شبديز

تحويل

محمد رضا روانبد شيرازي — Tue, 20 Jun 2006 11:43:00 GMT

ساعت تحويل وبلاگ11:03

ترانسفورماتور

محمد رضا روانبد شيرازي — Sat, 17 Jun 2006 21:27:00 GMT

قسمت اعظم انرژي الکتريکي مورد نياز انسان در تمام کشورهاي جهان ، توسط مراکز توليد مانند نيروگاههاي بخاري ، آبي و هسته‌اي توليد مي‌شود. اين مراکز داراي توربينها و آلترناتيوهاي سه فاز هستند و ولتاژي که بوسيله ژنراتورها توليد مي‌شود، بايد تا ميزاني که مقرون به صرفه باشد جهت انتقال بالا برده شود. گاهي چندين مرکز توليد بوسيله شبکه‌اي به هم مرتبط مي‌شوند تا انرژي الکتريکي مورد نياز را بطور مداوم و به مقدار کافي در شهرها و نواحي مختلف توزيع کنند.

در محلهاي توزيع براي اينکه ولتاژ قابل استفاده براي مصارف عمومي و کارخانجات باشد، بايد ولتاژ پايين آورده شود. اين افزايش و کاهش ولتاژ توسط ترانسفورماتور انجام مي‌شود. بديهي است توزيع انرژي بين تمام مصرف کننده‌هاي يک شهر از مرکز توزيع اصلي امکانپذير نيست و مستلزم هزينه و افت ولتاژ زيادي خواهد بود. لذا هر مرکز اصلي به چندين مرکز يا پست کوچکتر (پستهاي داخل شهري) و هر پست نيز به چندين محل توزيع کوچکتر (پست منطقه‌اي) تقسيم مي‌شود. هر کدام از اين مراکز به نوبه خود از ترانسهاي توزيع و تبديل ولتاژ استفاده مي‌کنند.

بطور کلي در خانواده و توزيع انرژي الکتریکی ، ترانسفورماتورها از ارکان و اعضای اصلی هستند و اهمیت آنها کمتر از خطوط انتقال و یا مولدهای نیرو نیست. خوشبختانه به دلیل وجود حداقل وسایل دینامیکی در آنها کمتر با مشکل و آسیب پذیری روبرو هستند. مسلما‌ این به آن معنی نیست که می‌توان از توجه به حفاظتها و سرویس و نگهداری آنها غفلت کرد. در این مقاله نخست مختصری از تئوری و تعاریفی از انواع ترانسفورماتورها بیان می‌شود، سپس نقش ترانسفورماتورها در شبکه تولید و توزیع نیرو و در نهایت شرحی در مورد سرویس و تعمیر ترانسها ارائه می‌شود.

تئوری و تعاریفی از ترانسفورماتورها

ترانسفورماتورها به زبان ساده و شکل اولیه وسیله‌ای است که تشکیل شده از دو مجموعه سیم پیچ اولیه و ثانویه که در میدان مغناطیسی و اطراف ورقه‌هایی از آهن مخصوص به نام هسته ترانسفورماتور قرار می‌گیرند. مقره‌ها یا بوشینگها یا ایزولاتورها و بالاخره ظرف یا محفظه ترانسفورماتور.
کار ترانسفورماتورها بر اساس انتقال انرژی الکتریکی از سیستمی با یک ولتاژ و جریان معین به سیستم دیگری با ولتاژ و جریان دیگر است. به عبارت دیگر ترانسفورماتور دستگاهی است استاتیکی که در یک میدان مغناطیسی جریان و فشار الکتریکی را بین دو سیم پیچ یا بیشتر با همان فرکانس و تغییر اندازه یکسان منتقل می‌کند.

انواع ترانسفورماتورها

سازندگان و استانداردها در کشورهای مختلف هر یک به نحوی ترانسفورماتورها را تقسیم بندی کرده و تعاریفی برای درجه بندی آنها ارائه داده‌اند. برخی ترانسها را بنا بر موارد و ترتیب بهره برداری آنها متفاوت شناخته‌اند، مانند ترانسهای انتقال قدرت ، اتو ترانس و یا ترانسهای تقویتی و گروهی از ترانسها را به غیر از ترانسفورماتور اینسترومنتی(ترانس جریان و ولتاژ) ، ترانس قدرت می‌نامند و اصطلاحا ترانس قدرت را آنهایی می‌دانند که در سمت ثانویه آنها فشار الکتریکی تولید می‌شود.

این نوع تقسیم بندی در عمل دامنه وسیعی را در بر می‌گیرد که در یک طرف آن ترانسفورماتورهای کوچک و قابل حمل با ولتاژ ضعیف برای لامپهای دستی و مشابه آن قرار می‌گیرند و طرف دیگر شامل ترانسهای خیلی بزرگ برای تبدیل ولتاژ خروجی ژنراتور به ولتاژ شبکه و خطوط انتقال نیرو است. در بین این دو اندازه (حد متوسط) ترانسهای توزیع و یا انتقال در مؤسسات الکتریکی و ترانسهای تبدیل به ولتاژهای استاندارد قرار دارند.

ترانسها اغلب به صورت هسته‌ای یا جداری طراحی می‌شوند. در نوع هسته‌ای در هر یک از سیم پیچها شامل نیمی از سیم پیچ فشار ضعیف و نیمی از سیم پیچ فشار قوی هستند و هر کدام روی یک بازوی هسته‌ای قرار دارند. در نوع جداری ، سیم پیچها روی یک هسته پیچیده شده‌اند و نصف مدار فلزی مغناطیسی از یک طرف و نصف دیگر از طرف هسته بسته می‌شود.
در اکثر اوقات نوع جداری برای ولتاژ ضعیف و خروجی بزرگ و نوع هسته‌ای برای ولتاژ قوی و خروجی کوچک بکار می‌روند (بصورت سه فاز یا یک فاز).

ترانسهای تغذیه و قدرت مانند ترانس اصلی نیروگاه ترانس توزیع و اتو ترانسفورماتور ، ترانسفورماتورهای قدرت معمولا سه فاز هستند، اما گاهی ممکن است در قدرتهای بالا به دلیل حجم و وزن زیاد و مشکل حمل و نقل از سه عدد ترانس تک فاز استفاده کنند. ترانسهای صنعتی مانند ترانسهای جوشکاری ، ترانسهای راه اندازی و ترانسهای مبدل ترانس برای سیستمهای کشش و جذب که در راه آهن و قطارهای الکتریکی بکار می‌رود. ترانسهای مخصوص آزمایش ،‌ اندازه گیری ، حفاظت مصارف الکتریکی و غیره.

توان

محمد رضا روانبد شيرازي — Sat, 17 Jun 2006 20:47:00 GMT

توان الکتريکي در يک مقاومت چگونه است ؟

توان در مقاومت همواره بصورت مصرفي است . به اين معني که مقاومت در يک مدار هميشه توان را مصرف مي کند . اين توان بصورت حرارت خود را نشان مي دهد که مقدار آن تابع مستقيم مجذور جريان عبوري از ان است .

منحني تغييرات توان در مقاومت در جريان AC چگونه است ؟

در جريان AC که شکل موج بصورت سينوسي است ولتاپ و جريان همفا ز مي باشند در نتيجه حاصل ضرب ايندو همواره داراي يک علامت است ( توان هميشه در مقاومت مثبت مي باشد ) به شکل 1 توجه کنيد .

در يک سلف خالص توان چگونه است ؟

در جريان dc سلف فقط در حين قطع و صل جريان از خود عکس العمل نشان مي دهد اما ÷س از جاري شدن جريان همانند يک مقاومت سيمي عمل مي کند . اما در جريان ac سلف مطابق قانون لنز در برابر تغييرات جريان يک نيروي ضد محرکه ايجاد مي کند که خود را بصورت عکسالعملي در برابر تغيير جريان نشان مي دهد . بنابراين در سلف جريان و ولتاپ همفاز نبوده بلکه جريان 90 درجه نسبت به ولتاژ ÷س فاز است . اين موضوع در توان يک سلف خود را بصورت توانهاي مثبت و منفي نشان مي دهد . ( شکل 2 ) بعبارت ديگر سلف در يک سيکل از جريان يا ولتاژ داراي دو سيکل بوده که در اين دو سيکل هنگام توان مثبت از شبکه بار مي شود و در توان منفي به شبکه انرژي پس مي دهد .

با اين اوصاف سلف در مدار توان مصرفي ندارد اين موضوع را چگونه توضيح مي دهيد ؟

در حالت تئوري محض اين قضيه کاملا درست است و وفقط در زمان اتصال مدار سلف از شبکه جريان مي کشد . اما در عمل اتفاقي که روي مي دهد اتلاف انرپي در مسير عبور جريان به سلف است . به اين معني که سلف بخشي از تواني را که مي خواهد به شبکه پس بدهد بصورت حرارت در مسير عبور آن هدر می دهد .

چرا از سلف در مدارات استفاده می شود ؟

هیچگاه در برق تفکیک الکتریسیته از مغناطیس امکان پذیر نیست . هر جا الکتریسته وجود دارد ردی از مغناطسی هم وجود دارد . همچنین در تمامی وسایلی که در آنها از سیم پیچ استفاده می شود ( مانند الکتروموتورها – مولدها و ترانسها ) اثر سلفی مدار وجود دارد . نمی توان کار دستگاههای ذکر شده را بدون تصور خاصیت سلفی ممکن دانست . پس سلف و خاصیت آن را نمی توان از بین برد .

توان اکتیو و راکتیو به چه معنا است ؟

توانی که از شبکه کشیده می شود توان راکتیو نام دارد . این توان در مقاومت بیشترین مقدار خود را دارد . توانی که در یک مدار سلفی خالص بین سلف و شبکه تبادل می شود توان راکتیو است . این توان برای انجام کار سلف ضروری است اما با زگشت آن به شبکه بار ان را زیاد می کند .