نکات کلیدی در مشخصات ترانسفورماتور

به عنوان یک متخصص در تدوین مشخصات فنی برای ترانسفورماتورهای برق، می‌دانم که تعریف این مشخصات مرحله‌ای حیاتی برای تضمین قابلیت اطمینان، کارایی و رعایت استانداردهای بین‌المللی مانند IEC 60076 است. یک مشخصات جامع باید تمام پارامترها را به طور واضح بیان کند تا از ناکارآمدی عملیاتی، اختلافات فنی و خرابی‌های بالقوه جلوگیری شود. در ادامه، از دیدگاه حرفه‌ای من، ملاحظات اصلی در تدوین مشخصات و انتخاب پارامترهای کلیدی آورده شده است.

I. تعیین توان اسمی و سطوح ولتاژ

تعریف دقیق توان اسمی و سطوح ولتاژ بنیادی در توسعه مشخصات است. ما باید براساس نیازهای واقعی یک توان اسمی مناسب (در MVA یا kVA) تنظیم کنیم تا ترانسفورماتور بتواند بار مورد انتظار را بدون زیان‌های مازاد یا گرم شدن بیش از حد تحمل کند. در عین حال، ما سطوح ولتاژ اولیه و ثانویه را به طور واضح تعریف می‌کنیم تا با نیازهای سیستم همخوانی داشته باشد و سناریوی استفاده از ترانسفورماتور (انتقال، توزیع یا صنعتی) را مشخص می‌کنیم تا ولتاژ اسمی با طراحی سیستم هماهنگ باشد.

II. کنترل عملکرد عایق و دی‌الکتریک

سطح عایق و مقاومت دی‌الکتریک مستقیماً بر توانایی ترانسفورماتور در تحمل ولتاژهای بیش از حد، تغییرات سریع ولتاژ و ضربات برق تأثیر می‌گذارد. ما تنظیم عایق را به طور دقیق بر اساس بالاترین ولتاژ تجهیزات (Um) و سطح عایق پایه (BIL) طراحی می‌کنیم تا عملکرد ایمن تحت شرایط شبکه مورد انتظار تضمین شود. در انتخاب مواد و تنظیم پارامترها، ما مواد عایق را به طور منطقی انتخاب می‌کنیم و مقاومت دی‌الکتریک را تعیین می‌کنیم تا از خرابی عایق جلوگیری شود و عمر تجهیزات افزایش یابد.

III. تنظیم روش‌های خنک‌سازی و محدوده افزایش دما

تعیین روش‌های خنک‌سازی و محدوده افزایش دما برای تضمین عملکرد ایمن ترانسفورماتور ضروری است. روش‌های خنک‌سازی معمول شامل ONAN، ONAF، OFAF و OFWF هستند. ما بر اساس بار و شرایط محیطی یک روش خنک‌سازی مناسب را برای ترانسفورماتور انتخاب می‌کنیم و محدوده افزایش دما را مشخص می‌کنیم.

IV. تضمین عملکرد خطاکوتاه و مکانیکی

مقاومت خطاکوتاه و استحکام مکانیکی قابلیت اطمینان ترانسفورماتور را در حین خطاهای الکتریکی تعیین می‌کنند. ما مقاومت خطاکوتاه را به طور دقیق تنظیم می‌کنیم تا جریان‌های خطا را تنظیم کنیم و پایداری سیستم را حفظ کنیم، در حالی که تضمین می‌کنیم پیچه‌ها و هسته ترانسفورماتور از نظر ساختاری برای تحمل تنش‌های مکانیکی بالا در حین خطاهای قوی باشند و از خرابی ساختاری و عملکردی جلوگیری شود.

V. توضیح پارامترهای کارایی و زیان

کارایی و زیان‌ها عوامل کلیدی در انتخاب ترانسفورماتور هستند. ما در مشخصات به طور جامع زیان‌های بدون بار، زیان‌های تحت بار و کارایی کل را در شرایط مختلف بار بیان می‌کنیم. با توجه به عملکرد مداوم ترانسفورماتور، ما پارامترها را بهینه می‌کنیم تا زیان‌های انرژی کاهش یابد، کنترل هزینه‌های چرخه حیات انجام شود و بین سرمایه‌گذاری اولیه و کارایی انرژی تعادل برقرار شود.

VI. طراحی تنظیم ولتاژ و ترتیب تپ‌ها

برای امکان تطبیق ترانسفورماتور با نوسانات شبکه، ما تنظیم ولتاژ و ترتیب تپ‌ها را به طور دقیق مشخص می‌کنیم. ما استفاده از تغییر دهنده تپ‌های تحت بار (OLTC) یا بدون بار (DETC) را تعریف می‌کنیم و تعداد گام‌های تپ، محدوده تنظیم ولتاژ و نوع تغییر دهنده تپ را جزئیات می‌دهیم تا پایداری ولتاژ تضمین شود.

VII. تطبیق با شرایط محیطی و محلی

در تدوین مشخصات، ما به دقت شرایط محیطی و محلی را مانند ارتفاع نصب، دما، رطوبت، سطح آلودگی و فعالیت لرزه‌ای در نظر می‌گیریم - عواملی که مستقیماً بر طراحی و عملکرد ترانسفورماتور تأثیر می‌گذارند. برای کاربردهای بسیار شدید، ما نیازهای طراحی خاصی مانند تعدیل عایق در ارتفاعات بالا، مواد مقاوم در برابر فرسودگی یا سیستم‌های خنک‌سازی بهبود یافته اضافه می‌کنیم.

VIII. استانداردسازی اطلاعات نام‌برده و عملیات و نگهداری

مشخصات باید شامل اطلاعات نام‌برده جامع باشند که شامل نوع ترانسفورماتور، توان اسمی، پارامترهای ولتاژ، نمادهای اتصال، روش خنک‌سازی، کلاس عایق، امپدانس و جزئیات سازنده می‌باشد تا شناسایی، عملیات و نگهداری تجهیزات را حمایت کند. در عین حال، ما رویه‌های حمل و نصب (شامل محدوده وزن، ترتیب بلند کردن و نیازهای ذخیره‌سازی) و همچنین دستورالعمل‌های نگهداری پیشگیرانه، تجزیه یکنواخت و بازرسی‌های دوره‌ای را مشخص می‌کنیم تا قابلیت اطمینان بلندمدت تضمین شود.

IX. انتخاب ولتاژ و توان سیستم بر اساس IEC 60076

انتخاب ولتاژ و توان سیستم مرکزی در توسعه مشخصات است. این موضوع مستقیماً توانایی ترانسفورماتور در تحمل بارها، نوسانات ولتاژ و کارایی/قابلیت اطمینان در شبکه را تحت تأثیر قرار می‌دهد و نیاز به رعایت دقیق IEC 60076 دارد.

(I) انتخاب ولتاژ اسمی

با ترکیب ولتاژ سیستم و نیازهای عملیات شبکه، ما ولتاژ اسمی ترانسفورماتور (Ur) بر اساس IEC 60076-1 را برای تطبیق با بالاترین ولتاژ سیستم انتخاب می‌کنیم تا تنظیم عایق و مقاومت دی‌الکتریک تضمین شود. ما بالاترین ولتاژ تجهیزات (Um) را تعریف می‌کنیم تا سیستم عایق مناسب باشد و از شکست دی‌الکتریک جلوگیری شود؛ ولتاژ اسمی هر پیچه را با توجه به مقادیر مرجح استاندارد تعریف می‌کنیم تا سازگاری با تجهیزات شبکه افزایش یابد؛ و نسبت ولتاژ را برای تأمین نیازهای تبدیل ولتاژ سیستم (مانند 132/11 kV برای تبدیل ولتاژ انتقال به توزیع) انتخاب می‌کنیم. علاوه بر این، بر اساس IEC 60076-3، ما تأثیر ولتاژ سیستم بر تنظیم عایق را در نظر می‌گیریم و عایق پرقدرت‌تری برای ترانسفورماتورهای کاربردی در ولتاژ‌های بالاتر برای تحمل ولتاژهای بیش از حد ناشی از برق و تغییرات سریع ولتاژ تنظیم می‌کنیم.

(II) انتخاب توان اسمی

بر اساس IEC 60076، توان اسمی ترانسفورماتور (Sr، در MVA یا kVA) با تجمیع نیازهای سیستم، شرایط بار و کارایی تعیین می‌شود. ما توزیع توان اسمی (هر دو پیچه یک ترانسفورماتور دوپیچه دارای همان توان هستند، در حالی که ترانسفورماتورهای چندپیچه ممکن است توان‌های مختلف برای هر پیچه داشته باشند) را مشخص می‌کنیم؛ دوره‌های بار (معمولی، اضطراری و بار موقتی) را در نظر می‌گیریم؛ و روش‌های خنک‌سازی را با توان‌های اسمی (مانند توان‌های مختلف برای ONAN و ONAF) هماهنگ می‌کنیم تا عملکرد ایمن در محدوده افزایش دما تضمین شود.

(III) عوامل تأثیرگذار در انتخاب پارامترها

پیکربندی و پایداری شبکه، رشد و گسترش بار، نیاز به تنظیم ولتاژ و تپ‌ها و ملاحظات خطاکوتاه همه تأثیر مستقیم بر انتخاب ولتاژ و توان اسمی دارند. ما تضمین می‌کنیم که ترانسفورماتور به توان تحمل ولتاژ و مقاومت در برابر خطاکوتاه شبکه تطبیق یابد؛ ظرفیت ذخیره‌ای برای رشد بار را برای جلوگیری از بار بیش از حد تعبیه می‌کنیم؛ تغییر دهنده تپ‌ها را برای حفظ پایداری ولتاژ تنظیم می‌کنیم؛ و مقاومت خطاکوتاه را به طور منطقی انتخاب می‌کنیم تا جریان‌های خطا محدود شوند و پایداری ولتاژ تضمین شود، در اطاعت از الزامات تحمل خطاکوتاه IEC 60076-5.