اجازه ندهید اصطلاح "ترانسفورماتور" شما را بترساند. در سیستم های قدرت، این اسب کار آرام-قهرمان گمنام است که امکان انتقال برق را از نیروگاه تا پریز دیواری شما فراهم می کند. چه مهندس برق باشید، چه دانشجویی که در حال مطالعه سیستم های قدرت هستید یا فردی که تجهیزات صنعتی را مدیریت می کند، درک نحوه کار ترانسفورماتورها می تواند به شما در صرفه جویی در مصرف انرژی و جلوگیری از قطعی های وحشتناک نیمه شب کمک کند.
بنابراین، یک ترانسفورماتور دقیقا چه کاری انجام می دهد؟
به زبان ساده، این یک «پیک انرژی» است. با استفاده از القای الکترومغناطیسی -به طور دقیق، قانون فارادی (یک میدان مغناطیسی در حال تغییر ولتاژ را در یک سیم پیچ القا می کند)-انرژی الکتریکی را از یک مدار به مدار دیگر منتقل می کند، ولتاژ را بالا یا پایین می کند در حالی که فرکانس AC را بدون تغییر نگه می دارد. نیروگاه ها ممکن است برق را با ولتاژ 20 کیلو ولت تولید کنند، اما ترانسفورماتورها برای انتقال کارآمد از راه دور، آن را تا 500 کیلوولت یا بیشتر افزایش می دهند. سپس، از طریق یک سری پست، به تدریج به 120 ولت یا 230 ولت کاهش می یابد که به لطف ترانسفورماتورها{10}} خانه شما را تغذیه می کند.
هسته از ورق های فولادی سیلیکونی چند لایه (کلیدی برای کاهش اتلاف انرژی) ساخته شده است و سیم پیچ ها با روغن معدنی یا رزین اپوکسی عایق بندی شده اند. طبق قرارداد صنعت، دستگاه هایی با توان بالای 500 کیلوولت آمپر و قادر به کنترل ولتاژ از چند کیلو ولت تا صدها کیلوولت به عنوان "ترانسفورماتورهای قدرت" طبقه بندی می شوند.
انواع متداول{0}}چگونه آنها را از هم جدا کنیم
هسته-نوع در مقابل پوسته-
هسته-نوع: سیمپیچها هسته را احاطه کردهاند (معمولاً در برنامههای-ولتاژ بالا)
نوع پوسته: هسته بوسیله سیمپیچها محصور شده است (از نظر مکانیکی قویتر؛ اغلب در تنظیمات انرژی کمتر استفاده میشود)
مرحله{0}بالا در مقابل مرحله-پایین
مرحله{0}بالا: ولتاژ را برای انتقال کارآمد در فواصل طولانی افزایش میدهد
مرحله-پایین: ولتاژ را به سطوح ایمن و قابل استفاده برای خانهها و مشاغل کاهش میدهد
اتوترانسفورماتورها
جمع و جور و کارآمد-آنها از یک سیم پیچی استفاده می کنند که بین مدارهای اولیه و ثانویه مشترک است-اما عایق الکتریکی ضعیفی ارائه می دهند، بنابراین در جایی که ایزوله ایمنی حیاتی است از آنها اجتناب کنید.
نوع{0}}غوطهور در مقابل خشک{1}}روغن
روغن-غوطهور شده: خنکشده و عایقشده توسط روغن معدنی (استاندارد برای پستهای فضای باز)
نوع{0}خشک: از عایق هوا یا رزین استفاده میکند (ترجیحاً در داخل خانه-کارخانهها، ساختمانهای اداری-که خطر آتشسوزی مهم است)
همچنین نسخه های تخصصی مانند ترانسفورماتورهای توزیع برای محله ها و ترانسفورماتورهای ابزار برای اندازه گیری و حفاظت وجود دارد.
واقعا کجا استفاده می شوند؟ بیایید عملی شویم
زیرساخت شبکه: آنها ستون فقرات انتقال برق-از ژنراتور به مصرف کننده هستند
انرژی های تجدید پذیر: مزارع بادی و نیروگاه های خورشیدی به ترانسفورماتورها برای تبدیل خروجی متغیر خود به توان سازگار با شبکه-متکی هستند
صنعت: ماشین آلات سنگین را با ولتاژ پایدار به خوبی کار کنند
شبکه های هوشمند: واحدهای مدرن اغلب شامل-حسگرهای داخلی برای-پایش سلامت در زمان واقعی-گرفتن مشکلات قبل از ایجاد خرابی میشوند.
انتخاب و نگهداری{0}}از اشتباهات رایج جلوگیری کنید
انتخاب ترانسفورماتور مناسب فقط به اندازه نیست. از خود بپرسید:
آیا بار واقعی من را تحمل می کند؟ (آن را زیاد بار نکنید!)
آیا کارایی آن به اندازه کافی بالاست؟ (برای برآورده کردن استانداردهای IEEE بیشتر از یا مساوی 98 درصد را هدف قرار دهید)
محیط عملیاتی چیست؟ (مرطوب؟ گرد و غبار؟ داغ؟)
ملزومات نصب: زمین مستحکم، تهویه مناسب، و حفاظت در برابر جریان بیش از حد (قطع کننده های مدار اختیاری نیستند).
تعمیر و نگهداری غیرقابل مذاکره است-این کار را به درستی انجام دهید، و ترانسفورماتور شما میتواند 25 تا 40 سال کار کند:
تست روغن (بررسی قدرت دی الکتریک)
تصویربرداری حرارتی (نقاط داغ قبل از شکست)
تجزیه و تحلیل گاز محلول (عیوب داخلی را زود تشخیص می دهد)
مراقب دو پرچم قرمز بزرگ باشید:
گرمای بیش از حد (معمولاً در اثر بارگذاری بیش از حد یا جریان ضعیف هوا)
تخریب عایق (در صورت نادیده گرفتن می تواند منجر به شکست فاجعه بار شود)
ترانسفورماتورهای قدرت ستون فقرات شبکه برق هستند. عاقلانه انتخاب کنید، به طور پیوسته نگهداری کنید، تا اتلاف انرژی را کاهش دهید و چراغ ها را-به طور قابل اعتماد روشن نگه دارید. می خواهید عمیق تر بروید؟ استانداردهای IEEE، IEC یا ANSI بسیار کاربردی تر از اکثر کتاب های درسی هستند.
