کاربرد ترانسفورماتورهای جعبه‌ای در شبکه‌های توزیع

اصول برقی و ساختار تراکم‌های پاد-نصب شده

نمودار الکتریکی تراکم‌های پاد-نصب شده در شکل ۱ نشان داده شده است.

ساختار ترکیبی:

یک تراکم‌گاه ترکیبی آمریکایی-سبک پاد-نصب شده عمدتاً از یک ترانسفورماتور پاد-نصب شده تشکیل شده که به دو بخش جلو و عقب تقسیم می‌شود:

• بخش جلو (پنل کابل‌کشی): شامل بلاک‌های ترمینال ولتاژ بالا/پایین، کلید بار ولتاژ بالا، فیوز‌های قابل پلاگین، دستگیره عملیاتی تنظیم ولتاژ ولتاژ بالا، گیره فشار، گیره سطح روغن، گیره دماي روغن و غیره است.

• بخش عقب (خزانک و رادیاتورها): هسته، لایه‌بندی‌ها، کلید بار ولتاژ بالا و فیوز‌های قابل پلاگین را درون یک خزانک کاملاً مختوم شده قرار می‌دهد. بدنه ترانسفورماتور معمولاً طراحی هسته پنج‌پا سه‌فازی را اتخاذ می‌کند که می‌تواند یک هسته لوله‌ای یا لایه‌ای از صفحات فولادی سیلیکونی با کیفیت بالا یا آلیاژ بدون ساختار با کارایی بالا باشد. لایه‌بندی‌های ولتاژ پایین از ساختار فولادی استفاده می‌کنند که مقاومت ترانسفورماتور را در برابر کوتاه‌مداری، ضربه‌های گرمسیری و بار زیاد افزایش می‌دهد. گروه اتصال Dyn11 است.

• ساختار مختوم شده: طراحی کاملاً مختوم خزانک محافظت را تضمین می‌کند. کلیدهای بار تغذیه‌شده با روغن در انواع مختلف موجود هستند تا نیازهای سیستم‌های توزیع شعاعی یا حلقه‌ای را برآورده کنند.

حفاظت و ساختار تراکم‌های پاد-نصب شده آمریکایی-سبک

تراکم‌های پاد-نصب شده آمریکایی-سبک با یک سری از محافظ فیوز ذخیره‌ای و فیوز قابل پلاگین محافظت می‌شوند. محافظ فیوز ذخیره‌ای فقط در صورت بروز خطا در تراکم‌گاه پاد-نصب شده عمل می‌کند و خط ولتاژ بالا را محافظت می‌کند. فیوز قابل پلاگین با فیوز‌های دوگانه حساس، در صورت بروز خطاهاي کوتاه‌مداری، بار زیاد یا دماي روغن بالا در سمت ثانویه منفجر می‌شود. این روش محافظت اقتصادی، قابل اعتماد و آسان برای عملیات است.

طرفین ولتاژ بالا تراکم‌گاه پاد-نصب شده با جعبه‌های سوکتل، کانکتورهای سوکتل تک‌گذر و کانکتورهای کابلی نوع آرنج (کمان‌دار) که قادر به تحمل بار ۲۰۰ آمپر هستند، مجهز شده‌اند. قسمت‌های زنده در داخل عایق‌ها مختوم شده‌اند و یک ساختار کاملاً عایق‌دار را ایجاد می‌کنند که سطح ترمینال برقی نیست، امنیت شخصی را تضمین می‌کند. علاوه بر این، یک محافظ ضدبلایایی کامپوزیتی عایق‌دار معدنی می‌تواند روی جعبه سوکتل عایق‌دار آرنج نصب شود. این محافظ ضدبلایایی کاملاً محافظت شده، کاملاً عایق‌دار و قابل پلاگین است که امنیت را تضمین می‌کند و نصب آسان را فراهم می‌کند. دستگاه‌های جانبی مانند نمایشگرهای زنده و نمایشگرهای خطا نیز می‌توانند اضافه شوند.

ویژگی‌های ترانسفورماتورهای پاد-نصب شده

ترانسفورماتورهای پاد-نصب شده، یک نوع جدید از ترانسفورماتورهایی که در سال‌های اخیر به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته‌اند، با تأمین برق قابل اعتماد، ساختار منطقی، نصب سریع و انعطاف‌پذیر، عملیات آسان، حجم کوچک و هزینه کم مشخص می‌شوند. آنها می‌توانند هم در محیط خارجی و هم در محیط داخلی استفاده شوند و بنابراین در سناریوهای مختلفی مانند پارک‌های صنعتی، جوامع مسکونی، مراکز تجاری و ساختمان‌های بلندپایه به طور گسترده قابل استفاده هستند. در مقایسه با تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده داخلی، تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده آمریکایی-سبک دارای مزایا و ویژگی‌های زیر هستند:

• حجم کوچک: حجم آنها حدود یک سوم حجم تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده داخلی با ظرفیت مشابه است.

• کاملاً مختوم و عایق‌دار: با ساختار کاملاً مختوم و عایق‌دار، نیازی به فاصله عایقی ندارند و امنیت شخصی را تضمین می‌کنند و برای محیط‌های توزیع برق زیرزمینی مناسب هستند.

• کاربرد چندمنظوره: می‌توانند در کاربردهای حلقه‌ای و پایانه‌ای استفاده شوند، با تبدیل آسان و افزایش قابلیت اطمینان تأمین برق.

• قدرت بار زیاد قوی: می‌توانند بار زیاد ۲ برابر مقدار اسمی را برای ۲ ساعت یا ۱.۶ برابر برای ۷ ساعت تحمل کنند بدون اینکه عمر مفید آنها تحت تأثیر قرار گیرد.

• تلفات کم: تلفات آنها کمتر از تلفات ترانسفورماتورهای S₉-نوع داخلی است.

• کانکتورهای کابلی انعطاف‌پذیر: کانکتورهای کابلی می‌توانند بار جریان ۲۰۰ آمپر را تحمل کنند. در مواقع اضطراری، می‌توانند به عنوان کلیدهای بار عمل کنند و همچنین ویژگی‌های کلیدهای جداکننده را دارند که عملیات آسان و انعطاف‌پذیر را فراهم می‌کنند.

• حفاظت دوگانه فیوز: استفاده از حفاظت دوگانه فیوز هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد. فیوز‌های درون فیوز‌های قابل پلاگین دوگانه حساس (به دما و جریان) هستند.

• روغن با نقطه فلاش بالا: با استفاده از روغن با نقطه فلاش بالا (روغن R-TEMP با نقطه فلاش ۳۱۲ درجه سانتیگراد)، می‌توانند در داخل ساختمان‌ها قرار گیرند بدون اینکه خطر آتش‌سوزی وجود داشته باشد.

• مقاومت در برابر فرسایش: بدنه ترانسفورماتور برای مقاومت در برابر فرسایش طراحی شده و با رنگ خاصی پوشش داده شده است که آن را برای محیط‌های سخت مختلف، مانند مناطق با طوفان‌های مکرر و آلودگی بالا، مناسب می‌کند.

• عملکرد الکتریکی برتر: با استفاده از اتصال Δ/Υ و ساختار پنج‌پایه سه‌فاز، دارای مزایای برجسته‌ای مانند کیفیت ولتاژ بالا، نقاط میانی پایدار، عدم گرم شدن بدنه، سر و صدا کم و عملکرد محافظت در برابر برق‌آذری خوب هستند.

• صرفه‌جویی در زمین: معمولاً در نوارهای سبز قرار می‌گیرند و فضایی را که می‌توانست برای ساخت اتاق‌های توزیع برق استفاده شود صرفه‌جویی می‌کنند و به طور موثری استفاده از زمین را افزایش می‌دهند.

کاربردهای ترانسفورماتورهای پاد-نصب شده
انتخاب ترانسفورماتورهای پاد-نصب شده

• انتخاب ظرفیت: تعیین ظرفیت عواملی مانند بار، سرمایه‌گذاری، تلفات و عمر مفید را در بر می‌گیرد. معمولاً بر اساس تأمین بیشترین بار با حاشیه‌ای، مقایسه اقتصادی و فنی بین ترانسفورماتورهای با ظرفیت مشابه انجام می‌شود تا ترانسفورماتور توزیع با کمترین هزینه مالکیت کل انتخاب شود. ظرفیت‌های اسمی تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده آمریکایی-سبک شامل ۱۵۰، ۲۲۵، ۳۰۰، ۵۰۰، ۷۵۰، ۱۰۰۰، ۱۵۰۰ و ۲۰۰۰ کیلووات است.

• انتخاب نوع: تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده به دو نوع پایانه‌ای و حلقه‌ای تقسیم می‌شوند که عمدتاً توسط نوع کلید بار تعیین می‌شوند.

• مکان نصب: دو نوع روغن عایق‌دار در تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده وجود دارد. یکی روغن معدنی معمولی، مانند روغن ترانسفورماتور داخلی شماره ۲۵؛ و دیگری روغن R-TEMP (روغن با نقطه فلاش ۳۱۲ درجه سانتیگراد). تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده پر شده با روغن R-TEMP (با نشانه‌گذاری واضح در سمت ولتاژ پایین) می‌توانند در داخل ساختمان‌ها استفاده شوند، در حالی که آنها پر شده با روغن معمولی نمی‌توانند.

• سفارش‌سازی سمت ولتاژ پایین: تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده آمریکایی-سبک معمولاً حفاظت شاخه ولتاژ پایین و اندازه‌گیری را ندارند. اما می‌توان کلیدهای حفاظت شاخه، دستگاه‌های اندازه‌گیری و دستگاه‌های جبران‌کننده را بر اساس نیازهای کاربران در سمت ولتاژ پایین اضافه کرد.

مثال کاربرد مهندسی

یک واحد در منطقه شهری کونمینگ که ساختمان‌های مسکونی و اداری جدیدی دارد، یک ترانسفورماتور پاد-نصب شده از شرکت آمریکایی COOPER را انتخاب کرده است. مدل ترانسفورماتور PMT-LO-500 است با ظرفیت اسمی ۵۰۰ کیلووات و ولتاژ اسمی ۱۰ کیلوولت/۰.۴ کیلوولت. در سمت ولتاژ پایین، سه ترانسفورماتور جریان، یک ولتمتر، سه آمپرمتر و کلیدهای هوایی بار چهارراهی بر اساس نیازهای کاربران و بخش تأمین برق اضافه شده‌اند. جعبه‌های شاخه‌ای کاملاً عایق‌دار و بدون نگهداری COOPER که می‌توانند در هر محیط سختی مقاومت کنند و اجازه دهند که کابل‌ها به صورت بار‌دار متصل یا جدا شوند، در دو طرف تراکم‌گاه پاد-نصب شده نصب شده‌اند تا به هر ساختمان برق برسانند. تراکم‌گاه پاد-نصب شده و جعبه‌های شاخه‌ای در نوار سبز قرار گرفته‌اند و با محیط هماهنگی خوبی دارند. پس از بیش از یک سال عملیات، هم بخش تأمین برق و هم کاربران نتایج خوبی گزارش داده‌اند.

نکات استفاده

در انتخاب و استفاده از تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده، باید به نوع تراکم‌گاه پاد-نصب شده، نوع کلید بار و نیازهای کاربران برای مترهای ولتاژ پایین توجه کرد.

• نوع تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده: دو نوع حلقه‌ای و پایانه‌ای وجود دارد. برای تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده حلقه‌ای، کلید بار می‌تواند به تأمین برق ولتاژ بالا به سمت دیگر تغییر کند.

• نوع کلیدهای بار: کلیدهای بار به چند نوع تقسیم می‌شوند: ۲-موقعیتی، ۳-موقعیتی و ۴-موقعیتی. هر نوع موقعیتی چندین شکل دارد. به عنوان مثال، نوع ۴-موقعیتی شامل نوع T و Y است که هر دو می‌توانند برای تأمین دو منبع برق استفاده شوند. نوع T می‌تواند در تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده حلقه‌ای استفاده شود، در حالی که نوع Y فقط می‌تواند در تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده پایانه‌ای استفاده شود.

• بازرسی فیوز‌های قابل پلاگین در تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده جدید: در زمان بررسی فیوز‌های قابل پلاگین در تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده جدید، باید توجه داشت که آیا گیره فشار تراکم‌گاه پاد-نصب شده صفر نشان می‌دهد. اگر گیره فشار صفر نشان ندهد، ابتدا باید میله خروجی را برای خروج هوا تغییر داد و سپس فیوز‌ها را وصل یا جدا کرد. در غیر این صورت، روغن ترانسفورماتور ممکن است بیرون بپاشد.

نتیجه‌گیری

ترانسفورماتورهای پاد-نصب شده تجهیزات الکتریکی ضروری برای بازسازی شبکه‌های برق شهری، توسعه املاک و مستغلات و ساخت تأمین برق مسکونی هستند. تراکم‌گاه‌های پاد-نصب شده آمریکایی-سبک به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد و قیمت‌های مشابه با تراکم‌گاه‌های داخلی، انتخاب اول برای ترانسفورماتورهای توزیع برق شهری شده‌اند. با استفاده آسان و مزایای زیاد، آنها تحسین بالایی از جامعه و کاربران دریافت کرده‌اند و جهت توسعه زیرстанسیون‌های شهری کوچک شده‌اند.