تایپ های ترانسفورماتور زمینی و اتصالات پیچشی

تبدیل‌کننده زمینی نوع خاصی از تبدیل‌کننده است که عمدتاً برای محافظت از زمین در سیستم‌های برق استفاده می‌شود. طراحی و روش‌های اتصال پیچشی این تبدیل‌کننده برای اطمینان از عملکرد ایمن سیستم‌های برق بسیار مهم هستند.

1. عملکرد تبدیل‌کننده زمینی
عملکرد اصلی تبدیل‌کننده زمینی ارائه محافظت زمین در سیستم‌های برق است. هنگامی که خطای زمین در سیستم رخ دهد، تبدیل‌کننده زمینی به محدود کردن جریان خطای زمین کمک می‌کند و بدین طریق تجهیزات و ایمنی کارکنان را حفظ می‌نماید.

2. انواع تبدیل‌کننده‌های زمینی
چندین نوع از تبدیل‌کننده‌های زمینی وجود دارد، از جمله:

• تبدیل‌کننده زمینی هماهنگ: این تبدیل‌کننده از طریق اصل هماهنگی جریان خطای زمین را محدود می‌کند.

• تبدیل‌کننده زمینی با امپدانس بالا: این تبدیل‌کننده با افزایش امپدانس زمین جریان خطا را محدود می‌کند.

• تبدیل‌کننده زمینی با امپدانس پایین: این تبدیل‌کننده با کاهش امپدانس زمین به سرعت خطاها را پاک می‌کند.

3. روش‌های اتصال پیچشی
روش اتصال پیچشی تبدیل‌کننده زمینی به شدت بر عملکرد آن تأثیر می‌گذارد. در ادامه چند روش اتصال پیچشی رایج ذکر شده است:

3.1 اتصال ستاره-ستاره (Y-Y)

• مزایا: ساختار ساده، نگهداری آسان.

• معایب: جریان خطا زمین بالا، ممکن است نیاز به اقدامات محافظتی اضافی داشته باشد.

3.2 اتصال ستاره-مثلث (Y-Δ)

• مزایا: می‌تواند جریان خطا زمین را محدود کند و پایداری سیستم را بهبود بخشد.

• معایب: ساختار پیچیده، هزینه بالاتر.

3.3 اتصال ستاره-باز (Y-O)

• مزایا: می‌تواند جریان دنباله صفر را فراهم کند و به تشخیص خطا کمک کند.

• معایب: نیاز به دستگاه‌های محافظتی خاص.

3.4 اتصال مثلث-مثلث (Δ-Δ)

• مزایا: می‌تواند امپدانس بالا را فراهم کند تا جریان خطا را محدود کند.

• معایب: ساختار پیچیده، نگهداری دشوار.

4. طراحی پیچشی
طراحی پیچشی تبدیل‌کننده زمینی باید جنبه‌های زیر را در نظر بگیرد:

• سطح عایق: اطمینان از تحمل پیچش‌ها به ولتاژ بالا.

• انتخاب رسانا: انتخاب مواد و اندازه مناسب رسانا برای تأمین نیازهای جریان و بار حرارتی.

• طرح پیچشی: بهینه‌سازی طرح پیچشی برای کاهش ضرر هیستریسی و جریان دوگانه.

5. محافظت از تبدیل‌کننده زمینی

تبدیل‌کننده‌های زمینی باید با دستگاه‌های محافظتی مناسب مجهز شوند تا قطع توان به موقع در مواقع خطا تضمین شود. این دستگاه‌های محافظتی شامل:

• محافظت از جریان بیش از حد: به صورت خودکار توان را قطع می‌کند وقتی جریان از مقدار تعیین شده بیشتر شود.

• محافظت از خطا زمین: به صورت خودکار توان را قطع می‌کند هنگامی که خطا زمین شناسایی شود.

• محافظت از دما: دما تبدیل‌کننده را مورد نظارت قرار داده و هشدار می‌دهد یا توان را قطع می‌کند وقتی از مقدار تعیین شده بیشتر شود.

6. آزمایش و نگهداری تبدیل‌کننده زمینی
برای اطمینان از قابلیت اطمینان تبدیل‌کننده‌های زمینی، آزمایش‌ها و نگهداری منظم لازم است. این شامل:

• آزمایش مقاومت عایق: بررسی عملکرد عایق پیچش‌ها.

• آزمایش تحمل ولتاژ: آزمایش عملکرد پیچش‌ها تحت ولتاژ بالا.

• نظارت بر دما: بررسی منظم دمای تبدیل‌کننده برای اطمینان از حفظ آن در محدوده عادی.

• تمیزکاری و بازرسی: تمیزکاری منظم تبدیل‌کننده و بررسی برای آسیب یا سایش.

7. نتیجه‌گیری
ترانسفورماترهای زمین‌بندی بخشی ضروری از سیستم‌های برق هستند و روش‌های اتصال پیچش آن‌ها تأثیر قابل توجهی بر ایمنی و ثبات سیستم دارند. با انتخاب روش‌های مناسب اتصال پیچش، طراحی ساختارهای پیچش مناسب، تجهیزات حفاظتی مناسب و انجام آزمایش‌ها و نگهداری‌های منظم، می‌توان عملکرد کارآمد و ایمن ترانسفورماترهای زمین‌بندی را تضمین کرد.