژ سیستم Um
سطوح عایقی ترانس ها
فاصله خزشی مقره
فرکانس نامی
ترانسفورمرها و تغذیه داخلی نیروگاه
طراحان ایرانی ترانسفورماتورها
توزیع تلفات جریان های فوکوی نسبی در هادی های سیم پیچ LV ترانسفورماتور 125MVA، 230/63kV
توزیع تلفات جریان های فوکوی نسبی در هادی های سیم پیچ HV ترانسفورماتور 125MVA، 230/63kV
نگاهی کلی به ترانس ها
همه چیز دربارة ترانس های جریان
موازی کردن ترانس ها
اتصال سیم پیچهای ترانسفوماتور سه فاز
سیم پیچی ترانس ها
ارزیابی اقتصادی ترانسفورماتور
تعمیرات پیشگیرانه مانیتورینگ گازهای اصلی محلول در روغن عایقی، ترانسفورماتور را سالم نگاه می دارد
HMOبرای ترانسفورماتور ها
مصرف کننده شدید گاز
مشخصات دستگاه مانیتورینگ ترانسقورماتور مدل TM8 ساخت شرکت SERVERON
مقدمه
قسمت اعظم انرژی الکتریکی مورد نیاز انسان در تمام کشورهای جهان ، توسط مراکز تولید مانند نیروگاههای بخاری ، آبی و هستهای تولید میشود. این مراکز دارای توربینها و آلترناتیوهای سه فاز هستند و ولتاژی که بوسیله ژنراتورها تولید میشود، باید تا میزانی که مقرون به صرفه باشد جهت انتقال بالا برده شود. گاهی چندین مرکز تولید بوسیله شبکهای به هم مرتبط میشوند تا انرژی الکتریکی مورد نیاز را بطور مداوم و به مقدار کافی در شهرها و نواحی مختلف توزیع کنند.
در محلهای توزیع برای اینکه ولتاژ قابل استفاده برای مصارف عمومی و کارخانجات باشد، باید ولتاژ پایین آورده شود. این افزایش و کاهش ولتاژ توسط ترانسفورماتور انجام میشود. بدیهی است توزیع انرژی بین تمام مصرف کنندههای یک شهر از مرکز توزیع اصلی امکانپذیر نیست و مستلزم هزینه و افت ولتاژ زیادی خواهد بود. لذا هر مرکز اصلی به چندین مرکز یا پست کوچکتر (پستهای داخل شهری) و هر پست نیز به چندین محل توزیع کوچکتر (پست منطقهای) تقسیم میشود. هر کدام از این مراکز به نوبه خود از ترانسهای توزیع و تبدیل ولتاژ استفاده میکنند.بطور کلی در خانواده و توزیع انرژی الکتریکی ، ترانسفورماتورها از ارکان و اعضای اصلی هستند و اهمیت آنها کمتر از خطوط انتقال و یا مولدهای نیرو نیست. خوشبختانه به دلیل وجود حداقل وسایل دینامیکی در آنها کمتر با مشکل و آسیب پذیری روبرو هستند. مسلما این به آن معنی نیست که میتوان از توجه به حفاظتها و سرویس و نگهداری آنها غفلت کرد. در این مقاله نخست مختصری از تئوری و تعاریفی از انواع ترانسفورماتورها بیان میشود، سپس نقش ترانسفورماتورها در شبکه تولید و توزیع نیرو و در نهایت شرحی در مورد سرویس و تعمیر ترانسها ارائه میشود.
اجزای کلی ترانسفورماتور:
1- هسته:
هسته ترانسفورماتور از ورق الکتریکی به ضخامت 0.3 میلیمتر که در عرض های مختلف بریده شده تشکیل میشود که در نهایت پس از چیدن دارای سطح مقطع تقریبا دایره ای شکل می گردد. به منظور کاهش تلفات آهن محل اتصال ورق ها به یکدیگر دارای زاویه 45 درجه می باشد و اتصال بصورت فاق و زبانه انجام میگیرد.
2- سیم پیچ :
کلیه ترانسفورماتور های مصرف داخلی دارای دو سیم پیچ (فشار قوی و فشار ضعیف )می باشند که در ابعاد مختلفی پیچیده میشوند.سیم پیچ های فشار ضعیف از سیم تخت با عایق کاغذی یا فویل مسی بصورت سیم پیچ استوانه ای تولید می گردد.سیم پیچ های فشار قوی از سیم گرد و یا تخت با عایق لاکی بصورت سیم پیچی لایه ای و برای قدرت بالاتر بصورت کلافی و مرکب از قرار گیری کلاف ها بروی هم تشکیل میشود .
مرکزتازه های صنعت برق ساخت نوعی جدید از ترانسفورماتورها
شرکت ABB نوع جدیدی از ترانسفورماتورهای تقویت جریان موسوم به بوسترفورمر عرضه کرده است که در سیستم تغذیه راه آهن استفاده می گردد . در این نوع تراسفورماتورها از روغن استفاده نشده و سیستم عایقی سادهای به کار رفته است . استفاده از بوسترفورمر از لحاظ اقتصادی به صرفه بوده و برای محیط زیست نیز مضرات کمتری دارد.
تکنولوژی به کار رفته در بوسترفورمر، همانند Powerformer ها و Dryformer ها ( ترانسفورماتورهای خشک ) مبتنی بر استفاده از کابلها می باشد. این ترانسفورماتورها از یک کابل فشار قوی تشکیل شده که به صورت یک سیم پیچ به دور یک هسته آهنی پیچانده شده است.
در بوسترفورمر از روغن استفاده نشده است و به این ترتیب نیاز به بازرسی مداوم روغن ( دمای روغن، اندازهگیری و تجزیه گاز متصاعد شده از روغن و … ) از بین رفته و هزینههای سرویس ونگهداری پایین آمده است. به علت زمین شدنِ کل ترانسفورماتور، ضریب ایمنی این نوع ترانسفورماتور بسیار بالاست. بوسترفورمر به علت استفاده از تجهیزات اتصال دهنده استاندارد، از ضریب اطمینان بالایی نیز برخوردار است .
ترانسفورماتورهای تقویت جریان با فواصل 5 کیلومتر از یکدیگر، در مسیر خطوط راه آهن و بر روی فیدر نصب میگردند. این نوع ترانسفورماتورها را میتوان هم بر روی تیر و هم بر روی زمین نصب کرد. از بوستر فورمر ممکن است در کشورهای زیادی برای منابع تغذیه مختلف استفاده گردد . اکنون تعدادی از این نوع تراسفورماتورها برای منابع تغذیه راه آهن کشورهای اروپای شمالی در حال ساختند.
ایده ساخت ترانسفورماتور فاقد روغن در اواسط دهه 90 مطرح شد. بررسی، طراحی و ساخت این ترانسفورماتور از بهار سال 1996 در شرکت ABB شروع شد. ABB در این پروژه از همکاری چند شرکت خدماتی برق از جمله Birka Kraft و Stora Enso نیز بر خوردار بوده است.
تکنولوژی
ساخت ترانسفورماتور فشار قوی فاقد روغن در طول عمر یکصد ساله ترانسفورماتورها، یک انقلاب محسوب می شود. ایده استفاده از کابل با عایق پلیمر پلی اتیلن (XLPE) به جای هادیهای مسی دارای عایق کاغذی از ذهن یک محقق ABB در سوئد به نام پرفسور “Mats lijon” تراوش کرده است.
فهرست مطالب
فصل اول.............................................................................................................................................1
1-کلیدهای فشار قوی .....................................................................................................................................................2
1-1-کلیدهای قدرت – دیژنکتور...................................................................................................................................2
1-1-1- مشخصات الکتریکی کلیدها........................................................................................................................13
1-2 - کلیدهای بدون بار یا سکسیونر........................................................................................................................14
1-2-1- سکسیونر تیغه ای (کاردی)..........................................................................................................................15
1-2-2- سکسیونر کشوئی...........................................................................................................................................15
1-2-3- سکسیونر دورانی............................................................................................................................................15
1-2-4- سکسیونر قیچی ای ( پانتوگراف )..............................................................................................................15
1-3- سکسیونر قابل قطع زیر بار .............................................................................................................................16
فصل دوم..........................................................................................................................................17
مقدمه..................................................................................................................................................................................18
2-1- کلیات......................................................................................................................................................................18
2-2 - تقسیم بندی تجهیزات در طرح حفاظتی .....................................................................................................18
2-3 - کیفیت مناسب رتبه بندی حفاظتی................................................................................................................19
2-4 - اجزاء رله...............................................................................................................................................................19
2-5- ترانس ولتاژ............................................................................................................................................................20
2-6- ترانس جریان 1 :.................................................................................................................................................21
2-7 برقگیر2 :...................................................................................................................................................................21
فصل سوم.........................................................................................................................................23
ساختار عملکرد رله...........................................................................................................................................................24
3-1- انواع رلهها...............................................................................................................................................................24
3-1-1- رله اضافه جریان[1].............................................................................................................................................24
3-1-2- انواع رله های جریانی از نظر قرار گرفتن در مدار....................................................................................25
3-1-3 عملکرد رله های جریان زیاد...........................................................................................................................26
3-1-4 نحوه ی قرارگیری رله های جریانی و ارت فالت .......................................................................................29
3-1-5 رله های جریان زیاد جهت دار ......................................................................................................................29
3-1-6- رله دیستانس.....................................................................................................................................................29
3-2- رله وصل مجدد اتوماتیک2................................................................................................................................33
3-1- 7رله دیفرانسیل( رله تفاضلی)............................................................................................................................34
3-3-ترانسفورماتور تطبیق..............................................................................................................................................38
3-3-1رله ولتاژی..............................................................................................................................................................38
3-3-2 رله اضافه شار یا اضافه تحریک........................................................................................................................39
3-3-3- رله فرکانسی.......................................................................................................................................................39
3-4- رله اتصال زمین محدود 4 :...............................................................................................................................40
فصل چهارم.........................................................................................................................................................................41
4-1- تعاریف......................................................................................................................................................................42
4-1-1- زمان پاک شدن خطا.......................................................................................................................................42
4-1-2- زمان عملکرد رله...............................................................................................................................................42
4-1-3- زمان عملکرد رلههای تریپ و کمکی...........................................................................................................42
4-1-4- زمان بازشدن کلید قدرت...............................................................................................................................42
4-1-5- حفاظت اصلی....................................................................................................................................................42
4-1-6- حفاظت پشتیبان..............................................................................................................................................42
4-1-7- محدوده حفاظتی..............................................................................................................................................42
4-1-8- قابلیت اطمینان.................................................................................................................................................43
4-1-9- حساسیت............................................................................................................................................................43
4-1-10- تشخیصگذاری[2].............................................................................................................................................43
فصل پنجم.........................................................................................................................................44
5-1- کلیات........................................................................................................................................................................45
5-2- حفاظت خطوط انتقال..........................................................................................................................................46
5-2-1- حفاظت دیستانس............................................................................................................................................46
5-2-3- حفاظت اضافه جریان خطوط.........................................................................................................................50
5-2-4- حفاظت اضافه / کاهش ولتاژ..........................................................................................................................52
5-3- حفاظت ترانسفورماتور قدرت...............................................................................................................................52
5-3-1- حفاظت دیفرانسیل ترانسفورماتور قدرت.....................................................................................................54
5-3-2- رله بوخهلتس ...................................................................................................................................................55
5-3-3 طرز قرارگیری رله بوخهلتس............................................................................................................................56
5-3-4- حفاظت خطای زمین محدودشده[3]...............................................................................................................56
5-3-5- حفاظت افزایش شار/ولتاژ................................................................................................................................57
5-3-6- حفاظت کاهش ولتاژ........................................................................................................................................58
5-3-7- حفاظت اضافه جریان فاز و نوترال................................................................................................................58
5-3-8- حفاظت تپ چنجر............................................................................................................................................59
5-3-9- سایر حفاظتها....................................................................................................................................................59
5-4- طرحهای حفاظتی پیشنهادی.............................................................................................................................60
5-5- نیازمندیهای ترانسفورماتورهای جریان..............................................................................................................61
فصل ششم.........................................................................................................................................62
مقدمه....................................................................................................................................................................................63
6-1- نصب..........................................................................................................................................................................63
6-2- آزمونهای راهاندازی................................................................................................................................................63
6-3- آزمونهای دورهای تجهیزات حفاظتی.................................................................................................................68
فهرست منابع و مراجع......................................................................................................................................................86
فهرست اشکال
شکل 1-1...............................................................................................................................................................................3
شکل 1-1...............................................................................................................................................................................5
شکل 1-3...............................................................................................................................................................................7
شکل 1-4...............................................................................................................................................................................7
شکل 1-5...............................................................................................................................................................................9
شکل 1-6...............................................................................................................................................................................9
شکل 1-7............................................................................................................................................................................11
شکل 1-8............................................................................................................................................................................12
شکل 2-1............................................................................................................................................................................19
شکل 2-2............................................................................................................................................................................22
شکل 3-1............................................................................................................................................................................25
شکل 3-2............................................................................................................................................................................25
شکل 3-3............................................................................................................................................................................26
شکل 3-4............................................................................................................................................................................27
شکل 3-5............................................................................................................................................................................28
شکل 3-6............................................................................................................................................................................28
شکل 3-7............................................................................................................................................................................29
شکل 3-8............................................................................................................................................................................30
شکل 3-9............................................................................................................................................................................31
شکل 3-10.........................................................................................................................................................................32
شکل 3-11.........................................................................................................................................................................33
شکل 3-12.........................................................................................................................................................................34
شکل 3-13.........................................................................................................................................................................35
شکل 3-14.........................................................................................................................................................................40
شکل 3-15.........................................................................................................................................................................40
شکل 5-1............................................................................................................................................................................50
شکل 5-2............................................................................................................................................................................56
شکل 6-1............................................................................................................................................................................66
شکل 6-2............................................................................................................................................................................67