1. سیستم کنترل دما
یکی از علل اصلی خرابی ترانسفورماتور، آسیب به عایق است و بزرگترین تهدید برای عایق از بیش رساندن محدوده دمای مجاز پیچهها میباشد. بنابراین، نظارت بر دما و پیادهسازی سیستمهای هشدار برای ترانسفورماتورهای در حال عملکرد ضروری است. در ادامه سیستم کنترل دما با استفاده از TTC-300 به عنوان مثال معرفی شده است.
1.1 فنهای خنکسازی خودکار
یک ترموستات در نقطه داغترین پیچه ولتاژ پایین پیشوارد شده تا سیگنالهای دما را بدست آورد. بر اساس این سیگنالها، عملکرد فن به صورت خودکار تنظیم میشود. وقتی بار ترانسفورماتور افزایش مییابد، دما نیز به طور متناسب افزایش مییابد. ترموستات به این تغییر واکنش نشان میدهد: وقتی دما به ۱۱۰ درجه سانتیگراد میرسد، فن به صورت خودکار برای فراهم کردن خنکسازی روشن میشود؛ وقتی دما زیر ۹۰ درجه سانتیگراد بیاید، فن سیگنال دما را دریافت میکند و متوقف میشود.
1.2 عملکرد قطع و هشدار
ترموستاتهای PTC در پیچه ولتاژ پایین پیشوارد شدهاند تا دما را در پیچهها و هسته مراقبت و اندازهگیری کنند. اگر دمای پیچه بیش از ۱۵۵ درجه سانتیگراد شود، سیستم سیگنال هشدار دمای بالا را فعال میکند. اگر دما بیش از ۱۷۰ درجه سانتیگراد افزایش یابد، ترانسفورماتور دیگر نمیتواند به صورت ایمن عمل کند، بنابراین یک سیگنال قطع به مدار حفاظت ثانویه ارسال میشود که باعث میشود ترانسفورماتور به سرعت با عملیات قطع پاسخ دهد.
1.3 نمایش دما
ترموستاتها در پیچههای ولتاژ پایین پیشوارد شدهاند. دما از طریق مقاومت اندازهگیری شده و به عنوان یک سیگنال جریان آنالوگ ۴-۲۰ mA برای نمایش خروجی داده میشود. برای اتصال به کامپیوتر، یک رابط ارتباطی میتواند اضافه شود تا انتقال دوردست تا ۱۲۰۰ متر امکانپذیر شود. علاوه بر این، یک فرستنده میتواند به طور همزمان تا ۳۱ ترانسفورماتور را مراقبت کند. سیگنالهای ترموستات نیز هشدار دمای بالا و عملیات قطع را فعال میکنند که عملکرد سیستم حفاظت دما را بیشتر ارتقا میبخشد.
2. روشهای حفاظت
انتخاب پوشش نیز برای حفاظت ترانسفورماتور مهم است و باید بر اساس نیازهای حفاظتی و محیط استفاده انجام شود که منجر به انواع مختلف پوشش میشود. معمولاً پوششهای IP20 برای ترانسفورماتورها انتخاب میشوند—این گزینه استاندارد اصلی برای جلوگیری از ورود حیوانات مانند گربهها، موشها، مارها و پرندهها و همچنین اجسام خارجی با قطر بیش از ۱۲ میلیمتر که میتوانند باعث کوتاه شدن یا حوادث جدی دیگر شوند و اجزای زنده را محافظت میکند. برای ترانسفورماتورهای بیرونی، پوشش IP23 لازم است. علاوه بر عملکردهای فوق، این پوشش حفاظت در برابر قطرات آبی که با زاویهای تا ۶۰ درجه از عمودی میآیند را فراهم میکند. با این حال، این ممکن است تأثیری بر توان تخلیه حرارتی ترانسفورماتور داشته باشد، بنابراین باید به ظرفیت عملکرد توجه شود.
3. روشهای خنکسازی
ترانسفورماتورهای خشک اصلی شامل دو نوع هستند: خنکسازی هوایی طبیعی و خنکسازی هوایی اجباری. خنکسازی هوایی طبیعی عمدتاً برای ترانسفورماتورهایی که به طور مداوم در ظرفیت مجاز خود کار میکنند استفاده میشود. خنکسازی هوایی اجباری میتواند ظرفیت خروجی ترانسفورماتور را تا ۵۰٪ افزایش دهد. این روش عمدتاً برای بارهای موقت یا شرایط بار بیش از حد اضطراری استفاده میشود. با این حال، در طول چنین بارگذاری، هر دو ولتاژ ایمپدانس و تلفات بار به طور غیرطبیعی افزایش مییابند که اقتصادی نیست. بنابراین، توصیه نمیشود ترانسفورماتور را به طور مداوم در این حالت بیش از حد نگه دارید.
4. ظرفیت بار بیش از حد
ظرفیت بار بیش از حد یک ترانسفورماتور تحت تأثیر عوامل متعددی قرار دارد، بنابراین ظرفیت بار بیش از حد آن باید به طور منطقی برنامهریزی و استفاده شود. جنبههای زیر باید در نظر گرفته شوند:
کاهش مناسب ظرفیت ترانسفورماتور. میتوان به بارهای بیش از حد کوتاهمدت که در طول عملکرد تجهیزاتی مانند کارخانههای چسباندن فولاد و ماشینهای جوشکاری رخ میدهند، توجه کرد. با استفاده از ظرفیت بار بیش از حد ترانسفورماتور، ظرفیت را میتوان کاهش داد—این روش مؤثری برای استفاده از ظرفیت بار بیش از حد است. علاوه بر این، برای مناطقی که بار نامساوی دارند مانند روشنایی عمومی مسکونی، تأسیسات سرگرمی و فرهنگی، سیستمهای گرمایش و سرمایش هوا و مرکزهای خرید، میتوان از ظرفیت بار بیش از حد ترانسفورماتور برای کاهش مناسب ظرفیت استفاده کرد تا ترانسفورماتور در ساعات پیک در نزدیکی بار کامل یا به طور موقت در حالت بار بیش از حد عمل کند.
کاهش ظرفیت اضافی یا تعداد واحدها: در برخی مکانها، نیازهای بالایی برای اطمینانپذیری ترانسفورماتورها منجر به انتخاب ظرفیت و تعداد واحدهای بیش از حد در طراحیهای مهندسی میشود. با استفاده از ظرفیت بار بیش از حد ترانسفورماتورهای خشک، میتوان ظرفیت اضافی را در زمان برنامهریزی کاهش داد. تعداد واحدهای پشتیبان نیز میتواند کاهش یابد. وقتی ترانسفورماتور در حالت بار بیش از حد عمل میکند، باید دما را به دقت مراقبت کرد. اگر دما به ۱۵۵ درجه سانتیگراد (هشدار خواهد داد) برسد، باید فوراً اقدامات کاهش بار (مثلاً کسر بارهای غیرضروری) انجام شود تا تأمین برق ایمن به بارهای ضروری تضمین شود.
5. روشهای خروجی ولتاژ پایین و هماهنگی رابط برای ترانسفورماتورهای خشک
ترانسفورماتورهای خشک بدون روغن هستند و این موضوع خطر آتشسوزی، انفجار یا آلودگی را حذف میکند. بنابراین، مقررات برق و قوانین نیازی به نصب آنها در اتاقهای جداگانه ندارند. به ویژه برای مجموعه جدید SC(B)9، با کاهش قابل توجه تلفات و سطح صدای، امکان قرار دادن ترانسفورماتورهای خشک در همان اتاق تجهیزات ولتاژ پایین وجود دارد.
5.1 باربر بسته استاندارد ولتاژ پایین
اگر پروژه از باربرهای بسته (همچنین به عنوان باربرهای پلاگین یا فشرده شناخته میشوند) استفاده میکند، ترانسفورماتور متناسب میتواند با دستگاههای انتهایی باربر بسته استاندارد تجهیز شود تا به راحتی به باربرهای خارجی متصل شود. برای محصولات با پوشش (IP20)، یک فلانژ برای باربر بسته در پوشش بالایی فراهم میشود. برای محصولات بدون پوشش (IP00)، فقط دستگاههای اتصال باربر فراهم میشوند.
5.2 دستگاه خروجی جانبی افقی استاندارد (ولتاژ پایین)
وقتی ترانسفورماتور در کنار تجهیزات کنترل ولتاژ پایین قرار میگیرد، میتوان دستگاههای خروجی جانبی افقی را روی ترانسفورماتور فراهم کرد تا اتصال دستگاههای انتهایی راحتتر شود. این کنفیگوراسیون معمولاً با تجهیزات کنترل ولتاژ پایین مانند GGD، GCK و MNS هماهنگ است. تولیدکننده ترانسفورماتور و تولیدکننده تجهیزات کنترل باید یک توافقنامه هماهنگی امضا کنند تا ابعاد دقیق رابط را تأیید کنند و نصب محلی را به صورت هموار انجام دهند.
5.3 دستگاه خروجی جانبی عمودی استاندارد (ولتاژ پایین)
این دستگاه خروجی از باربرهای عمودی استفاده میکند و از نظر اصولی مشابه دستگاه خروجی جانبی افقی است. وقتی ترانسفورماتور با تجهیزات کنترل ولتاژ پایین به سبک Domino که به صورت عمودی ترتیب داده شدهاند، استفاده میشود، ترانسفورماتور میتواند دستگاههای خروجی جانبی ولتاژ پایین فراهم کند.
چین تولید بالایی از ترانسفورماتورهای خشک بر اساس مواد عایقبندی رزینی دارد و حالا موقعیت قابل توجهی در سطح جهانی دارد، با رتبه اول در تولید و فروش جهانی. فناوری تولید پیشرو نیز بسیار تحسینبرانگیز است. کاربرد و ترویج فنی این ترانسفورماتورها آیندهای بسیار پر امید دارد، به دلیل پتانسیل توسعه بلندمدت در تولید. مزایای اصلی به شرح زیر خلاصه شدهاند:
مصرف انرژی پایین و سطح صدای کم: تلفات کمتر صفحات فولاد سیلیکون، مزایای ساختاری پیچههای فولی، اتصالات محکمتر در هستههای پلهای نسبت به طرحهای سنتی—همه این موارد به طراحی یکپارچه ترانسفورماتورهای خشک میافزایند. با ترویج عمیق این فناوریها، در کنار سطح صدای کم و ادغام فناوریها و روشهای جدید، ترانسفورماتورهای آینده حتی آرامتر، محیطزیستدوستانهتر و کارآمدتر خواهند بود.
قابلیت اطمینان بالا: قابلیت اطمینان و کیفیت محصولات مسئلهای کلیدی برای مصرفکنندگان شده است. با تحقیقات در هر فرآیند تولید، قابلیت اطمینان ترانسفورماتورها تأیید و بهبود یافته است، که به طول عمر طولانیتر و قابلیت اطمینان بالاتر میانجامد. این به ویژه در تحقیقات مهندسی اساسی آشکار است.
گواهینامههای محیطی: استاندارد محیطی اساسی HD464 است. تحقیقات و گواهینامهها در مورد ردههای مقاومت به شرایط آب و هوایی C0/C1/C2، ردههای تحمل محیط E0/E1/E2 و ردههای مقاومت به آتش F0/F1/F2 انجام میشود.
افزایش ظرفیت: ترانسفورماتورهای خشک عمدتاً به عنوان ترانسفورماتورهای توزیع استفاده میشوند با ظرفیتهایی از ۵۰ kVA تا ۲۵۰۰ kVA. کاربرد آنها حالا به دامنه ترانسفورماتورهای قدرت گسترش یافته است با ظرفیتهایی از ۱۰۰۰۰ kVA تا ۲۰۰۰۰ kVA. این گسترش با افزایش تقاضای برق شهری و رشد شبکههای توزیع همراه است که منجر به بیشتر شدن مراکز بار شهری و گسترش گستردهتر ترانسفورماتورهای قدرت با ظرفیت بالا میشود.
عملکرد جامع: ترانسفورماتورهای مدرن از نظر ساختاری با پوششهای محافظ، خنکسازی اجباری، رابطهای مراقبت دما، ترانسفورماتورهای ابزاری، اندازهگیری برق و ویژگیهای دیگر تجهیز شدهاند. توسعه ترانسفورماتور به طراحیهای عملکردی کاملاً یکپارچه میرود.
گسترش زمینههای کاربرد: دامنهای که توسط ترانسفورماتورهای توزیع مسلط است در حال گسترش به کاربردهای چند زمینهای و پلتفرمهای بزرگ است.
