ترانسفورماتورهای قدرت در سیستم های برق چه کاری انجام می دهند؟
ترانسفورماتورهای قدرت، انرژی الکتریکی را بین مدارهای سیستم، معمولاً در سطوح ولتاژ مختلف، انتقال می دهند. آنها اجازه می دهند الکتریسیته از تولید به شبکه های انتقال، بین سطوح ولتاژ شبکه و به سمت سیستم های توزیع و بارهای تاسیسات حرکت کند. این کار به محل نصب ترانسفورماتور و نحوه طراحی سیستم بستگی دارد.
آنها برق تولید نمی کنند و یا مجموعه کامل تجهیزات سوئیچینگ و حفاظتی اطراف خود را جایگزین نمی کنند. برای درک آنچه ترانسفورماتورهای قدرت انجام می دهند، جریان برق را از طریق سیستم دنبال کنید و رابط ولتاژ را در هر مرحله شناسایی کنید. این مقاله به جای فرآیند الکترومغناطیسی داخلی، بر روی آن نقش های سیستم تمرکز دارد.
ترانسفورماتورها در کجای زنجیره تامین برق قرار می گیرند؟
یک مسیر تامین معمولی شامل تولید، انتقال، پست‌ها، توزیع و بار نهایی است. ترانسفورماتورها می توانند در چندین نقطه ظاهر شوند زیرا ولتاژ مناسب برای یک مرحله لزوماً برای مرحله بعدی مناسب نیست.
یک دنباله ساده شده عبارت است از: خروجی ژنراتور، افزایش ولتاژ، انتقال، تبدیل ولتاژ شبکه، توزیع محلی و تجهیزات مشتری. سیستم های واقعی متفاوت است. یک سایت صنعتی ممکن است برق را با ولتاژ بالاتر دریافت کند و ترانسفورماتورهای توزیع خود را راه اندازی کند، در حالی که مشتری دیگر ولتاژ تغذیه کاهش یافته را دریافت می کند.
خواندن سیستم به این ترتیب به تشخیص ترانسفورماتور از کل پست کمک می کند. ترانسفورماتور یک وظیفه الکتریکی تعیین شده را در ایستگاه انجام می دهد. این جایگزینی برای هر دستگاه، کابل و رابط کنترلی که در نمودار تک خطی نشان داده شده است نیست.
افزایش ولتاژ برای انتقال نیرو
در یک اتصال تولید، یک ترانسفورماتور افزایش دهنده ژنراتور می تواند ولتاژ خروجی ژنراتور را تا سطح انتقال مورد نیاز افزایش دهد. برای همان توان انتقالی و شرایط فاز و ضریب توان قابل مقایسه، ولتاژ بالاتر به معنای جریان کمتر است.
این مهم است زیرا تلفات مقاومتی در یک رسانا به جریان مجذور مقاومت، که معمولاً به صورت I²R نوشته می‌شود، بستگی دارد. بنابراین، کاهش جریان می تواند تلفات هادی را زمانی که مقایسه شرایط مربوطه را ثابت نگه دارد، کاهش دهد.
خود ترانسفورماتور هنوز تلفات دارد و یک سیستم انتقال دارای محدودیت‌های طراحی دیگری است. ولتاژ بالاتر یک دستورالعمل جهانی برای حفظ ولتاژ بدون محدودیت نیست. عایق ها، ترخیص ها، تجهیزات سوئیچینگ، استانداردهای شبکه و هزینه همگی باید در نظر گرفته شوند. هیچ درصد ثابتی برای صرفه جویی در مصرف انرژی از کلمه "گام به گام" دنبال نمی شود.
سطوح مختلف ولتاژ شبکه را وصل کنید
شبکه های انتقال و انتقال فرعی ممکن است از چندین سطح ولتاژ استفاده کنند. ترانسفورماتورها در رابط های سیستم، توان را بین آنها انتقال می دهند تا بخش های مختلف بتوانند با ولتاژهای برنامه ریزی شده خود کار کنند.
در یک ایستگاه گیرنده، نقش تعیین شده ممکن است کاهش ولتاژ انتقال ورودی برای یک شبکه پایین دستی باشد. یک اتصال شبکه می تواند هدف و ترتیب عملیاتی متفاوتی داشته باشد. نقش باید از طراحی سیستم خوانده شود نه از اندازه مخزن یا ظاهر آن.
| موقعیت | وظیفه اصلی | رابط کلیدی برای شناسایی |
|---|---|---|
| اتصال ژنراتور | خروجی ژنراتور را با ولتاژ شبکه مورد نیاز مطابقت دهید | الزامات ژنراتور و سیستم انتقال |
| پست شبکه | سطوح ولتاژ شبکه برنامه ریزی شده را وصل کنید | مشخصات سیستم ورودی و خروجی |
| توزیع یا تامین تسهیلات | ولتاژ مورد نیاز مرحله توزیع بعدی را تامین کنید | ولتاژ تغذیه و مدار مورد نیاز |
اینها نمونه های کاربردی هستند، نه اظهاراتی در مورد رتبه بندی های موجود یک تامین کننده خاص. را مراجع انتخاب ترانسفورماتور JSGK آدرس ورودی های ترانسفورماتور پشتیبانی کننده برای پروژه های پست یکپارچه و توزیع. آنها نباید به عنوان مدرکی تفسیر شوند که هر طرح انتقال-ترانسفورماتور بزرگ بخشی از محدوده تولید تأیید شده JSGK است.
شبکه های توزیع تامین و بارهای تسهیلات
ترانسفورماتورها می توانند ولتاژ را برای مدارهای توزیع محلی یا تاسیسات نزدیکتر به نقطه استفاده کاهش دهند. یک کارخانه ممکن است برای شبکه ورودی و بارهای داخلی خود به رابط های عرضه متفاوتی نیاز داشته باشد. توزیع تجاری یا پردیس نیز می تواند شامل چندین مرحله هماهنگ باشد.
سوال مفید این است که مرحله بعدی به چه ولتاژ و باری نیاز دارد. ترانسفورماتور انتخاب شده برای یک تأسیسات را نمی توان صرفاً به این دلیل که هر دو مکان صنعتی توصیف شده اند، برای دیگری مناسب فرض کرد.
ترانسفورماتورهای قدرت و ترانسفورماتورهای توزیع
اصطلاحات تجهیزات را در زمینه های فنی و کاربردی مختلف توصیف می کنند. ترانسفورماتورهای قدرت اغلب با انتقال شبکه حجیم همراه هستند، در حالی که ترانسفورماتورهای توزیع وظایف توزیع پایین دست را انجام می دهند. طبقه بندی دقیق به تعاریف قابل اجرا، استانداردها و زمینه بازار بستگی دارد.
اصل تبدیل ولتاژ مرتبط است، اما این باعث نمی شود همه طرح ها قابل تعویض باشند. این مقاله از زنجیره تامین برای توضیح نقش آنها استفاده می کند. این یک مرز ظرفیت جهانی بین دسته‌ها تعیین نمی‌کند یا ثابت نمی‌کند که یک تامین‌کننده تجهیزات توزیع، ترانسفورماتورهای شبکه بزرگ را تولید می‌کند.
ترانسفورماتور در داخل یک پست نوع جعبه ای چه می کند؟
در یک پست نوع جعبه ای، ترانسفورماتور بخشی از یک آرایش یکپارچه است نه کل سیستم. JSGK پست های جعبه ای صفحه ترکیبی از ترانسفورماتور، کابینت فشار قوی، کابینت ولتاژ پایین، محفظه و سیستم های کمکی را توصیف می کند.
ترانسفورماتور رابط ولتاژ مورد نیاز را فراهم می کند. سوئیچینگ و حفاظت ورودی به طرح ولتاژ بالا مشخص شده بستگی دارد. مجموعه ولتاژ پایین برق را به مدارهای خروجی توزیع می کند و عملکردهای موجود در طراحی آن را ارائه می دهد. محفظه و چیدمان داخلی باید با تجهیزات تایید شده و شرایط نصب آن مطابقت داشته باشد.
| بخشی از ترتیب | تابع برای ایجاد | آنچه نیاز به تایید پروژه دارد |
|---|---|---|
| ترانسفورماتور | تبدیل ولتاژ و وظیفه انتقال توان | ولتاژ، ظرفیت، اتصالات، امپدانس و الزامات حرارتی |
| کابینه ورودی | عملکردهای سوئیچینگ و حفاظتی در طرح انتخاب شده | دستگاه ها، رتبه بندی و هماهنگی |
| کابینه توزیع خروجی | مدارهای پایین دست مورد نظر را تامین کنید | ترتیب مدار، درجه بندی ها و عملکردهای حفاظتی مشخص شده |
| محوطه و لوازم جانبی | تجهیزات و رابط های سایت مورد نیاز را در خود جای دهید | تهویه، دسترسی، ورود کابل و شرایط محیطی |
این یک توضیح کاربردی است، نه یک نقشه نصب. نمودار تک خطی واقعی، برنامه زمانی تجهیزات و ترتیب تایید شده مشخص می کند که کدام دستگاه ها گنجانده شده اند و چگونه تعامل دارند.
ترانسفورماتور قدرت چه کاری انجام نمی دهد؟
برخی از انتظارات متعلق به تجهیزات دیگر است یا به طراحی ترانسفورماتور خاصی بستگی دارد. شفاف سازی آنها از مشخصات ناقص سیستم جلوگیری می کند.
- انرژی تولید نمی کند. یک ترانسفورماتور انرژی تامین شده را منتقل می کند و تلفات خاص خود را دارد.
- این یک مبدل فرکانس معمولی نیست. تغییر ولتاژ با تغییر فرکانس تغذیه متفاوت است.
- جایگزین حفاظت مدار نمی شود. بریکرها، رله ها، فیوزها و سایر دستگاه ها نقش خاص خود را در طرح انتخابی دارند.
- ولتاژ خروجی کاملاً ثابت را تضمین نمی کند. بارگذاری، امپدانس و هر ترتیب تنظیمی مشخص شده بر نتیجه تأثیر می گذارد.
- همیشه عایق گالوانیکی را فراهم نمی کند. ترتیبات سیم پیچی مجزا و ترانسفورماتورهای خودکار متفاوت است.
یک ترانسفورماتور ممکن است دارای نظارت، رابط های حفاظتی یا تجهیزات تنظیم ولتاژ به عنوان بخشی از طراحی خود باشد. آن ویژگی ها باید مشخص شوند. آنها را نباید از یک نماد ترانسفورماتور عمومی در نظر گرفت.
کدام الزامات پروژه نقش واقعی آن را مشخص می کند؟
با نمودار تک خطی پروژه شروع کنید و سمت منبع، سمت بار و مرزی که ترانسفورماتور باید به آن متصل شود را شناسایی کنید. این یک نقطه شروع واضح تر از درخواست ظرفیت بدون توضیح سیستم می دهد.
- سطوح ولتاژ: رتبه‌بندی‌های ورودی و خروجی مورد نیاز را شناسایی کنید.
- ظرفیت و وظیفه: بار و الزامات عملیاتی برای بررسی مهندسی را شرح دهد.
- ترتیب فرکانس و فاز: شرایط سیستم را تعیین کنید
- اتصالات و اتصال به زمین: رابط الکتریکی مورد نیاز را از طریق طراحی پروژه تایید کنید.
- امپدانس و رابط های حفاظتی: هماهنگی با نیازهای شبکه گسترده تر
- شرایط نصب: محیط، خنک کننده، فضا و محدودیت های اتصال را ثبت کنید.
این ورودی ها به تعریف کار کمک می کنند، اما جایگزینی برای انتخاب مهندسی نیستند. تنظیمات حفاظتی، مطالعات خطا و درجه بندی دقیق تجهیزات نیاز به محاسبات پروژه و اسناد تایید شده دارند.
الزامات ترانسفورماتور را با تجهیزات اطراف مطابقت دهید
ترانسفورماتوری که نسبت ولتاژ مورد نیاز را دارد همچنان به تجهیزات بالادستی و پایین دستی سازگار نیاز دارد. رتبه بندی کابینت، اتصالات کابل، هماهنگی حفاظت و طرح فیزیکی همه باید با طرح تایید شده مطابقت داشته باشند.
برای یک ایستگاه یکپارچه، نیازهای ترانسفورماتور را در کنار چیدمان تابلو بازبینی کنید، نه اینکه هر مورد را به عنوان یک خرید مجزا در نظر بگیرید. تغییر در پیکربندی ترانسفورماتور می‌تواند پایانه‌ها، فاصله‌ها، حذف حرارت و چیدمان محفظه را تحت تأثیر قرار دهد. تغییر در طرح سیستم همچنین می تواند الزامات ترانسفورماتور را تغییر دهد.
مسیر پروژه JSGK مشخصات ترانسفورماتور پشتیبانی را با پست ها و تجهیزات توزیع متصل می کند. تحویل مناسب یک محدوده تجهیزات تایید شده و رابط فنی است، نه این فرض که یک نمای کلی محصول هر رتبه بندی، لوازم جانبی یا خدمات کامل شبکه را تضمین می کند.
سوالات متداول
آیا ترانسفورماتورهای قدرت برق تولید می کنند؟
خیر. آنها انرژی را از یک منبع الکتریکی به مدار یا سطح سیستم دیگر منتقل می کنند. خروجی آنها از ورودی با تلفات در عملیات واقعی تامین می شود.
آیا هر پست از همان پیکربندی ترانسفورماتور استفاده می کند؟
خیر. اتصال شبکه مورد نیاز، ولتاژها، ظرفیت، وظیفه و شرایط نصب متفاوت است. از طرح پروژه برای ایجاد پیکربندی صحیح استفاده کنید.
آیا ترانسفورماتور می تواند تعویض دنده سوئیچ را بگیرد؟
خیر. تبدیل ولتاژ و سوئیچینگ مدار یا حفاظت عملکردهای متفاوتی هستند. ایستگاه کامل به دستگاه ها و هماهنگی های مشخص شده در طراحی آن نیاز دارد.
وظیفه سیستم را قبل از بسته تجهیزات تعریف کنید
ترانسفورماتورهای قدرت باعث می شوند سطوح مختلف ولتاژ در زنجیره تامین برق با هم کار کنند. نقش خاص آنها از موقعیت شبکه و نیاز پایین دست ناشی می شود. برای یک پروژه توزیع JSGK، نمودار تک خطی و الزامات الکتریکی خود را با JSGK به اشتراک بگذارید بنابراین ورودی های ترانسفورماتور پشتیبانی و محدوده تجهیزات اطراف را می توان با هم بررسی کرد.