داخل یک ترانسفورماتور قدرت چیست؟
در داخل یک ترانسفورماتور قدرت، بخش‌های فعال اصلی هسته مغناطیسی، سیم‌پیچ‌ها، عایق‌ها و اتصالات الکتریکی بین آنها هستند. هسته شار مغناطیسی متناوب را هدایت می کند، در حالی که سیم پیچ ها انرژی الکتریکی را از طریق القای الکترومغناطیسی منتقل می کنند. در یک ترانسفورماتور غوطه‌ور در روغن، این مجموعه فعال در یک مخزن با مایع عایق، بوش‌ها و آرایش خنک‌کننده قرار می‌گیرد. بسته به طراحی، تجهیزات تعویض شیر و نظارت نیز ممکن است نصب شوند.
همه ترانسفورماتورها ساختار یکسانی ندارند. ترانسفورماتورهای نوع خشک از عایق بندی و آرایش محفظه متفاوتی نسبت به واحدهای غوطه ور در روغن استفاده می کنند و تجهیزات اختیاری بر اساس درجه بندی و وظیفه متفاوت است. درک اجزاء به خریدار کمک می کند تا مشخصات الکتریکی را بخواند، اما پیکربندی هیچ واحد خاصی را تعیین نمی کند. برای پروژه های توزیع یکپارچه، JSGK یک نمای کلی ترانسفورماتور را به عنوان مرجع در کنار خانواده محصولات پست و تابلو برق خود ارائه می دهد، نه به عنوان اثبات تولید ترانسفورماتور مستقل.
هسته مغناطیسی: مسیری برای شار متناوب
هسته ترانسفورماتور یک مسیر مغناطیسی کم ریلکتانس را فراهم می کند که سیم پیچ ها را به هم متصل می کند. معمولاً از ورقه های عایق شده از مواد مغناطیسی ساخته می شود تا یک بلوک فلزی جامد. لایه‌بندی‌ها به محدود کردن تلفات جریان گردابی کمک می‌کنند که در غیر این صورت از تغییر شار مغناطیسی ناشی می‌شوند. هندسه هسته خاص، مواد و ساخت و ساز به طراحی ترانسفورماتور بستگی دارد.
هسته دارای اندام ها و یوغ هایی است که مدار مغناطیسی را تشکیل می دهند. نقش آن پشتیبانی از جفت الکترومغناطیسی است. این یک هادی الکتریکی نیست که مدار اولیه را مستقیماً به مدار ثانویه متصل کند. این تمایز مهم است زیرا یک ترانسفورماتور دو سیم پیچ معمولی انرژی را به صورت مغناطیسی منتقل می کند و در عین حال جداسازی عایق ایجاد شده توسط طراحی خود را حفظ می کند.
سیم پیچ های اولیه و ثانویه: جایی که ولتاژ تغییر می کند
سیم پیچ ها از هادی های عایق تشکیل شده اند که در اطراف هسته مغناطیسی قرار گرفته اند. هنگامی که یک ولتاژ متناوب به سیم پیچ ورودی اعمال می شود، تغییر شار باعث القای ولتاژ در سیم پیچ دیگر می شود. رابطه چرخش برای تبدیل ولتاژ مرکزی است، اگرچه عملیات عملی نیز به تلفات، تنظیم و طراحی کامل الکترومغناطیسی بستگی دارد.
در بسیاری از طرح‌ها، سیم‌پیچ‌های فشار قوی و ولتاژ پایین به‌طور فیزیکی برای کنترل فاصله‌های عایق، کوپلینگ، حذف حرارت و نیروهای مکانیکی مرتب شده‌اند. اتصالات سرب، پایانه های سیم پیچ را به اتصالات داخلی، بوش ها یا تجهیزات تعویض شیر در صورت لزوم می رساند. توضیح ساده «کویل‌های مسی داخل جعبه» عایق، پشتیبانی و ساختارهای اتصال مورد نیاز برای مجموعه فعال برای انجام عملکرد خود را از دست می‌دهد.
مواد هادی سیم پیچ، لایه بندی، آرایش و ویژگی های مقاومت در برابر اتصال کوتاه باید از اسناد طراحی سازنده خاص تأیید شود. شرح مولفه در اینجا یک نقشه ساخت داخلی برای هیچ ترانسفورماتور با مارک JSGK را نشان نمی دهد.
عایق داخلی پتانسیل های الکتریکی مختلف را از هم جدا می کند
عایق ترانسفورماتور پیچ ها را در یک سیم پیچ، سیم پیچ های مجاور و قطعات رسانا را در پتانسیل های الکتریکی مختلف جدا می کند. همچنین از فاصله بین هادی های فعال، هسته و سایر سازه ها پشتیبانی می کند. بسته به طراحی، عایق ممکن است از مواد جامد، موانع، جداکننده ها، مایع عایق و فاصله های کنترل شده استفاده کند.
سیستم عایق باید همراه با دما و شرایط عملیاتی درک شود. برای طراحی غوطه‌ور در روغن، مایع در کنار مواد عایق جامد، عملکردهای عایق الکتریکی و انتقال حرارت را انجام می‌دهد. یک واحد نوع خشک از ترکیب متفاوتی از عایق جامد و هوا یا سایر رسانه های خاص طراحی استفاده می کند. اینها خانواده های ساختمانی گسترده هستند، نه طرح های داخلی قابل تعویض.
مخزن و مایع عایق در طرح های غوطه ور در روغن
در یک ترانسفورماتور برق معمولی غوطه ور در روغن، یک مخزن فلزی مجموعه هسته و سیم پیچ و مایع عایق را در بر می گیرد. مخزن محفظه و حفاظت مکانیکی را فراهم می کند و ساختار آن با الزامات انبساط حرارتی، فشار، آب بندی و خنک کننده ادغام شده است.
این مایع هم نقش عایق و هم نقش انتقال حرارت را انجام می دهد. گرما را از قسمت های فعال به سمت سطوح خنک کننده یا سیستم خنک کننده متصل می برد. نوع مایع و سازگاری آن با مواد و شرایط عملیاتی باید برای طراحی خاص تایید شود. یک ترانسفورماتور نوع خشک همان آرایش مخزن اصلی پر از روغن را ندارد.
بوشینگ ها: اتصالات الکتریکی از طریق محفظه
یک بوش به یک هادی پر انرژی اجازه می دهد تا از داخل محفظه ترانسفورماتور زمینی عبور کند و در عین حال عایق الکتریکی لازم را حفظ کند. در یک واحد پر از روغن، بوش ها رابط های عایق بین سیم پیچ ها یا سرب های داخلی و سیستم قدرت خارجی را فراهم می کنند. رتبه بندی و ساخت آنها بر اساس ولتاژ و جریان کار متفاوت است.
برخی از طرح ها از انواع مختلف بوشینگ ها یا ترتیب ترمینال ها استفاده می کنند، بنابراین خریداران نباید تصور کنند که هر ترانسفورماتور اجزای مشابه خارجی را نشان می دهد. الزامات اتصال خارجی و ترخیص صحیح به نقشه تجهیزات و مشخصات پروژه تعلق دارد.
روی Changers Adjust the Effective Winding Turns ضربه بزنید
یک تپ چنجر از میان نقاط اتصال سیم پیچی انتخاب می کند تا نسبت چرخش موثر ترانسفورماتور و در نتیجه رابطه ولتاژ آن را تنظیم کند. برخی از طرح‌ها از تعویض شیر بدون انرژی استفاده می‌کنند که به شرایط خارج از سرویس مشخص شده نیاز دارد. برخی دیگر دارای یک تپ چنجر در بار هستند که طراحی شده است تا در حالی که ترانسفورماتور تحت شرایط تعریف شده روشن می ماند، کار کند.
اینها مکانیسم ها و وظایف عملیاتی متفاوتی هستند. وجود، مکان و نوع یک تپ چنجر باید برای ترانسفورماتور واقعی تأیید شود. همه ترانسفورماتورها از یک سیستم تعویض شیر استفاده نمی کنند و آگاهی از قطعات داخلی دستورالعملی برای کار یا سرویس آنها نیست.
اجزای خنک کننده حرارت را از مجموعه فعال حذف می کنند
تلفات هسته و سیم پیچ تولید گرما می کند. آرایش خنک کننده ترانسفورماتور آن گرما را منتقل می کند تا عملیات در محدوده حرارتی طراحی شده خود باقی بماند. یک واحد غوطه‌ور در روغن ممکن است از دیواره‌های مخزن، رادیاتورها، فن‌ها، پمپ‌ها یا تجهیزات خنک‌کننده جداگانه استفاده کند که بستگی به درجه بندی و روش خنک‌کننده دارد. هر واحدی شامل فن یا پمپ نیست.
در ترانسفورماتورهای نوع خشک، انتقال حرارت به عایق خاص و آرایش هوای خنک بستگی دارد که گاهی اوقات توسط فن ها کمک می شود. بنابراین، سیستم های غوطه ور در روغن و نوع خشک را نمی توان به سادگی با شمارش لوازم خنک کننده خارجی مقایسه کرد. وظیفه خنک کننده مشخص شده و محیط عملیاتی بر انتخاب حاکم است.
محافظ‌کنندگان، تنفس‌کننده‌ها و دستگاه‌های حفاظتی به طراحی وابسته هستند
برخی از ترانسفورماتورهای پر از مایع از یک مخزن محافظ برای سازگاری با تغییرات حجم مایع استفاده می کنند. بسته به ترتیب، یک تنفس ممکن است به مدیریت شرایط هوای ورودی به سیستم محافظ کمک کند. پیکربندی های دیگر از ساختار مهر و موم شده یا مهر و موم شده استفاده می کنند و آرایش محافظ یکسانی ندارند.
لوازم جانبی حفاظت و نظارت می تواند شامل اندازه گیری دما، دستگاه های مربوط به فشار، نشانگر سطح روغن و حفاظت از گاز در طرح هایی باشد که آن دستگاه ها مناسب هستند. وجود آنها جهانی نیست. خریداران باید لیست تجهیزات تایید شده و شماتیک را بخوانند نه اینکه فرض کنند برش کتاب درسی نمایش کاملی از هر ترانسفورماتور است.
ترانسفورماتورهای نوع خشک در مقابل ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن: چه چیزی در داخل متفاوت است؟
هسته مغناطیسی و سیم پیچ ها برای هر دو خانواده مرکزی هستند، اما عایق، محفظه و خنک کننده به طور قابل توجهی متفاوت هستند. مقایسه زیر مفاهیم معمولی را به جای مشخصات خاص مدل توصیف می کند.
| ویژگی | طراحی از نوع خشک | طراحی غوطه ور در روغن |
|---|---|---|
| هسته مغناطیسی | حاضر شود | حاضر شود |
| سیم پیچ | در حال حاضر، عایق بندی شده با توجه به طراحی | در حال حاضر، در سیستم عایق جامد / مایع |
| عایق و محیط خنک کننده | عایق جامد و آرایش خنک کننده مرتبط با هوا | عایق جامد به اضافه مایع عایق |
| مخزن اصلی پر از روغن | بخشی از ساخت و ساز معمولی نوع خشک نیست | معمولی |
| رادیاتور / کولر مایع | نه آرایش معمولی خنک کننده روغن | ممکن است بسته به رتبه بندی وجود داشته باشد |
| محافظ | در مفهوم محافظ روغن کاربرد ندارد | بستگی به طراحی مهر و موم شده یا نوع محافظ دارد |
مرور کلی ترانسفورماتور JSGK خانواده های نوع خشک و غوطه ور در روغن را برای انتخاب پروژه مورد بحث قرار می دهد. باید به عنوان یک مرجع پشتیبانی برای یک سیستم الکتریکی یکپارچه خوانده شود. شواهدی وجود ندارد که هر ساختار ترانسفورماتور در این مقایسه یک پیشنهاد تولیدی تایید شده JSGK باشد.
خریداران فراتر از قطعات داخلی چه چیزی را باید تایید کنند؟
درک اجزای ترانسفورماتور به تفسیر یک مشخصات کمک می کند، اما درخواست نقل قول را تکمیل نمی کند. برای یک پروژه پست یا توزیع، خریداران به طور کلی باید تعریف کنند:
- ظرفیت نامی و ولتاژهای اولیه/ثانویه مورد نیاز.
- فرکانس سیستم و آرایش فاز.
- الزامات امپدانس و تنظیم ولتاژ در مواردی که مشخص شده است.
- الزامات عایق، دما و سرمایش.
- محیط نصب و محدودیت فضا.
- تجهیزات قابل اجرا و استانداردهای پروژه.
- ترتیب اتصال، پایانه ها و رابط های کابل.
- واسط های نظارت و حفاظت مورد نیاز
- نمودار تک خطی و هماهنگی با تابلو برق بالادست/پایین دست.
- مدارک و الزامات تایید برای تجهیزات پیشنهادی.
در یک ایستگاه یکپارچه، انتخاب ترانسفورماتور باید با سیستم اطراف آن هماهنگ باشد. ترانسفورماتور ولتاژ را تغییر می دهد. تابلو برق مرتبط مدارهای متصل را کنترل و محافظت می کند. محفظه و چیدمان کابل باید اجازه نصب و نگهداری تجهیزات تایید شده را بدهد. JSGK پست از نوع جعبه ای مسیر یک زمینه پروژه مرتبط را فراهم می کند، در حالی که آن است کاتالوگ تجهیزات الکتریکی خانواده های محصولات توزیع مرتبط را نشان می دهد.
به طور خلاصه، یک ترانسفورماتور قدرت شامل یک هسته، سیم پیچ، عایق و اتصالات، با خنک کننده، بوشینگ، تعویض شیر و لوازم جانبی محافظ بسته به نوع ساختمان است. درک این مؤلفه‌ها به تعریف مواردی که باید تأیید شوند کمک می‌کند، نه اینکه هر واحد به طور خودکار شامل چه چیزی است. خریداران پروژه می توانند در مورد مشخصات ترانسفورماتور و پست با JSGK صحبت کنید با تامین نیازهای ولتاژ، ظرفیت، نصب، اتصال و رابط سیستم.