چگونه هارمونیک‌های ولتاژ بر گرم شدن ترانسفورماتور توزیع H59 تأثیر می‌گذارد؟

تأثیر هارمونیک‌های ولتاژ بر افزایش دما در ترانسفورماتورهای توزیع H59

ترانسفورماتورهای توزیع H59 از مهم‌ترین تجهیزات در سیستم‌های برق هستند که عمدتاً وظیفه تبدیل الکتریسیته با ولتاژ بالا از شبکه به ولتاژ پایین مورد نیاز مصرف‌کنندگان را بر عهده دارند. با این حال، سیستم‌های برق شامل بارهای غیرخطی و منابع متعددی هستند که هارمونیک‌های ولتاژ را معرفی می‌کنند و عملکرد ترانسفورماتورهای توزیع H59 را به طور منفی تحت تأثیر قرار می‌دهند. این مقاله به طور دقیق تأثیر هارمونیک‌های ولتاژ بر افزایش دما در ترانسفورماتورهای توزیع H59 را بررسی خواهد کرد.

ابتدا باید مشخص شود که هارمونیک‌های ولتاژ چیست. منابع برق، تجهیزات و بارهای غیرخطی در سیستم‌های برق باعث اعوجاج در موج‌های جریان و ولتاژ می‌شوند که به نوبه خود مولفه‌های هارمونیکی فراتر از فرکانس بنیادی را ایجاد می‌کنند. هارمونیک‌های ولتاژ به مولفه‌های هارمونیکی در موج ولتاژ اشاره دارد که فرکانس آن‌ها مضرب صحیح فرکانس بنیادی است. هارمونیک‌های ولتاژ باعث هارمونیک‌های جریان می‌شوند که به نوبه خود عملکرد طبیعی تجهیزات برق را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

برای ترانسفورماتورهای توزیع H59، هارمونیک‌های ولتاژ چند تأثیر اصلی دارند:

اولاً، هارمونیک‌های ولتاژ زیان‌های ترانسفورماتور را افزایش می‌دهند. ولتاژهای هارمونیکی باعث ایجاد زیان‌های اضافی فولادی و مسی در ترانسفورماتور می‌شوند که منجر به افزایش دما می‌گردد. وجود ولتاژهای هارمونیکی مدار مغناطیسی ترانسفورماتور را اعوجاج می‌دهد و منجر به توزیع نامتجانس چگالی مغناطیسی و افزایش زیان‌های فولادی می‌شود. علاوه بر این، جریان‌های هارمونیکی که از سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور می‌گذرند، زیان‌های مقاومتی اضافی یعنی زیان‌های مسی را ایجاد می‌کنند. این زیان‌های اضافی به گرمایی تبدیل می‌شوند و دما را افزایش می‌دهند.

ثانیاً، هارمونیک‌های ولتاژ سر و صدای ترانسفورماتور را افزایش می‌دهند. نیروهای الکترومغناطیسی در ترانسفورماتور از تغییرات میدان مغناطیسی ناشی می‌شوند. هارمونیک‌های ولتاژ این تغییرات میدان مغناطیسی را پیچیده‌تر می‌کنند و به نوبه خود ارتعاشات مکانیکی و سر و صدای شنیدنی را تشدید می‌کنند. این سر و صدای نه تنها عملکرد ترانسفورماتور را تحت تأثیر قرار می‌دهد بلکه آلودگی صوتی در محیط اطراف را نیز ایجاد می‌کند.

به علاوه، هارمونیک‌های ولتاژ می‌توانند پیری عایق ترانسفورماتور را تسریع کنند. ولتاژهای هارمونیکی توزیع نامساوی میدان الکتریکی در مواد عایق ترانسفورماتور را ایجاد می‌کنند و مناطقی از تمرکز بالای میدان الکتریکی را ایجاد می‌کنند. این امر منجر به پیری زودرس و تخریب عایق می‌شود. پیری عایق احتمال خرابی ترانسفورماتور را افزایش می‌دهد و حتی می‌تواند باعث تخلیه جزئی یا شکست دی‌الکتریک شود.

برای کاهش تأثیر هارمونیک‌های ولتاژ بر ترانسفورماتورهای توزیع، می‌توان از اقدامات زیر استفاده کرد:

اولاً، استفاده از بارهای غیرخطی را محدود کنید. بارهای غیرخطی یکی از منابع اصلی هارمونیک‌ها در شبکه‌های برق هستند؛ کاهش استفاده از آن‌ها به طور موثر تولید هارمونیک‌ها را کاهش می‌دهد.

ثانیاً، فیلترهای هارمونیک را نصب کنید. فیلترهای هارمونیک دستگاه‌های الکتریکی هستند که برای حذف جریان‌های هارمونیکی طراحی شده‌اند و به نوبه خود ولتاژهای هارمونیکی را کاهش می‌دهند. استفاده از فیلترهای هارمونیک می‌تواند تأثیر هارمونیک‌های ولتاژ بر ترانسفورماتورها را به طور قابل توجهی کاهش دهد.

ثالثاً، ظرفیت ترانسفورماتور توزیع را افزایش دهید. ظرفیت بزرگتر ترانسفورماتور موجب کاهش چگالی جریان می‌شود و به نوبه خود زیان‌های مسی و فولادی را کاهش می‌دهد و در نتیجه دما را کاهش می‌دهد.

در نهایت، نگهداری و بازرسی منظم ترانسفورماتور را انجام دهید. نظارت منظم بر دما، سر و صدا و دیگر پارامترهای عملیاتی امکان تشخیص به موقع مشکلات را فراهم می‌کند و امکان تعمیر و نگهداری به موقع را برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد و افزایش طول عمر کاری را فراهم می‌کند.

به طور خلاصه، هارمونیک‌های ولتاژ تأثیر قابل توجهی بر افزایش دما در ترانسفورماتورهای توزیع H59 دارند. آن‌ها زیان‌ها را افزایش می‌دهند، سطح سر و صدا را بالا می‌برند و خطر پیری عایق را افزایش می‌دهند. برای کاهش این تأثیرات منفی، اقداماتی مانند محدود کردن بارهای غیرخطی، نصب فیلترهای هارمونیک، افزایش ظرفیت ترانسفورماتور و انجام نگهداری و بازرسی منظم می‌توانند به طور مؤثر سطح هارمونیک‌های ولتاژ را کاهش دهند. این اقدامات به افزایش پایداری و قابلیت اطمینان ترانسفورماتورهای توزیع و افزایش طول عمر عملیاتی آن‌ها کمک می‌کنند.