ترانسفورماتور قدرت «Power Transformers» موضوع اصلی مورد بحث ما است. البته تعمیر و نگهداری ترانسفورماتورهای قدرت. علاقه مندان و دانشجویان مربوط به رشته برق و الکترونیک می توانند از این مقاله نهایت استفاده را ببرند چون این مطلب مختص رشته ذکر شده می باشد. مطالب مهمی مورد بررسی قرار گرفته که مهم ترین آنان : توضیح در مورد ترانسفورماتور قدرت، سیستم های اندازه گیری و حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت، روش های تعمیر و نگهداری از آنها و قطع و وصل ترانسفورماتور قدرت می باشند.

ترانسفورماتور قدرت

هنگامی که قدرت انتقال حدود بیش از 10 مگاوات می رسد ، طرح های خاص مورد نیاز برای مقابله با نیروهای مکانیکی جریان اتصال کوتاه، سطوح عایق بالاتر و افزایش نیاز خنک کننده شروع به کار می کند. برای این رتبه بندی، از ترانسفورماتور مایع پر معمولا استفاده می شود. عایق بین سیم پیچ و بیشتر در ولتاژهای بالاتر خواستار می شود. علاوه بر این، اثرات رزونانس در داخل سیم پیچ خود را به در نظر گرفته شود برای جلوگیری از شکست عایق در طول تنش ضربه بسیار پویا مانند صاعقه که ممکن است رسیدن به دامنه یک تا دو هزار کیلوواتی با 1 میکرو ثانیه زمان افزایش یابد.

ترانسفورماتور با رأی قدرت بالا حدود ده مگاولت یک عنصر کلیدی در عرضه مناطق بزرگ و یا مناطق صنعتی به شمار می رود. به عنوان یک قانون کلی، می توان آن را یک نفر که دارد به طور متوسط برق تقاضا قدرت 1 کیلو وات در نظر گرفته است ، که بدان معنی است که MVA ترانسفورماتور 400 انتقال قدرت مورد نیاز توسط 400000، معادل با یک شهرستان با اندازه متوسط در نظر گرفته شده می باشد. چنین ترانسفورماتور باید مطابق با الزامات خاص در مورد ایمنی و قابلیت اطمینان و همچنین به ارائه بازده بسیار بالا و سطح صدای کم باشد. در دهه های اخیر، خطوط DC ولتاژ بالا نیز به طور فزاینده مهم بوده است، به خصوص در کشورهای بزرگ مانند چین که در آن مراکز صنعتی اتصال به مناطق دور افتاده که در آن برق تولید می شود، وجود دارد.

تصویری از ترانسفورماتور قدرت

ترانسفورماتور در واقع به طور مستقیم در کنار یک نیروگاه که به نام GSU (ژنراتور واحد گام به بالا) است قرار دارد. GSU تبدیل برق از ولتاژ متوسط از ژنراتور به سطح انتقال ولتاژ بالا را انجام می دهد. با ترانسفورماتور قدرت تعادل جریان برق بین خطوط برق موازی، شیفت فاز را می توان مورد استفاده قرار داد که انطباق و کنترل زاویه فاز ولتاژ و جریان برای بهینه سازی ظرفیت انتقال قدرت از خطوط این مبدل ها می باشد. شیفت فاز به توان نامی تا 1500 مگاولت آمپر وجود دارد.

تاریخچه ترانسفورماتور قدرت

شاید کمتر آشکار است اما به اندازه اختراعات بزرگ دیگر محوری انتقال در مقیاس بزرگ و تحویل انرژی الکتریکی در طول فواصل بلند بوجود آمده است. دستیابی به این موفقیت بدون ترانسفورماتور نمی توانست اتفاق بیوفتد.

در حدود 130 سال پیش یک انقلاب فنی جایی که قرار بود یک گام حیاتی در توسعه جامعه مدرن و جو در زمان به وجود آمد. این انقلاب نسل تجاری، انتقال و استفاده از انرژی الکتریکی بود. هیچ کس امروز نمی توانید جهان بدون برق را تصور کند.

تاسیسات الکتریکی محلی تولید و مصرف که تعداد انگشت شماری داشتند کیلومتر ها با هم فاصله داشتند. اتصالات مستقیم از بخار یا ژنراتور آبی به مصرف کنندگان در طیف وسیعی از چند صد ولت بود. در اوایل سال 1880 میلادی، به عنوان مثال، ” شرکت روشنایی ادیسون ” در منهتن با برق در 110 ولت DC به 59 مشتری عرضه می شد. اما تقاضای انرژی از شهرستان ها در حال رشد سریع بود و مراکز صنعتی نیاز به افزایش قابلیت انتقال قدرت داشتند.

بزرگترین ترانسفورماتور در جهان در سال 1942 در پست وارطان استکهلم بخار کوچک و ژنراتور آبی دیگر بود کافی و این نیروگاه بزرگ راه دورتری تا شهرستان ها داشت که ساخته شد. سطوح ولتاژ برای حفظ جریان در خطوط قدرت متوسط و کاهش تلفات و افت ولتاژ به افزایش بود. این زمان تولد یک جزء جدید به نام ترانسفورماتور قدرت بود.

در یک ترانسفورماتور، دو سیم پیچ ها به طور مرتب به طوری که میدان مغناطیسی تولید شده توسط جریان در یک سیم پیچ باعث ولتاژ در طرف دیگر به هم متصل می شدند. این اصل فیزیکی تنها می تواند در سیستم های AC اعمال شود، به عنوان تنها یک میدان مغناطیسی متغیر با زمان قادر به القاء ولتاژ. با استفاده از تعداد مختلف سیم پیچ نوبت در دو تیوب، یک ولتاژ بالاتر یا پایین تر را می توان به دست آورد.

قابلیت تبدیل از یک سطح ولتاژ به یک دیگر دلیل اصلی برای دستیابی به موفقیت از AC سه فاز انتقال و توزیع سیستم ها بود.