ترانس روغنی چیست
در این مقاله به بررسی اجزای اصلی، عملکرد و کاربردهای ترانس روغنی خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید تا جزئیات بیشتری را درباره این تکنولوژی مهم بیاموزید.
ترانسفورماتور روغنی، که به عنوان ترانسفورماتور روغنی نیز شناخته می‌شود، یکی از اجزای اساسی در سیستم‌های توزیع و انتقال برق است. این نوع ترانسفورماتور به دلیل استفاده از روغن به عنوان عایق و خنک‌کننده، ویژگی‌های خاصی دارد که آن را از سایر انواع ترانسفورماتورها متمایز می‌کند.
روغن نه تنها به عنوان عایق الکتریکی عمل می‌کند و از بروز خطرات ناشی از اتصال کوتاه جلوگیری می‌کند، بلکه حرارت تولید شده در هسته و سیم‌پیچ‌ها را نیز به خوبی جذب و منتقل می‌کند.
ترانس‌های روغنی معمولاً در ولتاژهای بالا طراحی شده و برای انتقال انرژی الکتریکی در مسافت‌های طولانی به کار می‌روند. این ترانسفورماتورها به دلیل قابلیت‌های خود در شرایط محیطی مختلف، از جمله دماهای بالا و رطوبت، دارای عمر طولانی‌تری نسبت به ترانسفورماتورهای خشک هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند.
کاربردهای ترانس روغنی گسترده است و شامل: صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، معادن و همچنین شبکه‌های توزیع برق شهری و روستایی می‌شود.
اجزای اصلی ترانس روغنی
ترانس روغنی از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هر یک نقش مهمی در عملکرد کلی آن دارند. اجزای اصلی این ترانسفورماتور شامل هسته مغناطیسی، سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه و تانک روغن است. هسته ترانس از ورق‌های فولادی نازک ساخته شده است که به هم چسبیده‌اند تا مقاومت مغناطیسی را کاهش دهند و تلفات انرژی را به حداقل برسانند.
این ورق‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که فاصله هوایی و مقاومت مغناطیسی را به حداقل برسانند. این امر باعث می‌شود که میدان مغناطیسی به راحتی از هسته عبور کند و کارایی ترانسفورماتور روغنی افزایش یابد. ضخامت ورق‌ها معمولاً بین ۳۰ تا ۳۳ میلیمتر است و برای کاهش تلفات، این ورق‌ها با یک لایه نازک عایق پوشانده می‌شوند.
به همین دلیل، هسته ترانس روغنی یکی از اجزای کلیدی در افزایش کارایی و کاهش تلفات انرژی در این نوع ترانسفورماتور به شمار می‌آید. سیم‌پیچ‌ها در ترانسفورماتور روغنی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: سیم‌پیچ اولیه و سیم‌پیچ ثانویه و سیم‌پیچ اولیه، ولتاژ ورودی را دریافت کرده و انرژی الکتریکی را به میدان مغناطیسی تبدیل می‌کند.
سپس این میدان مغناطیسی در سیم‌پیچ ثانویه القا شده و ولتاژ خروجی تولید می‌شود. طراحی سیم‌پیچ‌ها باید به گونه‌ای باشد که در برابر تنش‌های الکتریکی و حرارتی مقاومت کنند.
همچنین، انتخاب مواد مناسب برای ساخت سیم‌پیچ‌ها می‌تواند تأثیر زیادی بر راندمان و عمر مفید ترانس روغنی داشته باشد. تانک روغن ترانس یک محفظه اصلی است که هسته و سیم‌پیچ‌ها در آن قرار می‌گیرند. این تانک به عنوان یک پوشش حفاظتی عمل کرده و از ورود رطوبت و آلودگی به داخل ترانسفورماتور جلوگیری می‌کند. روغن درون این تانک نه تنها به عنوان عایق عمل می‌کند، بلکه حرارت تولید شده در حین کارکرد ترانسفورماتور را نیز به خارج منتقل می‌کند.
به طور کلی، سطح بیرونی تانک می‌تواند حدود ۴۰۰ تا ۴۵۰ وات توان گرمایی را به محیط منتقل کند. طراحی تانک به گونه‌ای است که بتواند تنش‌های مکانیکی ناشی از حمل و نقل و اتصال کوتاه را تحمل کند و همچنین از نشت روغن جلوگیری کند.
در نتیجه، تانک روغن یکی از اجزای حیاتی در عملکرد صحیح و ایمن ترانس به شمار می‌آید.
اجزای ثانویه ترانس روغنی برای حفاظت و اندازه‌گیری
در کنار اجزای اصلی، ترانس روغنی دارای اجزای ثانویه‌ای است که به منظور حفاظت و اندازه‌گیری به کار می‌روند. این اجزا شامل کنسرواتور، تپ چنجر، ترمومترها، نشان‌دهنده‌های سطح روغن، رله بوخهلتس و سوپاپ اطمینان هستند.
کنسرواتور، به عنوان منبع انبساط روغن، در بالای ترانس نصب می‌شود. این منبع به منظور جبران انبساط و انقباض روغن در حین تغییرات دما و بار طراحی شده است. در هنگام افزایش دما، روغن منبسط شده و به کنسرواتور منتقل می‌شود و در هنگام کاهش دما، روغن به تانک اصلی برمی‌گردد.
این عمل باعث حفظ سطح روغن در محدوده مناسب و جلوگیری از نفوذ رطوبت به داخل ترانسفورماتور می‌شود. تپ چنجر یکی از اجزای مهم در ترانسفورماتور روغنی است که به منظور کنترل ولتاژ خروجی به کار می‌رود.
این دستگاه با تغییر نسبت تبدیل ترانسفورماتور، ولتاژ خروجی را تنظیم می‌کند. تپ چنجرها به دو نوع تقسیم می‌شوند: نوع زیر بار (on-load) و نوع غیر زیر بار (off-load). نوع زیر بار اجازه می‌دهد که تغییرات ولتاژ در حین کار ترانسفورماتور انجام شود، در حالی که نوع غیر زیر بار نیاز به خاموش کردن ترانسفورماتور برای تنظیم ولتاژ دارد.
عملکرد ترانس روغنی
عملکرد ترانس روغنی به گونه‌ای است که انرژی الکتریکی از سیم‌پیچ اولیه به سیم‌پیچ ثانویه منتقل می‌شود. در این فرآیند، ولتاژ ورودی به سیم‌پیچ اولیه اعمال می‌شود و میدان مغناطیسی تولید می‌کند.
این میدان مغناطیسی در هسته ترانسفورماتور حرکت کرده و به سیم‌پیچ ثانویه القا می‌شود. ولتاژ خروجی بسته به نسبت تعداد دورهای سیم‌پیچ اولیه و ثانویه متفاوت خواهد بود.
این فرآیند به گونه‌ای طراحی شده است که تلفات انرژی به حداقل برسد و کارایی ترانس افزایش یابد. یکی از مزایای اصلی ترانس، سیستم خنک‌سازی آن است. روغن درون تانک به عنوان یک خنک‌کننده عمل می‌کند و حرارت تولید شده در حین کارکرد ترانسفورماتور را به خارج منتقل می‌کند.
این عمل باعث افزایش عمر مفید ترانسفورماتور و کاهش خطرات ناشی از دماهای بالا می‌شود. همچنین، طراحی تانک به گونه‌ای است که بتواند حرارت را به طور مؤثر منتقل کند و از تجمع حرارت درون ترانسفورماتور جلوگیری کند.
بیشتر بخوانید
کاربردهای ترانس روغنی
ترانس روغنی به طور گسترده‌ای در صنایع مختلف به کار می‌رود. این ترانسفورماتورها معمولاً در نیروگاه‌ها، ایستگاه‌های تبدیل ولتاژ و شبکه‌های توزیع برق استفاده می‌شوند.
به دلیل قابلیت‌های منحصر به فرد خود، ترانس به عنوان یکی از انتخاب‌های اصلی در پروژه‌های بزرگ برق‌رسانی شناخته می‌شود. در نیروگاه‌ها، ترانس برای تبدیل ولتاژ تولید شده در ژنراتورها به ولتاژهای بالاتر برای انتقال به شبکه‌های توزیع استفاده می‌شود.
این عمل باعث کاهش تلفات انرژی در حین انتقال برق به مسافت‌های طولانی می‌شود. ایستگاه‌های تبدیل ولتاژ نیز از ترانس برای تنظیم ولتاژ شبکه‌های توزیع استفاده می‌کنند. این ترانسفورماتورها به دلیل قابلیت تنظیم ولتاژ و عملکرد پایدار خود، به عنوان یک جزء اساسی در این ایستگاه‌ها شناخته می‌شوند.
در شبکه‌های توزیع برق، ترانسفورماتور روغنی به عنوان یک وسیله کلیدی برای تأمین انرژی الکتریکی به مصرف‌کنندگان نهایی عمل می‌کند.
سخن پایانی
در نهایت، ترانس روغنی به عنوان یک جزء اساسی در سیستم‌های برق‌رسانی، نقش بسیار مهمی در انتقال و توزیع انرژی الکتریکی ایفا می‌کند. با توجه به اجزای مختلف و عملکرد بهینه آن، این نوع ترانسفورماتور به عنوان یکی از انتخاب‌های اصلی در پروژه‌های بزرگ برق‌رسانی شناخته می‌شود.
درک عمیق‌تر از ساختار و عملکرد ترانس می‌تواند به مهندسان و طراحان کمک کند تا سیستم‌های بهینه‌تری را طراحی و پیاده‌سازی کنند.
با توجه به پیشرفت‌های تکنولوژیکی، انتظار می‌رود که استفاده از این ترانسفورماتورها در آینده بیشتر شود و به بهبود کارایی و ایمنی شبکه‌های برق کمک کند.
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.