دانلود تحقیق انواع پست های فشار قوی و تجهیزات آن

فصل اول

  **انواع پستهای فشار قوی**

1-   انواع پستهای فشار قوی از نظر عملکرد

پستهای از نظر وظیفه ای که در شبکه بر عهده دارند به موارد زیر تقسیم بندی می شوند

الف: پستهای افزاینده ولتاژ

این پستها که به منظور افزایش ولتاژ جهت انتقال انرژی از محل تولید به مصرف بکار می روند معمولا در نزدیکی نیروگاهها ساخته می شوند.

ب: پستهای کاهنده ولتاژ:

این پستها معمولا در نزدیکی مراکز مصرف به منظور کاهش ولتاژ ساخته می شوند.

ج: پستهای کلیدی:

این پستهای معمولا در نقاط حساس شبکه سراسری و به منظور برقراری ارتباط بین استانهای مختلف کشور ساخته می شوندو معمولا رینگ انتقال شبکه سراسری را بوجود می آورند در این پستها تغییر ولتاژ صورت نمی گیرد و معمولا بخاطر محدود کردن تغییرات ولتاژ از یک راکتور موازی با شبکه استفاده می شود در بعضی از مواقع از این راکتورها با نصب تجهیزات اضافی مصرف داخلی آن پست تامین می شود.

د: پستهای ترکیبی تا مختلط

این پستها هم به عنوان افزاینده یا کاهنده ولتاژ و هم کار پستهای کلیدی را انجام می دهند و نقش مهمی در پایداری شبکه دارند.

2- انواع پستهای از نظر عایق بندی

الف: پستهای معمولی

پستهایی هستند که هادیهای فازها در معرض هوا قرار دارند و عایق بین آنها هوا می باشند و تجهیزات برقرار و هادیها بوسیله مقره هایی که بر روی پایه ها و استراکچرهای فولادی قرار دارند نصب می شوند این پستها در فضای آزاد قرار دارند در نتیجه عملکرد آنها تابع شرایط جوی می باشد.

ب: پستهای گازی یا پستهای کپسولی        ) G.I.S)

در این پستها بجای استفاده از عایق های چینی و شیشه ای p.v.c از گاز هگزا فلوئور سولفور به عنوان عایق استفاده می شود این گاز نقاط برقدار را نسبت به یکدیگر و نسبت به زمین ایزوله می کند در این نوع پستها کلیه تجهیزات درون محفظه قرار دارند و طوری طراحی شده اند که گاز به بیرون نشت نکند از محاسن این پستها اشغال فضای کم می باشد و چون در فضای بسته قرار دارند تابع شرایط جوی نمی باشند و از معایب آنها به دلیل تکنولوژی بالای که دارند تعمیر و نگهداری آنها مشکل است.

***    اجزاء تشکیل دهنده پستها    ***

سوئیچگیر(سوئیچ یارد):Switchgear                          

ترانسفورماتر قدرت:Power Transformer                  

ترانسفورماتور زمین:Ground Transformer                

ترانسفورماتور مصرف داخلی:Staition Service  ( T )   

جبران کننده ها:Componsators                                

تاسیسات جانبی:

*سوئیچگیر:

به مجموعه ای از تجهیزات که در یک ولتاژ معین رابطه بین دو باس را برقرار می کند گفته می شود وشامل قسمتهای زیر است:

1- باسبار (شینه):                                                     Bas bar

2- کلیدهای قدرت:Circuit Breaker                                    

3- سکسیونرها:    Disconector Switch                                  

4- ترانس جریان:  Current Transformer                              

5- ترانس ولتاژ:Voltage Transformer                                              6- مقره اتکایی:                                                            (P.I)

برقگیر:Lighting Arester                                            

     8- تله موج: Line Trap                                                   

واحد منطبق کننده:L.M.U= Line Matching Unit          

 * جبران کننده ها:

خازنها

2-سلفها(راکتورها)

*تاسیسات جانبی:

اتاق فرمان.

اتاق رله .

باطریخانه.

دیزل ژنراتور.

تابلو توزیع AC

تابلو توزیع DC

باطری شارژر.

روشنایی اضطراری.

روشنایی محوطه.

10- تاسیسات زمین کردن و حفاظت در مقابل صاعقه.

*بی خط:

به موقعیت ست و تعداد ورودیها و خروجیها بستگی دارد و به مجموعه ای از تجهیزات که تشکیل یک خط ورودی یا خروجی را بدهند بی خط گفته می شود که شامل:

برقگیر

ترانس جریان

لاین تراپ

سکسیونر ارت

سکسیونر خط

ترانس جریان

سکسیونر

بریکر

سکسیونر

*بی ترانس:

به تعداد ترانسهای قدرت بستگی دارد و به مجموعه تجهیزاتی که ارتباط باسبار و ترانسفورماتور را برقرار می نماید بی ترانس گفته می شودو شامل:

1- سکسیونر

1-    بریکر

سکسیونر

ترانس جریان

ترانس ولتاژ

1-   برقگیر

*تله موج یا تله خط یا موج گیر:Line  Trap,  vawe Trap

از خطوط انتقال نیرو به منظور سیگنالهای مختلف نظر سیگنال اندازه گیری و کنترل ار راه دور,مکالمات تلفنی,تله تایپ,حفاظت جهت ارسال و دریافت فرمان از پست های دیگر نیز استفاده می شود.

جهت جلو گیری از تداخل این سیگنالها که دارای فرکانس بالا می باشند و جدا کردن آنها از فرکانس سیستم قدرت و هم چنین به منظور جلو گیری از انتقال سیگنال به قسمتهای دیگر و امکان ایجاد عملکرد صحیح از موج گیر استفاده می شود.موج گیرباید طوری باشد که بتواند حداکثر جریان نامی و جریانهای اتصال کوتاه را تحمل نماید, موج گیر بطور سری در انتهای خطوط انتقال نیرو و در ایستگاهها نصب می شود و بعد از ترانسفورماتورهای ولتاژ قرار می گیرد) در انتها و ابتدای خطوط قرار می گیرد).

سیگنالهای p.L.c دارای فرکانس بالا بوده و در شبکۀ ایران از 30khz تا500khz تغییر می کند.موج گیرها معمولا از یک سلف که دارای هسته می باشد و یک مجموعه خازن و مقاومت که مجموعا بطور موازی با هم قرار گرفته اند تشکیل می شود از سلف(سیم پیچ) جریان خط بطور مستقیم عبور نموده و مجموعه خازن و مقاومت معمولا در داخل سیم پیچ نصب می گردند.

در یک موج گیر برای تغییر فرکانس و پهنای باند مسدود کننده فقط با تعویض خازن و تغییر ظرفیت آن این عمل صورت می گیرد.

به منظور حفاظت لاین تراپ در مقابل اضافه ولتاژهای ناگهانی که ممکن است در دو سر لاین تراپ پدید آید از برقگیر استفاده می شود.

*موج گیرها در پستهای فشار قوی به سه طریق نصب می شوند:

  1- بصورت آویزی

  2- نصب موج گیر بر روی مقره اتکایی

  3- نصب موج گیر بر روی ترانسفورماتور ولتاژ.(مزیت این طرح صرفه جویی در زمین پست است.)

*تذکر :موج گیرها فقط در دو انتهای خطوطی که سیستم P.L.C بین دو پست برقرار باشد نصب می گردد و معمولا بر روی دو فاز نصب می شوند.( گاهی بر روی یک فاز ویا هر سه فاز نیز نصب می گردند.)

کلیدهای قدرت (بریکر):

کلیدهای فشار قوی تنها یک وسیلۀ ارتباطی بین مولدها و ترانسفورماتورها و مصرف کنندها و خطوط انتقال انرژی و یا مجزا کنندۀ آنها از یکدیگر نیستند,بلکه حفاظت دسیگاهها و سیستمها الکتریکی را در مقابل جریان زیاد بار و جریان اتصال کوتاه به عهده دارند.

*شرایط و مشخصات بریکرها:

        **در حالت بسته: باید در مقابل عبور جریان بار و حتی جریان شدید اتصال کوتاه از خود مقاومت قابل ملاحظه ای نشان ندهند و نیز در مقابل اثرات حرارتی و دینامیکی این جریانها در یک زمان طولانی دارای پایداری و ثبات قابل ملاحظه ای باشند

**در حالت باز : بریکرها باید قادر باشند اختلاف سطح الکتریکی موجود بین دو کنتاکت باز را بطور کاملا مطمئن تحمل نماید.

- تمام قسمتهای کلید در شرایطی که هم پتانسیل فشار را الکتریکی شبکه هستند باید در موقع قطع و یا در حالت وصل بطور کاملا مطمئن نسبت به زمین و نسبت به قطبها و تیغه های دیگر ایزوله و عایق باشند.

- بریکرها باید قادر باشند مدار الکتریکی را در زیر ولتاژ نامی ببندند( بریکرها معمولا برای ولتاژ ماکزیمم شبکه طراحی می شوند).

  - بریکرها باید قادر باشند مدار الکتریکی را در ضمن عبور جریان باز کنند.

 - بریکه ها باید قابلیت سرعت عملکرد بالایی در قطع و وصل مدار الکتریکی را داشته باشند.

 - بریکرها محدودیت جریانی ندارند و برای بزرگترین جریانهای اتصال کوتاه ساخته می شوند.

 - یکی از مشخصات مهم بریکرهای قدرت زمان تاخیر در قطع کلید است.

این زمان عبارت است از حدفاصله بین لحظه فرمان قطع توسط رله مربوط و آزاد کردن ضامن قطع کلید تا خاموش شدن کامل جرقه.

*ویژگیهای مشترک بریکرها:

1- داشتن مکانیزم عملکرد قطع و وصل :                  operating  Mechanism   

2- داشتن مکانیزم خاموش کردن جرقه در اتاق جرقه:    Arcextinction Inarcing Chamber

3- داشتن کنتاکتهای اصلی بریکر(کنتاکتهای ساده و متحرک):    Fixed& Moving Contacts

4- داشتن سیم پیچ های قطع و وصل:     Triping coil& Closing Coil

5- داشتن کنتاکتهای فرعی:         Auxiliary Contact

6- داشتن مدارات کنترل بریکر: Control Circuits Circuit Breaker     

*انواع بریکر از نظر محل نصب:  

1- نصب در فضای آزاد:Out Door    

2- نصب در تاسیسات داخلی:      In Door

*بریکرها بر اساس مکانیزم خاموش کردن جرقه بصورت زیر تقسیم بندی می شوند:

بریکر تانک روغن یا روغنی:       Bulk Oil Circuit Breaker    

     2-  بریکر کم روغن یا نیمه روغنی:      Minimum Oil Circuit Breaker  

     3- بریکر گازی SF6 :    Sulphur- hexafluoride(sf6) C.B          

     4- بریکر با  محفظهء خلاء:                     Vacuum Circuit Breaker  

     5- بریکر هوایی:                                          Air Circuit Breaker                                                                                        

2-    بریکر هوای فشرده: Air Blast Circuit Breaker                          

*بریکرهای روغنی:

جرقه , روغن دی الکتریک را تجزیه می نماید و گازهای ناشی از این تجزیه باعث افزایش فشار درون محفظه ای که قطع کننده درآن نصب می شود می گردد.

گازها از طریق سوراخ هایی درون محفظه هدایت می گردند و جرقه درون سوراخ ها کشیده شده و توسط جریان گاز خنک میگردد.

هنگامیکه بریکر یک مدار فعال را قطع می نماید, روغن بخاطر گرمای شدید تجزیه شده و گازها و بخارات همچون گازH2                                                     به مقدار 70 درصد C2H2به مقدار 20 درصد و CH2 به مقدار 10 درصدو مقدار کربن از روغن متصاعد می شود که از میان گازهای مذکور هیدوژن( H2 )  از قدرت دی الکتریک خوبی برای حذف و از بین بردن قوس الکتریکی برخوردار است , پس از قطع جرقه فضای کنتاکتها توسط روغن دی الکتریک تازه پر می گردد و قدرت عایقی کافی بین کنتاکتها تامین می گردد.

هنگامیکه بریکر یک مدار فعال را قطع می نماید, روغن بخاطر گرمای شدید تجزیه شده و گازها و بخارات همچون گازH2 به مقدار 70 درصد C2H2به مقدار 20 درصد و CH2 به مقدار 10 درصدو مقدار کربن از روغن متصاعد می شود که از میان گازهای مذکور هیدوژن( H2 ) از قدرت دی الکتریک خوبی برای حذف و از بین بردن قوس الکتریکی برخوردار است , پس از قطع جرقه فضای کنتاکتها توسط روغن دی الکتریک تازه پر می گردد و قدرت عایقی کافی بین کنتاکتها تامین می گردد.

.

*نقش روغن در بریکرهای روغنی: 1- برای عایق کردن کنتاکتها از بدنه تانک روغن و نیز از زمین.

2- برای آماده کردن یک واسطۀ عایقی در میان کنتاکتها بعد از خاموش شدن جرقه.

3- برای تولید هیدروژن در مدت بوجود آمدن قوس.

نکته: در این نوع کلیدها عموما یک کنتاکت متحرک و دو کنتاکت ثابت وجود دارد.

*نکات ضعف بریکرها روغنی: 1- روغن باعث کربونیزه شدن و ایجاد رسوبات در داخل کلید می شود.

2- ترکیب هوا و هیدروژن باعث ایجاد انفجار و آتش سوزیهای خطرناک می شود.

3- ترشح و نشت از مخزن امکان آتش سوزی و انفجار را در بر دارد ,این محدودیت نیاز به یک تانک روغن بزرگ دارد که در ولتاژ و جریانهای خیلی زیاد امکان ساخت تانک روغن متناسب با آن جریان و ولتاژ وجود ندارد.

4- حجم بسیار زیادی را اشغال می نماید بخصوص در ولتاژ های بالا.

5- به سرویس و بازدید مرتب از کنتاکتها و روغن نیاز دارد.

6- برای کلید زنی های مکرر مناسب نیستند.

7- در بریکرهای روغنی هر سه فاز می توانند داخل یک تانک قرار داشته باشند و یا اینکه هر فاز تانک مخصوص به خود را داشته باشند.

*دلایل خاموش شدن جرقه: طولانی شدن قوس( ناشی از عملکرد بازوی مکانیکی).

خنک شدن جرقه.

*با افزایش طول جرقه,سطح تماس جرقه با روغن بیشتر شده در نتیجه انتقال حرارت روغن بیشتر و قوس خنک تر می شود.

*دسیکانکت( سکسیونر): Discon nect کلیدهای غیر قابل قطع و وصل در زیر بار و جریانهای اتصال کوتاه می باشند,این نوع کلیدها فاقد محفظۀ خاموش کنندۀ جرقه هستند و تیغه ها کاملا قابل رویت می باشند و هدف از بکار گیری آنها در پست های فشار قوی جدا کردن دو قسمت پست از یکدیگر می باشند.

*سکسیونرها در ولتاژهای متفاوت ساخته می شوند و از سه قسمت اساسی ساخته می شوند: تیغه های حامل جریان مقره های اتکایی مکانیزم عمل کننده و اهرمهای مربوطه *مکانیزم عمل کنندۀ سکسیونرها: 1-دستی: که در اینحالت مکانیزم عمل کننده توسط دست تحریک می شود.

2-موتوری: که مکانیزم عمل کننده توسط یک موتور الکتریکی که به یک سیستم گیربکس متصل است به اهرمهای عمل کننده نیرو وارد می کنند و باعث باز و بسته شدن سکسیونرها می شود.

*انواع دیسکانکتها: دورانی( دوستونی): در ولتاژهای 132kv و بالاتر مورد استفاده قرار می گیرند و عملکرد آنها بصورت موازی با سطح زمین با زاویۀ 90 درجه صورت می گیرد.

دورانی( عمودی): که در تمام سطوح ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرند.( سکسیونر تیغه ای) قیچی شکل( پاندو گراف): در جاهایی که اختلاف ارتفاع دارند معمولابکار می رود.

دسیکانکتهای زانوئی( چاقویی): 5- دیسکانکت زمین: Earthing Switch & Grounding Switch این دیسکانکتها معمولا دارای یک اینترلاک الکتریکی و یا مکانیکی با سکسیونرهای خط و یا ترانسها,راکتورها, بانکها خازنی می باشند بدین مفهوم که تا سکسیونر سر خط یا ورودی به ترانس باز نباشد بسته نخواهد شد و تا زمانی که سکسیونر زمین بسته باشد سکسیونر مربوط بسته نخواهد شد.

*شرایط باز و بسته شدن دیسکانکتها: 1- تنها در مدار جریانهای شارژ خازنی خطوط یا جریانهای مغناطیس کنندگی ترانسهای توزیع کوچک وجود داشته باشد.

2- با باز و بسته شدن کلید ولتاژ دو سر کلید تغییر نکند.

3- بعلت اینکه کلیدها در زیر جریان باز و یا بسته نمی شوند و جریان عبوری از آنها تقریبا صفر است زمان قطع و وصل در سکسیونرها خیلی بیشتر از بریکرها است.

4- برای اطمینان از عملکرد دیسکانکتها در ارتباط با بریکر مدارات فرمانی بنام اینترلاک سیستم در نظر گرفته می شود که این سیستم اینترلاک هم می تواند الکتریکی باشد و هم مکانیکی.

**برقگیر(L.A) Lighting Arester * برای حفاظت تجهیزات در مقابل اضافه ولتاژهایی که می توانند توسط دو عامل زیر در شبکه قدرت ایجاد شود از برقگیر استفاده می شود: 1- عوامل بیرونی از قبیل صاعقه و رعدوبرق 2- عوامل داخلی که بر اثر اختلالات شبکه و مواردی نظیر سوئیچینگ,اتصال کوتاه و یا رزونانس ممکن است پیش آید.

*خصوصیات تجهیزات حفاظتی در مقابل اضافه ولتاژ بطور کلی عبارتند از: 1- در مقابل ولتاژ نامی شبکه هیچ عکس العملی نشان ندهند.

2- در مقابل اضافه ولتاژهای بوجود آمده بسیار سریع عکس العمل نشان دهند تا به تجهیزات سیستم آسیب نرسد.

3- قابلیت عبور جریان های بسیار زیاد را داشته باشند.

4- پس از رفع اضافه ولتاژ و رسیدن ولتاژ به مقدار نامی عبور جریان از برقگیر قطع و مدارات کاملا باز گردد.

*انواع برقگیرها: برقگیر میله ای برقگیر سوپاپی برقگیر اکسید روی z no *مشخصات برقگیر: 1- ولتاژ نامی : Rated Voltage - که عبارت است از حداکثر مقدار مؤثر ولتاژی که برقگیر در دو سر خود می تواند کند و عملکردی نداشته باشد.

2- فرکانس نامی : Rated Fregaency F=50 Hz or 60 Hz - ,فرکانس شبکه ایکه برقگیر در آن نصب می شود 3- ولتاژ جرقه با فرکانس صنعتی: Paver Frequency Spark Over Voltage - عبارت است از حداقل مقدار ولتاژی که در فرکانس صنعتی و در صورت اعمال به برقگیر باعث ایجاد جرقه در دو سر آن می شود.

4- ولتاژ جرقه ای ناشی از موج ضربه ای: Impulse Spark Over Voltag - مقدار پیک موج ضربه ای 1.2/50 میکرو ثانیه که در صورت اعمال به برقگیر باعث آن می شود.

5- حداکثر جریان تخلیه:Rated Discharge Current - حداکثر جریانی که از برقگیر می تواند عبور نماید در هنگام تخلیه بدون آنکه به برقگیر صدمه ای وارد گردد.

6- ولتاژ باقیمانده:Residerad Voltage - مقدار ولتاژی که در صورت عملکرد برقگیر در دو سر آن ظاهر می شود که بستگی به جریان برقگیر دارد.

*کنتور برقگیر: Arester Conter -برای اینکه تعداد دفعاتی را که برقگیر در اثر اضافه ولتاژها عمل کرده واز خود جریان عبور داده است از جهت کاربرد آن در طراحی های آینده و برداشتهای آماری داشته باشیم از کنتور استفاده می کنیم.

به ازای هر بار عملکرد برقگیر کنتور یک شماره را ثبت خواهد کرد که با توجه به آن تعداد عملکردها در پایان هر ماه , فصل یا سال قابل قرائت و ثبت خواهد بود.

فصل دوم تعاریف و اصول کار ترانسفورماتور ترانسفورماتور وسیله ای است که انرژی الکتریکی را در یک سیستم جریان متناوب از یک مدار به مدار دیگر انتقال می دهد و می تواند ولتاژ زیاد و بلعکس تبدیل نماید .

ترانسفورماتور امروز یکی از وسایل لازم و حیاتی در سیستم های الکتریکی و همچنین سیستم های تبدیل انرژی می باشد و از دو بخش اصلی زیر تشکیل می گردد : هسته که از ورقه های نازک فولادی ساخته می شود .

دو یا چند سیم پیچ که در ترانسفورماتور های معمولی با هم رابطه مغناطیسی و در اتوترانسفورماتورها دیگر رابطه الکتریکی و مغناطیسی دارند .

آن بخش از سیم پیچ که از مدار الکتریکی انرژی می گیرد سیم پیچ اولیه بخش دیگر که از آن انرژی گرفته می شود سیم پیچ ثانویه نامیده می شود .

سیم پیچ متصل به مدار با ولتاژ زیاد به سیم پیچ فشار قوی (H.W.) و سیم پیچی که به مدار با ولتاژ کم اتصال می یابد به سیم پیچ فشار ضعیف (L.V) معروف است .

ترانسفورماتورهای که ولتاژ سیم پیچ ثانویه از ولتاژ اولیه آن کمتر باشد ترانسفورماتور کاهنده و آنکه ولتاژ ثانویه اش از ولتاژ اولیه بیشتر باشد ترانسفورماتور افزاینده نامیده می شود .

اگر یکی از دو سیم پیچ ترانسفورماتور مثلاً اولیه را به منبع ولتاژ متناوب وصل کنیم فوران (فلوی ) متناوبی تولید خواهد شد که دامنه اش نسبت مستقیم با ولتاژ دو سر سیم پیچ اولیه و شماره دورهای اولیه دارد .

فوران تولید شده ی سیم پیچ ثانویه را نیز دور یمزند و ولتاژی در آن القاء می نماید که مقدار آن به شماره دوره های سیم پیچ ثانویه بستگی دارد .

واضح است که ترانسفورماتور ها فقط با وجود فوران های متقابل که هر دو سیم پیچ را دور می زنند کار می کنند .

لازم به تذکر است که این فوران ها (فلوها) از مواد فرو مغناطیسی (پرمابیلیته) زیاد به مراتب بهتر از سایر موارد عبور مینمایند و از اینروست که هسته ترانسفورماتورها از آهن (فورمغناطیس ) می باشد .

برای جلوگیری از اثر تخریبی هوا و بهبود شرایط خنک شدن ترانسفورماتورهای با قدرت زیاد ، معمولاً هسته و سیم پیچ های آنها را در مخزن پر از روغن قرار می دهند که این نوع ترانسفورماتور را روغنی می نامند و آنهایی که توسط هوا خنک می شوند به ترانسفورماتورهای خشک معروفند.

انواع کاربری ترانسفورماتورها ترانسفورماتورهای قدرت برای انتقال و توزیع انرژی الکتریسیته ترانسفورماتورهای قدرت که برای مقاصد خاص مثل کوره ها 3-یکسو کننده ها و واحدهای جوشکاری بکار می روند .

4-ترانسفورماتورهایی که برای تنظیم ولتاژ در شبکه های توزیع بکار می روند .

5-اتوترانسفورماتورها جهت تبدیل ولتاژ با نسبت کم و راه اندازی موتورهای القایی 6-ترانسفورماتورهای وسایل اندازه گیری قسمتهای مختلف ترانسفورماتور اگر چه اصول کار تمام ترانسفورماتورهای ولتاژ یکسان است ولی در ترانسفورماتورهای بزرگ به علت ولتاژ بالا و عبور جریان زیاد آنها ، هسته و سیم پیچ ها به شدت گرم می شوند و امکان بروز خسارت و از کار افتادن ترانسفورماتور وجود دارد ، از این گونه ترانسفورماتورها با وسایل ایمنی مجهز می گردند و ساختمان آنها پیچیده تر از ترانسفورماتورهای خشک با قدرت کم می باشد .

با بررسی ساختمان ترانسفورماتورهای روغنی با قدرت زیاد دیگر احتیاجی به تشریح ترانسفورماتورهای کوچی نمی باشد .

قسمتهای مختلف این ترانسفورماتور عبارتند از : هسته - سیم پیچ ها (بوبین ها) - مخزن روغن - بوشینگ - پاک و لوله انفجار - تاپ چنچر - ترمومترها - رله بو خهلتس – درجه نمای روغن – تابلوهای مشخصات – چرخها – شیرهای مختلف رواشها – لوله های ارتباط – ترانسفورماتورهای جریان – جعبه کنترل (فرمان پنکه ها ، ترموستات ، پمپ ورگولاتور) – سیستم خنک کننده (رادیاتورها – پنکه ها و غیره) الف – هسته هسته های ترانسفورماتورها باید تا حد امکان دارای قابلیت نفوذ مغناطیسی خوب و قابلیت هدایت الکتریکی بد باشد .

هسته های ترانسها از ورقهای نورد شده ی دیناموبلش یا فریت به ضخامت 35/0 تا 50/0 میلیمتر ساخته می شوند .

هسته ها به خاطر کاهش تلفات فوکو و هیستر زیس به صورت مورق ساخته می شوند که این ورقه ها نسبت به هم عایق می باشند .

این خاصیت توسط یک لایه ی نازک از رزین یا مواد عایقی دیگر تأمین می گردد .

هسته های ترانسها بسته به قدرت آنها ساخته و طراحی می گردد .

که شامل دو نوع می باشد ، هسته های شکافدار (EI) و هسته های نواری .

کاربرد هسته های شکافدار بیشتر از هسته های نواری می باشد .

و این به این علت است که این هستها به راحتی در کنار هم قرار گرفته و سیم پیچ ها بر روی آنها نصب می شوند .

ب – سیم پیچها سیم پیچ ترانسها اغلب از جنس مس یا آلومینیم انتخاب می شود سیم پیچهای ترانسهای کوچک را معمولاً روی قرقره می پیچند جنس قرقره ها اغلب از ترموپلاست است .

در اصل بیشترین درصد اشکالات ترانسها در این قسمت نقش اصلی را ایفا می کند .

سیم پیچها در کل به دو صورت هستند .

نواری ، که غیر قابل تعمیر می باشند یا به صورت طبقه طبقه می باشند که به آنها دیسکی هم گفته می شود و قابل تعمیر هستند .

سیم های به کار برده شده در ترانسها ، بسته به قدرت آنها تغییر می کنند مثلاً در قدرتهای پایین و متوسط از سیم های با سطح مقطع کوچک و گرد استفاده می شود .

در ترانس هایی با قدرت بالااز شمشهایی با سطح مقطع مربعی و یا نواری استفاده می شود .

نحوه ی قرار گرفتن سیم پیچ ها معمولاً در ترانسها قدرت ، ابتدا سیم پیچ ثانویه یا فشار ضعیف پیچیده می شود و سپس سیم پیچ اولیه یا فشار قوی پیچیده می شود .

این کار به خاطر این است که در صورت اتصالی ، سیم پیچ فشار قوی از هسته و اتصال به بدنه دور بماند و همچنین از بالا رفتن شدت میدان میان سیم پیچ اولیه و هسته جلوگیری شود .

نحوه ی اتصال سیم پیچ ها در ترانسهای سه فاز بسته به شریط بارگیری ترانس ، اتصال سیم پیچ ها را تعیین می کنند .

انواع اتصالات به شرح زیر می باشند : اتصال ستاره – ستاره (Y-y) اتصال ستاره – مثلث(Y-d) اتصال مثلث – ستاره (D-y) اتصال مثلث – مثلث (D-d) ستاره – زیکزاک (Y-z) در میان اتصالات بالا فقط از یکی از آنها نمی توان در سیستم توزیع استفاده کرد .

و آن هم اتصال ستاره – ستاره می باشد .

در این اتصال ، در صورتی که ترانس به صورت نا متقارن زیر بار رود ترانس می سوزد .

علت این امر این است که ، هنگامی که از یک فاز به یک ترانس ستاره – ستاره جریان بیشتری کشیده شود در هسته شار بیشتری تولید می شود و هسته فوراً اشباع می شود و باعث گرم کردن بیش از حد می شود.

از سوی دیگر هم برگشت این جریان از دو بازوی دیگر این ترانس می باشد و بر بازوهای دیگر هم تأثیر می گذارد .

در چنین مواردی سع می شود در اولیه از اتصال مثلث استفاده شود .

و در مواردی که استفاده از اتصال مثلث غیر ممکن باشد از اتصال زیکزاک در ثانویه ی آن ترانس استفاده می شود تا بر روی دو بازوی ترانس در صورت نامتقارن بودن توزیع شود .

تپ چنجر در بعضی از مواقع به علت طول زیاد شبکه ی توضیع و انتقال در انتهای خط با افت ولتاژی مواجه می شویم که باید این افت بر طرف شود تا مصرف کننده بتواند بدون هیچ مشکلی از ولتاژ شبکه استفاده کند .

در چنین مواقعی از تغییرات نسبت دور در ترانسها استفاده می شود .

همان طور که از رابطه اساسی ترانس ها برآورد می شود (NI/N2=V1/V2) هنگامی که تعداد دور اولیه افزایش یابد ولتاژ خروجی کاهش و با کم کردن تعداد دور اولیه ولتاژ خروجی افزایش می یابد .

تپ چنجر که بر روی اولیه ی ترانسها می باشد ، در واقع تعداد دور اولیه را هنگام پایین بودن ولتاژ شبکه کم می کند و بلعکس .

معمولاً تپچنجرها دارای پنج رنج می باشند که از 1 تا 5 مدرج می باشد .

عمل تاپ چنجر در حقیقت افزایش یا کاهش شماره دوره های مؤثر سیم پیچ ترانسفورماتور می باشد و استفاده از تپ چنجر (یارگولاتورولتاژ) در ترانسفورماتور های با قدرت زیاد می باشد .

تاپ چنجرها امروزه با طرح های مختلف در حال کارند و معمولترین آنها شامل راکتورها یا مقاومتهای محدود کننده جریان می باشند .

تغییر ولتاژ توسط تپ چنجر و جریان حاصله در مدار و قوس های الکتریکی آن امکان سوختن شدید و از بین رفتن کنتاکتها را بوجود می آورد و وجود قوسها ی الکتریکی و حرارت حاصل از آن خود دلیل مجزا نمودن تاپ سلکتور و کنتاکتورها در تانک روغن جداگانه ای قرار می گیرند و بدین ترتیب بدون اینکه کنتاکتها صدمه ببینند قوس الکتریکی نیز از بین می رود .

ضمناً بدون باز کردن ترانسفورماتور کنتاکتها می توانند بازرسی شوند و روغن فاسد شده در اثر قوسهای الکتریکی به آسانی تعویض شود .

سوئیچ و کنتاکتور ها توسط چرخ دنده و با موتور الکتریکی عمل می نمایند .

تانک روغن تانک روغن مخزن روغنی است که هسته و سیم پیچ های ترانسفورماتور در آن قرار می گیرند ترانسفورماتورهای روغن تا KVA40 ممکن است فقط دارای تانک با دیواره های صاف و بدنه و وسائل خنک کننده اضافی باشند .

برای ترانسفورماتورهای بزرگتر سطح صاف برای از بین بردن حرارت کافی نبوده و باید بطور مصنوعی افزایش یا باید در آنها وسائل خنک کننده اضافی تعبیه گردد .

در ترانسفورماتورهای تا 1600 KVA سطح تانک توسط لوله هایی که از خارج به بدنه تانک جوش می خورند افزایش می یابد .

ترانسفورماتور های از 1000 تا 10000 KVA با تانک ساده از رادیاتورهایی که با اتصالات فلانج به تانک جوش می خورد استفاده می نمایند در قدرت های بالاتر از 10000KVA خنک کردن با روغن بطور طبیعی کافی نبود و باید از جریان هوا و روغن با فشار استفاده شود .

یک تانک شامل یک دیواره ، کف و قاب به بالای دیواره جوش داده می شود و شامل نوار فولادی است که حاوی سوراخ هایی به فواصل مساوی می باشند .

یک پوشش (کاور) از ورق فولادی به قاپ پیچ می شود .

ضمناً در روی تانک محل هایی برای حمل و نصب ترانسفورماتور در نظر گرفته می شود .

مخزن روغن مخزن روغن در حقیقت یک طبل فولادی است که بطور افقی روی تانک نصب می شود و توسط یک لوله به آن ارتباط می یابد این مخزن طور ساخته می شود که بتوان کف آن را جهت تمیز نمودن و رنگ زدن جدا نمود .

باک ها با والو روغن و رطوبت گیر مجهز می شوند تا بتوان رطوبت هوایی را که در مخزن به علت کم شدن روغن وجود دارد بر طرف نمود .

هوا از طریق یک ماده جذب کننده رطوبت بنام سیلیکاژل (Silicagel) عبور می کند و در حالت خشک وارد مخزن می شود .

والو روغن گرد و خاک را از هوا دور (جدا) می نماید و مواد جذب کننده را از اثرات رطوبت موجود در محط محافظت می نمید .

در یک محفظه سیلیکاژل ، هوا ابتدا از یک توری عبور کرده و سپس پس از عبور روغن به منظور گرفتن گرد و غبار و رطوبت به سیلیکاژل رسیده و پس از رطوبت گیری کامل به بک ترانسفورماتور هدایت می شود .

بدنه بدنه ی ترانسها از فولاد می باشد و در بعضی مواقع از استیل است .

بر روی بدنه ی ترانسها رادیوتاورهایی جهت تهویه و خنک شدن هر چه سریعتر ترانس تعبیه شده است .

بر روی بدنه ، شیر تخلیه ی روغن ، تانک روغن ، مقرهای فشار ضعیف و فشاتر قوی قرار می گیرند .

تابلو مشخصات ترانسفورماتور این تابلو (یا پلاک) که بر روی ترانسفورماتور نصب می شود معمولاً دارای مشخصات زیر است : نوع ترانسفورماتور – شماره سریال ترانسفروماتور – سال مونتاژ – تعداد فازها – گروه ترانسفورماتور – فرکانس – نوع خنک کردن – قدرت اسمی – وزن کل – وزن روغن – و دیاگرام سیم پیچی .

سیستمهای خنک کننده ی ترانسها ترانسها را می توان از نظر سیستم خنک کنندگی به چند گروه تقسیم کرد .

ترانسهایی که با جریان هوا خنک می شوند و ترانسهایی که با روغن خنک می شوند و یا ترکیبی از هر دو انتخاب سیستم خنک کننده ، بسته به قدرت ترانس و محل استفاده از آن می باشد .

مثلاً در محل هایی که بلاجبار ترانس باید در سالن یا محل کار باشد از ترانسهایی با سمغ ریختگی استفاده می شود .

این انتخاب به این علت است که چون امکان آتش سوزی در کارگاه یا محل کار وجود دارد از ترانس با سیستم روغنی استفاده نمی شود .

در ترانس های توزیع معمولاً از سیستم خنک کنندگی روغن استفاده می شود .

معمولاً بر روی پلاک ترانس ها ، نوع سیستم خنک کنندگی آنها نوشته می شود .

که نمونه ای از آنها در زیر نوشته شده اند : روغن طبیعی و هوای طبیعی (ONAN ) روغن با گردش توسط پمپ و هوای طبیعی ( OFAN) روغن طبیعی و پنکه های خنک کننده ) ( ONAF) تلفات ترانسفورماتور باعث گرم شدن ترانسفورماتور می شود و اگر حرارت ایجاد شده بخارج هدایت نشود بار دهی ترانسفورماتور کم شده و چه بسا باعث سوختن ترانسفورماتور می شود .

برای خنک کردن ترانسفورماتور بر حسب نوع ترانسفورماتور ( ترانسفورماتور خشک و ترانسفورماتور روغنی ) طرق مختلفی موجود است که عبارتند از : ترانسفورماتور خشک : ترانسفورماتور خشک با قدرت زیاد بندرت ساخته می شود زیرا این ترانسفورماتورها از نظر استقامت الکتریکی و دینامیکی خیلی ضعیف تر از ترانسفورماتورهای روغنی می باشند .

ترانسفورماتور های خشک معمولاً با قدرت 300 کیلو ولت آمپر و ولتاژ ماکسیموم KkVA10 ساخته می شوند .

زیرا در ولتاژ های زیاد فاصله پیچک ها از یکدیگر و از قسمت هائی که مربوط به مدار جریان نیستند خیلی زیاد می شود بطوری که برای ترانسفورماتورهای بیش از K VA10 نیز ترانسفورماتورهای روغنی با صرفه تر است.

در امریکا ترانسفورماتورهای خشک تا ولتاژ KV15 و قدرت 6000 کیلو ولت آمپر نیز ساخته شده است .

در ترانسفورماتور های خشک با قدرت کم معمولاً وسیله اضافی برای خشک کردن ترانسفورماتور بکار برده نمی شود بلکه همان خنک شدن طبیعی در اثر تماس مداوم و عادی هوا با سطوح ترانسفورماتور کافی است .

این نوع ترانسفورماتور را که خود به خود خنک می شود با TS نشان می دهند .

ترانسفورماتور هایی با قدرت بیشتر کمک فنتیلاتور ( باد زن ) مخصوص خنک می کنند .

این ترانسفورماتورها با علامت TF مشخص می شوند .

در این طریق خنک کردن حرکت وسیر کولاسیون هوا به وسیله فنتیلاتور زیاد و سریع شده در نتیجه هدایت حرارت بخارج سریع تر عملی می گردد .

ترانسفور ماتور های خشک باید حتی الامکان بطور دائمی به ولتاژ وصل باشد و از شبکه برق قطع نگردند زیرا قطع شدن آن باعث خنک شدن عرق کردن و مرطوب شدن ترانسفورماتور می گردد .

ترانسفورماتور روغنی در این ترانسفورماتور ها روغن واسطه انتقال حرارت از هسته و سیم پیچ ترانسفورماتور به هوای خارج می باشد .

طرق مختلف خنک کردن ترانسفورماتور های روغنی به شرح زیر است : الف – خشک کردن طبیعی : (OS) 1 این نوع خنک کردن عملاً بدون هیچ واسطه ای انجام می گیرد و در حقیقت برداشت حرارت در اثر تشعشع ، هدایت و انتقال حرارت بطور عادی و طبیعی انجام می شود و ساده ترین و ارزانترین روش خنک کردن ترانسفورماتور است زیرا ترانسفورماتور احتیاج به هیچ گونه مراقبت و نگهداری ندارد .

لذا در صورتی که تلفات ترانسفورماتور تا حدودی باشد که بتوان از این نوع خنک کردن استفاده کرد حتماً روش دیگری برای خنک کردن ترانسفورماتو ر به کار برده نمی شود ….