فایل تحقیق : دانلود پروژه رشته برق درباره كاربرد ترانسفورمرها – قسمت دوم

دانلود پایان نامه

تلفات و بازدهي در ترانسها

بازدهي ترانسهاي توزيع و قدرت معمولاً بالاست و بين 95% تا 99% می باشد . محاسبه بازدهي براي ترانس بطور مستقيم ( يعني اندازه گيري توان مؤثر خروجي به توان مؤثر ورودي ) ، به دليل خطا در اقدام اندازه گيري توانها سبب بروز استباه بزرگي در تخمين بازدهي آن مي گردد و از اينرو بازدهي ترانس ، معمولاً به روش غير مستقيم محاسبه مي گردد . در اين روش ، توان ورودي به ترانس ، توسط مجموع توان خروجي و توان تلف شده بيان مي گردد . تلفات توان از دو قسمت اساسي يعني تلفات مسي و تلفات هسته (هيستريز و جريان گردابي) تشكيل مي گردد . بر حسب عناصر مدار معادل ، بخش حقيقي شاخه تحريك نمايانگر تلفات هسته و بخش حقيقي مقاومت ظاهري تنشي معادل ، نمايانگر تلفات مسي می باشد .

نکته مهم : برای بهره گیری از متن کامل پژوهش یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و پژوهش دانشگاهی در رشته های مختلف می باشد که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

براي فركانس مشخص ، تلفات هسته تقريباً با مجذور ولتاژ القايي ورودي ( 12E) متناسب می باشد ، اما 1I ، 1Ze1V = 1E می باشد و بنابراين در بار القايي ، افزايش بار موجب كاهش 1E و در بار خازني ، موجب افزايش 1E مي گردد . اگر تغييرات بار در حد معمول باشد ، نيرو محركه الكتريكي بين يك تا چهار درصد تغيير مي كند و از اينرو تغييرات تلفات هسته كمتر از هشت درصد مي گردد كه قابل چشم پوشي می باشد . همچنين در بار القايي ، جريان ورودي افزايش يافته و تلفات مسي زياد مي گردد و در بار خازني ، بر عكس ، تلفات مسي كاهش مي يابد . بنابراين تغييرات تلفات هسته و تلفات مسي با تغيير بار در دو سمت مخالف می باشد كه يكديگر را جبران مي كنند .

علاوه بر تلفات اهمي و هسته اي ، دو تلفات ديگر به نام هاي تلفات بار سرگردان و تلفات عايقي در ترانسها وجود دارند كه معمولاً به دليل كوچكي قابل چشم پوشي هستند . تلفات بار سرگردان عبارت از تلفات جريان گردابي در هاديها ، قاب ( تانك ) و … می باشد . تلفات عايقي نيز عبارت از تلفات در مواد عايقي ترانس يعني روغن و مواد جامد عايقي در ترانسهاي فشار قوي می باشد .

ترانسهاي سه فاز

توان الكتريكي در مقياس وسيع ، عملاً سه فاز و ولتاژهاي توليد شده حدود 33 كيلووات می باشد . انتقال اين توان نسبت به بعد مسافت بين توليد و توزيع ، در ولتاژهاي بالاي 132 كيلووات تا 1000 كيلووات انجام مي گيرد . براي نيل به اين هدف به ترانسهاي سه فاز احتياج می باشد تا ولتاژ توليد شده را به مقدار ولتاژ خط انتقال افزايش دهند . همچنين در محلهاي توزيع بار ، انتقال به حدود 63000 ، 20000 ، 11000 ولت كاهش يافته و در بيشتر مصرف كننده ها ولتاژ توزيع به ولتاژهاي مصرف مانند 110 و 220 ولت ( 380 ولت خط به خط ) كاهش مي يابند . اين تغييرات ولتاژ سه فاز را مي توان هم توسط سه ترانس مشابه تكفاز ( استاندارد آمريكايي ، گروه ترانس سه فاز ) و هم توسط يك ترانس سه فاز ( استاندارد اروپايي ، ترانس سه فاز تك هسته ) انجام داد .

ترانس سه فاز در حقيقت سه ترانس پيچيده شده به دور يك هسته مشترك ، سه هسته 120 دره از هم فاصله دارند و يك ستوان از هر هسته با يكديگر در تماس هستند . ستون مركزي كه از اين سه ستون تشكيل شده می باشد حامل فوران ايجاد شده توسط جريانهاي سه فاز می باشد . از آنجا كه در يك سيستم متقارن مجموع سه فوران ، در ستون مركزي صفر می باشد بنابراين بدون هيچ اشكالي مي توان آنرا حذف نمود ( مانند حذف سيم خنثي در سيستم سه فازه ) . در اين حالت فوران فازها مسيرهاي مشتركي را طي مي كنند .

ترانسفورمري كه داراي چنين هسته اي باشد در آغاز مورد بهره گیری قرار مي گرفت ولي به دليل دست و پا گيري آن ، با كمي تغيير مي توان آن را به صورت غير متقارن و يا در اصطلاح به صورت معمولي ساخت . با قرار گرفتن ستونها در يك صفحه بازدارندگي مغناطيسي ديده شده از هر ستون كاري ، بيش از سازدارندگي ديده شده از ستون وسط گرديده كه اين حالت باعث بروز يك عدم تقارن در جريانهاي بي باري سه ترانس خواهد گردید . اين عدم تقارن در حالت بازداري قابل چشم پوشي می باشد و با انتخاب سطح مقطعهاي كوچك براي پايه هاي عمودي و سطح مقطعه اي بزرگ براي شاخه هاي افقي مي توان از اهميت آن كاست . در بعضي موارد نيز به جاي اين ترانس از ترانس پنج شاخه بهره گیری مي كنند . ترانسهاي سه فاز همانند ترانسهاي تك فاز در دو نوع هسته اي و صدفي ساخته مي شوند . مزاياي اصلي يك ترانس سه فاز در مقايسه با سه ترانس تك فاز عبارتند از :

  1. ترانس سه فاز به مواد اوليه كمتري براي ساخت هسته نياز دارد ( با توان نامي مساوي ) .
  2. ترانس سه فاز ، كم حجم تر و سبكتر می باشد ( با توان نامي مساوي ) .
  3. از نظر هزينه ، ترانس سه فاز تقريباً 15% ارزان تر تمام مي گردد .
  4. براي سيم پيچي ، اتصالات و عايق بندي و مخزن روغن ، ترانسهاي سه فاز به مواد كمتري نياز دارند .
  5. شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     
  6. بازدهي بالاتر می باشد .

نقص اصلي ترانس سه فاز ، انعطاف ناپذيري آن می باشد . به عنوان مثال ، يك ترانس تك فاز از سه ترانس تك فاز ، ممكن می باشد مقدار توان نامي بالاتري نسبت به دوتاي ديگر جهت تغذيه يك بار نا متعادل داشته باشد . همچنين در صورت خرابي يكي از فازها ، تمام ترانس سه فاز بايد جهت تعمير از خط خارج گردد . در حاليكه براي سه ترانس تك فاز ، اگر يكي از ترانسها از خط خارج گردد ، سيستم هنوز مي تواند به صورت مثلث باز ( V-V ) با ظرفيت كمتر به كار خود ادامه دهد و يا اينكه مي توان به جاي ترانس معيوب ترانس سالم يدكي كار گذاشت .

در حال حاضر به دلايل بهبود ساختمان ترانس سه فاز و وجود وسايل حفاظتي بهتر پیش روی ازدياد ولتاژ و مشكل اتصال كوتاه ، ترانسها خيلي دير هراب مي شوند . از اينرو به استثناي مدارهاي توزيع كه هم به تغذيه بار تك فاز و هم به سه فاز احتياج می باشد در تأسيسات جديد از سه ترانس تك فاز به ندرت بهره گیری مي گردد . البته تصميم گيري درمورد بهره گیری از ترانس سه فاز و يا سه ترانس تك فاز به كشور و نوع بهره گیری در سيستم بستگي دارد . ناگفته نماند كه واكاري اين دو نوع سيستم يكسان می باشد و كيلوولت آمپر اسمي ترانس سه فاز سه برابر توان ظاهري هر فاز می باشد .

در انتقال ولتاژ سه فاز و همچنين در بهره گیری از ترانس به عنوان تغيير دهنده تعداد فاز در يك سيستم چند فاز ، اتصالهاي متنوعي امكان پذير می باشد كه انواع معمولي آن ستاره – ستاره ( Y -Y ) ، مثلث – مثلث ( ) ، ستاره – مثلث ( ) ، مثلث – ستاره ( ) ، مثلث باز ( V-V ) ، تي – تي ( T-T ) و اتصال اسكات می باشد . مزايا و كمبودهاي هر اتصال ، پس از اين مورد مطالعه قرار مي گيرند .

اتصال ستاره – ستاره ( Y -Y )

اگر نسبت انتقال 1a> فرض گردد ( ترانس كاهنده ) مقدار ولتاژ خط به خنثي بر روي ثانويه (3     VL/a ) می باشد . اگر جريان خط بر روي اوليه I باشد كه همان جريان فاز يا سيم پيچ می باشد ، جريان خط روي ثانويه aI خواهد بود . به گونه كلي در اين اتصال مي توان گفت كه :

لازم به يادآوري می باشد كه اتصالات ترانسها بايد با قطب اورد درست انجام پذيرد . به عنوان مثال فرض كنيد ترانس I با قطب آورد وارون در اوليه بسته شده باشد و اتصالهاي خروجي بدون تغيير بماند . ولتاژهاي فاز ورودي همانهايي می باشد كه از منبع تغذيه گرفته مي شوند و بنابراين تغييري نمي كنند . اما اكنون ولتاژ خروجي ترانس I به جاي 2X به 1X از 1X به 2X می باشد و نسبت به حالت قبل 180 درجه چرخيده و در نتيجه يك سيستم سه فاز متقارن روي خروجي نخواهيم داشت .

كمبودهاي سيستم ستاره ستاره عبارتند از :

آ) اگر بار روي ترانس سه فاز نامتعادل باشد ، ولتاژ فازهاي ترانس نامتعادل مي گردد .

ب) مشكلات ناشي از متناسب سوم

اتصال مثلث – مثلث ( )

ولتاژهاي القا شده در خروجي با هم سري هستند و بر حلقة بسته اي متشكل از سه كلاف خروجي اقدام مي كنند . با داشتن سه ترانس يكسان و اعمال يك سيستم متقارن سه فاز روي ورودي ، ولتاژهاي خروجي كاملاً با هم مساوي شده و اختلاف فازشان با هم نيز 120 درجه خواهد بود . مجموع اين سه ولتاژ ، صفر می باشد و در بي باري هيچ جرياني در كلافهاي خروجي به گردش در نمي آيد . با يكسان نبودن نسبت ولتاژها و يا وجود اختلاف فاز بين ورودي و خروجي ( و يا وجود هر دو حالت ) ولتاژ خروجي برآيند غير صفر در حلقه بسته به وجود مي آيد كه سبب به گردش در آمدن جريان در خروجي ترانسها حتي در غيبت بار مي گردد . تحت شرايط عادي اين جريان قابل چشم پوشي می باشد . اما اگر ترانسها با قطب اورد درست بسته نشوند در اين صورت حتي با وجود ترانسهاي يكسان ، جريان گردشي سنگيني به وجود مي آيد كه سبب خرابي همه ترانسها مي گردد .

اتصال ستاره – مثلث ( )

كاربرد اصلي اين اتصال در پستهاي فرعي انتهايي خطوط انتقال براي كاهش و توزيع ولتاژ به بار می باشد . در اين نوع اتصال هم مزيتهاي مخصوص اتصال مثلث و هم اتصال ستاره مورد بهره برداري قرار مي گيرد. كلافهاي فشار قوي به صورت ستاره به خطوط انتقال متصل مي گردند . بنابراين فشار وارد بر هر كلاف تنها 577/0 ولتاژ خط می باشد . بار فشار ضعيف به خروجي مثلث شكل ، وصل می باشد كه در نتيجه جريان خروجي هر كلاف ، 577/0 جريان خط ( بار ) خواهد گردید . در اين سيستم بر عكس اتصالات ستاره – ستاره و مثلث – مثلث ، نسبت ولتاژهاي خط ( ورودي به خروجي ) با نسبت دورهاي كلاف متفاوت می باشد .

اتصال مثلث – ستاره ( )

مانند اتصال ستاره – مثلث ، بين ولتاژهاي خط ورودي و خروجي جابجايي فاز 30 درجه موجود می باشد ، از اينرو موازي كردن يك چنين مجموعه اي با ترانسهاي ستاره – ستاره و يا مثلث – ستاره غير ممكن می باشد حتي اگر نسبت ولتاژها بطور صحيح تنظيم شده باشد . همانطور كه قبلاً هم ملاحظه كرده ايد نسبت تبديل فازي در ترانسهاي سه فاز ، برابر نسبت تبديل دورها می باشد اما نسبت ولتاژهاي خط بستگي به اتصال به كار برده شده دارد .

گروههاي اتصال در ترانسهاي سه فازه

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

ترانسهاي سه فاز را با در نظر داشتن اختلاف فاز بين ولتاژهاي خط اوليه و ثانويه گروه بندي مي نمايند . اهميت شناخت گروههاي اتصال در ترانس سه فاز از آنجاست كه در زمان موازي كردن ترانسها با هم علاوه بر مساوي بودن فركانسها و ولتاژ فازهاي نظير در ترانسها ، بايد دو فاز از نظر زاويه نيز بر هم منطبق باشند . به عبارت ديگر ، فيزور فازهاي نظير بايد كاملاً بر هم منطبق گردند . به همين علت ، تنها نشان دادن شيوه اتصال سيم پيچهاي اوليه و ثانويه در يك ترانس سه فاز كافي نيست بلكه بايد اختلاف فاز بين ولتاژهاي خط اوليه و ثانويه ترانس نيز مشخص باشد .

این نوشته در صنایع ارسال شده است. افزودن پیوند یکتا به علاقه‌مندی‌ها.

دیدگاهتان را بنویسید