دانلود تحقیق ترانسفورماتور

ساختمان ترانسفورماتور

ترانسفورماتورها را با توجه به کاربرد و خصوصیات آنها، می توان به سه دسته کوچک متوسط و بزرگ دسته بندی کرد.

ساختن ترانسفورماتورهای بزرگ و متوسط به دلیل مسایل حفاظتی و عایق بندی و امکانات موجود ، کار ساده ای نیست ولی ترانسفورماتور های کوچک را می توان بررسی و یا ساخت.

برای ساختن ترانسفورماتورهای کوچک ، اجزای آن مانند ورقه آهن ، سیم و قرقره را به سادگی می توان تهیه نمود.

 اجزای تشکیل دهنده یک ترانسفورماتور به شرح زیر است؛

هسته ترانسفورماتور:

   هسته ترانسفورماتور متشکل از ورقه های نازک است که سطح آنها با توجه به قدرت ترانسفورماتور ها محاسبه می شود.

برای کم کردن تلفات آهنی هسته ترانسفورماتور را نمی توان به طور یکپارچه ساخت.

بلکه معمولا آنها را از ورقه های نازک فلزی که نسبت به یکدیگر عایق‌اند، می سازند.

این ورقه ها از آهن بدون پسماند با آلیاژی از سیلیسیم (حداکثر 4.5 درصد) که دارای قابلیت هدایت الکتریکی کم و قابلیت هدایت مغناطیسی زیاد است ساخته می شوند.

در اثر زیاد شدن مقدار سیلیسیم ، ورقه‌های دینام شکننده می شود.

برای عایق کردن ورقهای ترانسفورماتور ، قبلا از یک کاغذ نازک مخصوص که در یک سمت این ورقه چسبانده می شود، استفاده می کردند اما امروزه بدین منظور در هنگام ساختن و نورد این ورقه ها یک لایه نازک اکسید فسفات یا سیلیکات به ضخامت 2 تا 20 میکرون به عنوان عایق در روی آنها می مالند و با آنها روی ورقه ها را می پوشانند.

علاوه بر این ، از لاک مخصوص نیز برای عایق کردن یک طرف ورقه ها استفاده می شود ورقه های ترانسفورماتور دارای یک لایه عایق هستند.

بنابراین ، در مواقع محاسبه سطح مقطع هسته باید سطح آهن خالص را منظور کرد.

ورقه‌های ترانسفورماتورها را به ضخامت های 0.35 و  0.5 میلیمتر و در اندازه های استاندارد می سازند.

باید دقت کرد که سطح عایق شده ى ورقه های ترانسفورماتور همگی در یک جهت باشند (مثلا همه به طرف بالا) علاوه بر این تا حد امکان نباید در داخل قرقره فضای خالی باقی بماند.

لازم به ذکر است ورقه ها با فشار داخل قرقره جای بگیرند تا از ارتعاش و صدا کردن آنها نیز جلوگیری شود.

  سیم پیچ ترانسفورماتور :

   معمولا برای سیم پیچ اولیه و ثانویه ترانسفورماتور از هادی های مسی با عایق (روپوش) لاکی استفاده می‌کنند.

اینها با سطح مقطع گرد و اندازه‌های استاندارد وجود دارند و با قطر مشخص می‌شوند.

در ترانسفورماتورهای پرقدرت از هادیهای مسی که به صورت تسمه هستند استفاده می‌شوند و ابعاد این گونه هادیها نیز استاندارد است.

(تصاویر در فایل اصل موجود است)

   توزیع سیم پیچی ترانسفورماتور به این ترتیب است که سر سیم پیچ‌ها را به وسیله روکش عایقها از سوراخهای قرقره خارج کرده، تا بدین ترتیب سیم ها قطع (خصوصا در سیمهای نازک و لایه‌های اول) یا زخمی نشوند.

علاوه بر این بهتر است رنگ روکش‌ها نیز متفاوت باشد تا در ترانسفورماتورهای دارای چندین سیم پیچ ، به راحتی بتوان سر هر سیم پیچ را مشخص کرد.

بعد از اتمام سیم پیچی یا تعمیر سیم پیچهای ترانسفورماتور باید آنها را با ولتاژهای نامی خودشان برای کنترل و کسب اطمینان از سالم بودن عایق بدنه و سیم پیچ اولیه ، بدنه و سیم پیچ ثانویه و سیم پیچ اولیه آزمایش کرد.

  قرقره ترانسفورماتور:

  برای حفاظت و نگهداری از سیم پیچ‌های ترانسفورماتور خصوصاً در ترانسفورماتورهای کوچک باید از قرقره استفاده نمود.

جنس قرقره باید از مواد عایق باشد قرقره معمولا از کاغذ عایق سخت ، فیبرهای استخوانی یا مواد ترموپلاستیک ساخته می شود .

قرقره هایی که از جنس ترموپلاستیک هستند معمولا یک تکه ساخته می شوند ولی برای ساختن قرقره های دیگر آنها را در چند قطعه ساخته و سپس بر روی همدیگر سوار می شود .

بر روی دیواره های قرقره باید سوراخ یا شکافی ایجاد کرد تا سر سیم پیچ از آنها خارج شوند.

   اندازه قرقره باید با اندازه ى ورقه‌های ترانسفورماتور متناسب باشد و سیم پیچ نیز طوری بر روی آن پیچیده شود.

که از لبه های قرقره مقداری پایین تر قرار گیرد تا هنگام جا زدن ورقه‌های ترانسفورماتور ، لایه ى رویی سیم پیچ صدمه نبیند.

اندازه قرقره های ترانسفورماتورها نیز استاندارد شده است اما در تمام موارد ، با توجه به نیاز ، قرقره مناسب را می توان طراحی کرد

اندازه قرقره های ترانسفورماتورها نیز استاندارد شده است اما در تمام موارد ، با توجه به نیاز ، قرقره مناسب را می توان طراحی کرد ترانسهای اندازه گیری ولتاژ و جریان CT – PT – CVT از دیگر تجهیزات بکار رفته در پستهای فشار قوی ترانس های اندازه گیری می باشند.

که از ولتاژ و جریان سیستم نمونه گیری بعمل آورده و آنها را به رله ها اعمال میکنند.

ترانس اندازه گیری جریان (CT) کار ترانس جریان کاهش جریان سیستم به یک نسبت مشخص است.

از قبیل 600/1A، 200/5A، 100/5A و … این ترانس بطور سری در مدار قرار می گیرد.

وقتی که جریان از سیم پیچ اولیه میگذرد یک شار مغناطیسی ایجاد می نماید و این شار در سیم پیچ ثانویه ولتاژی القا میکند، حال اگرسیم پیچ ثانویه بسته باشد ایجاد جریانی میکندکه شار ناشی ازمخالف شار تولید شده در سیم پیچ اولیه است و از به اشباع رفتن هسته جلوگیری میکند.

بنابراین … ترانس اندازه گیری جریان (CT) ترانس اندازه گیری جریان (CT) حمل یک ترانس جریان توسط تریلر بنابراین ثانویه ترانس حتماً باید بسته باشد علاوه بر این اگر ثانویه ترانس اتصال کوتاه نشود، آنگاه در ثانویه ولتاژ خیلی زیاد القا خواهد شد که سیم پیچ ثانویه ممکن است چنین ولتاژی را نداشته باشد.

بنابراین یا ثانویه ترانس جریان اتصال کوتاه است که ولتاژ آن در این لحظه صفر است و یا اگر باری در ثانویه باشد بسته به مقدار بار، ولتاژ بار ثانویه تغییر میکند .

لذا می توان نتیجه گرفت که : در ترانس جریان، ولتاژ ثانویه بستگی به بار دارد ولی جریان اولیه تابع بار در ثانویه نمی باشد.

در ترانسهای جریان اعم از فشار قوی و ضعیف سیم پیچ اولیه به دلیل اینکه سری در مدار قرار دارد عموماً یک سیم است نه سیم پیچ ولی سیم پیچ ثانویه به صورت سیم پیچی است که به دور اولیه حلقه شده است .

انـواع CT: ترانس های جریان به دو صورت ساخته می شوند : الف) نوع خشک یا رزینی ب) نـوع روغـنـی نوع خشک یا رزینی برای ولتاژهای پایین تا سطح kv20 وkv 33 استفاده می شود.

مشکلاتی که ترانس های جریان رزینی دارند خیلی کمتر ازP.T های رزینی است چون تحت ولتاژ نیستند و عایق بندی آنها راحت تر است و لذا حجم آنها کوچکتر است.

نوع روغـنـی : این نوع ترانس های جریان برای ولتاژهای بالا، از kv63 الیkv 400 و بالاتر استفاده می شوند، و خود به دو دستۀ زیر تقسیم می شوند : هسته بـالا 2) هسته پایین CT هسته بـالا CT هسته بـالا CT هسته پایین مشکلات هسته بالا : سطح روغنی از یک حدی نبـاید پـایین تر برود .

2.

نـاپـایداری و عدم تعـادل CT هسته پایین: مشکلات هسته پایین : همانطوریکه اشاره شد سیم پیچ اولیه همان هادی می باشد لذا از هادی جریان زیادی عبور میکند و چون طول هادی عبوری در داخل C.T زیاد است و با توجه به جریان بالا ( مثلاً A500 در طول یک متر) این امر سبب ایجاد تلفات و گرما در هادی می شود و لذا روغن داخلC.T گرم می شود و در اثر این حرارت عمر روغن کاهش می یابد که خود در برگیرنده خطراتی از قبیل آلودگی و یونیزاسیون خواهد بود .

ترانس اندازه گیری ولتاژ (PT & CVT) این ترانسها به عنوان ترانسهای ولتاژ معروف هستند.که وظیفه آنها پایین آوردن ولتاژ سیستم است.

زیرا وسایل اندازه گیری ولتاژ سیستم را مستقیماً نمی توانند اندازه گیری کنند.

( مثلا KV63 را به V110 تبدیل می کنند ) همانطوریکه می دانیم ترانس های قدرت، دارای قدرت زیادی می باشند و به صورت سه فاز ساخته می شوند و خطای نسبت تبدیل در آنها اهمیت ندارد.

در صورتیکه ترانس‌های اندازه گیری ولتاژ، دارای قدرت نسبتاً کمی هستند، در حدود (V.A) و به صورت تک فاز ساخته می شوند و خطای نسبت تبدیل در آنها بسیار حائز اهمیت است .

ترانس اندازه انواع ترانس های انـدازه گیـری ولتـاژ P.T :که معروف به ترانس ولتاژ مغناطیسی می باشد.

C.V.T :که معروف به ترانس ولتاژ خازنی می باشد.

ترانس اندازه گیری ولتاژ (PT) مشابه ترانسهای قدرت میباشد که دارای یک سیم پیچ اولیه و چندین ثانویه هستند.

اولیه آن سمت فشار قوی معمولا به ولتاژ فاز وصل می گردد (مثلا در یک خط 33 کیلوولت اولیه ترانس ولتاژ 33 رادیکال سوم کیلوولت خواهد بود)و ثانویه آن استانداردV 110 میباشد.

( جهت تحریک رله ها ) بطور کلی سیم پیچ های اولیه (فشار قوی) دارای دور بیشتر و نازکتر هستند یعنی مقاومت اهمی بیشتری دارند،( جریان کمتری از آنها میگذرد ) و سیم پیچ های ثانویه (فشار ضعیف) دارای دور کمتر و ضخیم تر هستند یعنی مقاومت اهمی کمتری دارند.

( جریان بیشتری از آنها می گذرد ).

در ولتاژهای پایین ( تا سطح ولتاژهایKV 20 وKV 33 ) مجموعۀ سیم پیچ ها و هسته ها در یک قالب هستند و درون آنها رزین می ریزند (resin) که به نوع خشک معروف هستند.

در ولتاژهای بالا سیم پیچ ها و هسته در داخل یک تانک فلزی هستند که داخل آنها روغن قرار دارد.

ترانس ولتاژ PT ترانس ولتاژ PT ترانس ولتاژ PT ترانس اندازه گیری ولتاژ (CVT) در این نوع ترانس یک تعداد خازن برای کاهش ولتاژ وجود دارد ، چرا که استفاده از سیم پیچ فشار قوی جهت کاهش ولتاژ به طور مستقیم مقرون به صرفه نیست.

بنابراین توسط یک خازن سطح ولتاژ را پایین آورده و سپس به یک ترانس ولتاژ القایی متصل می گردد.

لذا به طور کلی می توان دلایل استفاده از C.V.T را این طور بیان نمود : 1.کوچکتر شدن ابعاد عایقی ترانس ولتاژ القایی 2.

استفاده از خازن های C.V.T به عنوان خازن کوپلاژ برای سیستم PLC ترانس اندازه گیری ولتاژ CVT ساختمان CVT C1: ظرفیت خازنی اولیه C2: ظرفیت خازنی ثانویه CVD: مقسم ولتاژ خازنی D: سیم پیچ گذردهندۀ فراکانس های بالا F: فیوز G: شکاف جرقه فرکانس بالا Gt: اتصال زمین H: گرم کننده ، بخاری Lk: راکتور جبرانی MU: دستگاه مغناطیسی SHF: سوئیچ زمین کردن فرکانس بالا T: جعبۀ اتصالات Tr: ترانس میانی V: مقاومت نیمه هادی با دو الکترود که مقاومت آن به نسبت عکس ولتاژ در هر جهت تغییر می کند.

Zd: مقاومت تعدیل