دسته بندی | برق |
بازدید ها | 5 |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 14 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 19 |
کاربرد ترانسفورمرها
مقدمه
ترانسفورمر یک دستگاه تبدیل انرژی الکترومغناطیسی است ، زیرا که انرژی دریافت شده از مدار اولیه ، ابتدا به انرژی مغناطیسی تبدیل شده و سپس این انرژی دوباره به انرژی الکتریکی مفید در مدارهای دیگر تبدیل می گردد .
در یک ترانس ، انتقال انرژی الکتریکی از یک مدار به مدارهای دیگر بدون استفاده از قسمتهای متحرکه انجام می پذیرد و بنابراین ، بالاترین بازدهی ممکنه را در بین ماشینهای الکتریکی داشته و تقریباً به نگهداری بسیار جزئی نیاز دارد .
ترانسها وجود سیستمهای دارای قدرت بالا را امکانپذیر می سازند . برای انتقال عاقلانه صدها مگاوات توان به فاصله های دور ، به ولتاژهای بسیار بالا در پهنه KV200 تا KV1000 احتیاج است ، اگر چه تا این زمان ، ملاحظات عایقی ، ولتاژهای تولید شده در مولدها را زیر 33 کیلووات نگاه داشته است . با این اندازه ولتاژ ، تلفات خط بسیار بالاست و استفاده از آن ولتاژهای خیلی بالا نیز برای مصارف خانگی و صنعتی خطرناک خواهد بود . یکی از علتهای اصلی استفاده از جریان متناوب برای انتقال انرژی برق ، وجود ترانسفورمر است . با اتصال یک ترانس افزاینده بین مولد و خطوط انتقال می توان برای توانی معین ، جریان را کم نمود . و چون تلفات مسی خطوط انتقال با مجذور جریان خط متناسبند ، واضح است که ولتاژهای خیلی بالای بدست آمده توسط ترانسفورمر ، باعث بالا رفتن بازدهی سیستم قدرت از طریق کاهش جریان خطوط انتقال می گردد .
ترانسفورمر به عنوان یکی از اجزای بسیار مهم بسیاری از مدارهای الکتریکی ، از مدارهای الکترونیکی با سیگنالهای کوچک گرفته تا سیستمهای انتقال قدرت با ولتاژ بالا بکار گرفته می شود . دانستن تئوری ، رفتار و قابلیتهای ترانس برای فهمیدن کار بسیاری از سیستمهای قدرت ، کنترل ، مخابرات و الکترونیک لازم است .
در این فصل اصول کلی و روشهای تجزیه و تحلیل که قبلاً مورد بررسی قرار گرفتند را بر روی ترانسفورمر که یک دستگاه الکترومغناطیسی ساکن است بکار می بریم . این ، علتی دو پهلو دارد . اول اینکه ترانس خود یک دستگاه الکترومغناطیسی خیلی مهم است و دوم ینکه ، عمل ترانسفورمری در ماشینهای الکترومکانیکی نیز انجام می پذیرد و فهمیدن عملکرد ترانس پیشنیازی برای فهم عملکرد ماشینهای جریان متناوب است .
کاربردهای ترانس و انواع اصلی آن
مهمترین کاربردهای ترانس عبارتند از : (الف) تغییر دادن اندازه ولتاژ و جریان در یک سیستم الکتریکی ، (ب) هم مقاومت کردن منبع و بار برای انتقال توان بیشینه و (ج) جداسازی مدارهای الکتریکی از یکدیگر . اولین این کاربردها احتمالاً آشناترین آنان در نظر خوانندگان اسن و این آشنایی معمولاً بوسیله ترانسهای توزیع سوار شده بر تیرهای برق که مثلاً برق 11000 ولت را به برق خانگی 220 ولت تبدیل می نمایند ، می باشد . دومین کاربرد را می توان در بسیاری از مدارهای مخابراتی و الکترونیکی یافت . مثلاً برای هم مقاومت کردن بار با خطوط انتقال برای بهبود انتقال قدرت و کاهش امواج ساکن و یا اتصال خروجی میکروفون به اولین مرحله تقویت کننده الکترونیکی ، از ترانسها استفاده می شود . سومین کاربرد آن ، حذف اغتشاشهای الکترومغناطیسی در بسیاری از مدارها ، جلوگیری از خروج سیگنالهای جریان مستقیم ، ایمنی استفاده کنندگان و محافظت از وسایل و دستگاههای الکتریکی است .
ترانسفورمرها در مدارهای با اندازه ولتاژهای مختلف از میکروولت استفاده شده در بعضی از مدارهای الکترونیکی تا ولتاژهای خیلی بالای استفاده شده در سیستمهای توان امروزی مانند 750 کیلوولت ، بکار گرفته می شوند . همچنین ، ترانسها در طیف کامل فرکانسی مدارهای الکتریکی از نزدیک به صفر هرتز تا چند صد مگا هرتز چه با امواج سینوسی مداوم و چه ضربانی بکار می روند . شکل و اندازه ظاهری ترانسها مختلف است و آنها را در اندازه های به کوچکی یک تیله تا به بزرگی یک تریلی می سازند . انواع اصلی ترانسها عبارتند از :
1. ترانسهاس قدرت برای انتقال انرژی که در دو سر ارسال و دریافت خطوط فشار قوی برای افزایش و کاهش ولتاژ به کار می روند . این ترانسها طوری بکار گرفته می شوند که تقریباً همیشه تحت ظرفیت کامل باشند . از اینرو در مواقع بار سبک ، ارتباط این ترانسها با شبکه قطع می شود .
2. ترانسهای توزیع که ولتاژ را به یک سطح مناسب در محل مصرف کننده تغییر می دهند . ثانویه این ترانسها مستقیماً به پایانه های مصرف کننده متصل است و در طول شبانه روز بار روی آنها به مقدار زیادی تغییر می کند .
3. ترانسهای قدرت که برای مقاصد ویژه مانند یکسو کننده ها ، واحدهای جوشکاری و کوره های القایی بکار می روند .
4. ترانسهایی که برای انتظام ولتاژ در شبکه های توزیع بکار گرفته می شوند .
5. اتو ترانسها که برای تبدیل انرژی با نسبت انتقال کوچک و همچنین برای راه اندازی موتورهای القایی از آنها استفاده می شود .
اجزای ترانسفورمر
ترانس از دو بخش اصلی تشکیل می گردد :
1) هسته که از ورقه های نازک فولاد سیلیکن دار و بسته به فرکانس ، از ضخامت 05/0 تا 35/0 میلیمتر ساخته می شود و برای کاهش تلفات هیستریز و جریان گردابی ، ورقه ها را با عایق لاک طبیعی و یا مصنوعی از یکدیگر جدا می سازند . هسته ترانس در حقیقت مدار مغناطیسی ای است که کمک می نماید تا فوران مغناطیسی براحتی از میان سیم پیچها عبور کند . قسمتهای عمودی هسته معمولاً شاخه (ستون) و قسمتهای بالایی و پایینی معمولاً یوغ نامیده می شوند . ستونها که بر روی آنها سیم پیچها سوار می شوند معمولاً دارای سطح مقطع پله ای هستند که در دایره سیم پیچ محصور می شوند و تعداد پله ها و قطر دایره با افزایش قدرت ترانس زیادتر می گردد . سطح مقطع یوغ هسته ، غالباً پنج تا 10 درصد بزرگتر از سطح مقطع ستونها ساخته می شود تا جریان بی باری ترانس و تلفات هسته کاهش یابد . ترانسهای هسته ای معمولاً از ورق هایی به شکل L و نوع صدفی به شکل E تهیه می شوند .
2) دو یا چند سیم پیچ که در ترانسهای معمولی با هم رابطه مغناطیسی و در اتوترانس با یکدیگر رابطه مغناطیسی و الکتریکی داشته و از یک جسم عادی ( معمولاً مس ) و عایق تشکیل شده اند . سیم پیچی که از مدار الکتریکی انرژی می گیرد ، سیم پیچ اولیه و یا ورودی و سیم پیچی که به بار وصل می گردد سیم پیچ ثانویه و یا خروجی نامیده می شود . سیم پیچ متصل به مدار با ولتاژ زیاد به سیم پیچ فشار قوی ( H.V. ) و سیم پیچی که به مدار با ولتاژ کم متصل می گردد به سیم پیچ فشار ضعیف ( L.V. ) موسوم است . ترانسی که ولتاژ خروجی آن بیش از ورودی اش باشد ترانس افزاینده و آنکه خروجی اش کمتر از ورودی اش باشد ترانس کاهنده نامیده می شود . یک ترانس را زمانی می توان افزاینده یا کاهنده نامید که دستگاه جهت سرویس دهی در مدار قرار گرفته باشد . بنابراین زمانی که به سیم پیچی های یک ترانس معین اشاره می شود ، به کار بدن واژه های سیم پیچ فشار قوی و فشار ضعیف به جای سیم پیچ اولیه و ثانویه مناسبتر است .
به طور کلی ، ساختار الکترومغناطیسی ( هسته و سیم پیچ ) به خاطر مسائل ایمنی و حفاظتی درون محفظه ای بنام تانک محبوس است . اگر این تانک از هوا پر شود آنرا نوع خشک می نامند . بیشتر ترانسهای قدرت در محفظه ای از رئغن قرار دارند . روغن ، از هوا عایق بهتری است و همچنین جریان همرفتی در روغن ، عبور حرارت از سیم پیچها و هسته را آسانتر می سازد . انتهای سیم پیچها به صفحه تقسیمی می آید که از آن سیمهای خروجی به بیرون از محفظه ترانس از میان مقره ها که روی سوراخهایی در کنار محفظه و یا روی درپوش تعبیه شده اند آورده می شوند .
در ترانسهای هسته ای که مدار معناطیسی واحد است ، سیم پیچها قسمت قابل ملاحظه ای از هسته فولادی را احاطه می کنند در حالیکه در نوع صدفی که مدار مغناطیسی دوگانه است ، هسته فولادی قسمت اعظم سیم پیچی را در بر می گیرد .
در نوع هسته ای ، نصف سیم پیچ اولیه روی یک ستون و نصف دیگر روی ستون دوم پیچیده می شود . سیم پیچ ثانویه را نیز نصف روی یک ستون و نصف روی ستون دوم می پیچند . این تقسیم بندی را به منظور افزایش عایق و کاهش فوران تنشی بین سیم پیچهای اولیه و ثانویه انجام می دهند . کاهش فوران تنشی ، کارآیی ترانس را به طور قابل ملاحظه ای بهبود می بخشد . در ضمن به منظور به حداقل رساندن عایق لازم ، سیم پیچ فشار ضعیف نزدیکتر به هسته فولادی پیچیده می شود .
در نوع صدفی ، سیم پیچهای فشار قوی و فشار ضعیف روی ستون وسط به صورت ساندویچی ( یک در میان ) پیچیده می شوند و کلافهای بالایی و پایینی فشار ضعیف ، نصف اندازه سایر کلافهای فشار ضعیف هستند . بنابراین دو نوع سیم پیچی در ترانسها به کار گرفته می شود . در ترانس هسته ای کلافهای متمرکز و در ترانس صدفی کلافهای ساندویچی مورد استفاده قرار می گیرند .
انتخاب ساختار هسته ای و یا صدفی معمولاً بر اساس هزینه به عمل می آید ، زیرا خصوصیات مشابه را می توان با هر دو نوع به دست آورد . برای یک مقدار داده شده از توان خروجی و مقدار نامی ولتاژ ، ترانس هسته ای ، آهن کمتر ولی مس ( هادی ) بیشتر در مقایسه با ترانس صدفی لازم دارد . برای ترانسهای فشار قوی و یا چند سیم پیچه ، ساختار نوع صدفی ترجیح داده می شود .
در پهنه فرکانس قدرت ( 25 تا 400 هرتز ) ترانسها را از ورقه های فولاد – سیلیکن به ضخامت 35/0 میلیمتر می سازند که از یکدیگر از نظر الکتریکی عایق شده اند . عایق کردن می تواند با لعاب رزین تأمین شود . اما اغلب ، پوشش اکسید آهنی که طی “گرماپروری” ورقها حاصل می شود ، کفایت می کند . ورقها معمولاً برای داشتن خواص مغناطیسی ویژه گرما پروری می شوند . علت استفاده از فولاد – سیلیکن هزینه کم ، تلفات هسته کم و گذردهی مغناطیسی زیاد در چگالی فورانهای بالا ( 1/1 تا 8/1 تسلا ) است . در پهنه فرکانس شنوایی ( 20 تا 20000 هرتز ) ، از هسته آهنی بهبود یافته ( ورقه فولاد سرد نورد شده ) استفاده می شود . هسته ترانسهای کوچک استفاده شده در مدارهای مخابراتی با فرکانس بالا و انرژی کم ، معمولاً از پودر آلیاژهای فرومغناطیسی فشرده از قبیل “پرمالوی” ساخته می شود . ترانس با هسته هوایی نیز در این فرکانسهای بالا مورد استفاده قرار
می گیرد.
تلفات و بازدهی در ترانسها
بازدهی ترانسهای توزیع و قدرت معمولاً بالاست و بین 95% تا 99% است . محاسبه بازدهی برای ترانس بطور مستقیم ( یعنی اندازه گیری توان مؤثر خروجی به توان مؤثر ورودی ) ، به دلیل خطا در عمل اندازه گیری توانها سبب بروز استباه بزرگی در تخمین بازدهی آن می شود و از اینرو بازدهی ترانس ، معمولاً به روش غیر مستقیم محاسبه می گردد . در این روش ، توان ورودی به ترانس ، توسط مجموع توان خروجی و توان تلف شده بیان می شود . تلفات توان از دو قسمت اساسی یعنی تلفات مسی و تلفات هسته (هیستریز و جریان گردابی) تشکیل می گردد . بر حسب عناصر مدار معادل ، بخش حقیقی شاخه تحریک نمایانگر تلفات هسته و بخش حقیقی مقاومت ظاهری تنشی معادل ، نمایانگر تلفات مسی است .
برای فرکانس مشخص ، تلفات هسته تقریباً با مجذور ولتاژ القایی ورودی ( 12E) متناسب است ، اما 1I ، 1Ze – 1V = 1E است و بنابراین در بار القایی ، افزایش بار موجب کاهش 1E و در بار خازنی ، موجب افزایش 1E می گردد . اگر تغییرات بار در حد معمول باشد ، نیرو محرکه الکتریکی بین یک تا چهار درصد تغییر می کند و از اینرو تغییرات تلفات هسته کمتر از هشت درصد می شود که قابل چشم پوشی است . همچنین در بار القایی ، جریان ورودی افزایش یافته و تلفات مسی زیاد می گردد و در بار خازنی ، بر عکس ، تلفات مسی کاهش می یابد . بنابراین تغییرات تلفات هسته و تلفات مسی با تغییر بار در دو سمت مخالف است که یکدیگر را جبران می کنند .
دسته بندی | برق |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 101 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 53 |
در ابتدای این پروژه به معرفی تعاریفی کوتاه و اجمالی در مورد خازن و ساختمان آن و همچنین چگونگی رفتار آن در سیستم های الکتریکی پرداخته شده است.پس از معرفی کلیاتی در مورد خازن به بررسی در ارتباط ضریب توان واصلاح آن و همچنین چیستی توان اکتیو و راکتیو ، به توضیحاتی در زمینه اصول اصلاح ضریب توان در مسیر اجرای عملیاتی آن و جزئیاتی کوتاه در مورد مقدار خازن های مصرفی و چیدمان و روش تنظیم رگولاتور ها می پردازیم.
در بخشی از گزارش پروژه به تشریح عملکرد بانک های خازنی در حالت عادی و یا در شبکه های دارای هارمونیک می پردازیم و با ذکر تجهیزات بکار رفته در ساختمان آن به ادامه گزارش رهسپار میگردیم.
در انتهای مطالب ارائه شده به مبحث ارتباط اصلاح ضریب قدرت با محیط زیست و حفاظت از آن پرداخته می شود و توضیحات و آمار هایی در میزان تاثیر اصلاح ضریب توان بر محیط زیست آورده می شود و راهکارهای لازم در این زمینه ذکر می گردد.
فهرست مطالب
چکیده :1
مقدمه. 2
تاریخچه ساخت ترانسفورماتور خشک... 2
تکنولوژی ساخت ترانسفورماتور خشک... 3
ترانسفورماتور نیروگاه مدرن Lotte fors. 4
ویژگیهای ترانسفورماتور خشک... 4
ترانسفورماتور خشک دارای ویژگیهای منحصر بفردی است از جمله:4
نخستین تجربه نصب ترانسفورماتور خشک... 6
چشم انداز آینده تکنولوژی ترانسفورماتور خشک... 6
فصل 1: مشخصات و روشهای ساخت ترانسهای خشک رزینی.. 6
مشخصات ترانسهای Resitra / Rovitra. 9
مراحل ساخت ترانس های Resitra / Rovitra. 12
روش ساختن سیم پیچهای فشار قوی ترانسفورماتور نوع Resitra. 12
روش ساختن سیم پیچهای فشار قوی ترانسفورماتور نوع Rovitra. 13
سیم پیچ ولتاژ پایین RESITRA/ROVITRA :14
قابلیت اطمینان رزین برای ترانسفورماتورهای خشک رزینی.. 15
خاصیت عایقی رزین. 16
آنالیز استرس یا تنش مکانیکی کویلهای ترانسفورماتورهای ریخته شده با رزین. 17
فصل 2 : پدیده تخلیه جزیی در سیمپیچهای ترانسهای خشک رزینی.. 20
برپایی آزمایش (Test Setup)20
روش اندازهگیری.. 23
فصل3 : مشخصات و نحوه بارگیری از ترانسفورماتورهای خشک رزینی.. 29
مقایسه و بررسی استانداردهای IEEE و IEC. 30
کلاس عایقی از نظر حرارت : INSULATION TEMPRATURE CLASS. 31
تستهای افزایش دمای نقطه داغ. 31
بارگیری از ترانسفورماتور های خشک رزینی.. 34
قابلیت بارگیری.. 36
خلاصه ای از مطالب این بخش:36
.2تست افزایش دمای ترانسفورماتور:37
Special test. 38
1. تست نشتی:38
2) اندازهگیری سطح صدا:38
1. کاربرد APPLICATION.. 39
2. 39
. شرایط کار SERVICE CONDITION.. 39
6) انبار کردن:42
7) نصب:43
8. بازرسی قبل از عملکرد:44
9. تست قبل از عملکرد:44
10. سوئیچ کردن : SWITCHING ON.. 46
نتیجه گیری:48
مراجع :49
دسته بندی | برق |
فرمت فایل | doc |
حجم فایل | 2796 کیلو بایت |
تعداد صفحات فایل | 170 |
بیشتر راهکارهای صرفهجویی در مصرف انرژی و بهبود کیفیت توان در محل مصرف، بدون هزینه یا کمهزینه هستند.
برای بسیاری از صنایع و مشترکین کاهش هزینههای برق مصرفی از طریق روشهای اشاره شده جذابیت کافی بهمنظور اجرای آنها را ایجاد میکند. اما حتی برای صنایعی که هزینه برق مصرفی اهمیت زیادی ندارد، توجه به دو اثر دیگر حائز اهمیت است: مصرف درست و بهینه موجب افزایش عمر تجهیزات الکتریکی و نیز کاهش دفعات خرابی و توقف آنها میشود. خسارات توقف کار برخی از تجهیزات برقی حدود 100مرتبه بیشتر از هزینه برق مصرفی است.
بهبیان خلاصه هم از نظر کاهش هزینههای برق مصرفی و هم از نظر قابلیت اطمینان بیشتر به تداوم کار و عمر تجهیزات، رعایت توصیهها مفید میباشند.
البته راهکارهای پرهزینه چه در زمینه بهینهسازی مصرف و چه در زمینه بهبود کیفیت توان، بازگشت سرمایه قابل قبولی حدود یک تا سه سال دارند و مشترکین دوراندیش پساز انجام اقدامات بدون هزینه و کم هزینه، بهتدریج راهکارهای پرهزینه را انجام میدهند. راهکارهای پرهزینه عمدتا مرتبط با تغییر تکنولوژی یا فرایند هستند و در عین حال موجب صرفهجویی قابل ملاحظه میشوند. بهعنوان نمونه یک موتور دائمکار، میتواند ظرف مدت 3 تا 4ماه به اندازة قیمت خود، انرژی الکتریکی مصرف میکند. ازاینرو بازگشت هزینه جایگزینی آن با موتوری که 10% راندمان بهتر داشته باشد، کمتر از 3 سال بوده، پساز آن سود جایگزینی نصیب مشترک میشود. همچنین بازگشت سرمایه نصب برخی از فیلترهای هارمونیکها حدود 2 سال میباشد.
خوشبختانه با کاهش تدریجی بهای تجهیزات بهینهسازی مصرف، در کنار افزایش قیمت انرژی و افزایش حساسیت تداوم تامین برق، اجرای راهکارهای پرهزینه هر سال ارزانتر و توجیه اقتصادی آنها بیشتر میشود.
فهرست مطالب
چکیده1
مقدمه:2
فصل اول :3
مبانی طراحی شبکه های توزیع فشار متوسط... 3
1-1پیکربندی شبکه. 4
2-1شبکه توزیع فشار متوسط... 5
ساختار شبکه توزیع.. 6
شبکه فشار متوسط زمینی:7
مشخصات پست و رینگ استاندارد. 8
4-1 شبکه رینگ باز13
5-1کاهش تلفات... 20
6-1شبکه های فشار متوسط هوایی و پست کمپکت... 24
توضیح.. 26
7-1تجهیزات حفاظتی.. 28
8-1حفاظت جریان.. 28
رله جریان.. 29
فصل دوم :31
تجهیزات شبکه های توزیع فشار متوسط... 31
1-2 اصول ترانسفورماتورها در شبکه های توزیع.. 32
1-1-2 انواع ترانسها و ساختمان آنها33
2-1-2 انواع ترانسفورماتور از لحاظ نوع سیم پیچ.. 34
3-1-2 انواع ترانسفورماتور از لحاظ عایق بندی.. 34
4-1-2 سیستم خنک کنندگی.. 35
7-1-2 نحوه اتصالات و گروه برداری.. 39
8-1-2 تب چنجر و کنترل ولتاژ40
9-1-2 تعیین سطوح عایقی.. 42
10-1-2 میزان تحمل اتصال کوتاه ترانسفورماتور44
11-1-2 تلفات ترانسفورماتور48
12-1-2 صدا در ترانس.... 50
13-1-2روغن ترانسفورماتور52
14-1-2 تستها52
2- 2 ترانس های جریان و ولتاژ CT & PT))در شبکه های توزیع.. 56
1-2-2 اصطلاحات و شرایط کار ترانسفورماتورهای جریان.. 56
2-2-2 نیازها و خواستهها59
3-2-2 اطلاعات مورد نیاز جهت طراحی.. 61
4-2-2 شاخصها و پارامترهای مشخص کننده طراحی.. 62
5-2-2 روش قدم به قدم طراحی.. 65
6-2-2 اصطلاحات و شرایط کار ترانسفورماتور ولتاژ67
7-2-2 تعاریف و اصطلاحات... 68
8-2-2 نیازها و خواستهها69
9-2-2 اطلاعات مورد نیاز جهت طراحی.. 71
10-2-2 شاخصها و پارامترهای مشخص کننده طراحی.. 73
3-2مشخصات فنی هادی ها78
1-3-2جنس سیم های هوایی.. 78
2-3-2 آلومینیوم. 79
4-2 مشخصات فنی مقره ها81
5-2 مشخصات فنی برقگیرها در شبکه های توزیع.. 87
2-5-2 اضافه ولتاژهای سیستم توزیع.. 88
3-5-2 شاخصها و پارامترهای مشخص کننده طراحی.. 89
5-5-2 مثالی از روند طراحی یک برقگیر. 97
5-6-2 مبانی و معیارهای لازم برای طراحی و انتخاب کات اوت فیوز105
1-7-2 کراس آرم چوبی.. 111
فصل سوم :131
راهکار های بهینه سازی.. 131
مصرف و بهبود کیفیت... 131
1-3 مفاهیم و تعاریف مهم.. 133
3-3 مدیریت مصرف(مدیریت سمت تقاضا136
خازن فشارضعیف موضعی.. 145
(خازن سطح بار)145
بانک خازنی فشارضعیف یا145
فشار متوسط... 145
2-4-درایوهای DC حالت جامد (نیمههادی)154
3-4-درایوهای مکانیکی.. 155
5-4-موتورهای دوسرعته. 156
منابع:164