مقدمه
درحال حاضر درحدود بیست و پنج درصد از برق تولیدی کشور بدلیل تلفات سیستم های تولید، انتقال و توزیع نیرو به هدر میرود و علیرغم فعالیتهای پراکندهای که در زمینه کاهش چنین تلفاتی صورت گرفته است، هنوز نتیجه مثبت به چشم نمیخورد. وجود اینگونه تلفات بخصوص در سیستم توزیع نیروی کشور، از یک طرف باعث از بین رفتن حجم قابل توجه انرژی الکتریکی است و از طرف دیگر این تلفات فراوان به توسعه روز افزون اما غیر منطقی شبکه برق میانجامد. از سالیان دور کشورهای مختلف تلاشهای فراوانی نمودهاند تا با استفاده از روشها و تکنیکهای مختلف مقدار تلفات را کاهش دهند و در این رابطه مناسبترین نتایج وقتی بدست آمده است که قبل از اعمال هر روش ، بررسیهایدقیق در مورد آنها صورت گرفته باشد .
یکی از مناسبترین و اقتصادیترین روشهای کاهش تلفات شبکه توزیع کشور بهبود بازدهی ترانسفورماتورهای توزیع میباشد. لذا باید با استفاده از طراحی و مواد مناسب و با در نظر گرفتن طرحهای فنی – اقتصادی با زمانهای برگشت سرمایه کوتاه مدت نسبت به بهبود بازده ترانسفورماتورهای توزیع و کاهش تلفات آنها اقدامات مؤثری انجام شود و در نتیجه هرگونه فعالیت در زمینه بهینهسازی راندمان آنها بسیار با ارزش خواهد بود.
طبق برآوردهای انجامشده و محاسبات صورتگرفته نشان میدهد که در پایان برنامه سوم توسعه کشور (سال (1383 سالانه حدود 4/5 الی 5/5 میلیارد کیلووات ساعت از انرژی الکتریکی تولیدشده در کشور بهدلیل تلفات ترانس های توزیع به هدر رفته که این میزان معادل با توان تولیدی یک نیروگاه بظرفیت تقریبی 500-600 مگاوات دربار کامل خود میباشد. بدیهی است که با توسعه تولید برق کشور در دهههای آینده پتانسیل بالقوه کاهش تلفات برق از طریق بهبود بازده ترانسفورماتورهای توزیع افزایش بیشتری خواهد یافت.
معرفی محصول
ترانسفورماتورها تجهیزاتی هستند که وظیفه تبدیل ولتاژ و جریان الکتریکی را در سیستمهای توزیع و انتقال در یک فرکانس ثابت و مشخص بر عهده دارند. در میان انواع مختلف این تجهیزات، ترانسفورماتور های توزیع، آمار فروش و استفاده فراوانی داشته است، لذا از اهمیت ویژه برخوردار میباشد. براساس استانداردهای موجود ترانسفورماتورهای توزیع برای تبدیل ولتاژهایی در حدود
480 ولت تا 35 کیلو ولت (ولتاژ فشار قوی) به ولتاژهای در حدود 120 تا 480 ولت (ولتاژ فشار ضعیف) و درمحدوده توان 0/25 تا 2500 کیلو ولت آمپر مورد استفاده قرار میگیرند. با توجه به این امر مشخص میشود که حجم زیادی از ترانسهای مورد استفاده در دنیا از نوع ترانسهای توزیع میباشند.
انواع ترانسفورماتور ها و موارد معرف و کاربرد آنها
مهمترین انواع ترانسفورماتورها شامل ترانسفورماتورهای برق مورد استفاده در تبدیل ولتاژ Power Transformers، ترانسفورماتورهای اندازهگیری Instrument Transformers،
ترانسفورماتورهای راهاندازی Starting Transformers و ترانسفورماتورهای وسائل نقلیه متحرک بر روی خط آهن Truction Transformers و ترانسفورماتورهای جوشکاری میباشند، که در میان آنها ترانسفورماتورهای برق مورد استفاده در تبدیل ولتاژ که برای انتقال و توزیع انرژی الکتریکی بکار میروند اهمیت ویژهای دارند.
ترانسفورماتورهای توزیع معمولاً به دو دسته اصلی تقسیمبندی میشوند که شامل: ترانسهای توزیع روغنی Oil Immersed Transformers و ترانسهای توزیع خشک رزینی
Dry Type Transformers میباشند.
در ترانسفورماتورهای روغنیOil Immersed Trans ، هسته و سیمپیچ آن در داخل روغن قرار دارند در حالیکه در ترانسهای خشک هسته و سیم پیچ در داخل مایع عایق (عمدتاً روغن) قرار ندارند. از طرف دیگر ترانسفورماتورها عمدتاً به دو گروه ترانسفورماتورهای تک فاز و ترانسفورماتورهای چند فاز ( معمولاً سه فاز ) تقسیمبندی میشوند که در ترانسهای تک فاز از یک سیم پیچ اولیه و یک سیم پیچ ثانویه استفاده میشود، در حالیکه در ترانسهای سه فاز سه سیمپیچ اولیه و سه سیمپیچ ثانویه موجود میباشد . ذیلاً نمودار انواع ترانسفورماتورها و قطعات ترانسفورماتور نشان داده میشوند:
انواع تراسفورماتور:
ترانسفورماتور های قدرت: - ترانسفورماتورها و اتوترانسفورماتورهای پست های فشار قوی
ترانسفورماتورهای نیروگاهی
ترانسفورماتورهای سه سیم پیچ
ترانسفورماتورهای دو ولتاژه
ترانسفورماتورهای توزیع: - ترانسفورماتورهایتوزیع خشک رزینی
- ترانسفورماتورهای توزیع روغنی: .1نوع هرمتیک
-2نوع دارای منبع انبساط
ترانسفورماتورهای خاص: - ترانسفورماتورهای موبایل
ترانسفورماتورهای یکسوساز
ترانسفورماتورهای مخصوص کوره های قوس الکتریک
ترانسفورماتورهای مخصوص تست
ترانسفورماتورهای زمین
راکتورهای روغنی: - راکتورهای شنت
راکتورهای سری
راکتورهای زمین
نقطه نوترال کننده
-1 مواد عایقی (از جنس پرس اشبان ،چوب فشرده و کاغذ عایقی)
-2 مقره های سرامیکی (شامل مقره های فشار ضعیف، فشار متوسط و فشار قوی
تا36KV جهت استفاده بعنوان بوشینگ روغنی در ترانسفورماتورها ومقره
چینی در خطوط توزیع می باشد.)
-3رادیاتور ( برای استفاده در سیستم خنک کننده ترانسفورماتورهای توزیع ،
قدرت و راکتورهای روغنی می باشد . ظرفیت خنک کنندگی رادیاتورها بر اساس
تعداد و ابعاد پره های آن تعیین می گردد.)
-4 کابل های ترانسپوزهاCIC (این نوع کابل ها از ملزومات ساخت
ترانسفورماتورهای قدرت با کیفیت بالا محسوب میشوند.)
-5 متعلقات ترانسفورماتور (در جهت استفاده در ترانسفورماتور های توزیع روغنی
بوده و شامل متعلقات : کلیدهای تنظیم ولتاژ بی باری محفظه رطوبت گیر ،ترمومتر
روغن و روغن نما میباشد
ویژگیهای ترانسفورماتور توزیع
همانگونه که قید شد، ترانسفورماتورهای توزیع شامل دو نوع ترانسفورماتورهای توزیع خشک رزینی و ترانسفورماتورهای توزیع روغنی میباشد.
ترانسفورماتورهای خشک رزینی بهترین گزینه برای توزیع انرژی الکتریکی با درجه بالای ایمنی میباشند. علاوه بر آنکه خودشان آتشگیر نیستند، سبب انتشار آتش نیز نبوده و در صورت آسیب دیدن آن، خطر نشت مواد آتشزا با آلودهکنندهای مثل روغن وجود دارند. این موارد باعث میشود که ترانسهای خشک رزینی ایمنترین و قابل اطمینانترین نوع ترانس در بازار باشد. اینگونه ترانسها دارای مزایایی چون: مناسب برای فضای محدود، تلفات پایین، استقامت بالا در برابر اتصال کوتاه و نصب آسان میباشند. کاربرد آن در ساختمانهای بلند و برجهای مسکونی، تجاری، کارخانجات سیمان، راهآهن و فرودگاهها مورد استفاده قرار میگیرد.
ترانسفورماتورهای توزیع روغنی از نقطه نظر ارتباط روغن با بیرون (تنفس ترانسفورماتور)
به دو دسته نوع هرمتیک و نوع دارای منبع انبساط میتوان تقسیم کرد.
ترانسفورماتورهای توزیع هرمتیک دارای سیستم نگهداری روغنی هستند که از تماس روغن عایق، اکسیژن و رطوبت که عوامل اصلی فساد روغن و کاهش استقامت الکتریکی آن میباشد جلوگیری میکند. ترانسفورماتورهای هرمتیک برای نصب در محیطهای مرطوب، مواردی که محدودیت عملیات نگهداری وجود دارد و ترانسهای با نصب هوایی و فضاهای محدود مثل پستهای پکیج بر انواع معمولی برتری دارند.
ترانسفورماتورهای توزیع منبع انبساط (Conservator) در زمان تغییرات درجه حرارت روغن ترانس و در نتیجه تغییرات در حجم روغن کنسرواتور نوسانات در حجم روغن را متعادل و کنترل میکند.