ترانسفورماتور های ۳ فاز (برق قدرت) نحوه عملکرد و کاربرد
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
ترانس های سه فاز عمدتا در نیروگاه ها و پست های فشار قوی حضور دارند و وظیفه آنها در نیروگاه ها افزایش سطح ولتاژ(هرچند که مدل های دیگری نیز مانند ترانس یونیت موجود است که وظیفه آن کاهش سطح ولتاژ می باشد) و در پست های فشار قوی کاهش سطح ولتاژ می باشد.
ژنراتورهای سه فاز وظیفه تولید انرژی الکتریکی را به عهده دارند. همچنین خطوط انتقال انرژی از نیروگاه تا مراکز بار وظیفه انتقال انرژی الکتریکی را به دوش می کشند.لذا نیاز به ترانسفورماتورهای سه فاز برای افزایش یا کاهش ولتاژ در طول مسیر نیروگاه تا بار به شدت احساس می شود. ترانسفورماتور های سه فاز از نظر ساختمان ظاهری بر دونوع اند:
1- ترانسفور ماتور های سه فاز سه پارچه که از سه ترانسفورماتور تک فاز تشکیل شده اند.
2- ترانسفورماتور های سه فاز یک پارچه که حاوی یک هسته مشترک می باشد.
ترانسفورماتور های سه فاز سه پارچه
این گونه ترانسفورماتورها از سه ترانسفورماتور تک فاز که هریک حاوی دو سیم پیچ ویک هسته می باشد, تشکیل شده اند. لذا با سه سیم پیچ اولیه وسه سیم پیچ ثانویه روبه رو هستیم و می توان آنها را به طریق زیر به هم مرتبط ساخت:
الف: اتصال Υ_Υ که سه سیم پیچ اولیه به صورت ستاره وسه سیم پیچ ثانویه نیز به صورت ستاره به هم وصل اند. وبه این اتصال لفظ اتصال ستاره _ ستاره نیز اطلاق می گردد.
ب: اتصال Δ – Δ یا اتصال مثلث – مثلث که سیم پیچ های اولیه به صورت مثلث و سیم پیچ های ثانویه نیز به صورت مثلث به هم وصل می شوند.
ج: اتصال Δ – Υ یا اتصال ستاره – مثلث در این اتصال سیم پیچ های اولیه به صورت ستاره و سیم پیچ های ثانویه به صورت مثلث به هم وصل می شوند.
د: اتصال Υ – Δ یا اتصال مثلث – ستاره در ان اتصال سیم پیچ های اولیه به صورت مثلث و سیم پیچ های ثانویه به صورت ستاره به هم وصل می شوند.
شکل (1 و 2-17) یک ترانسفورماتور سه فاز سه پارچه را با اتصال Δ –Υ نشان می دهد و شکل (2 و 2-17) شمای بهتری از این وضعیت را بنمایش می گذارد. در شکل ( 2و 2-17) سیم پیچ های موازی در دو سمت اولیه و ثانویه مربوط به یک تانسفورماتور تک فاز است. در شکل (2 و 2-17) ولتاژها و جریان ها بخوبی نشان داده شده اند و باید گفت نسبت دورها یا نسبت تبدیل (ɑ) برابر می باشد. باید دانست N1 و N2 تعداد دور سیم پیچ های اولیه و ثانویه هر ترانسورماتور تک فاز است. شکل های Υ – Δ , Δ _ Δ ,Υ_ Υ را به نمایش می گذا رند. گفتنی است:
(توان ظاهری هرترانسفورماتور تک فاز)×3 =توان ظاهری ترانسفوماتور سه فاز سه پارچه
لازم به تذکراست که ولتاژ ها و جریان سیم پیچ های ترانسفورماتور سه فاز سه پارچه باتوجه به اتصالات Υ و Δ سیم پیچ ها تعیین می شود. نکته مهم این است که:
الف: ترانسفورماتور Δ _ Υ هنگام کاهش ولتاژ فشار قوی مورد استفاده قرار می گیرند.زیر نقطه خنثی در سمت فشار قوی (HV) را می توان زمین نمود که در اکثر مواقع نته مطلوبی است. علت این امر این است که اتصال ستاره (Y) به سمت فشار قوی وصل است.
ب: ترانسفورماتور Y_ Δ در نیروگاه ها جهت افزایش ولتاژ ژنراتور به ولتاژ فشار قوی نصب می شود زیرا دوباره سمت ستاره (Y) به ولتاژ قوی وصل است و امکان زمین کردن نقطه خنثی در سمت فشار قوی میسر است. همچنین در سیستم های توزیع فشارضعیف جهت مصارف خانگی , تجاری و صنعتی از ترانسفورماتور Υ_ Δ استفاده می شود. زیرا برخی از مشترکین به برق سه فاز و برخی دیگر به برق تک فاز نیاز دارند.
ج: مزیت اتصال Δ _ Δ آن است که یکی از ترانسفورماتور های تکفاز را می توان برای تعمیرات از مدار خارج کرد و دو ترانسفوماتورباقی مانده هنوز می توانند مشترکین سه فاز را تغذیه کنند. در صورت خارج شدن یک ترانسفورماتور تک فاز, اتصال حاصله را اتصال مثلث باز یا V _ V می نامند و درباره آن بعدا صحبت می شود.
د:اتصال Υ_ Υ بندرت مورد استفاده قرار می گیرد زیرا با مسائلی در رابطه با جریان تحریک و ولتاژ های القایی دست بگریبان خواهد بود.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )