د خپل چاپیریال ترانسفورمر او د خپل چاپیریال ظرفیت را موندل کیدنه ډیزاین او جوړول

1. مقدمه

انرژی برای عملکرد و توسعه جامعه ضروری است. برای تطبیق با سیاست‌های ملی صرفه‌جویی در انرژی و کاهش انتشار، بهبود استفاده از منابع - که برای شرکت‌های برق ضروری است - لازم است. به‌روزرسانی‌های چند مرحله‌ای شبکه‌های روستایی توسعه ترانسفورماتورهای توزیع را محرک می‌کند. با وجود کارایی بالا، ترانسفورماتورهای گسترده هنوز به دلیل مشکلات ظرفیت و استفاده، زیان‌های کلی قابل توجهی دارند؛ ۷۰٪ از زیان‌های شبکه‌های متوسط و کم ولتاژ از ترانسفورماتورهای توزیع ناشی می‌شود. شبکه‌های روستایی دارای بارهای متمرکز و موسمی هستند که تفاوت‌های بزرگ بین پیک و دره باعث کاهش نرخ بار متوسط ترانسفورماتورها می‌شود. استفاده از ترانسفورماتورهای تنظیم‌کننده ظرفیت در چنین مناطقی به تطبیق ظرفیت با بار کمک می‌کند، که اجرای اقتصادی و ایمن را تضمین می‌کند و بارهای زائد و تلفات انرژی را کاهش می‌دهد. طراحی یک ترانسفورماتور خاص با تنظیم‌کننده ظرفیت خودکار ارائه‌دهنده پیشرفت‌های فنی و ارزش عملی/نظری است.

2. مکانیزم تولید زیان ترانسفورماتور

ترانسفورماتورها، کلیدی در شبکه‌های توزیع برای توزیع انرژی و تنظیم ولتاژ و جریان، در حین عملکرد عادی زیان‌های قدرت زیادی می‌بینند - شامل زیان‌های کوتاه‌مدار (بار) و بدون بار.

زیان کوتاه‌مدار (بار) زمانی اتفاق می‌افتد که جریان اسمی از طریق پیچه‌ها تحت بار جریان می‌یابد. این زیان از طریق آزمون‌های کوتاه‌مدار (اعمال ولتاژ پایین به ابتدایی، اندازه‌گیری جریان اسمی در ثانویه، نادیده گرفتن زیان هسته) تشخیص داده می‌شود و به عنوان زیان مس تقریب زده می‌شود. این زیان با بار مقیاس می‌گیرد، که توسط ضرایب بار و زیان کوتاه‌مدار اسمی محدود می‌شود.

3. طراحی و اجرای ترانسفورماتور خاص با تنظیم‌کننده ظرفیت خودکار
3.1 ساختار ترانسفورماتور تنظیم‌کننده ظرفیت

ترانسفورماتور توزیع تغییر دهنده تپ با D - Y مورد استفاده از حالت‌های پیچه‌بندی مختلف برای عملیات با ظرفیت بزرگ و کوچک استفاده می‌کند: دلتا (D) برای ظرفیت بزرگ، ستاره (Y) برای ظرفیت کوچک (که به تبدیل ستاره-دلتا معروف است). پیچه‌های ولتاژ کم آن شامل سیم‌های ۲۷٪ دور و ۷۳٪ دور هستند، با مقطع مسی آخری حدود ۱/۲ از اولی است.

3.2 اجرای تنظیم‌کننده ظرفیت خودکار

ترانسفورماتورهای تنظیم‌کننده ظرفیت خودکار تحت بار بر روی ماژول‌های کنترل خودکار متکی هستند: جمع‌آوری داده‌ها، ذخیره‌سازی، ترانسفورماتورها، تعامل انسان-ماشین، تأمین توان، و حلقه‌های I/O. ترانسفورماتورهای ولتاژ/جریان سیگنال‌ها را جمع‌آوری می‌کنند؛ مدارهای آنالوگ با پردازنده‌های میکرو آنها را پردازش می‌کنند. داده‌های پردازش شده در حافظه ذخیره می‌شوند برای رابط‌های خارجی یا تبادلات آینده. شکل 1 ترکیب سیستم کنترل خودکار را نشان می‌دهد.

3.3 فرآیند کنترل سیستم کنترل خودکار

جریان آنالوگ ترانسفورماتور تنظیم‌کننده ظرفیت و ولتاژ جانب ثانویه توسط کنترل‌کننده تنظیم‌کننده ظرفیت تحت بار جمع‌آوری می‌شوند. با ترکیب تعداد حالت‌های کلید تنظیم‌کننده ظرفیت، می‌توان به داوری عددی بر اساس ویژگی‌های وضعیت عملکرد و پارامترهای عملکرد شیء کنترل‌شده رسید. سپس، بر اساس شرایط کنترلی فعلی، تعیین می‌شود که آیا شرایط اجرای وظیفه برقرار است یا خیر.

اگر شرایط برقرار باشد و ظرفیت ترانسفورماتور توزیع نیاز به تنظیم داشته باشد، برنامه به ماژول وظیفه برای تنظیم ظرفیت ترانسفورماتور منتقل می‌شود. پس از اتمام وظیفه تنظیم ظرفیت، وارد ماژول‌های کمکی دیگر می‌شود. اگر شرایط اجرای وظیفه برقرار نباشد یا نیاز فوری به تنظیم ظرفیت ترانسفورماتور نباشد، برنامه مستقیماً به ماژول‌های کمکی دیگر وارد می‌شود. شکل 2 نمودار جریان سیستم کنترل خودکار را نشان می‌دهد.

3.4 ساختار سخت‌افزاری سیستم کنترل خودکار تنظیم‌کننده ظرفیت تحت بار

ساختار سخت‌افزاری سیستم کنترل خودکار تنظیم‌کننده ظرفیت تحت بار عمدتاً شامل واحد جمع‌آوری سیگنال، واحد ارتباط داده، واحد ورودی، واحد خروجی، سیستم صفحه کنترل، بلور توان، و مدار ساعت است.

سیستم تنظیم‌کننده ظرفیت خودکار تحت بار دارای توان بالای مقاومت در برابر تداخل و قابلیت اطمینان سخت‌افزاری است، عمده به دلیل اینکه تمامی اجزای آن از چیپ‌های صنعتی انتخاب شده‌اند. علاوه بر این، همخوانی الکترومغناطیسی اجزا و مدارها در طراحی مدار در نظر گرفته شده است. این امر تضمین می‌کند که سیستم تنظیم‌کننده ظرفیت خودکار تحت بار سطح بالایی از قابلیت اطمینان عملیاتی و ایمنی الکتریکی دارد و حتی در محیط‌های الکتریکی سخت می‌تواند نیازهای استفاده را برآورده کند.

4. نتیجه‌گیری

در شبکه‌های توزیع، استفاده گسترده از تعداد زیادی ترانسفورماتور توزیع به این معنی است که زیان‌های جریان فعلی در این ترانسفورماتورها نسبت به زیان‌های کل شبکه توزیع بخش قابل توجهی را تشکیل می‌دهند. بارهای برق روستایی توسط شرایط نامساعدی مانند تغییرات فصلی، دوره‌های استفاده سالانه کوتاه و رخدادهای مکرر حالت‌های بدون بار یا با بار کم محدود می‌شوند. بنابراین، وضعیتی که نرخ بار ترانسفورماتورها در محدوده عملکرد مناسب باقی بماند نسبتاً نادر است.

ترانسفورماتورهای تنظیم‌کننده ظرفیت می‌توانند بر اساس نوسانات بار و وضعیت کلید تنظیم‌کننده ظرفیت تنظیم شوند. با تغییر مدل اتصال پیچه‌های ترانسفورماتور، آنها ویژگی قابل تنظیم ظرفیت را به ترانسفورماتورها می‌دهند. بنابراین، نصب مناسب ترانسفورماتورهای تنظیم‌کننده ظرفیت در مناطق شبکه برق روستایی با بارهای بزرگ و نوسانات ولتاژ مکرر تأثیر نسبتاً واضحی در صرفه‌جویی انرژی و کنترل زیان‌های مدار دارد.

با توسعه و پیشرفت مداوم تکنولوژی‌های مصرف برق، بهبود‌های عملکردی ترانسفورماتورهای تنظیم‌کننده ظرفیت خودکار تحت بار نیز به تدریج کامل‌تر می‌شوند. اعتقاد بر این است که ترانسفورماتورهای خاص تنظیم‌کننده ظرفیت خودکار در آینده در جهت صرفه‌جویی انرژی و کاهش زیان‌ها در شبکه‌های توزیع پیشرفت‌های جدیدی خواهند داشت.