ساختمان و تاریخچه
اولین ترانسفورماتور، در سال 18885 طبق اختراع به ثبت رسیده "سی پرنوسکی و دری- بلاتلی" در کارخانه گانس و کو ساخته شد. اسم ترانسفورماتور نیز اولین بار توسط همین مخترعین به آن داده شد. تقریباً 5 سال بعد با بوجود آمدن جریان متناوب سه فاز، ترانسفورماتور سه فاز توسط "دولیوو- دوبروولسکی" اختراع شد که از سه ترانس یکفاز تشکیل شده بود. در حدود یک سال بعد ترانسفورماتور سه ستونی که ستون های آن دریک سطح قرار داشت، طرح ریزی و توسط کارخانه آ. ا. گ ساخته شد. در شکل های این فصل سیر تکاملی ساختمان هسته ترانس های سه فاز نشان داده شده است.
شکل (7-1)، هسته ترانس سه فازی را که از سه ترانس تکفاز مستقل ساخته شده نشان می دهد. اکنون نیز ترانس های بسیار بزرگ سه فاز را بصورت 3 ترانس تکفاز می سازند، زیرا حمل و نقل زمینی یک ترانس بزرگ با محدودیت های جاده ای همراه است. در شکل (7-2)، سه ترانس تکفاز در کنار هم بصورت متقارن چیده شده اند. از سیم پیچی های آنها جریان های سه فاز متقارن عبور می کند. در نتیجه، در هسته ها نیز فوران هایی متناسب با جریان های مربوطه عبور می کند. در شکل(7-3)، ستون های وسط بهم متصل شده و هسته سه فاز بصورت یکپارچه ساخته شده است.
تا این محل فوران های سه فاز دارای مسیرهای مجزا بوده و از یکدیگر مستقل هستند. این ترانس ها را با عنوان ترانس های با فوران های آزاد یا مستقل می نامند. همانگونه که جمع جریان های سه فاز متقارن صفر است، مجموع فوران های سه فاز متقارن صفر است، مجموع فوران های سه فاز متقارن نیز صفر است، بنابراین، از ستون وسط فورانی عبور نمی کند.
به این ترتیب، می توان ستون وسط را حذف نمود و صرفه جویی قابل ملاحظه ای دروزن آهن مصرفی بوجود آورد. شکل (7-4) چنین طرحی را نشان می دهد. در این طرح تقارن مسیر مغناطیسی و القاء متقابل کاملاً حفظ شده است. ضمناً فوران های سه فاز، دیگر مستقل از یکدیگر نیستند. بلکه طبق رابطه (2-7) به یکدیگر وابسته می باشند. در شکل (7-5) هسته سه فاز مسطح نشان داده شده است. این طرح که به هسته ستونی یا سه ستونی مشهور است، امروزه نیز به طور گسترده ای در ترانس های سه فاز بکار گرفته می شود. در این طرح، دیگر مدار مغناطیسی سه فاز متقارن نیست، بلکه رلوکتانس شاخه وسط از دو ستون کناری کوچکتر است. بنابراین، یک تفاوت قابل ملاحظه ای بین جریان های بی باری سه فاز بوجود می آید، بطوریکه جریان بی باری شاخه وسط در حدود 30 تا 40% از جریان 2 فاز کناری کمتر است(در اتصال ستاره). در عمل با افزایش سطح مقطع یوغ هسته، اختلاف جریان های بی باری را کاهش می دهند. علاوه براین، چون جریان های بی باری از چند درصد جریان نامی ترانس تجاوز نمی کنند، نامتعادلی آنها در زمان بارگیری از ترانس چندان مشهود نیست. در طرح ترانس های سه فازف هسته نوع زرهی نیز ساخته می شود. در شکل (7-6) طرح ساده ای از آن نشان داده شده است. در ترانس های با قدرت زیاد، بعضی سازندگان از هسته های 5 ستونی همانند شکل (7-7) استفاده می کنند. در این هسته، ستون های اضافی طرفین، دارای سطح مقطع کوچکتری نسبت به ستون های اصلی می باشند. این دو ستون اضافی، سبب می شوند که فوران های سه ستون اولاً از نظر مقدار به هم نزدیکتر باشند، ثانیاً حالت مدارهای مغناطیسی با فوران مستقل را پیدا کنند. در هسته زرهی نیز فوران های سه فاز از هم مستقل هستند، بنابراین در این 2 طرح، نامتعادلی جریان های بی باری سه فاز مرتفع می گردد.
7-2- مقایسه ترانس سه فاز سه ستونی با 3 ترانس تکفاز
الف- مزایای ترانس سه فاز سه ستونی :
1- مواد مصرفی در هسته، سیم پیچی ها و عایقکاری آن کمتر است.
2- وزن و حجم کمتری دارد.
3- قیمت آن ارزان تر است.
4- راندمان آن بهتر است.
ب- معایب :
1- نامساوی بودن جریان بی باری در هسته سه فاز سه ستونی.
2- اگر اشکالی در یکی از فازها بروز کند، باید کل ترانس سه فاز را از مدار خارج نمود و برای تعمیرات ارسال کرد، در حالی که در سه ترانس تکفاز، فقط کافی است که یک ترانس یدکی پیش بینی شده باشد تا آن را جایگزین ترانس معیوب نمایند. بدین ترتیب، در طول مدت تعمیرات، شبکه خاموشی نخواهد داشت. همچنین می توان دو ترانس سالم را بصورت اتصال مثلث باز درآورد و با ظرفیت 7/57 درصد از سیستم سه فاز بهره برداری نمود.
7-3- اتصال سیم پیچ های سه فاز
در سیستم سه فاز، هر یک از سیم پیچ های اولیه و ثانویه ترانس ممکن است بصورت ستاره، مثلث و یا زیگزاگ بسته شوند. مثلاً ممکن است سیم پیچ های ترانس بصورت ستاره ستاره، مثلث مثلث و یا ستاره مثلث و غیره بسته شده باشند. برای اینکه بدانیم چه اتصالی در کجا مناسب است، ابتدا به شرح خواص اتصالی های مخلتف می پردازیم.
الف- اتصال ستاره
7-4- اتصالات ترانس های سه فاز
7-4-1- اتصال ستاره- ستاره
موارد کاربرد : 1- در ترانس های کوچک 2- در ترانس های فشار قوی و برای کوپلاژ دو شبکه
این اتصال در ترانس های فشار قوی اقتصادی ترین است. زیرا تعداد دور برای هر فاز و مقدار عایق بکار رفته حداقل است. عملکرد این ترانس فقط در بار متعادل رضایت بخش است. این ترانس را در دو حالت مطالعه می کنیم.
الف- اتصال ستاره- ستاره با سیم صفر : همانطور که در شکل (7-11) مشاهده می گردد، سیم صفر اولیه به صفر منبع متصل است. اگر از افت ولتاژ در خطوط رابط صرف نظر شود، ولتاژ فازهای طرف اول ترانس با ولتاژ منبع مساوی خواهد بود.
در این حالت، مجموع جریان های سه فاز در هر لحظه صفر خواهد بود.
در صورتیکه بار سه فاز متعادل باشد، ولتاژ فازها نیز متعادل باقی خواهند ماند. اما اگر بار سه فاز نامتعادل باشد، نقطه صفر تغییر محل داده و برحسب تغییرات بار حالت شناور بخود می گیرد. اصطلاحاً گفته می شود نقطه صفر برق دار شده است.
معایب این اتصال
1- نقطه صفر آن جابجا می شود.
2- چون جریان بی باری در این اتصال هارمونی سوم ندارد، پس فوران آن غیرسینوسی است و دارای هارمونی سوم است که گاهی مقدار آن به 15 تا 20% می رسد. از آنجا که فوران های هارمونی سوم در هسته، هم جهت هستند یکدیگر را خنثی نمی کنند و از طریق هسته و بدنه تانک مسیر خود را می بندند و جریان های گردابی زیادی ایجاد می کنند که باعث داغ شدن ترانس و کاهش راندمان آن می شود.
نتیجه اینکه، این اتصال دربارهای متعادل عملکرد رضایت بخشی دارد. ولی در صورت نامتعادل بودن بار، مشکلاتی پدید می آورد. برای جلوگیری از تغییر مکان نقطه صفر، می توان نقطه صفر اولیه ترانس را به نقطه صفر مولد وصل نمود. در این اتصال، ولتاژهای خطی همواره متعادل باقی خواهند ماند و نامتعادلی بار، تاثیری در آنها ندارد.
7-4-2- اتصال مثلث مثلث
این اتصال در ترانس هایی که قدرت زیاد داشته ولی ولتاژ آنها کم است و از نظر عایقکاری مشکلی ندارند، کاربرد دارد. همچنین در مواردی که مصرف کننده ها سه فاز متقارن بوده و به سیم صفر نیاز ندارند، (نظیر موتورهای سه فاز) بکار می رود. در شکل (7-14) یک اتصال مثلث مثلث نشان داده شده است. در این اتصال ولتاژها و جریان های خطی اولیه و ثانویه همفازند. همچنین ولتاژهای خط و فاز با هم برابر بوده و جریان های خطی نسبت به جریان فاز 30 تاخیر فاز دارند.
برای این ترانس می توان بطور اختصار موارد زیر را برشمرد :
مزایا
1- در این اتصال هارمونی سوم ولتاژها حذف می شود.
2- ولتاژ ثانویه همواره سینوسی باقی می ماند.
3- بارنامتقارن مشکلی برای آن ایجاد نمی کند.
4- اگر یک فاز آن معیوب شود, در شرایط خاصی می توان از آن بصورت مثلث باز استفاده نمود.
7 – 4 – 3 اتصال – مثلث
این اتصال در پست های فرعی انتهای خط انتقال بکار می رود و توسط آن ولتاژ قوی به ولتاژ متوسط یا کم تبدیل می گردد تا به ترانس توزیع متصل شود. همچنین در مواردی که مصرف کننده ها سه فاز متقارن باشد کاربرد دارد و نقطه صفر ستاره آن زمین می گردد :
مزایای اتصال فوق این است که چون هارمونی سوم جریان در مثلث بسته می تواند جریان یابد, لذا فوران آن سینوسی بوده و ولتاژهای ثانویه سینوسی می باشند( یعنی دارای هارمونی سوم ولتاژ نمی باشد)
کاربرد : 1- پستهای فرعی انتهای خط انرژی
2- تبدیل فشار قوی به ولتاژ کم
3- در مواردی که همه مصرف کننده ها سه فاز هستند.
7 – 4 – 4 اتصال مثلث ستاره
این اتصال معمولا به عنوان ترانس افزاینده ولتاژ در نیروگاه بکار می رود و همینطور در سیستم توزیعی( چهارسیمه) بکار می رود که همزمان می تواند هم مصرف کننده های سه فاز را تغذیه نماید و هم بصورت تکفاز در مصارف خانگی و روشنایی استفاده شود.
در این اتصال هیچگونه نگرانی از شناوربودن صفر و اعوجان ولتاژ وجود ندارد, زیرا اتصال مثلث مسیری برای جریانهای هارمونی سوم ایجاد می کند.
ه) اتصال ستاره ستاره با سیم پیچ تعدیل( ثالثیه) : گفتیم که اتصال ستاره ستاره دارای معایبی است که سبب می شود از آن در فشار قوی کمتر استفاده شود. در صورت نیاز به آن معمولا یک سیم پیچ مثلث بسته در آن تعبیه می گردد. اغلب از این سیم پیچ, هیچ قدرتی گرفته نمی شود. بلکه این سیم پیچ همانند اتصال سبب از بین رفتن هارمونی سوم فوران و نیروی محرکه خواهد شد.
7 – 6 اتصال ستاره زیگزاگ
این اتصال در توزیع و پخش انرژی بصورت چهار سیمه, در طرف فشار ضعیف که همواره نامتعادلی بار مطرح است بکار می رود. چون اتصال ستاره قبلا مورد بحث قرار گرفته, اینک فقط به سمت زیگزاگ می پردازیم.
اتصال زیگزاگ : برای ایجاد یک اتصال زیگزاگ در سمت فشار ضعیف, سیم پیچ مورد نظر را به دو قسمت مساوی تقسیم کرده و انتهای نیمه فاز اول را به نیمه دوم در جهت معکوس متصل می کنیم و اینکار را برای سایر فازها تکرار می نماییم.
مزایای اتصال زیگزاگ :
1- نا متعادلی بار را شدیدا کاهش می دهد و براحتی می توان از آن بار یک فاز و بار نامتعادل گرفت.
2- مانند حالت مثلث هارمونی سوم ولتاژ را حذف می کند.
معایب آن : وزن مس آن بیشتر و اتصالات مشکل تر است, پس گران تر خواهد بود.
7 – 7 اتصال مثلث باز یا
اگر در اتصال مثلث مثلث یکی از سیم پیچها هم از طرف اولیه و هم از طرف ثانویه برداشته شود, اتصال مثلث باز یا حاصل می شود و یا می توان دو ترانس تکفاز را همانند شکل زیر به اتصال تبدیل نمود.
علل استفاده از مثلث باز : در حالتهای زیر ممکن است از ترانس مثلث باز استفاده کرد.
1- بار سه فازکمتر از حدی باشد که نصب ترانس سه فاز کامل, اقتصادی باشد.
2- یکی از ترانسها( یا سیم پیچ ها) در اتصال معیوب شود. بنابراین تا تعمیر ترانس معیوب, می توان با ظرفیت کاهش یافته از ترانس بصورت بار گرفت.
3- افزایش با را در آینده پیش بینی نمود و فعلا با حالت مثلث باز, مصرف کننده را تغذیه کرد.
نکته مهم در این اتصال این است که بار کل گرفته شده از ترانس به اندازه 3/2 ظرفیت اتصال نیست, بلکه فقط 7/57% آن می باشد. یعنی در حالت مثلث باز, ظرفیت مجموعه نسبت به قدرت نامی دو سیم پیچش 15% کاهش می یابد. ای مطلب را در بحث زیر اثبات می کنیم :
یکی از شروط موازی کردن ترانسهای سه فاز علاوه بر برابری ولتاژها و فرکانسها, یکسان بودن گروه برداری آنهاست. در ترانسهای تکفاز کافی است که پلاریته قطبها یکسان باشد, اما در ترانسهای سه فاز, وقتی 2 فاز هم نام را می خواهیم به یک شین وصل کنیم, تنها برابر بودن دامنه ولتاژها کافی نیست, بلکه باید زاویه آن دو ولتاژ نیز یکسان باشند. به بیان دیگر باید ولتاژها بصورت برداری با هم برابر باشند. بنابراین نشان دادن طرز اتصال سیم پیچ های ترانس سه فاز کافی نیست, بلکه باید اختلاف فاز بین ولتاژهای خطی طرف اول و دوم در ترانسهای سه فاز مشخص گردد که این اختلاف فاز بوسیه گروه برداری تعیین می شود.
فصل هشتم
تجهیزات اندازه گیری و حفاظت
برای مراقبت مداوم از کار ترانس, نیاز به تجهیزاتی جهت اندازه گیری دمای روغن و سیم پیچ ها, سطح روغن و نظارت بر عملکرد صحیح سیستم خنک کننده می باشد. نشاندهنده ها, وسایل اندازه گیری و سایر تجهیزات حفاظتی باید بگونه ای روی ترانس نصب شوند که اتعاشات دستگاه به آنها منتقل نشود. کنتاکت های لوازم فوق باید نسب به زمین عایق شده و از نوع حرکت سریع یا نوع جیوه ای باشند. کنتاکتهای هشداردهنده و کنترل باید در شرایط عادی باز بوده( بجز کنتاکتهای فشار ناگهانی) و نیز مناسب ولتاژ داخل پست باشند.
ترمینال همه کنتاکتها و وسایل مورد استفاده برای اتصالات, بایستی به ترمینالهای داخل تابلوی کنترل هدایت شوند. حداقل جریان نامی کنتاکت های مربوط به هشداردهنده ها, باید 5/0 آمپر و حداقل جریان نامی کنتاکت های کنترل, باید 5 آمپر باشد. در ادامه به شرح برخی تجهیزات مهم اندازه گیری در ترانس های قدرت خواهیم پرداخت.
8 – 1 نشان دهنده درجه حرارت سیم پیچ به روش انعکاس گرمایی
این نشان دهنده, از نوع عقربه ای بوده و برای تشخیص درجه حرارت گرم ترین نقطه سیم پیچی ترانس بکار می رود. معمولا به ازای هر گروه سیم پیچ, یک نشان دهنده بکار گرفته شده که روی یکی از فازها نصب می شود. این روش اندازه گیری بصورت غیر مستقیم است, به این معنی که غلاف ترمومتر داخل روغن بوده و دمای روغن را حس می کند, سپس توسط یک جریانی متناسب با جریان عبوری از سیم پیچ از کویل حرارتی عبور می کند, لذا گرمایی متناسب با سیم پیچ ها در تومومتر ایجاد می شود. ترمومترها باید دارای چند سری کنتاکتهای قابل تنظیم برای انجام عملیات زیر باشند :
1- کنترل اتوماتیک سیستم خنک کن : الف) کنتاکت شماره 1 در 60 یک گروه از فن ها را روشن می کند و در 50 فن ها را خاموش می کند. ب) کنتاکت شماره 2 گروه دیگری از فن ها را در 70 روشن و در 60 درجه خاموش می کند.
2- مدار آلارم( هشداردهنده) : مثلا کنتاکت شماره 3 در 110 آلارم می دهد.
3- مدار تریپ : کنتاکت شماره 4 در 120 تریپ می دهد.
نشان دهنده ها بای بدنه ترانس و در ارتفاع قابل دسترس و قابل رویت از سطح زمین نصب گردند.
8 – 2 نشان دهنده درجه حرارت روغن
این نشان دهنده نیز از نوع عقربه ای بوده و عنصر حساس آن در بالای ترانس و در حول و حوش گرمترین محل روغن نصب می شود و خود آن, روی بدنه ترانس و در مجاورت تومومترهای سیم پیچ ها نصب می گردد.
نوع عنصر حساس, اغلب مقاومت حساس به دما است. این نشان دهنده نیز باید مجهز به کنتاکتهای قابل تنظیم زیر باشد :
1- کنتاکتهایی برای کنترل سیستم خنک کن
2- کنتاکتهای مدار آلارم مثلا در 90
3- کنتاکتهایی برای تریپ مثلا در 100
4- کنتاکتهایی برای فرمان قطع اتوماتیک سیستم خنک کن
8 -3 کنترل سیستم خنک کن
کنترل خنک کننده ها, چنان طراحی می شود که شروع به کار هر مرحله از سیستم خنک کن با فرمان مشترک ترمومترهای روغن و سیم پیچ انجام می پذیرد, در حالی که توقف هر مرحله, فقط با فرمان ترمومتر روغن انجام شود.
8 – 4 نشان دهنده سطح روغن
اگر چه رله بوخهولتزمی تواند کاهش سطح روغن را نشان دهد ولی, برای داشتن ضریب اطمینان بالاتر, نشان دهنده سطح روغن نیز بر روی منبع ذخیره( کنسرواتور) پیش بینی می شود. ممکن است نشان دهنده بصورت دریچه شیشه ای برای دیدن سطح روغن باشد. علاوه بر آن, نشن دهنده نوع عقربه ای که از طریق مغناطیس, با شناور داخل منبع کنسرواتور در ارتباط است نیز تعبیه می گردد و باید طوری نصب شود که از سطح زمین قابل رویت باشد. عقربه نشان دهنده باید نمایانگر سطوح حداکثر, حداقل و نرمال بوده و کنتاکتهایی برای آلارم نیز باید پیش بینی شده باشد.
8 – 5 نشان دهنده جریان روغن
معمولا در ترانسهای قدرت که مجهز به پمپ روغن می باشند, یک نشان دهنده فلوی روغن در مسیر بای پاس و به موازات مسیر پمپهای روغن نصب می شود که در شرایط روشن بودن پمپها جاری بودن روغن, صفحه معلق آن بصورت مایل قرار می گیرد. اما با خاموش شدن پمپ و یا قطع جریان روغن – به هر دلیل دیگر – صفحه بر اثر نیروی وزن خود پایین آمده و بصورت قائم واقع می شود. در این حالت, اغلب سبب بسته شدن کنتاکتی خواهد شد که موقعیت این صفحه را در اتاق فرمان گزارش می نماید. همچنین از طریق دریچه شیشه ای, موقعیت آن قابل رویت است.
8 – 6 شیر فشار شکن
در اثر اتصال کوتاه ناگهانی و یا هر حادثه دیگر در هسته و سیم پیچها که منجر به ایجاد گاز شدید شود, فشار داخل تانک می تواند به میزان خطرناکی افزایش یابد. برای جلوگیری از خطر انفجار تانک, در بالای درپوش آن شیر فشارشکن نصب می گردد. این شیر در عرض چند میلی ثانیه عمل خواهد کرد و سبب تخلیه فشار خواهد شد. در همین موقع, میکروسویچی که همراه آن است, سبب بسته شدن مدار تریپ می گردد. پس از کاهش فشار در اثر نیروی فنر, شیر خود بخود بسته خواهد شد.
8 – 7 رله بوخهولتز
تجهیزات الکتریکی که داخل آنها پر از روغن است نظیر ترانسفورماتورها, بوشینگهای آنها و ترمینال باکس مربوط به کابلها را می توان جهت حفاظت از عیوب داخلی و از دست رفتن روغن آنها, با رله بوخهولتز حفاظت کرد.
این رله در لوله رابط بین تانک و منبع ذخیره نصب می شود, از دو گوی شناور که در داخل محفظه رله نصب شده اند و می توانند همراه با سطح روغن جابجا شوند, تشکیل شده است. دو عدد کلید جیوه ای نیز با شناورها همراه هستند و می توانند کنتاکتهایی را قطع یا وصل کنند. رله بوخهولتز بسیار دقیق است و از آنجا که در مراحل اولیه آغاز شدن بسیاری از اشکالات, آلارم می دهد, این شانس را به پرسنل بهره برداری می دهد که شرایط خطرناک را خیلی زود شناسایی کنند و از آسیب های جدی به تجهیزات جلوگیری نمایند.
تخلیه های جزئی کم انرژی, داغ شدن های موضعی به سبب اتصال بین حلقه ها, اتصال پر مقاومت( شل شدن) سر سیم ها و جریانهای فوکوی سنگین در قسمتهای فلزی, سبب می شود که عایق های مایع و جامد در این نقاط بتدریج تجزیه شده و تولید گاز نمایند.
جرقه شدید و جریانهای زیاد ناشی از آن, سبب می شود که مقدار زیادی گاز به سرعت و با فشار ایجاد گردد. با کاهش فشار و دما قابلیت حل شدن هوا در روغن ترانس کاهش می یابد. به این معنی که اگر در مدت کوتاهی دمای تجهیزات به مقدار قابل ملاحظه ای بیفتد, این افت دما سبب کاهش فشار نیز خواهد بود. بدین ترتیب, مقدار قابل ملاحظه ای هوا از داخل روغن آزاد خواهد شد. چنین تغییراتی می تواند به سبب تغییر ناگهانی آب و هوا رخ دهد.
از آنجا که بیش از 70% گازهای حاصل از تجزیه روغن را هیدروژن تشکیل می دهد, به علت سبکی این گازها بالاآمده و به طرف منبع ذخیره می رود و در محفظه رله بوخهولتز جمع می شود. در شرایط عادی, رله بوخهولتز کاملا پر از روغن است. وقتی که تولید گاز به آهستگی صورت پذیرد, شناوری را که در بالای رله واقع است, جابجا می کند. هنگامی که تقریبا 150 تا 200 سانتیمتر گاز در محفظه بالای رله جمع شد, جابجایی شناور سبب بسته شدن کنتاکتهای کلید جیوه ای خواهد شد و مدار آلارم را برق دار خواهد کرد.
اگر تولید گازناگهانی بوده و مقدار آن نیز زیاد باشد, ضربه ای در روغن پدید می آورد که این ضربه در طول خط لوله ای که به منبع ذخیره می رود, منتشر می گردد. در مسیر این جریان – در داخل رله بوخهولتز – صفحه ای قرار دارد که از طریق اهرمی به شناور پایینی رله وصل است, ضربه روغن صفحه را جابجا می کند و آن نیز به نوبه خود شناور را جابجا می کند. این شناور سبب بستن کنتاکتهایی خواهد شد که در مدار تریپ ترانس قرار دارند, وقتی اثر ضربه به روغن پایان یافت, مکانیزم شناور صفحه به موقعیت قبلی خو برمی گردد.
اگر در یکی از تجهیزات ترانس نشتی وجود داشته باشد, سبب می شود که سطح روغن در رله پایین بیاید. بنابراین, ابتدا شناور بالایی عمل خواهد کرد. اگر کاهش سطح روغن باز هم ادامه یابد, سبب عمل کردن شناور پایینی خواهد شد. این شناور ها و صفحه, سبب عمل کردن کنتاکتهایی می شود که سیگنال آلارم را به اتاق فرمان می برد و یا ترانس را از شبکه جدا می سازد. کنتاکت ها می توانند ( در حالت عادی بسته) و یا ( در حالت عادی باز) باشند. اغلب مدار آلارم رله, مجهز به یک میکروسویچ و مدار تریپ آن مجهز به 2 میکروسویچ است.
از روی تجزیه گازهایی که ربه بوخهولتز جمع می شود, می توان پی به علت عمل کردن رله برد و مشخص کرد که آیا ترانس به تعمیرات یا مراقبتهای ویژه نیاز دارد و یا اینکه می تواند به کار خود ادامه دهد. در مورد آنالیز گاز در جای خود مفصلا توضیح داده خواهد شد.
در ترانسهایی که بدون هیچ گونه نقص فنی در ضمن بارگیری تولید گاز می کنند, نظیر ترانسهایی که دارای تنظیم کننده اتوماتیک ولتاژ هستند و در موقع عمل کردن بین کنتاکتهای آن جرقه هایی هر چند کوچک ایجاد می شود, نمی توان از رله بوخهولتز دو شناوری استفاده کرد, بلکه به علت اینکه ایجاد گاز علامت وقوع عیب نیست, فقط از حرکت روغن می توان جهت عمل کردن حفاظت استفاده کرد. به این دلیل یا این ترانسها مجهز به رله بوخهولتز با یک شناور می باشند, و یا در صورت بزرگ بودن ترانس راه حل های دیگری مطرح می شود. یکی از روشها جداکردن محفظه تپ چنجر از تانک اصلی است. در این صورت, تانک اصلی مجهز به رله با دو شناور خواهد بود. رله ای که در قسمت تپ چنجر نصب می شود باید جرقه های کوچک ناشی از تغییر تپ را تپ را نبیند.
تنظیم درجه حساسیت رله بوخهولتز کاملا تجربی است و بستگی به ترانس و رله دارد. در هر حال باید دقت داشت که رله خیلی حساس نباشد, زیرا اضافه بارکم و جریانهای اتصال کوتاه شدید خارجی و حتی تغییرات درجه حرارت موسمی, سبب جریان پیدا کردن روغن می شود که نباید رله بوخهولتز را بکار اندازد. پس از هر تریپ ترانس, در اثر رله بوخهولتز باید گازهایی که در محفظه رله جمع شده است را خارج نمود تا شناور آن به حالت اولیه خود بازگردد. در ضمن باید گازهایی که در محفظه گاز رله خارج می کنیم, از نظر قابلیت اشتعال مورد آزمایش قرار دهیم, زیرا اغلب در صورتیکه ترانسفورماتور خوب تحت خلاء قرار نگرفته باشد, هوای موجود در داخل روغن, کم کم خارج شده و در رله جمع می گردد و می تواند سبب ظاهر شدن آلارم گردد.
همچنین ممکن است به طریقی هوا به داخل ترانسفورماتور نفوذ کرده باشد. این عمل در ترانسهایی که روغن آن را جدیدا تعویض کرده اند بیشتر پیش می آید. با وجود اینکه رله بوخهولتز یک رله بسیار خوبی است و می تواند از آغاز پیدایش نقص آن را تشخیص دهد, ولیکن دارای محدودیتهایی نیز هست که در ادامه ذکر می گردد.
محدودیت های رله بوخهولتز :
1- فقط خطاهایی را تشخیص می دهد که در سطح روغن پایین تر از رله اتفاق افتاده باشد.
2- تنظیم کلید جیوه ای را نمی توان زیاد حساس گرفت, زیرا در صورت لرزش های ناشی از بهره برداری, زلزله, شوکهای مکانیکی در خط و حتی نشستن پرنده ها, ممکن است اشتباها آنرا به کار اندازند.
3- می نیمم زمان عمل کردن آن 1/0 ثانیه است و متوسط آن 2/0 ثانیه. چنین رله ای خیلی کند به حساب می آید, ولیکن با وجو آن ارزش این رله بسیار بالاست.
4- از نظر اقتصادی رله بوخهولتز برای ترانسهای کمتر از ؟؟؟ بکار برده نمی شود.
8 – 8 دیافراگم حفاظتی تپ چنجر در برابر فشار ضربه ای
قسمت بالایی محفظه دیورترسویچ تپ چنجرهای قابل قطع زیر بار, توسط دیافراگم آلومینیومی پوشیده می شود. وظیفه این وسیله این است که در شرایط بروز حادثه از افزایش فشار در محفظه دیورترسویچ جلوگیری نموده و نیز آلارمی جهت اطلاع اپراتور ارسال نماید. این دیافراگم بزرگ بوده و قطر آن حدود 60 تا 70 سانتی متر است, و در برابر افزایش فشار می تواند در مدت کمتر از 10 میلی ثانیه عکس العمل نشان دهد. اگر فشار داخل تپ چنجر خیلی زیاد شود, دیافراگم زیاد بالا آمده و اهرم چاقویی که در بالای آن است نیز حرکت می کند و سبب عمل کردن یک مدار تریپ می شود. اگر فشار سبب بالا آمدن بیشتر دیافراگم گردد, لبه چاقو سبب پاره شدن آن و آزاد شدن گازهای حاصله می گردد.
در مواردی علاوه بر دیافراگم محافظ, یک رله فشار ضربه ای دیگر که همانند رله بوخهولتز است نیز بکار می رود. این رله فقط دارای یک گوی شناور است که با فشار ضربه ای روغن عمل خواهد کرد. محل نصب آن بر روی لوله اتصال دهنده تانک دیورترسویچ به منبع کنسرواتور می باشد. مدت پاسخ آن از دیافراگم بیشتر بوده و بسته به فشار روغن از 50 میلی ثانیه خواهد بود.
8- 9 رطوبت گیر برای جعبه ترمینال
همانگونه که قبلا ذکر گردید, منبع ذخیره روغن از طریق ظرف حاوی سیلیکاژل به فضای آزاد راه پیدا می کند تا هوای خشک و تمیز به داخل کنسرواتور برود. در مواردی که ولتاژ خروجی ترانس خیلی زیاد نیست و بوشینگهای آن در داخل ترمینال باکس قرار دارند( نظیر ترانس مصرف داخلی نیروگاه), برای اینکه شینه های مسی در اثر رطوبت, دچار خوردگی و اکسید شدن نگردند, محفظه ترمینال باکس را کاملا آب بندی نموده و توسط یک ظرف کوچک سیلیکاژل آن را به هوای آزاد ارتباط می دهند.
8 -10 سیستم آتش نشانی
از آنجا که ترانسهای قدرت حاوی هزاران لیتر روغن می باشند, برای جلوگیری از خطر آتش سوزی و گسترش آن, پیش بینی هایی انجام می شود. یک سیستم آب آتش نشانی در دورتادور آن نصب شده که در صورت مشاهده دود و آتش سوزی بلافاصله ترانس را از شبکه قطع نموده و اقدام به پاشیدن آب بر روی آن می نماید. در زیر ترانس, حوضچه ای به عمق 50 تا 60 سانت ساخته شده, که آب یا روغن ریخته شده در آن به چاه فاضلاب دفع می گردد. همچنین برای اینکه در صورت بروز انفجار در تانک, روغن و آتش به مناطق دیگر سرایت نکند, در اطراف این ترانسها, دیوار های بتنی محافظ ساخته می شود.
8 – 11 رله های حفاظتی
اگرچه در این قسمت پرداختن به رله های حفاظتی مد نظر نمی باشد, اما در حد ذکر نام, به آنها اشاره می کنیم. نسبت به قدرت و بزرگی ترانسها از فیوز, رله جریان زیاد زمانی یا رله دیفرانسیل, جهت حفاظت در برابر جریان زیاد استفاده می شود. برای جلوگیری از افزایش شدید فلو و جریان مغناطیس کننده, که آثاری همچون داغ شدن هسته ترانس را به عهده دارد, از رله استفاده می شود. برق گیر و جرقه گیر نیز جهت حفاظت در مقابل امواج سیار و اضافه ولتاژهای گذرا, در طرف فشار قوی ترانس نصب می شوند.
8 – 12 ترانسهای اندازه گیری
ترانس های اندازه گیری برای کاهش ولتاژ یا جریان بکار می روند. اگر بخواهیم ولتاژ فشارقوی یا جریان زیاد را بطور مستقیم برای اندازه گیری به اتاق فرمان پست یا نیروگاه ببریم, کار خطرناک و غیر عملی ای انجام داده ایم, لذا توسط ترانس های اندازه گیری مقدار آنها به حدی کاهش داده می شود تا بتوان مستقیما آن را به دستگاه اندازه گیری متصل نمود. بنابراین هدف از بکاربردن این ترانسها را می توان چنین نوشت :
1- برای جداکردن دستگاههای اندازه گیری از شبکه فشار قوی یا آمپر زیاد
2- برای کاهش دادن ولتاژ یا جریان در حد دستگهاهای اندازه گیری
قدرت خروجی این ترانسها کم و در حدود چند 10 آمپر می باشد, مثلا 10،30یا 100
8 – 12 – 1 ترانس جریان
ترانس جریان, برای کاهش دادن جریانهای زیاد به حد 1 یا 5 آمپر بکار می رود. از آنجا که در ثانویه آن آمپرمتر و یا بوبین واتمتر یا ثبات توان نصب می شود که همگی دارای مقاومت بسیار ناچیزی هستند, می توان گفت که ترانس جریان در شرایط اتصال کوتاه کار می کند.
این ترانس بر اساس رابطه تقریبی کار می کند. برای کاهش دادن مقدار خطا باید جریان بی باری کاهش یابد, لذا در این ترانسها از هسته های مرغوب و بدن درز استفاده می شود. مدار مغناطیس ترانس جریان, برای کار در شرایط اتصال کوتاه طرح می شود و چگالی شار آن کمتر از 1/0 تسلا در نظر گرفته می شود. این اندکسیون, از یک جریان مغناطیس کننده بسیار کوچکی در حدود 01/0 جریان نامی حاصل می گردد. اگر ثانویه ترانس جریان بازبماند, از آنجا که جریان اولیه آن مستقل از جریان ثانویه است, آمپر دوری که سبب ایجاد فلو در هسته می شود خواهد بود که مقدار آن صد برابر آمپر دور منتجه در زمان کار معمولی باشد, زیرا در این حالت, آمپر دور ثانویه صفر شده است و بنابر این آمپر دور مقابله کننده ای وجود ندارد. این امر سبب می شود که :
1- فلوی زیادی از هسته بگذرد و آن را تا حد سوختن داغ نماید.
2- ولتاژ زیادی در حد چند کیلو ولت در ثانویه القا می شود که هم سبب خراب شدن عایقهای ترانس می گردد و هم خطر برق گرفتگی برای اپراتور را به دنبال دارد.
به این دلیل اغلب در ترمینالهای متصل به خروجی ترانس جریان, یک گیره کشویی پیش بینی می شود که در صورتیکه بخواهند وسیله اندازه گیری را ثانویه ترانس باز کنند, ابتدا توسط گیره مدار ثانویه ترانس جریان را اتصال کوتاه نمایند. به دلیل فوق در مدار ثانویه ترانس جریان هرگز فیوز گذاشته نمی شود. در شکل(8-8) چگونگی قرار گرفتن ترانس جریان در شبکه و دیاگرام برداری آن مشاهده می شود.
8 – 12 – 2 ترانس ولتاژ
این ترانس همانند یک ترانس کاهنده معمولی عمل می کند و برای تبدیل فشارقوی به ولتاژکم( حدود 100 ولت) بکار می رود. در ثانویه آن ولتمتر یا بوبین ولتاژ واتمتر بسته می شود که دارای مقاومت بزرگی می باشند. بنابر این می توان گفت که تقریبا این ترانس در شرایط بی باری کار می کند. اساس کار این ترانسها رابطه تقریبی می باشد. منبع خطا در این ترانس, جریان بی باری و امپدانس سیم پیچی است, برای کاهش خطا اولا جنس هسته کاملا مرغوب و بدون درز انتخاب می شود. ثانیا اندوکسیون آن را کم( در حدود 6/0 تسلا) طرح می کنند تا راکتانس سیم پیچی کوچک شده و خطای ناشی از افت ولتاژ کوچک گردد. در شکل (8-9) زیر طرح ساده ای از ترانس ولتاژ را مشاهده می کنید.
علاوه بر ترانسهای ولتاژ فوق که بصورت القاء مغناطیسی عم می کند, نوع دیگری از ترانس ولتاژ نیز ساخته می شود که به ترانس ولتاژ خازنی معروف است. در این طرح, از خازن به عنوان یک مقسم ولتاژ استفاده می شود, در ولتاژ های بالا ترکیب مقسم خازنی و ترانس ولتاژ به سبب اقتصادی بودن آن کاربرد دارد. شکل(8-10).
فصل نهم
تپ چنجر و کنترل ولتاژ
9 – 1 کنترل ولتاژ در شبکه
ولتاژ شین ها در پست نیروگاه, پست سویچینگ و پستهای انتهایی خطوط را باید در محدوده مجاز نگه داشت. ولتاژ شبکه توزیع و نقاط مصرف را نیز در شرایط تغییر بار بایستی در مقدار قابل قبول نگه داشت. وظیفه سیستم کنترل ولتاژ این است که دربارهای مختلف ولتاژ را نگه داشته و توان اکتیو لازم را جبران نماید.
تپ چنجر یکی از ابزارهای سیستم کنترل ولتاژ است.
9 – 1 – 1 محدوده مجاز تغییرات ولتاژ
دربارهای سنگین و یا در ضریب قدرتهای خیلی کم افت ولتاژ در خطوط انتقال و توزیع افزایش یافته و سبب کاهش ولتاژ انتهای خط می گردد.
در حین بارهای سبک, افت در راکتانسهای سری خطوط قابل صرف نظرکردن است. خازن های موازی خطوط انتقال جریان کاپاسیتیو می کشند و سبب افزایش ولتاژ در انتهای خط می شوند. بنابراین می توان موارد زیر را برای ولتاژ شین پست نوشت :
کاهش ولتاژ ______ بار زیاد
افزایش ولتاژ _______ بار کم
ولتاژ نرمال _______ بار متوسط
ولتاژهای کم سبب می شوند که برای یکسان, جریان بیشتری از خطوط بگذرد و افت ولتاژ بیشتری بوجود آید. همچنین, جریان بیشتر سبب افزایش تلفات در خطوط, موتورها و ترانسها می گردد. در کمتر از یک ولتاژ معین
( حدود 70 تا 80 درصد ولتاژ نامی) موتورها زیر بار متوقف شده و توسط رله های حفاظتی ولتاژ کم یا جریان زیاد تریپ داده می شوند. اضافه ولتاژ بلند مدت نیز سبب شکست عایقی در ترانس ها یا موتورها می گردد. بنابراین, برای ولتاژ یک حد مجاز بالا و پایین تعریف می شود. این حد تقریبا %10 ولتاژ نامی می باشد.
9 – 2 تپ چنجر
همانگونه که قبلا گفته شد, دربارهای مختلف افت ولتاژ در ترانسفورماتورها و خطوط تغییر می کند و سبب تغییر ولتاژ شبکه می شود. کنترل ولتاژ شبکه های توزیع و انتقال عمدتا توسط تپ چنجر انجام می شود. اساس کارتپ چنجر بر تغییر نسبت تبدیل ترانس استوار است. بدین ترتیب که با انشعاباتی که در سیم پیچ فشار قوی تعبیه می گردد, تعداد دور سیم پیچ را تغییر داده و سبب تغییر ولتاژ خروجی ترانس می گردند.
تپ چنجررها بطور گسترده ای برای کنترل ولتاژ شبکه در سطوح مختلف ولتاژی بکار گرفته می شوند. معمولا کنترل ولتاژ شبکه در سطوح مختلف ولتاژی بکار گرفته می شوند. معمولا کنترل ولتاژ در محدوده %15 مقدور است. ولتاژ هر پله تپ چنجر عموما بین 1 تا5/2 درصد تغییر می کند. انتخاب مقدارکم برای پله ها سبب افزایش تعداد تپ ها می گردد و انتخاب مقدار بالا برای هر پله باعث عدم امکان تنظیم دقیق ولتاژ مورد نظر می گردد.
تپ چنجر ها را به دو دسته و تقسیم می کنند.
9 – 3 تپ چنجر خاموش
این تپ چنجر در پستهای توزیع بکار می رود و تنظیم آن بصورت فصلی و یا در شرایط بهره برداری خاص انجام می شود. معمولا دارای 5 تا 7 پله است و می تواند در محدوده 5/2 % ولتاژ را تصحیح نماید. عملکرد آن بصورت دست است و همچنانکه از نام آن پیداست باید ترانس را بی برق نمود و سپس تپ آن را تعویض کرد.
از این تپ چنجر برای کنترل ولتاژ روزانه و یا کوتاه مدت استفاده نمی شود.
9 – 4 تپ چنجر قابل عملکرد زیربار
تغییرات روزانه و یا کوتاه مدت ولتاژ که به سبب تغییر بار پدید می آید, توسط تپ چنجر قابل قطع زیربار و بصورت اتوماتیک کنترل می شود. ترانسهای بزرگ نیروگاهها و پستهای انتقال مجهز به این تپ چنجر هستند.
معمولا نسبت تبدیل این ترانسها را می توان در محدوده %15 و گاهی تا %20 تغییر داد. اکثرا تعداد پله های آنها بین 15 تا 30 می باشد. ساختمان این تپ چنجر چنان است که در ضمن تغییر نسبت تبدیل از یک انشعاب به انشعاب دیگر, هیچ قطع شدگی و یا اتصال کوتاه در سیم پیچ ترانس ایجاد نگردد.
9- 5 اصول کار تپ چنجر
نسبت تبدیل ترانس در بی باری تقریبا برابر نسبت ولتاژهای آن است :
با تغییر دادن نسبت دورها, نسبت ولتاژها نیز متناسب با آن تغییر می کند. معمولا در یکی از سیم پیچ های فشار قوی یا ضعیف چندین انشعاب در نظر گرفته می شود. این انشعابها به یک« تپ سلکتور» متصل می گردند. با تغییر دادن موقعیت تپ, تعداد دور مناسب به مدار آورده می شود و نسبت تبدیل لازم حاصل می گردد.
9 – 6 محل تپ چنجر
در طرح های جدید در داخل تانک اصلی ترانس, قسمتی را برای بخش اصلی تپ چنجر( دایورتر سوئیچ) در نظر می گیرند. این قسمت کاملا آب بندی شده است و در برابر تحمل فشار نیز تست می شود. داخل آن نیز با روغن ترانس پر می گردد. این روغن تانک اصلی جدا است و با هم مخلوط نمی شوند. تپ چنجر را بیشتر در طرف فشارقوی نصب می کنند اما گاهی در طرف فشار ضعیف هم دیده می شود. برای تپ چنجری که در طرف فشارقوی نصب می گردد می توان مزیت های زیر را برشمرد :
الف : در طرف فشار قوی جریان کمتر است, لذا برای تپ چنجرهایی که زیر بار عمل می کنند حذف جرقه ساده تر است.
ب : چون تعداد دور سیم پیچ فشارقوی بیشتر است, لذا امکان تغییرات یکنواخت تروپله های کوچک تر براحتی میسراست.
در اتصال ستاره, انشعابات تپ چنجر را در سمت نقطه صفر قرار می دهند تا عیقکاری آن نسبت به زمین ساده تر باشد. ممکن است در ولتاژهای خیلی زیاد(400 و بالاتر) به خاطر همین مشکلات عایقکاری تپ چنجر در سمت فشار ضعیف تعبیه گردد.
در ترانسایی که نقطه صفر ستاره آنها زمین شده است, تپ چنجر را عموما در سمت صفر زمین شده قرار می دهند. در این حالت اگرچه ولتاژ خط400 و بیشتر باشد, ماکزیمم ولتاژی که روی تپ چنجر قرار می گیرد ولتاژ بین بالاترین انشعاب و زمین می باشد. به این ترتیب, ولتاژ نامی تپ چنجر می تواند خیلی کوچکتر باشد.
9 – 7 مدارهای مختلف برای تپ چنجر
در حالتهای معمول سه نوع سم پیچی برای تپ چنجر متداول می باشد. در شکل(9-2) این سه نوع سیم پیچی نشان داده شده است.
در نوع اول بعد از سیم پیچی بوبین اصلی یک سری حلقه های مشابه, بطور سری و هم جهت با بوبین اصلی قرار گرفته و بر تعداد حلقه های آن اضافه یا کم می کند. در این نوع, اگر چه سیستم خلاصه و راحتی است, اما برای داشتن تعداد تپ کافی حجم زیادی می طلبد و افت زیادی نیز به همراه دارد. لذا کمتر از این روش استفاده می شود.
در شکل های بعد نمونه های و آن دیده می شوند.
در نوع دوم مانند حالت قبل, یک سری حلقه های مشابه, روی بوبین اصلی ترانسفورماتور پیچیده می شود. با این تفاوت, سیستم مکانیکی تپ چنجر طوری است که این بوبینهای فرعی یا هم جهت با بوبین اصلی و یا در خلاف جهت آن عمل می کند. بنابر این, با همان تعداد حلقه می توان ترانسفورماتوری با تعداد سر دو برابر بوجود آورد و حجم تپ چنجر و ترانسفورماتور را به حد اقل رسانید. میزان مس مصرفی آن از سایر انواع کمتر است اماچون در تعدادی از وضعیت ها, سیم پیچی تپ در جهت عکس سیم پیچ اصلی تغذیه می شود باعث تلفات بیشتری می گردد.
نوع سوم : در این روش که متداول ترین نوع سیم پیچی تپ است, برای دو برابر کردن حدود تغییرات ولتاژ از تغییر جهت استفاده نشده, بلکه از دو سیم پیچ مجزا استفاده گردیده است( پیچک تنظیم خشن و پیچک تنظیم ملایم).
در هنگامی که کلیدها در موقعیت شکل(ب9-4) هستند ولتاژ خروجی برابر ولتاژ نامی است. با گرداندن تپ سلکتور به طرف چپ ولتاژ خروجی درجه به درجه تا مقدار لازم بالا می رود. برای کم کردن ولتاژ, کلید تنظیم خشن را در موقعیت(-) قرار می دهیم. در این حالت, پیچک تنظیم ملائم را تماما در مدار قرار می دهیم. حال با چرخانیدن تپ سلکتور به طرف راست, ولتاژ ترانس درجه به درجه تا کم می شود. در ترانسهایی که حدود تنظیم ولتاژ آنها زیاد است, تنظیم در سیم پیچی خشن نیز در چند مرحله صورت می گیرد و برای جلوگیری از تغییرات شدید ولتاژ در هر مرحله, تنظیم در 2 مدار مختلف انجام می گیرد.(شکل 9-5 مدارهای).
برای جلوگیری از جرقه در کنتاکتهای سیم پیچ تنظیم خشن, کنتاکتهای کشویی مدارهای و بصورت یک در میان ویا یکی پس از دیگری حرکت می کنند. بدین ترتیب که کنتاکت مدارموقعی حرکت می کند که کلید جوینده مدار پیچک تنظیم ملایم را قطع کرده باشد( موقعیتی که در شکل( 9 – 5) نشان داده شده) و کنتاکت مدار قبل از اینکه کلید جوینده به موقعیت نشان داده شده در شکل برسد, حرکت می کند. همچنانکه اشاره شد اگر سیم پیچی ترانسفورماتور ستاره بسته شده باشد, بخاطر صرفه جویی در عایق بندی, تپ چنجر در نقطه صفر ستاره ترانس قرار می گیرد. در صورتیکه سیم پیچی ترانس دارای اتصال مثلث باشد, تنظیم در محل هایی که در شکل
(6 – 9) نشان داده شده انجام می شود.
دستگاه تنظیم کننده ولتاژ, طبق شکل های قبلی نمی تواند زیر بار کار کند, مگر اینکه بوسیله ای از اتصال, کوتاه شدن حلقه ها و قطع شدن جریان در هنگام تغییر تپ جلوگیری شود. بدین جهت, تنظیم کننده ولتاژ زیربار, علاوه بر تپ سلکتور مجهز به کلید دیگری به نام کلید تبدیل بار نیز می باشد که کاملا مجزا از تپ سلکتور در محل مخصوص نصب می شود. برای اینکه تنظیم زیربار انجام گیرد, سلکتورها شامل دو مدار موازی می شوند, بطوری که یک مدار شامل اتصالهای زوج پیچک و مدار دیگر شامل اتصالهای رد پیچک می باشد و بازوهای کنتاکت دهنده این دو سلکتور بطور یک در میان فرمان می گیرند.
(شکل 9 – 7)
ثانیا حرکت سلکتورها فقط امکان تغییر ولتاژ به اندازه یک پله را دارند. هنگامیکه بازوی کنتاکت دهنده سلکتور ساکن به کلید تبدیل بار متصل شده است, بازوی سلکتور دیگر بدون بار است و می تواندآزادانه برای بالا بردن یا کم کردن ولتاژ به اندازه یک پله حرکت کند و به محض اینکه این سلکتور از حرکت ایستاد, کلید تبدیل بار نیز می چرخد و سیم پیچ ترانس را بر روی این مدار می بندد. در نتیجه ولتاژ ترانس به اندازه یک پله بالا یا پایین می رود.
همانطور که شکل( 9 – 7) نشان می دهد, کلید تبدیل بار علاوه بر کنتاکتهای اصلی و دارای دو کنتاکت دیگر و نیز می باشد. این دو کنتاکت توسط مقاومت با کنتاکتهای مربوط هستند. از این دو مقاومت در موقعی که کلید در وسط قرار دارد علاوه بر جریان بار, جریان گردشی نیز عبور می کند. ولتاژ یک پله سیم پیچ تپ چنجر می باشد. لذا حرکت کلید تبدیل بار همیشه با جرقه در کنتاکتها توام است( هر چند که این جرقه خیلی کوچکتر شده است). بدین جهت, کلید تبدیل بار همیشه در یک محفظه مجزا در داخل تانک ترانس نصب می گردد. شکل(9 – 8) تغییرات ولتاژ را در ضمن حرکت کلید از یک پله به پله دیگر و گذشتن از وضعیت های مختلف تا برای افزایش ولتاژ و یا گذشتن از تا در موقع کاهش ولتاژ نشان می دهد.
در وضعیت یا ولتاژ ترانس است. در وضعیت جریان بار خط از مقاومت نیز عبور می کند و به این جهت, باعث افت ولتاژ می شود که با جریان همفاز است. موقعیکه کلید وضعیت را پیدا می کند, هر دو مقاومت بصورت یک مقسم اهمی برای جریان گردشی در می آید و سبب نصف کردن ولتاژ انشعاب می شود.
در ضمن, این دو مقاومت برای جریان که جریان بارترانس در لحظه تغییر وضعیت کلید است, در حکم مقاومت های موازی می باشند. بنابر این, باعث افت ولتاژی به اندازه می شوند. حرکت کلید از یک طرف باید سریع باشد تا افت ولتاژهایی که به آن اشاره شد نظم کار مصرف کننده ها را بهم نزند, از طرف دیگر زمان عملکرد کلید, از دو پریود نیز نباید کوتاه تر باشد( برای فرکانس 50 حدود 40 میلی ثانیه), زیرا برای خاموش شدن جرقه, درضمن تغییر وضعیت از در ازدیاد ولتاژ و از در کاهش ولتاژ حداقل دوبار باید جریان از صفر بگذرد.
فصل سیزدهم
تست های راه اندازی
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 54 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله ترانس های سه فاز
