تپچنجر Off Load ترانسفورماتور

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: نسبت تبدیل ترانسفورماتور k. برابر است با نسبت دور سیم پیچ اولیه به ثانویه، چون سیم پیچ‌ها حالت استاتیک دارند و دارای دور ثابتی هستند بنابراین نسبت تبدیل ترانسفورماتور k. برابر است با یک عدد ثابت، مثلا برای ترانسفورماتور ۱۳۲ / ۳۳ kv در صورتیکه سیم پیچ اولیه مثلث باشد و سیم پیچ ثانویه ستاره باشد این عدد برابر است

 

 

با چنانچه مشاهده میشود نسبت تبدیل ولتاژ عدد ثابتی است و فقط در صورتیکه ولتاژ اولیه تغییر نماید. تاثیر آن روی خروجی مشاهده خواهد شد و ولتاژ خروجی تابعی از تغییرات ولتاژ شبکه خواهد شد.

سیم پیچ‌های ترانسفورماتور از نظر تعداد دور، طوری طراحی شده اند که در صورتیکه ولتاژ ۱۳۲ کیلو ولت روی سیم پیچ اولیه اعمال گردد در خروجی ۳۳ کیلو ولت دریافت خواهد شد اکنون چنانچه ولتاژ ورودی به هر دلیلی افزایش یا کاهش یابد، ولتاژ در خروجی تغییر خواهد یافت.

مصرف کننده یا مشتری در صنعت برق براساس قرارداد فی مابین سطح ولتاژ مورد نیاز خود را در حد استاندارد نیاز دارد. نوسانات ولتاژ در اولیه، ولتاژ خروجی مربوط به مشترک را تحت تاثیر قرار خواهد داد بنابراین در صورتیکه ترانسفورماتور صرفا دارای سیم پیچ اولیه و ثانویه باشد.

کنترل ولتاژ از دست خواهد رفت و مشتری تابع شرایط ولتاژ شبکه خواهد شد و چه بسا افزایش یا کاهش ولتاژ خروجی باعث خسارت به تجهیزات مصرف کننده گردد؛ بنابراین ضرورت نیاز به مکانیزمی که بتوان ولتاژ خروجی ترانسفورماتور را تحت کنترل خود در آورد احساس میشود طراحان ترانسفورماتور به این فکر افتاده اند که اضافه نمودن سیم پیچ در اولیه یا ثانویه (به طور جداگانه) اضافه بر سیم پیچ‌های ترانسفورماتور، میتوان تعداد دور سیم پیچی را تغییر داد و با توجه به مقدار تغییرات افزایش یا کاهش دور سیم پیچ، مقدار تغییرات ولتاژ مورد نیاز را بدست آورد.

با توجه به رابطه

 

 

که در آن F. مقدار فرکانس و B. چگالی هسته و A. مقطع هسته، ضریب    بدست می‌آید و با در نظر گرفتن   تعداد دور اولیه و   مقدار دور ثانویه محاسبه می‌شود. البته این ساده‌ترین روش برای ترانسفورماتورهای کوچک می‌باشد و برای محاسبه تعداد دور ترانسفورماتور یا قدرت از روش پیچیده‌تر و دارای ضرایب بیشتری استفاده میگردد؛ و روشهای سیم بندی متعددی وجود دارد که دربخش سیم پیچهای ترانس به آن اشاره شده است؛ بنابراین به منظور کنترل ولتاژ در بخش ثانویه و رضایت مشتری با رعایت نگهداشتن ولتاژ در حد استاندارد ضروری است که سیم پیچی علاوه بر سیم پیچ‌های اصلی طراحی نموده که تعدادی سر خروجی داشته و با در مدار قرار دادن هر تعداد و دور از سیم پیچ مذکور تغییرات ولتاژ را در خروجی ترانسفورماتورهای قدرت تحت کنترل در آورد به این سیم پیچ جدید سیم پیچ تب چنجر می‌گویند. نحوه استقرار سیم پیچ تب چنجر و اضافه نمودن آن به سیم پیچ‌های اصلی بحث مفصلی دارد که در قسمتهای بعدی به آن اشاره خواهد شد.
‌
می‌دانید که ترانسفورماتورهای قدرت بصورت غوطه ور در روغن OIL Emeresed و کلیه هسته و سیم پیچ و همچنین سیم پیچ تب چنجر در روغن عایق قراردارند.

به منظور اضافه نمودن تعداد دور سیم پیچ‌های ترانسفورماتور یا به عبارت دیگر در مدار قرار دادن تعدادی از دورهای سیم پیچ تب چنجر لازم است مکانیزمی تهیه گردد که بتوان به کمک آن تعداد دور‌ها را اضافه نمود؛ بنابراین سیم پیچ تپ چنجر و سرهای خروجی آن را با فاصله‌ای از هسته و سیم پیچ‌ها (اکتیو پارت) قرار دارند و یک اهرم مکانیکی طراحی شده که با تغییر اهرم می‌توان دو سر سیم‌ها را به هم وصل نمود و به سیم پیچ اصلی تعدادی دور اضافه کرد. این اهرم و متعلقات داخل ترانسفورماتور قرار دارد که بوسیله یک اهرم دیگر از طریق بدنه ترانسفورماتور و گیربکس به بیرون هدایت می‌شود و سپس در یک جعبه شامل چرخ دنده‌ها و محورها، شماره انداز نشان دهنده تپ قرار گرفته که در مجموع یه این مجموعه اهرم، میله‌ها، گیربکس و متعلقات آن مکانیزم تپ چنجر می‌گویند.

تب چنجر شامل دو قسمت اصلی است یک بخش مربوط به سیم پیچ تپ چنجر می‌باشد که در داخل ترانسفورماتور و روی سیم پیچ‌های اصلی پیچیده می‌شود و سرهای خروجی آن با فاصله‌ای از داخل ترانس قرار دادند و بخش دوم مکانیزمی جهت تغییر دور سیم پیچ که در اینجا به هر کدام از سرهای خروجی سیم پیچ تپ چنجر یک تپ اطلاق می‌شود.

طراح ترانسفورماتور، مقدار تغییرات ولتاژ به ازای هر تپ را محاسبه نموده و در جدولی ارائه می‌دهد برای مثال اگر تپ ۱ ترانسفورماتور ۳۳ کیلو ولت می‌باشد تپ دوم ۳۳ ٫ ۷۵ یا تپ سوم آن ۳۴ ٫ ۵ کیلو ولت خواهد بود

تپ چنجرهایی که به این سادگی طراحی می‌شوند، هنگام اضافه نمودن یا تعویض تپ در ولتاژ خروجی، ترانسفورماتور باید از مدار خارج شود و اصولاً بی برق گردد. پس از انجام تغییر تپ، ترانسفورماتور مجدداً تحت ولتاژ و مورد بهره برداری قرار می‌گیرد. اصولاً این گونه روش تغییر تپ OFFLOAD معروف هستند.

تپ چنجر OFFLOAD تپ چنجرهای هستند که ترانسفورماتور باید از مدار خارج گردد تا بتوان تغییر تپ چنجر روی آن انجام داد و در صورتیکه این کار صورت نگیرد صدمات و خسارت زیادی به ترانسفورماتور وارد خواهد آمد و اگر سیستم‌های حفاظتی عمل ننماید احتمال سوختن ترانسفورماتور و صدمه زدن به سیم پیچ‌ها بسیار زیاد است.

معمولا تعداد تپ در تپ چنجرهای OFFLOAD بین ۶ تا ۷ تپ می‌باشد و بازه تغییرات ولتاژ محدود می‌باشد. با توجه به توقع مشتریان برق و عدم رضایت از خاموش نمودن حتی برای لحظه‌ای کوتاه، خصوصاً صنایع که خاموشی تاثیر موثری روی تولید آن‌ها خواهد گذاشت، بنابراین تپ چنجر OFFLOAD به تنهائی جوابگو نمی‌باشد.

به منظور جلوگیری از خطا و ایجاد حادثه در هنگام تغییر تپ، سیستم‌های حفاظتی و اینترلاک طراحی و تعبیه شده است بطوریکه اگر واحدهای بهره برداری به اشتباه در حالت برقدار اقدام به تغییر تپ نمایند. قبل از هرگونه کاری ترانسفورماتور به طور خودکار از مدار خارج خواهد شد. در صورتیکه ترانسفورماتور تحت ولتاژ باشد و بهره برداری به طور اشتباه درب جعبه را باز نماید تا دسته اهرم را برای دور دادن چرخ دنده‌ها وارد جایگاه خود نماید. در این حالت قبل از هرگونه اقدامی به محض باز نمودن درب جعبه سیستم اینتر لاک ترانسفورماتور را از مدار خارج می‌نماید.

برای تغییر تپ، پس از بی برق نمودن ترانسفورماتور و باز نمودن جعبه مکانیزم، اهرم مخصوص گردش چرخ دنده‌ها را در جایگاه قرار داده و در جهتی که مشخص شده است می‌چرخانند پس از چندین دور، شماره تپ جدید در روبروی شما ظاهر میگردد و صدای قطع و بست جا رفتن تپ در سر جای خود در داخل ترانسفورماتور شنیده می‌شود.

یکی از مسائل مهم تغییر تپ در تپ چنجر‌ها، اطمینان از جا رفتن تپ می‌باشد، زیرا اگر تپ داخل ترانسفورماتور در جای خود قرار نگیرد و بین دو حالت ایستد در هنگام برقدارشدن جرقه بسیار شدیدی بوجود خواهد آمد که به تپ چنجر صدمه خواهد زد و ترانسفورماتور نیز با عملکرد رله‌ها از مدار خارج می‌شود و ایجاد خسارت خواهد نمود.

عملکرد همه مکانیزم‌های تپ چنجرهای OFFLOAD به صور دستی صورت میگیرد و فاقد سیستم موتوری هستند طراحی مکانیزم و ساختار داخلی تپ چنجر‌ها معمولا به صورت کشوئی یا دوار هستند.

 

 

منبع: سایت تخصصی ترانسفورماتور