چنانکه می دانیم ولتاژ شبکه به دلایل مختلفی همچون طول شبکه، افزایش بار و غیره دچار افت شده و این مساله سبب اعتراض مشترکین می گردد. یا در مقابل به دلیل کاهش شدید بار در برخی مواقع، افزایش ولتاژ می تواند مشترکین را تحت تاثیر قرار دهد. در این گونه موارد جهت تنظیم ولتاژ راه های مختلفی وجود دارد که برخی از آنها نظیر تغییرات کلی در ساختار شبکه جهت اصلاح ولتاژ به زمان وهزینه زیادی نیاز دارد. اما یکی از راه های تنظیم ولتاژ جهت موارد جزیی افت یا افزایش ولتاژ استفاده از کلید تنظیم ولتاژ یا همان تپ چنجر است که در کلیه ترانسفورماتورهای نصب شده در شبکه های برق پیش بینی شده است. اساس کار تپ چنجر بر تغییر نسبت تبدیل ترانس استوار است.
چگونگی عملکرد تپ چنجر:
تپ چنجر در واقع با تغییر تعداد دور سیم پیچ از طریق انشعاباتی که درسیم پیچ تعبیه شده سبب تغییر ولتاژ خروجی ترانسفورماتور می شود.
میزان تغییر ولتاژ و تعداد پله ها:
میزان تغییرات ولتاژ برای هر پله تپ بین ۱ تا ۵.۲ درصد بوده و تعداد پله ها در ترانسفورماتور های توزیع دو، سه یا پنج پله انتخاب می شود ولی این تعداد در ترانسفورماتورهای قدرت تا ۳۰ پله نیز می رسد. دلیل انتخاب مقدار پایین تغییر ولتاژ برای هر پله باعث می گردد تنظیم ولتاژ دقیق تر انجام گردد و از طرفی انتخاب مقدار کم سبب افزایش تعداد پله های تپ می گردد.
انواع تپ چنجر:
تپ چنجر در دو نوع بدون بار load off و زیر بار load on می سازند. در ترانسفورماتور های قدرت فقط تپ چنجر های زیر بار کاربرد داشته و در ترانسفورماتور های توزیع در حال حاضر فقط نوع بدون بار به کار می رود.
(OLTC) On load tap changer
معمولا در شبکه، به دلیل تغییرات بار امکان تغییرات کوتاه مدت ولتاژ زیاد است به همین دلیل جهت تنظیم ولتاژ از تپ چنجر های قابل قطع زیر بار که در برخی موارد حتی می توانند به صورت اتوماتیک عمل کنند، استفاده می شود. محدوده تغییرات ولتاژ درحدود ۱۵ درصد بیشتر و کمتر از مقدار نامی است. با توجه به ملاحظات تغییر تپ زیر بار و نیز ملاحظات عایقی تپ را در یکی از دو سمت شار ضعیف یا فشار قوی قرارمی دهند.
محل تپ چنجر:
چنانکه در بخش سیم پیچ ها نیز ذکر شد یکی از مسایل اصلی و مهم در ترانسفورماتور عایقبندی بخصوص عایق بندی اتصالات است. از طرفی می دانیم جهت تعبیه تپ می بایست تعدادی انشعاب از سیم پیچ بیرون آورده شود. بنابراین اولین مساله در محل تپ چنجر بحث عایقی است. پس عموماً تپ را در نقاطی قرار می دهند که ولتاژ کمتر و در نتیجه کمترین میزان عایقی را نیاز داشته باشد. بر این اساس معمولاً تپ را در سمتی که اتصال ستاره قرار داشته و در سمت نقطه صفر ستاره قرار می دهند. در ولتاژ های خیلی بالا به دلیل همین ملاحظات تپ را ممکن است در سمت فشار ضعیف نیز قرار دهند.
بحث تغییر پله تپ زیر بار:
یکی از مسایل مهمی که همواره متخصصین برق با آن سر و کار دارند بحث قطع یا تغییر مدار در حالت بارداری شبکه است. (البته در حال حاضر با توجه به صنایع حساسی که از شبکه تغذیه می شوند نمی توان به حالتی به جز این فکر کرد). قطع یک مدار دارای برق به طور حتم همراه با جرقه می باشد که شدت این جرقه با میزان باری که قطع می گردد و نیز سطح ولتاژ شبکه وابسته است. حال تصور کنید در یک ترانسفورماتور بزرگ می خواهیم یکی از انشعابات سیم پیچ را تغییر دهیم. به طور حتم در اینجا نیز با جرقه روبرو خواهیم بود. بنابراین با توجه به این مساله تپ را در سمتی قرار می دهند که جریان کمتری داشته باشد که سمت فشار قوی می باشد.
میزان تنظیم ولتاژ: یکی دیگر از مسایلی که متخصصان برق و اپراتور های پست با آن دست به گریبان هستند، عدم آگاهی از میزان تغییرات بار شبکه و در نتیجه تغییرات ولتاژ است زیرا رفتار بار مشترکین را نمی توان پیش بینی کرد. از طرفی طول خطوط انتقال و توزیع برق به گونه ای است که اکثر اوقات مشترکین انتهای خطوط با مشکل افت ولتاژ مواجه می شوند. بنابراین اگر تنظیم ولتاژ به صورت صحیح انجام نشود مشترکین ابتدای خط با مشکل اضافه ولتاژ مواجه می گردند. بنابراین می بایست پله های تپ و میزان تغییر ولتاژ به گونه ای باشد که مشترکین ابتدای خط با مشکل مواجه نگردند. براین اساس وبا توجه به زیادتر بودن تعداد دور سیم پیچ در سمت فشار قوی امکان تغییرات مناسب و پله های کوچکتر فراهم می باشد.
محصول مرتبط: آموزش etap
ساختار انشعابات تپ چنجر:
همانطور که توضیح داده شد جهت تنظیم مناسب ولتاژ برای کلیه مشترکین تعداد پله های زیاد و میزان تغییر ولتاژ در هر مرحله مهم است. از طرفی اگر بخواهیم تعداد تعداد تپ زیادی را در نظر بگیریم حجم سیم پیچ افزایش یافته و در نتیجه منجر به افزایش هزینه ها و ابعاد ترانسفورماتور می گردد. با توجه به این مطلب ساختار انشعاباتی که جهت تپ بیرون آورده می شود ممکن است به طرق متفاوتی طراحی گردد. راحت ترین راه این است که در ادامه سیم پیچ اصلی سیم پیچ مربوط به تپ نیز تعبیه گردد که این مساله همان مشکل ذکر شده یعنی افزایش حجم ترانسفورماتور را سبب می شود.
در روش دوم به همان ترتیب روش اول عمل می شود با این تفاوت که برای داشتن دو سری تپ در جهت های افزایش و کاهش ولتاژ دریک حالت سیم پیچ تپ هم جهت با سیم پیچ اصلی و در حالت دیگر در خلاف جهت سیم پیچ اصلی به آن وصل می گردد و این کار توسط کلید تپ انجام می گردد. در این حالت با نصف کردن حجم سیم پیچی تپ همان تعداد تپ را خواهیم داشت.
کلید تپ چنجر:
در قسمت های فوق درباره ساختار انشعابات تپ صحبت شد ولی همیشه جهت تغییر تپ به یک تجهیزاتی نیاز مندیم تا بسیاری از مشکلاتی که در قسمت های بالا به آن اشاره شد را نداشته باشیم. به این جهت معمولاً علاوه بر کلید اصلی تپ یک کلید دیگر به صورت کاملا جدا از تانک اصلی ترانس در نظر می گیرند تا بتوانند تغییر پله های تپ زیر بار را بدون جرقه و در سریع ترین زمان ممکن بدون تحت تاثیر قرار گرفتن مشترکین انجام دهند. به این کلید کلید تبدیل بار یا دایورتر سوییچ Switch Diverter می گویند.
تپ چنجر بدون بار load off
ترانسفورماتورهای توزیع در حال حاضر از تپ چنجر های بدون بار استفاده می کنند. در این نوع ابتدا می بایست ترانسفورماتور را کاملاً بی برق کرد و سپس نسبت به تغییر تپ اقدام کرد و پس از تغییر کامل تپ نسبت به برق دار کردن ترانس اقدام نمود. چنانکه ملاحظه می شود نمی توان از این تپ ها جهت تغییرات کوتاه مدت و روزانه ولتاژ استفاده کرد و معمولاً جهت تغییرات فصلی ولتاژ از این نوع استفاده می شود. شکل زیر یک تپ چنجر سطح توزیع را نشان می دهد:
تغییر تپ چنجر:
جهت تغییر تپ ابتدا می بایست درپوش تپ باز شده و با فشار دادن کلید تغییر تپ به سمت بالا پس از آزاد شدن ضامن آن را به سمت شماره مورد نظر تپ چرخانده و پس از قرار گرفتن در محل مورد نظر کلید را رها کرده و در پوش را ببندیم. البته باید در نظر داشت تپ به طور کامل در محل مورد نظر اتصال شده در غیر این صورت اتصال نامناسب سبب آسیب دیدن تپ و حتی سوختن ترانسفورماتور می گردد.
سرویس دوره ای تپ چنجر:
هنگام تغییرتپ، کلید تنظیم ولتاژ روی یک ریل (طبق شکل فصل اول) حرکت کرده وباعث برقراری اتصال تعداد دور بیشتر جهت افزایش ولتاژ و یا خارج شدن تعدادی از دورهای سیم پیچی جهت کاهش ولتاژ می گردد باید توجه شود که به هنگام تغییر تپ این کلید روی ریل در مکان مناسب خود قرارگرفته باشدزیرا اتصال ناقص سبب برقراری جریان اضافی و در نهایت آسیب دیدگی ترانسفورماتور می شود.
از آنجا که عدم استفاده از تپ چنجر در مدت زمان طولانی سبب کثیف شدن کنتاکت های کلید می گردد و این مساله منجر به آسیب دیدن تپ چنجر و یا عدم کار روان آن خواهد شد، بنابراین می بایست به هنگام بازدید، با تعویض تپ در کلیه پله های تپ ضمن اطمینان از کارکرد درست آن کنتاکت ها نیز تمیز گردند. این مساله در دوره زمانی دو بار درسال توصیه شده است. بار دیگر باید توجه داشت به هنگام پایان کار تپ کاملا در محل مناسب خود قرارداشته باشد زیرا چنانکه گفته شد، در صورت قرار گرفتن کلید بین دو شماره تپ (نیم تل شدن) ترانسفورماتور آسیب می بیند.
سوپاپ اطمینان :
خطا یا اتصالی در داخل ترانسفورماتور معمولاً همراه با قوس یا جرقه می باشد.دمای بالای قوس الکتریکی موجب تجزیه شدید روغن ترانسفورماتور و تولید گازمی شود که سرانجام منجر به افزایش بسیار زیاد فشار داخل تانک می شود. در زمان حادثه اتصال کوتاه فشارداخل تانک چنان افزایش می یابد که ممکن است تانک منفجر شده و سبب بروز آتش سوزی گردد. برای جلو گیری از آسیب رسیدن به تانک ترانسفورماتور یک دریچه انفجار یا سوپاپ اطمینان روی درپوش تعبیه می شود. این دریچه شامل لوله ای به شکل زانو ساخته شده از فولادی به ضخامت ۵.١ میلیمتر است که سر بالایی آن به وسیله دیافراگم با شیشه صاف و گرد بسته شده است. سر پایینی لوله از طریق روزنه ای در درپوش تانک با تانک ارتباط دارد چنانکه شکل زیر یک نمونه از ترانسفورماتور منفجر شده در اثر فشار گاز را نشان می دهد:
آزمایشات استاندارد ترانسفورماتور:
معمولاً هر دستگاهی که ساخته می شود برای اطمینان از صحت کارکرد آن مورد آزمایشاتی قرار می گیرد که این آزمایش ها ضمن تایید کارکرد صحیح دستگاه انطباق آن را با استاندارد تایید می کند. این آزمایشات در استاندارد های ملی و بین المللی از پیش تعریف شده اند. آزمایشات استاندارد به سه دسته تقسیم می شوند :
۱ – آزمایشات نوعی test type
این آزمایشات همواره بر روی اولین نمونه ساخته شده از هر دستگاهی انجام می شود و درصورتی که دستگاهی بتواند این آزمایشات را بگذراند، سازنده می تواند آن دستگاه را به تولید انبوه برساند. با توجه به اینکه استاندارد بین المللی ترانسفورماتور IEC60076 می باشد برای ترانسفورماتور این آزمایشات عبارتند از :
١ – آزمایش افزایش دما
۲ – آزمایش استقامت در برابر ولتاژ ضربه
۳ – اندازه گیری ضریب تلفات عایقی وظرفیت خازنی
سری آزمایشات Routine Test
این آزمایشات بر روی کلیه دستگاه هایی که تولید می شوند انجام می گردد و عبارتند از:
۱ – آزمایش نسبت تبدیل :
این آزمایش بسیار ساده و با استفاده از یک ولت متر انجام میگردد. می توان برق شهر را به سمت فشار قوی اعمال نمود و سپس ولتاژ را در سمت فشار ضعیف اندازه گیری کرد. حاصل تقسیم ولتاژ اولیه به ثانویه را نسبت تبدیل نامند. برای سطح ولتاژ ۲۰ کیلو ولت این مقدار ۵۰ می باشد. البته باید توجه داشت که استاندارد همواره مقادیری تلرانس یا انحراف از مقادیر نامی را برای سازنده مجاز دانسته است.
2- آزمایش اندازه گیری مقاومت اهمی سیم پیچ ها:
این آزمایش نیز بسیار ساده انجام می گردد و با استفاده از یک آمپر متر و یک ولت متر انجام می شود. به این ترتیب که با استفاده از یک منبع تغذیه جریان، جریان ناچیزی را به سیم پیچ اعمال کرده و سپس ولتاژ سیم پیچ را قرائت می کنیم. از تقسیم ولتاژ و جریان مقدار مقاومت به دست می آید. البته باید توجه داشت که میزان مقاومت با توجه به دمای آزمایشگاه ثبت شده و بنابراین با توجه به رابطه زیر مقدار مقاومت را به دمای استاندارد تصحیح کنیم.
شکل زیر مدار آزمایش را نشان می دهد:
هیچ دیدگاهی نوشته نشده است.