توابع کلیدی ترانس‌های برق، ساختار، شرایط نصب و انتخاب ظرفیت اسمی

ترانسفورماتور برق اجزای کلیدی در نیروگاه‌ها و زیرстанسیون‌ها است. عملکردهای آن متنوع است: می‌تواند ولتاژ را برای انتقال انرژی الکتریکی به مسافت‌های دور به مراکز بار افزایش دهد و همچنین ولتاژ را به سطوح مختلف مورد نیاز کاهش دهد تا جهت نیازهای مختلف برقی تأمین شود. به طور خلاصه، هر دو فرآیند افزایش و کاهش ولتاژ از طریق ترانسفورماتور‌ها انجام می‌شود.

در انتقال سیستم برق، افت ولتاژ و ضرر قدرت اجتناب‌ناپذیر است. هنگام انتقال مقدار ثابتی از قدرت، افت ولتاژ با ولتاژ انتقال عکس تناسب دارد و ضرر قدرت با مجذور ولتاژ عکس تناسب دارد. با استفاده از ترانسفورماتور‌ها برای افزایش ولتاژ انتقال، ضررهای انتقال قابل توجهی کاهش می‌یابد.

ترانسفورماتور شامل دو یا چند پیچشی که بر روی یک هسته آهن مشترک نصب شده‌اند تشکیل شده است. این پیچش‌ها از طریق یک میدان مغناطیسی متناوب متصل شده و بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی عمل می‌کنند. محل نصب ترانسفورماتور باید به گونه‌ای انتخاب شود که عملیات، نگهداری و حمل و نقل آسان باشد و باید مکانی امن و قابل اعتماد باشد.

هنگام استفاده از ترانسفورماتور، ظرفیت اسمی آن باید به صورت مناسب انتخاب شود. در حالت بدون بار، ترانسفورماتور مقدار قابل توجهی از قدرت غیرفعال را از سیستم برق می‌گیرد.

اگر ظرفیت ترانسفورماتور بسیار بزرگ باشد، نه تنها سرمایه‌گذاری اولیه را افزایش می‌دهد بلکه به عملیات طولانی مدت در حالت بدون بار یا نیمه بار منجر می‌شود. این امر نسبت ضررهای بدون بار را افزایش می‌دهد، عامل قدرت را کاهش می‌دهد و ضررهای شبکه را افزایش می‌دهد—که چنین عملیاتی نه اقتصادی است و نه کارآمد.

به طور معکوس، اگر ظرفیت ترانسفورماتور بسیار کوچک باشد، آن را به طولانی مدت به بار بیش از حد مواجه می‌کند که ممکن است منجر به خرابی تجهیزات شود. بنابراین، ظرفیت اسمی ترانسفورماتور باید بر اساس نیازهای واقعی بار انتخاب شود تا نه بسیار بزرگ باشد و نه کافی نباشد.