ترانسفورماتور توزیع برق ، انواع و موارد مصرف آن

ترانسفورماتور توزیع برق چیست؟

خروجی پست توزیع از 4000 تا 36000 ولت است. بنابراین برای برخی از مسائل مرسوم، این دامنه ولتاژ بسیار زیاد است و لازم است سطح آن پایین بیاید. ترانسفورماتوری که این نیاز را برآورده می کند، ترانسفورماتور توزیع است.

ترانسفورماتور توزیع به عنوان نوع معمولی ترانسفورماتور ایزولاسیون نیز شناخته می شود. وظیفه اصلی این ترانسفورماتور تغییر ولتاژ بالا به ولتاژ طبیعی مانند 240/120 V برای استفاده در توزیع نیروی الکتریکی است.

ترانسفورماتور توزیع تحت طبقه بندی ترانسفورماتورهای جداسازی الکتریکی قرار می گیرند که سطح ولتاژ گسترده را به حداقل سطح تبدیل می کنند. به طور کلی، این دستگاه دامنه ولتاژ را تقریباً به 240 ولت کاهش می دهد که برای خانوارها و سایر مشاغل کوچک مورد نیاز است.

عملکرد دستگاه توزیع در یک مسیر کاملاً مستقیم به جلو صورت می گیرد تا بتواند بین سیم پیچ ها انزوا ایجاد کند. برای کنترل سطح ولتاژ، انرژی الکتریکی اجازه عبور از این دستگاه ها را دارد.

این نوع ترانسفورماتور را می توان بر اساس یک قطب H در اندازه، وزن و نیازهای ترانسفورماتور تنظیم کرد. بر این اساس، انتخاب برای نصب این ترانسفورماتور بسته به قابلیت و در دسترس بودن مکان می تواند توسط شرکت پخش انجام شود.

ترانسفورماتور توزیع برق

به طور کلی، این ترانسفورماتورها در اندازه های مختلف با کارایی های گوناگون همراه با روغن عایق موجود هستند. انتخاب این ترانس به طور عمده به نیاز و بودجه کاربر بستگی دارد.

در اختراع ترانسفورماتور ویلیام استنلی، لوسین گولارد و سباستین نقش داشته اند و این دستگاه را برای کاربردهای تجاری و عملی به کار گرفتند. سپس نوع مدرن ترانسفورماتور در سال 1886 اختراع شد که در آن از برق متناوب به عنوان منبع تغذیه و یک سیستم قدرت استفاده می شد .از سیستم های رادیویی گرفته تا میکروالکترونیک، این ترانسفورماتورها از زمان اختراع به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گرفته اند.

در حال حاضر، کشف یک منطقه مناسب به ویژه در مناطق شهری برای نصب یک ترانسفورماتور توزیع یکی از اصلی ترین چالش های شرکت توزیع ترانس است. بنابراین بخش های برق باید با در نظر گرفتن بار، مرکز بار، امکان توسعه بیشتر و غیره، در مکان مناسب برای نصب و تعمیر و نگهداری ترانسفورماتور برنامه ریزی کنند.

ساخت و ساز ترانسفورماتور توزیع

طراحی ترانسفورماتور توزیع می تواند مشابه با ترانسفورماتورهای اندازه کوچک تر انجام شود. قسمت های اصلی این ترانسفورماتور عمدتاً شامل مخزن روغن، کنسرواتور، رله بوخولز، دستگاه تنفس، نشانگر روغن، ردیاب دما، دستگاه تخلیه فشار، رله حرارتی، رادیاتور و بوشینگ می باشد.

اکثر این دستگاه ها از مواد هسته ای E یا C استفاده می کنند که از ورق های چند لایه، تسمه های فولادی یا استخوان های مایع ساخته شده اند که به هم چسبیده اند.

از مخزن روغن برای قرار دادن سیم پیچ ها در داخل آن کاربرد دارد. در هنگام استفاده از مخزن محافظ، از رله بوخولز نیز استفاده می شود. زیرا خطاهایی مانند از دست دادن روغن پس از کم شدن جریان، جریان نامناسب روغن بین مخزن و ترانسفورماتور را نشان می دهد.

یک محافظ در بالای مخزن روغن در قسمت خارجی قاب ترانسفورماتور چیده شده است. این محافظ با کمک یک لوله فلزی به مخزن اصلی متصل می شود.

استفاده از روغن تماس سیم و مخزن را در طول بارگذاری آسان می کند و  می توان آن را بزرگ تر کرد تا دمای روغن افزایش و کاهش یابد.

دستگاه تنفس شامل ژل سیلیکا است که رطوبت روغن را جذب می کند. این ژل از رنگ آبی به رنگ صورتی تغییر می کند.

نشانگر روغن سطح روغن موجود در واحد مخزن محافظ را نشان می دهد.

ردیاب دما، دمای روغن را کنترل و تنظیم می کند. اگر دمای روغن تا سطح مشخصی افزایش یابد، ترانسفورماتور از سرویس جدا می شود.

دستگاه کاهش فشار برای جلوگیری از انفجار ترانس، فشار داخل ترانسفورماتور را کاهش می دهد.

رله حرارتی به عنوان شاخصی برای دمای سیم پیچ استفاده می شود.

رادیاتور برای افزایش بازده خنک کننده ترانسفورماتور مورد استفاده قرار می گیرد.

بوشینگ برای اتصال سیم پیچ های داخلی ترانسفورماتور با کمک یک شبکه الکتریکی خارجی کاربرد دارد.

انواع ترانسفورماتور توزیع

این دستگاه ها بر اساس عواملی مانند نحوه ی قرار گرفتن، نوع عایق مورد استفاده، تعداد فازهای کار شده و نوع سطح ولتاژ طبقه بندی می شوند. به طور عمده بر اساس کاربرد یا نیاز، این ترانسفورماتورها در انواع مختلف مانند ترانسفورماتورهای تک فاز، سه فاز ، زیرزمینی، سوار بر پد، قطب سوار طبقه بندی می شوند.

تک فاز

این ترانسفورماتورها به طور خاص برای شبکه ها مورد استفاده قرار می گیرند. به طور کلی در هر جایی که منبع تغذیه سه فاز مورد نیاز نباشد. معمولاً از آن ها برای ترمیم بارهای توزیع بالای سر در مسکونی استفاده می شود. همچنین در نورپردازی صنعتی، بارهای تجاری سبک و برنامه های قدرت قابل استفاده هستند.

ترانسفورماتور توزیع برق تک فاز

سه فاز

این نوع ترانسفورماتور برای نگهداری انرژی الکتریکی از مدار توزیع اصلی به یک مدار توزیع جزئی استفاده می شود. این نوع ترانسفورماتور جریان را به مدار توزیع ثانویه منتقل می کند و همچنین ولتاژ مدار توزیع اولیه را کاهش می دهد. این ترانسفورماتورها منبع ولتاژ مدار اولیه را بر اساس نیاز مصرف کننده کاهش می دهند.

این ولتاژ همیشه تغییر می کند و می تواند برای کاربران صنعت تجاری، مسکونی و سبک متفاوت باشد. این ترانسفورماتورها بر اساس استانداردهای موجود در کشورهای مختلف در سطوح مختلف ولتاژ و فرکانس کار می کنند. ترانسفورماتورهای تک فاز در برنامه های مسکونی استفاده می شود در حالی که ترانس توزیع سه فاز با پد در مدارهای اولیه زیرزمینی استفاده می شود.

ترانسفورماتور توزیع برق سه فاز

پد سوار

این نوع ترانسفورماتور شامل یک کمد فولادی قفل شده است که بر روی یک بالشتک بتنی تعبیه شده است. این نوع ترانسفورماتور در مکان هایی نصب می شود که فضایی برای محفظه محصور شده نداشته باشد. این ترانسفورماتور با خطوط توزیع نیروی الکتریکی در یک خط الکتریکی هوایی برای کاهش ولتاژ اولیه تأمین شده برای مشتریان استفاده می شود.

یک ترانسفورماتور واحد از این نوع می تواند در بسیاری از خانه ها / یک ساختمان بزرگ سرویس دهی کند. میزان قدرت این ترانسفورماتور از 75 کیلو ولت آمپر تا 5000 کیلو ولت آمپر است و شامل سوئیچ ها و فیوزهای ثابت است.

ترانسفورماتور توزیع برق پد سوار

قطب سوار

این ترانسفورماتورها بر روی یک تیر سرویس برق در ارتفاع کابل های هوایی نصب می شوند. این موارد برای تغییر ولتاژ توزیع بالا به پایین مانند 120/240 ولت برق استفاده می شوند. این نوع ترانسفورماتورها در یک منطقه وسیع روستایی، از 16 کیلو ولت آمپر تا 100 کیلوولت آمپر ارائه داده می شوند.

ترانسفورماتور قطب سوار در اندازه های کوچک موجود می باشند و به راحتی در سازه های تک قطبی جای می گیرند. این ترانسفورماتورها در مناطق دوردست در شرایط آب و هوایی سخت قابل اطمینان هستند. مخازن ترانسفورماتور را برای محافظت در برابر مواد خورنده و تجمع آب زراحی شده اند. در مناطق ساحلی، مخازن را می توان از اسپری روی محافظت کرد. در مناطق مریوط ، از مخازن ضد زنگ استفاده می شود.

ترانسفورماتور توزیع برققطب سوار

موارد استفاده / برنامه ها

در ترانسفورماتور توزیع برق با ولتاژ بالا به برق ولتاژ پایین تبدیل می شود که در خانه ها و مشاغل مورد استفاده قرار می گیرد. عملکرد اصلی این کار پایین آوردن ولتاژ برای جدا سازی بین دو سیم پیچ مانند اولیه و ثانویه است.

این ترانسفورماتور برق را به مناطق دورافتاده ای که از نیروگاه ها تولید می شوند توزیع می کند. در یک عبارت کلی، این ترانسفورماتور انرژی الکتریکی را برای صنایع خانگی با ولتاژ کمتر از 33 کیلو ولت و 440 ولت تا 220 ولت توزیع می کند.

اتصالات ترانسفورماتور توزیع

اتصالات این دستگاه بر اساس نوع ترانسفورماتور توزیع مورد استفاده متفاوت است. پنج نوع اتصال ترانسفورماتور توزیع وجود دارد مانند فاز-فاز، دلتا-دلتا، فاز-دلتا، دلتا-فاز و زیگزاگ / دلتا-زیگزاگ.

ترانسفورماتورهای تک فاز یا با یک یا دو بوش ساخته و به شکل wye متصل می شوند .این بوش های اولیه را فقط می توان با اتصالات چهار سیم y یا سه سیمه استفاده کرد. درصورتی که به روش مناسبی به هم متصل شده باشند.

ترانسفورماتورهای تک فاز به دو روش به سیم های بالاسری متصل می شوند:

اتصال wye

در اینجا از نوع خنثی ترانسفورماتور استفاده شده است. در جایی که با هر یک از مراحل ارتباط داشته باشد دارای بوش بالایی است. طرف دیگر سیم پیچ به سیم خنثی متصل شده و با زمین تماس دارد. بارهای ناپایدار ممکن است جریاناتی را در سمت خنثی ایجاد کنند و با این اتصال، آن ها جهتی به سمت زمین دارند. در حالی که در اتصال دلتا، بارهای ناپایدار تغییرات ولتاژ را روی سیم های سه فاز ایجاد می کنند.

اتصال Delta

در اینجا از نوع فاز به فاز ترانسفورماتور استفاده شده است. این اتصال دارای دو بوش است که با دو مرحله ارتباط دارند. طرف دیگر سیم پیچ به سیم خنثی متصل شده و به زمین می خورد. اشکالی که در این ارتباط اتفاق می افتد این است که وقتی هر یک از فازهای اولیه در حالت کم انرژی قرار بگیرد، فاز دیگر باعث حرکت جریان در جهت معکوس می شود. که این ممکن است صدمات جدی به کارکنان و کارگران وارد کند.

سوالات متداول

از کدام ترانس قدرت در سیستم توزیع برق استفاده می شود؟

در سیستم توزیع برق از ترانسفورماتور کاهنده استفاده می شود.

تفاوت بین توزیع و ترانسفورماتور قدرت چیست؟

ترانسفورماتور قدرت در شبکه های انتقال با ولتاژ بالا و ترانسفورماتور توزیع در شبکه های توزیع ولتاژ پایین استفاده می شود.

بازده در این ترانسفورماتورها چگونه محاسبه می شود؟

کارایی با مقایسه رتبه خروجی و ورودی در کیلووات ساعت محاسبه می شود.

چرا ترانسفورماتورها با kVA درجه بندی می شوند؟

زیرا آن ها ضریب توان (PF) توان خروجی خود را تغییر نمی دهند.

فرمول کیلووات برای kVA چیست؟

توان ظاهری (kVA) = توان واقعی (کیلووات) / ضریب توان (pf)

تلفات در ترانس توزیع چیست؟

تلفات فلز مس و پسماند آن و تلفات مغناطیسی کم