کد خبر: ۲۷۶۳۳
تاریخ انتشار : ۱۱:۴۰ - ۰۹ آذر ۱۳۹۶
امروزه در کشور های مختلف برای جلوگیری از هدر رفتن انرژی های سودمند، تلاش های وسیعی به عمل می آید. با توجه به افزایش روز افزون قیمت انرژی الکتریکی بسیاری از طراحان و تولید کنندگان در پی یافتن و ساخت سیستم هایی هستند که تا حد امکان منجر به صرف جویی در مصرف انرژی الکتریکی شود و نیاز به منبع جدید تولید انرژی را به تعویق اندازد.

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: امروزه در کشور های مختلف برای جلوگیری از هدر رفتن انرژی های سودمند، تلاش های وسیعی به عمل می آید. با توجه به افزایش روز افزون قیمت انرژی الکتریکی بسیاری از طراحان و تولید کنندگان در پی یافتن و ساخت سیستم هایی هستند که تا حد امکان منجر به صرف جویی در مصرف انرژی الکتریکی شود و نیاز به منبع جدید تولید انرژی را به تعویق اندازد.

به عنوان مثال امروزه در طراحی و ساخت بسیاری از لوازم خانگی نظیر رادیو و تلوزیون ، یخچال ، کولر آبی ، گازی و ... یکی از پارامتر های اساسی ، توجه به بازده دستگاه مربوطه و کم مصرف بودن آن می باشد ، زیرا با توجه به آمار استفاده فراوان از این دستگاه ها در کشور های مختلف ، ارزش انرژی های به هدر رفته بسیار قابل توجه خواهد بود. ترانسفورماتور ها که از جمله تجهیزات مورد استفاده در خطوط انتقال و توزیع و نیز پست های برق می باشد ، در تلفات انرژی الکتریکی سهم عمده ای دارند.


در حال حاضر با گسترش طرح های جدید و مناسب و بهبود کیفیت مواد مورد استفاده در ساخت این تجهیزات ، در بسیاری از کشور های پیش رفته و صنعتی استاندارد های جدیدی تدوین شده تا تولید کنندگان را به رعایت حداقل بازده الکتریکی مورد نیاز برای این دستگاه ها تشویق نمایند.

1- مقدمه :
ترانسفورماتور ها تجهیزاتی هستند که وظیفه تبدیل ولتاژ و جریان الکتریکی را در سیستم های توزیع و انتقال در یک فرکانس ثابت و مشخص بر عهده دارند. در میان انواع مختلف این تجهیزات ، ترانسفورماتور های توزیع ، آمار فروش و استفاده فراوانی دارند، لذا از اهمیت ویژه ای بر خوردار هستند. براساس استاندارد های موجود ترانسفورماتور های توزیع برای تبدیل ولتاژ هایی در حدود 480 ولت تا 35 کیلو ولت به ولتاژی حدود 120 تا 480 ولت ( ولتاژ فشار ضعیف) در محدوده توان 0.25 تا 2500 کیلو ولت آمپر مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به این امر مشخص می شود ، که حجم زیادی از ترانس های مورد استفاده در دنیا از نوع ترانس های توزیع می باشند.


یکی از موارد مهمی که همواره توجه بسیاری را به خود جلب کرده مسئله بازده در سیستم های الکتریکی گونا گون است . که منجر به ایجاد شاخه ای تازه در ارتباط با مدیریت مصرف انرژی الکتریگی گشته است . اگر چه در مورد ترانسفورماتور های و موتور های الکتریکی که سهم زیادی در انتقال و مصرف برق دارند. طرح ها و مواد جدیدی ابداع شده اند ، که حداکثر بازده را برای آنها تامین می نماید . با این حال به دلیل مسائل اقتصادی ، تولید کنندگان در بسیاری از موارد از این موضوع استقبال چندانی نکرده اند و همین امر منجر به تاخیر در بهبود بازده این تجهیزات شده است. با این وجود در سالهای اخیر در برخی از کشور ها با همکاری تولید کنندگان و مصرف کنندگان این تجهیزات و با در نظر گرفتن مسائل فنی ، طرح های اقتصادی مطلوبی عرضه شده که این امر منجر به افزایش بازدهی دستگاهها بدون تحمیل هزینه های فراوان و اخلال در تولید گشته است و پس از بهینه سازی ، این حالات به عنوان استاندارد تدوین شده و از اتلاف انرژی جلوگیری می کند.

نکته ای که در این مرحله باید به آن توجه شود آن است که برای تدوین استاندارد های مربوطه به بازده دستگاه های الکتریکی و به خصوص ترانزیستور ها ، عوامل به گونه ای لحاظ گردد که این استاندارد ها به لحاظ تکنولوژیکی به راحتی قابل دسترس باشند و از نظر اقتصادی هم مقرون به صرفه باشند، به عنوان چنین استاندارد هایی باید به نحوی ارائه شوند که کاهش قابل ملاحظه ای رد اتلاف انرژی به همراه داشته و از این نظر نیز انگیزه لازم را ایجاد نمایند.

2 – ملاحظات اساسی:
ارزش و قیمت یک ترانسفورماتور به صورت زیر تعریف می شود:


تلفات سیم پیچ +BX تلفات هسته +AX قیمت اولیه ترانس = قیمت نهایی یک ترانس توزیع

همان گونه که ملاحظه می شود در این تعریف علاوه بر قیمت اولیه ترانس که توسط تولید کننده تعیین می شود ، دو یا چند پارامتر اساسی دیگر نیز در نظر گرفته شده که نشان دهنده ارزش و قیمت تلفات انرژی الکتریکی در ترانسفورماتور طی عمر آن می باشند.
عموما عمر مفید یک ترانسفورماتور توزیع 30-35 سال در نظر گرفته می شود و براساس قیمت انرژی الکتریکی و ضریب بار متوسط ترانسفورماتور در حین کار در شرایط واقعی به ضرایب A و B مقادیری نسبت داده می شود . مناسب ترین شرایط هنگامی به وجود می آید که طراحی ترانسفورماتور به نحوی انجام شده باشد که مقدار TOC حداقل شود. البته این امر برای مدت زمان برگشت سرمایه مشخص مثلا 1 تا 4 سال صورت می پذیرد.

حالات دیگری نیز برای تدوین استاندارد ها وجود دارد . به عنوان مثال در یکی از این حالات تنها توجه به سیستم های با بازده بیشتر معطوف شده و قیمت اولیه نقش اندکی در اعداد پیشنهادی برای بازده دستگاه ها ایفا می کند. این حالت در بسیاری از موارد با استفاده از مواد بسیار پیش رفته و گران نظیر فوق هادی ها ، هسته های مغناطیسی آمورف و ... محقق می شود. این شرایط اگر چه بازده بسیار بالایی را نتیجه می دهند اما عمدتا به دلیل هزینه فراوان و نا همخوانی با تکنولوژی های موجود چندان مور د استفاده قرار نمی گیرند.


با توجه به موارد فوق الذکر در برخی کشور ها با همکاری تولیدکنندگان و با جمع آوری اطلاعات دقیق درباره ضریب بار ترانسفورماتورها در شرایط واقعی و طولانی مدت و نیز در نظر داشتن قیمت های واقعی انرژی الکتریکی ، استاندارد های نوینی تدوین شده که برای هر رده از ترانسفورماتورهای توزیع حداقل بازده ی الکتریکی مورد نیاز را ارائه می دهد. این استاندارد ها به گونه ای تهیه شده اند که بر خلاف تعدادی از استاندارد ها به گونه ای تهیه شده اند که بر خلاف تعدادی از استاندارد های سابق که به بحث بازده ی الکتریکی به عنوان یک مسئله جانبی و مختصر می نگریستند ، عمده هدف آنها افزایش بازده دستگاه است . در استاندارد هایی نظیر IEC 76 ، از آزمایش های اندازه گیری تلفات بی باری و اتصال کوتاه می توان به عنوان معیار هایی برای بازده ی ترانسفورماتور ها استفاده نمود . با این حال در استانداردهای جدید کمیت بازده دستگاه به عنوان یک مقدار اساسی و قابل ارائه مطرح می شود که از این نظر می توان به عنوان یک معیار مقایسه برای ترانسفورماتورهای مختلف عمل نمایند.


نکته بسیار مهم در استاندارد های جدید در نظر گرفتن شرایط واقعی در کار ترانزیستور های توزیع در بلند مدت و اختصاص دادن ضریب باری در حدود 30 تا 50 درصد به ترانس ها هنگام اندازه گیری و اعلام بازده ی آنها می باشد. این موضوع بخصوص در مورد ترانسفورماتورهایی که در مناطق کم بار (نظیر مناطق روستایی) و تحت ولتاژهای پایین کار می نمایند بسیار با اهمیت است. لازم به ذکر است ، از انجایی که کلیه ترانسفورماتورهای توزیع در تمامی ساعات سال فعال بوده و حتی در حالت بی باری نیز انرژی مصرف می نمایند ، افزایش جزیی بازده ی این تجهیزات می تواند مزایای اقتصادی فراوانی به همراه داشته باشد . به عنوان مثال در صورت رعایت استاندارد NEMATP-1 پیش بینی می شود که حدود 25 تا 35 درصد از تلفات ترانس های توزیع در کشور آمریکا کاسته شود.


در استاندارد های جدید ، ترانسفورماتورهای توزیع در رده ها و توان های مختلف به دو دسته کار در ولتاژ پایین و ولتاژ متوسط تقسیم بندی شده که هر یک نیز به انواع ترانس های روغنی و خشک دسته بندی می شوند ، جدول (1) یک استاندارد معتبر و پر استفاده که در سال های اخیر توسط موسسه NEMA تدوین شده را برای 4 رده ترانسفورماتور توزیع تک فاز ، 4 رده ترانسفورماتور توزیع 3 فاز نشان می دهد. به علاوه در این جدول بازده ی متوسط ترانسفورماتور های توزیع (قبل و بعد از افزایش) در کشور امریکا ارائه شده است.

با مقایسه این اعداد با یکدیگر ، درصد کاهش در تلفات انرژی را در صورت رعایت استاندارد NEMATP-1 در ترانسهای جدید می توان به خوبی تشخیص داد. با توجه به اینکه بازده ترانسفورماتورهای توزیع موجود و مورد استفاده در ایران نیز در محدوده ترانس های موجود در آمریکا (ویا کمتر) می باشد، با رعایت استاندارد NEMATP-1 و یا استاندارد های مشابه می توان تلفات انرژی را در ترانس های آینده در حدود 30 درصد کاهش داد. این امر با در نظر داشتن این نکته که تلفات ترانسفورماتور های توزیع به تنهایی در حدود 20 تا 25 درصد از کل تلفات سیستم توزیع و انتقال (و یا 35-40 درد از تلفات توزیع) نیروی کشور را شامل می شود، بسیار با اهمیت است .


3- نتیجه:
ترانسفورماتور های توزیع که از جمله مهمترین تجهیزات مورد استفاده در صنعت برق هستند، یکی از عوامل تاثیر گذار بر میزان مصرف و تلفات انرژی الکتریکی می باشند. از آنجا که این تجهیزات حتی در شرایط بی باری نیز مصرف کننده انرژِ الکتریکی می باشند، افزایش بازده آنها ، هر چند اندک ، در دراز مدت بسیار مطلوب بوده و به خصوص در کشور هایی با خصوصیات جغرافیایی و ملی نظیر ایران (با پراکندگی جمعیت فراوان ، روستا های متعدد و تعدد مصرف کنندگان کم بار) اهمیت فراوانی می یابد.

با توجه به این موارد و برای جلوگیری از تلفات بی رویه انرژی الکتریکی توصیه می شود با همکاری تولیدکنندگان عمده ی این تجهیزات ، اطلاعات دقیقی در خصوص مزایا و لوازم افزایش بازده ترانسفورماتورهای تولیدی طی مدت عمر کاری آنها و نیز ارزش واقعی انرژی تلف شده تهیه و گردآوری شود و در صورت مناسب تشخیص دادن این امر ، اقدامات مقتضی صورت پذیرد. در نهایت خاطر نشان می شود که استاندارد کنونی کشور در مورد ترانسفورماتور های توزیع (برگرفته از استانداردIEC 76 ) ، مقادیری را برای بازده این تجهیزات ارائه می نماید که با توجه به وجود تکنولوژی های پیشرفته در کشور ، به نظر می رسد بتوان بدون هیچ گونه مانع عمده ای نسبت به تدوین استانداردی برای افزایش بازده ترانسفورماتور ها گامهای مهمی برداشت.

گردآورندگان : اکبر فخری و نعیم شریعتی ، مهندسی برق دانشگاه ساوه
ارسال نظر قوانین ارسال نظر
لطفا از نوشتن با حروف لاتین (فینگلیش) خودداری نمایید.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.
نام:
ایمیل:
* نظر:
وضعیت انتشار و پاسخ به ایمیل شما اطلاع رسانی میشود.
پربازدیدها
برق در شبکه های اجتماعی
اخبار عمومی برق نیوز
عکس و فیلم
پربحث ترین ها
آخرین اخبار
پرطرفدارترین عناوین