تجهیزات پست : ترانسفورماتور قدرت

دانشجویان عزیز میتوانند برای سفارش پروژه های پایانترم کارشناسی برق تماس بگیرند

پایان نامه ها کاملا تضمینی بوده و بعد از حاصل اطمینان شما وجه دریافت میگردد

دنبال پروژه های رایگان داخل اینترنت نباشید چون در دسترس عموم میباشد و تکراری

لیست تمامی پایان نامه ها در موضوعات وبلاگ درج شده است.برای هماهنگی تماس حاصل نمایید

0913-738-8596

تعريف ترانسفورماتور

ترانسفورماتور يکي از تجهيزات با اهميت سيستم هاي قدرت بوده که بر خلاف ماشينهاي الکتريکي که انرژي الکتريکي ومکانيکي را به هم تبديل مي کند در نوع انرژي تغييري نمي دهد، بلکه ولتاژ جريان متناوبي را با همان فرکانس ولي از نظر همان مقدار تبديل مي نمايد.

ترانسفورماتور در سيستم هاي قدرت (نيروگاهها- پستهاي فشار قوي نظير230 و400کيلو ولت) بمنظور بالا بردن ولتاژ براي انتقال اقتصادي قدرت يعني پايين آوردن جريان کاهش افت ولتاژ وافت توان وکم کردن مقاطع سيم هاي خطوط انتقال وهمچنين در انتهاي خطوط انتقال (پستهاي توزيع) بمنظور پايين آوردن ولتاژ به مقاديرمورد نياز وقابل مصرف بکار مي رود. درعين حال ترانسفورماتور قدرت باتوجه به گروه برداي ، مي تواند زاويه سيستم رانيز تغيير دهد.

قسمتهاي اصلي وملحقات ترانسفورماتور قدرت

قسمتهاي اصلي ترانسفورماتور عبارتند از : بدنه، هسته، سيم پيچها، عايق بندي، بوشينگهاوتپ چنجر.

ملحقات ترانسفورماتور عبارتند از : قلابهايي جهت بلند نمودن ترانسفورماتور، صفحات نگهدارنده ترانسفورماتوربر روي فوندانسيون وچرخها وترمز هاي مربوطه، دو ترمينال جهت اتصال سيستم زمين پست به بدنه ترانسفورماتور، يک مجموعه رادياتور با شيرهاي مربوطه، دريچه اي با ابعاد مناسب جهت بازرسي از هسته وسيم پيچ وبطور کلي داخل ترانسفورماتور، دريچه اي درترانسفورماتوربه منظور دسترسي به پيچ ها واتصالات بوشينگها، دريچه اطمينان، دستگاه تنفس،شير نمونه برداي روغن، رله بوخهلتز،دماسنج نشان دهنده درجه حرارت روغن بالاي ترانسفورماتور، ترمومترنشان دهنده درجه حرارت سيم پيچهاي ترانسفورماتور، منبع انبساط روغن با بالشتک لاستيکي مربوطه( جهت جلوگيري از تماس هوا با روغن)، شير جهت پرکردن روغن در تانک وشيرديگري جهت پر کردن روغن در منبع انبساط روغن، شير جهت تخليه روغن ازتانک اصلي وشيرديگري جهت تخليه روغن از منبع انبساط روغن، نشان دهنده سطح روغن درمنبع انبساط روغن با سطح حداکثر وحداقل روغن در 20 درجه سانتي گراد، تابلو اصلي جهت ترمينال هاي ترانسفورماتورهاي جريان بوشينگي با جعبه ترمينالهاي مربوطه جهت مدارات حفاظتي، جهت تپ چنجر ، رله نشان دهنده پارگي بالشتک، پلاک مشخصات اصلي، لوله ها، سيني هاوبست هاي نگهدارنده کابل، جعبه فرمان تپ چنجر،جعبه ترمينالCT،فن ، پمپ، نشان دهنده سطح روغن تپ چنجر،پلاک نشان دهنده شيرآلات، رنگ ترانسفورماتوروصفحه مشخصات تپ چنجر.

- هسته

هسته يا مدار مغناطيسي ترانسفورماتورکه مسير اصلي عبور فوران مغناطيسي مي باشد به دو نوع هسته اي و يا زرهي تقسيم بندي مي گردد.امروزه اکثر ساخت نوع هسته اي رادر خط توليد دارند.

- سيم پيچها

سيم پيچهاي ترانسفورماتور به همراه عايق بندي آن مهمترين قسمت ترانسفورماتور است. در طراحي وانتخاب نوع سيم پيچ توجه به مسائلي از جمله استقامت عايقي مناسب در مقابل ولتاژها واضافه ولتاژها، چرخش مناسب روغن، حداقل هزينه وتحمل دربرابر نيروهاي الکترو مکانيکي بايدمورد توجه باشد.

- تانک

تانک ترانسفورماتور محفظه اي است که مجموعه هسته، سيم پيچها وساير متعلقات در داخل آن قراردارند.دو شکل مرسوم تانک شامل نوع معمولي ونوع زنگي ميگردد.در نوع معمولي اتصال بين در پوش وبدنه تانک در قسمت فوقاني قراردارد، درحاليکه در نوع زنگي محل اتصال در قسمت تحتاني قراردارد.به هر حال باتوجه به مسائل آب بندي نوع زنگي پيشنهاد نمي شود.

- منبع انبساط روغن( کنسرواتور)

کنسرواتوروسيله اي است جهت مقابله با انبساط روغن دردرجه حرارت هاي مختلف به گونه اي که در هيچ شرايطي سطح روغن ازحد مورد نظر کاهش نيابد.انواع مختلف کنسرواتور عبارتند از:

- کنسرواتور نوع باز

- کنسرواتور بسته تحت فشار هوا

- بسته تحت فشار گاز نيتروژن

- کنسرواتور ديافراگمي و کنسرواتور

- سيم پيچ سوم

سيم پيچي سوم عبارت از سيم پيچي اضافي با اتصالات مثلث است که ترانسفورماتورهاي بااتصال ستاره- ستاره وبا اتو ترانسفورماتورها به منظورهاي زير تعبيه مي گردد:

- حذف هارمونيک سوم جريان بي باري

- امکان بارگيري نا متقارن وايجاد تعادل دراتصال کوتاه هاي فاز به زمين

- کاهش امپدانس صفر سيم پيچهاي ستاره

- اتصال به بارهاي محلي ويا وسايل جبران فاز

اطلاعات مورد نياز جهت طراحي ترانس قدرت

- مشخصات وويژگيهاي شبکه وسيستمي که ترانسفورماتور درآن نصب مي گردد.

ترانسفورماتورهاي قدرت بايستي در شرايط عادي قادر به تبديل مناسب ولتاژ با راندمان بالا باشند و در شرايط اتصال کوتاههاي کوتاه مدت(حداکثر2ثانيه) بايد استقامت لازم را داشته باشند. در طرح ترانسفورماتورها ويژگيهاي شبکه و سيستمي که ترا نسفورماتور درآن نصب ميشود بايد در نظر گرفته شوند. اين ويژگيها عبارتند از:

- ولتاژ نامي سيستمي که به اوليه وثانويه وثالثيه ترانسفورماتور متصل ميشود(مثلاً20/230/400کيلو ولت).

- حداکثر ولتاژي که به اوليه، ثانويه وثالثيه متصل مي شود.

- فرکانس نامي سيستم

- گروه برداري شبکه موجود

- امپدانس ولتاژ(در صورتيکه ترانسفورماتور بايستي با ترانسفورماتورهاي موجود موازي شود)

- ولتاژهاي تغذيه سيستم هاي ACوDC پست

- قدرت اتصال کوتاه شبکه در بخشهاي TV,LV,HV پست

- جزئيات نحوه زمين کردن نوترال سيستم

- مشخصات محيطي وشرايط اقليمي محلي که ترانسفورماتور درآن شرايط مورد بهره برداري قرارمي گيرد.

درطرح وانتخاب ترانسفورماتورهاي قدرت شرايط آب وهوايي وشرايط محلي ازاهميت زيادي برخوردار است. معمولاٌ ترانسفورماتورهايي که دريک شرايط جغرافيايي خاص وبراي قدرت نامي معيني طراحي شده باشند، چنانچه در شرايط جغرافيايي نا مناسب تري (ارتفاع بيشتر ويا درجه حرارت محيط بالاتر) نصب ومورد بهره برداري قرارگيرند قادر به تحويل قدرت نامي ترانسفورماتور مذکور در محل جديدي نخواهند بود( ويا در صورت استفاده از قدرت نامي، ترانسفورماتور مواجه با پيري زودرس خواهد شد).

بنابراين دقت در تعيين وانتخاب اين شرايط بسيار حساس وبااهميت مي باشد. تعدادي از پارامترهاي اقليمي ومحيطي که در طرح وساخت ترانسفورماتور مهم هستند ذيلاً مورد اشاره قرار ميگرند:

- حداکثردرجه حرارت محيط

- حداکثر متوسط درجه حرارت ساليانه محيط

- حداکثر متوسط درجه حرارت روزانه محيط

- حداقل درجه حرارت محيط

- ارتفاع از سطح دريا

- حداکثر سرعت باد

- رطوبت نسبي

- ضخامت يخ

- ميزان ونوع آلودگي

- شتاب زلزله

انواع ترانسفورماتورهاي قدرت

1- انواع ترانسفورماتورها از نقطه نظر نوع سيم پيچ :

ترانسفورماتورها از نقطه نظر نوع سيم پيچي به سه صورت سيم پيچ جدا، اتو ترانسفورماتور(ترانسفورماتوري که حداقلدو سيم پيچ آن داراي بخش مشترک مي باشد) وترانسفورماتور بوستر (ترانسفورماتوري که يک سيم پيچ آن با مدار تغيير دهنده ولتاژ، سري مي شود وسيم پيچ دوم آن بعنوان تغذيه مورد استفاده قرار مي گيرد) تقسيم مي گردند. مقدار مس مصرفي اتو ترانسفورماتور در مقابل ترانسفورماتور با سيم پيـچ جداگانه اي با توجه به نسبــــت تبديل کاهش مي يابد.مثلاٌ براي نســبت تبديل

مقدار مــس مصرفي اتوترانسفورمــاتور به حدود 50 درصد کاهش مي يابد، ولــي اگر چنانچه نسبت تبديل باشد. دراين صورت اين مقدار به 95درصد مي رسد. بنابراين هرچه نسبت تبديل کوچکتر باشد بکار بردن اتو ترانسفورماتورها بجاي ترانسفورماتورهاي با سيم پيچ جداگانه مناسب تر خواهد بود. اگرچه مساله اقتصادي مهم است اما در بعضي از موارد ملاحظات فني مطرح مي شود که انتخاب يکي از دو نوع ترانسفورماتور را مشکل مي سازد، اين ملاحظات عبارتند از:

- تحت تنش قرار گرفتن سيم پيچ ثانويه توسط اوليه بعلت يکي بودن سيم پيچها

- بعلت کم بودن فوران پراکندگي بين اوليه وثانويه امپدانس چنين ترانسفورماتورهايي کم بوده ودرنتيجه مقاومت اتو ترانسفورماتورهادر مقابل اتصال کوتاه کمتر خواهد بود.

- چون نوترال اوليه وثانويه مشترک مي باشد،امکان زمين نمودن آنها بطور مستقل وجود ندارد

- هنگاميکه سيم پيچ تنظيم کننده ولتاژ لازم باشد دراين صورت امتياز اقتصادي اتوترانسفورماتور شديداً تحت تاثير قرارميگيرد وقابل چشم پوشي مي شود.

- اتو ترانسفورماتورها داراي حساسيت کمتري نسبت به ولتاژهاي ضربه ايي مي باشند.

باتوجه به موارد فوق در حاليکه باشدبکار بردن اتوترانسفورماتور اقتصادي تر خواهد بود و بنابراين براي شبکه ايران پيشنهاد مي گردد که ترانسفورماتورهاي 230/400/ و132/230 کيلو ولت ازنوع اتوترانسفورماتوري باشد.

2- ترانسفورماتورهاي تک فاز درمقايسه با ترانسفورماتور هاي سه فاز

از آنجايي که حمل ونقل ترانسفورماتورهاي سه فاز با ظرفيت محدوديتهاي حمل ونقل جاده اي مشکل ودر پاره اي ازموارد امکان پذير نمي باشد، در پستهاييکه نياز به ترانسفورماتورKV 20/230/400با ظرفيت بالا(500 مگا ولت آمپر وبيشتر) ميباشد، بهتر است که ترانسفورماتور تک فاز انتخاب شود.

هنگاميکه يک ترانسفورماتور در پستي نصب مي گردد که نواحي زيادي را تغذيه مي نمايد،براي جلوگيري از قطعي لازم است ترانسفورماتور رزروي درنظر گرفته شود. درچنين شرايطي بهتر است سه دستگاه ترانسفورماتور تک فاز بايک فاز رزرو منظورگردد. ترانسفورماتورهاي تک فاز داراي راندمان بالاتري نسبت به سه فاز با ظرفيت يکسان ميباشند و درموقع سوختن هرکدام از سيم پيچ فازها، مي توان ترانسفورماتورتک فاز رزرو رابه جاي آن مستقر واز قطع برق طولاني جلوگيري نموددر حالي که درترانسفورماتورهاي سه فاز تمام ترانسفورماتور بايد يکجا تعويض گردد.

در نصب ترانسفورماتورهاي تک فاز بجاي سه فاز، هزينه هاي مربوط به اتصالات ثالثيه وهزينه هاي مربوط به فوندانسيون آن نيز بيشتر خواهد بودو نيز تلفات سه دستگاه ترانسفورماتور تک فاز معمولاٌ بيشتر از يک دستگاه ترانسفورماتور سه فاز معادل مي باشد با توجه به توضيحات فوق در ظرفيتهاي پايين ترجيح داده مي شود که از ترانسفورماتورهاي تک فاز استفاده مي شود.

درترانسفورماتورهاي سه فاز خيلي بزرگ، مقطع يوغ بزرگ شده ودرنتيجه ارتفاع ترانسفورماتورافزايش مي يابد.محدوديت ارتفاع ترانسفورماتور به علت محدوديتهاي راه آهن وجاده اي است که ترانسفورماتوربايد از طريق آن حمل شود.بنابراين بايد ارتفاع کلي ترانسفورماتور را کاهش داد. ارتفاع يوغ را مي توان با ساختمان سه ساقه اي معمولي کاهش داد. درترانسفورماتورهاي 5ساقه اي يوغهاي بالا وپايين را مي توان با سطح مقطع کوچکتر ساخت،چون دو ساقه اضافي مسير برگشتي براي فوران فراهم مي نمايند.

3- انواع ترانسفورماتور از نقطه نظر سيم پيچ وهسته

ترانسفورماتورهاي معمول 230 و400 کيلو ولت که نتايج بهره برداري ازآنها درديگر کشورها و هم چنين درايران موفقيت آميز بوده است ترانسفورماتورهاي روغني مي باشد. دراين نوع ترانسفورماتورهاهسته وسيم پيچ در داخل روغن با پايه نفتانيک يا پارافينيک(روغن معدني) قرارداده شده وروغن ضمن عايق بندي بين سيم پيچ وبدنه وظيفه سيستم خنک کننده را نيز ايفا مي نمايد،به اين ترتيب که حرارت بوجود آمده در سيم پيچ وهسته را به بدنه وراديا تورها منتقل مي کند واين حرارت توسط سطوح خارجي ترانسفورماتورها ورادياتورها ناشي از گردش فن ها وپمپ به بيرون هدايت ميگردد. درمورد روغن ترانسفورماتور موارد زير ضروري است:

روغن مورد استفاده در ترانسفورماتورها عموماً از نوع معدني بوده که از تقطير وپالايش نفت خام بدست مي آيد. بسته به نفتي که مورد پالايش قرارمي گيرد روغنها به دو دسته متمايزتقسيم مي گردند:

- روغنهاي حاصل از نفت خام پايه نفتانيک

- روغنهاي حاصل از نفت خام پايه پارافنيک

با توجه به نقش روغن درترانسفورماتور، لازم است که اين ماده از مشخصات ويژه اي برخوردار باشد که از جمله مي توان به ويسکوزيته کم، نقطه اشتعال بالا ونقطه ريزش پايين اشاره نمود. طبق استاندارد IEC شماره 296روغن ترانسفورماتور با توجه به سه مورد فوق دسته بندي مي شود.روغنهاي توليد شده از نفت خام پايه نفتانيک عموماً بدون اضافه نمودن از مواد ضد اکسيداسيون داراي حداقل مشخصات اعلام شده از طرف استانداردIEC مي باشند ومناسبترين نوع روغن براي ترانسفورماتورمي باشند ولي روغنهاي توليد شده از نفت خام پايه پارافنيک معمولاً درحد استاندارد نبوده ولازم است مواد ضد اکسيداسيون به آنها اضافه شود.

ترانسفورماتورهاي ازنوع SF6 تا ولتاژ 230کيلو ولت ساخته شده است ولي تا کنون نتايج بهره برداري دراز مدت آن بدست نيامده لذا گزينه مطمئن وقابل اعتمادي درمقايسه با ترانسفورماتورهاي نوع روغني نمي باشد.

4- تقسيم بندي ترانسفورماتورها از نقطه نظر نوع استفاده ازآنها:

ترانسفورماتورها از نقطه نظر نوع استفاده ازآنها به شرح زير تقسيم مي شوند:

ترانسفورماتورهاي توزيع ترانسفورماتورها ي قدرت که درپستهاي توزيع وپستهاي کليدي ونيروگاهها بکار گرفته مي شوند.

تجهیزات پست : ترانسفورماتور قدرت

مطالب مشابه :

لیست اول پایان نامه های کارشناسی و کارشناسی ارشد برق

تجهیزات پست : ترانسفورماتور قدرت

انواع سيستمهاي توزيع

پروژه های برق - سری 7

پایان نامه آسانسور و بررسی موتورهای آن