بررسی عملکرد ترانسفورماتورهای الکترونیک قدرت

ترانسفورماتورهای توزیع از اجزاء اصلی سیستم های توزیع قدرت می باشند که راندمان بالا و قابلیت اطمینان بالایی دارند. با وجود این دارای معایبی از قبیل حجم و وزن زیاد، حساسیت به هارمونیک ها، افت ولتاژ تحت بار زیاد، نیازمندی به حفاظت در برابر اغتشاشات سیستم قدرت و نگرانی های زیست محیطی در مورد استفاده از روغن های معدنی می باشند. ترانسفورماتور الکترونیک قدرت(pet) نمونه جدیدی از ترانسفورماتورهاست که تبدیل ولتاژ و تحویل توان را در یک سیستم قدرت بوسیله مبدل های الکترونیک قدرت انجام می دهد. این ترانسفورماتور یک ابزار مناسب برای غلبه بر همه مشکلات ترانسفورماتورهای معمولی است. در این پایان نامه ابتدا، عملکرد موازی pet برای جبران سازی جریان های هارمونیکی، جریان های نامتعادل و توان راکتیو بررسی می شود و سپس دو ساختار جدید برای pet پیشنهاد می شوند. اولین ساختار پیشنهادی علاوه بر تبدیل ولتاژ و ایزولاسیون مزایایی مانند تصحیح ضریب توان، تنظیم و تثبیت ولتاژ، حذف کمبود، بیشبود و فلیکر ولتاژ را می تواند انجام دهد که در فرایند طراحی از مبدل های ac/dc, dc/ac ac/ac, و ترانسفورماتور فرکانس بالا استفاده شده است. دومین ساختار پیشنهادی یک مبدل چند مرحله ای جدید با عملکرد اینورتری می باشد. ساختار پیشنهادی شامل سه بخش: مبدل منبع ولتاژ تمام پل، ترانسفورماتور فرکانس بالا یا متوسط و یک مبدل ac/ac است که می تواند ولتاژ خروجی پلکانی(نزدیک به حالت سینوسی) تولید کرده و سطح ولتاژ را تغییر دهد. این مبدل مانند یک اینورتر چند سطحه عمل کرده و می تواند به صورت متقارن یا نامتقارن استفاده شود. این ساختار در برخی کاربردها مانند تولید پراکنده نظیر سیستم های فتوولتائیک یا پیل های سوختی یا با تجهیزات ذخیره ساز انرژی مانند خازن ها و باطری ها می تواند استفاده شود. عملکرد و برخی ویژگی های ترانسفورماتورهای الکترونیک قدرت پیشنهادی با استفاده از نتایج شبیه سازی که توسط نرم افزار matlab/simulink انجام شده اند تائید می شوند.

دیوار آکوستیک (ضد صدا) ترانسفورماتور

یکی از روش های کاهش سطح صدای ترانسفورماتور در سایت و پست های برق و نیروگاه ها استفاده از دیوارهای آکوستیک (ضد صدا) است تا از آلودگی صوتی ترانس کاسته شود

ترانس زمین

در پست های فشار قوی برای محدود نمودن جریان اتصال کوتاه تکفاز، ثابت نگه داشتن ولتاژ نقطه صفر و ازهمه مهمتر ایجاد نقطه صفر مصنوعی برای اتصال مثلث طرف ثانویه یا ثالثیه ترانسفورماتورهای قدرت ، از وسیله‌ای بنام ترانسفور ماتور زمین استفاده می شود. در سمت مثلث ترانس های قدرتی که اتصال مثلث/ستاره دارند نیز از ترانس زمین استفاده می کنند. هدف اصلی این ترانس ایجاد نقطه نوترال یا خنثی برای دو منظور می باشد: اول امکان اتصال بار تکفاز به ترانس و دوم امکان تشخیص خطای تکفاز.در یک ترانسفورماتور قدرت که اتصال آن مثلث/ستاره می باشد ، خطای اتصال کوتاه تکفاز به زمین سمت مثلث، قابل تشخیص نخواهد بود زیرا جریان خطا مسیر خود را از طریق امپدانس های خازنی موجود خواهد بست. لذا برای تشخیص خطاهای تکفاز به زمین از ترانسفورماتور زمین استفاده می شود. این ترانس با ایجاد یک نقطه زمین مصنوعی، مسیر عبور جریان خطا به زمین را تکمیل کرده و می توان با استفاده از یک رله تشخیص زمین، خطای بوجود آمده را رفع کرد.

ترانسفورماتور زمین به دو صورت زیر ساخته می شود: 1- ترانسفورماتور زمین با یک سیم پیچ زیگزاگ که نقطه نوترال آن بطور مستقیم و یا توسط یک امپدانس به زمین متصل می‌شود. 2- ترانسفورماتور زمین با دو سیم پیچ اولیه و ثانویه که سیم پیچ اولیه آن با اتصال زیگزاگ بوده و نقطه نوترال آن می تواند بطور مستقیم یا توسط یک امپدانس به زمین متصل شود و سیم پیچ ثانویه آن با اتصال نوع ستاره و با توان پیوسته مشخص، جهت تغذیه کمکی در پست به کارمی رود. اگر سیم پیچ دیگری با اتصال ستاره با نقطه صفر جهت تأمین مصارف داخلی به ترانسفورماتور زمین افزوده شود چنین ترانسفورماتوری را ترانسفورماتور زمین –کمکی می نامند. ترانسفورماتور زمین -کمکی معمولاً در طرف ثانویه یا ثالثیه ترانسفورماتورهای قدرت نصب می گردد و ولتاژ اولیه آن 20 ، 33، 63 یا 11 کیلو ولت بوده و طرف ثانویه آن 400/230 ولت می باشد. ترانسفوماتور زمین-کمکی بایداز نوع هسته‌ای، سه فاز روغنی و خنک شونده طبیعی بوده ودارای دو سیم پیچ اولیه و ثانویه جداگانه باشد. سیم پیچ اولیه(فشار قوی) آن باید دارای اتصال زیگزاگ باشد و نقطه نوترال آن می‌تواند بطور مستقیم یا با مقامت به زمین متصل شود. سیم پیچ ثانویه ( فشار ضعیف) باید دارای اتصال ستاره با نوترال باشد. طرف فشار قوی بطور مستقیم به ترانسفورماتور قدرت متصل می گردد. ترانسفوماتور و تجهیزات وابسته به آن باید چنان باشند که به راحتی نیروهای وارده ناشی از عملیات حمل و نقل، نصب و بهره برداری را تحمل نماید.

ترانس های زمین معمولا دارای یک سیم پیچ زیگزاگ می باشند و سیم پیچ دیگری در ثانویه ندارند. همانگونه که میدانید سیم پیچ های زیگزاگ یا همان ستاره شکسته از دو قسمت مساوی در هر ساق تشکیل شده اند و نحوه ی پیچاندن آنها به دور ستون های هسته به گونه ای است که در حالت عادی آمپر دورهای تولید شده توسط هر نصف سیم پیچ همدیگر را خنثی می کنند و جریانی از نقطه نوترال سیم پیچ زیگزاگ عبور نمی کند. ولی در زمان بروز اتصال تکفاز به زمین سه برابر جریان مولفه صفر از نقطه صفر عبور کرده و باعث تحرک رله حفاظتی شده و قسمت معیوب را از شبکه جدا می کند.

تست گروه برداری ترانسفورماتور

تست گروه برداری ترانسفورماتور به دو زبان فارسی و انگلیسی در این مطلب جهت استفاده دوستان ارائه می گردد.

 این مطالب از روی صدایی ضبط شده از جناب آقای مهندس ملوکتی مسئول بازنشته تعمیرات ترانس شرکت اختر برق (تعمیرات برق منطقه ای اصفهان) و سایر اضافات توسط دوست عزیز جناب آقای سید امین گلستانه تهیه شده است.

 دانلود با حجم 578KB