منابع تغذیه

منابع تغذیه مهمترین عنصر از نظر عملکرد و قابلیت تحمل تغییرات بار است. ترانسفورماتورها از دو منبع تغذیه اصلی تغذیه می‌شوند: منبع تغذیه اصلی خطا و منبع تغذیه فرعی.

منبع تغذیه اصلی خطا، به عنوان منبع اصلی تغذیه ترانسفورماتور، وظیفه تامین برق سه فاز برای عملکرد اصلی ترانسفورماتور را داراست. این منبع تغذیه معمولاً از شبکه برق عمومی وارد می‌شود و برق مورد نیاز ترانسفورماتور را فراهم می‌کند. در صورت قطعی هر چه کوتاه‌تر این منبع، ترانسفورماتور باید تغییر را تحمل کند و بدون اینکه عملکرد آن تأثیر ببیند، به مدت معینی از منبع تغذیه فرعی استفاده کند یا متوقف شود.

دومین منبع تغذیه در ترانسفورماتورها، منبع تغذیه فرعی است که برای مواقع اضطراری و مدت زمان محدود استفاده می‌شود. این منبع تغذیه فرعی معمولاً از جنراتورها، باطری‌ها یا سیستم UPS (نیروی برق پایدار) تامین می‌شود. در صورت قطعی منبع تغذیه اصلی خطا، ترانسفورماتور با استفاده از منبع تغذیه فرعی، عملکرد خود را حفظ کرده و از نواقص و خطاهای خطرناک جلوگیری می‌کند.

منابع تغذیه در ترانسفورماتورها بسیار حیاتی هستند و تأمین برق پایدار به آنها، عملکرد صحیح و بهینه ترانسفورماتور را تضمین می‌کند. به همین دلیل، مراقبت و نگهداری دقیق از این منابع بسیار مهم است تا از مشکلاتی نظیر خرابی ترانسفورماتور و خسارات جدی جلوگیری شود.

مشخصات فنی

منابع تغذیه به صورت عمده شامل انواع ترانسفورماتورها (انحصاری، توزیعی و توانایی) می شوند. مشخصات فنی این منابع تغذیه می تواند عبارت باشد از:

– توان خروجی: این پارامتر واحد آن کیلووات (kW) یا مگاوات (MW) است و نشان دهنده حداکثر توان قابل ارائه از طریق ترانسفورماتور می باشد.

– ولتاژ خروجی: این مقدار به ولت (V) است و نشان دهنده ولتاژ خروجی ترانسفورماتور به ازای توان خروجی می باشد. ولتاژ خروجی ممکن است باشد ولتاژ یک فاز یا سه فاز باشد و مقدار آن تابع نیازمندی های بار و شبکه است.

– جریان خروجی: مقدار جریان الکتریکی خروجی ترانسفورماتور را نشان می دهد و واحد آن آمپر (A) است.

– انتقال و تبدیل کننده انرژی: این پارامتر نشان می دهد که ترانسفورماتور انرژی را از ورودی به خروجی تغییر شکل می دهد. معمولاً تبدیل کننده ای است که انرژی الکتریکی را به انرژی الکترومغناطیسی تبدیل می کند و آن را از یک سطح ولتاژ به سطح ولتاژ دیگری می رساند.

– ضریب تبدیل: ضریب تبدیل ترانسفورماتور نشان دهنده نسبت ولتاژ خروجی آن به ولتاژ ورودی است.

– راندمان: راندمان ترانسفورماتور نشان دهنده نسبت توان خروجی ترانسفورماتور به توان مصرف شده در آن است و بیانگر کارایی ترانسفورماتور است.

– روش های خنک کنندگی: ترانسفورماتورها برای خنک کردن از روش های مختلفی استفاده می کنند، از جمله خنک کننده های هوا، خنک کننده های آبی و خنک کننده های روغن.

این فقط برخی از مشخصات فنی اصلی منابع تغذیه در ترانسفورماتورها هستند و ممکن است بسته به نوع و کاربرد ترانسفورماتور، مشخصات فنی دیگری نیز در نظر گرفته شود.

وظایف منابع تغذیه

منابع تغذیه در ترانسفورماتورها که نیروی الکتریکی را به ولتاژ مورد نیاز تبدیل می‌کنند، به عنوان ورودی برق برای تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شوند. برخی از وظایف اصلی منابع تغذیه در ترانسفورماتورها عبارتند از:

۱. توانایی تولید و تأمین ولتاژ مورد نیاز برای تجهیزات الکتریکی: منابع تغذیه باید قادر باشند تا ولتاژ مصرفی تجهیزات را تأمین و تا حداکثر ولتاژ مورد نیاز تجهیزات برسانند.

۲. تأمین جریان الکتریکی مورد نیاز: منابع تغذیه باید قادر باشند تا جریان الکتریکی مورد نیاز تجهیزات را تأمین کنند و در صورت نیاز به جریان زیادتر، جریان متناسب را برای تجهیزات فراهم کنند.

۳. ایمنی و حفاظت: منابع تغذیه باید قابلیت حفاظت در برابر اتصال کوتاه، ولتاژ بیش از حد، ولتاژ کمتر از حد و دیگر خطرات الکتریکی را داشته باشند تا تجهیزات و کاربران را در مقابل خطرات الکتریکی محافظت کنند.

۴. کارایی و پایداری: منابع تغذیه باید به طور مداوم و در شرایط مختلف قادر باشند ولتاژ و جریان الکتریکی مورد نیاز را تأمین کنند و به صورت پایدار عمل کنند.

۵. کنترل و مانیتورینگ: منابع تغذیه باید قابلیت کنترل و مانیتورینگ بر روی ولتاژ، جریان و سایر پارامترهای الکتریکی را داشته باشند تا بتوانند عملکرد تجهیزات و استفاده از انرژی الکتریکی را کنترل کرده و نظارت کنند.

این فقط برخی از وظایف اصلی منابع تغذیه در ترانسفورماتورها هستند و عوامل دیگری مانند کاربردهای خاص، سیستم‌های حفاظت و کنترل موجود در ترانسفورماتورها و نیازهای ویژه ممکن است نیازمندی‌های اضافی را برای منابع تغذیه ایجاد کنند.

ویژگی ها

منابع تغذیه در ترانسفورماتور ها عبارتند از:

۱. ولتاژ ورودی: این منبع تغذیه مشخص می کند که ترانسفورماتور برای کارکرد به چه ولتاژی نیاز دارد. ولتاژ ورودی عموماً بین ۲۰۰ و ۴۰۰ ولت تغییر می کند.

۲. ولتاژ خروجی: این منبع تغذیه مشخص می کند که ترانسفورماتور چه ولتاژی ارائه می دهد. ولتاژ خروجی به مقدار مشخصی تبدیل می شود که بسته به نوع ترانسفورماتور، ممکن است متغیر یا ثابت باشد.

۳. جریان: منبع تغذیه باید بتواند جریان لازم برای تامین بار مورد نیاز را ارائه دهد. جریان خروجی ترانسفورماتور بسته به نوع و بار مورد استفاده، می تواند متغیر باشد.

۴. قدرت: منبع تغذیه باید قدرت لازم برای تامین بار مورد نیاز را داشته باشد. قدرت ترانسفورماتور به محصول ولتاژ و جریان خروجی آن برابر است.

۵. نوع تغذیه: منابع تغذیه ترانسفورماتور می توانند دارای نوع تغذیه AC (جریان متناوب) باشند. در بعضی از موارد، ترانسفورماتور ها می توانند همچنین از نوع DC (جریان مستقیم) و نوع دو قطبی (AC و DC) باشند.

۶. راندمان: منابع تغذیه باید راندمان بالایی داشته باشند تا از اتلاف توان کمتری هنگام تولید ولتاژ خروجی استفاده کنند.

۷. ایمنی: منابع تغذیه باید دارای مکانیزم ها و اقدامات ایمنی مناسبی باشند تا جلوی هرگونه خطر داخلی و خارجی را بگیرند.

۸. پایداری: منابع تغذیه باید بتوانند در طول دوره زمانی مشخص، ولتاژ شبکه را بدون تغییر قابل توجهی عرضه کنند.

ترانسفورماتور

ترانسفورماتورها دستگاه‌های الکتریکی هستند که برای تغییر ولتاژ و جریان الکتریکی بین دو مدار استفاده می‌شوند. آن‌ها از اصولی مبتنی بر پدیده‌ای به نام علاقمندی‌مداری استفاده می‌کنند که باعث می‌شود محاسبه و انتقال توان بین دو پلاک‌های مختلف با امپدانس‌های متفاوت بسیار آسانتر شود.

ترانسفورماتورها از دو قسمت اصلی تشکیل شده‌اند: پیچهای پرتابل و هسته مغناطیسی. پیچهای پرتابل معمولاً شامل یکی یا بیشتر پیچه‌های فلزی است که به طور کامل دور هسته مغناطیسی قرار دارند. جریان الکتریکی از طریق این پیچها جاری می‌شود و نیروهای مغناطیسی ایجاد می‌کند.

هسته مغناطیسی، که معمولاً از مواد فلزی مانند آهن و برنج تشکیل شده است، کاربرد اصلی خود را در افزایش کارایی ترانسفورماتورها دارد. این هسته، جریان‌های مغناطیسی را به طور همزمان از یک بخش از پیچهای پرتابل به سایر بخش‌ها منتقل می‌کند.

ترانسفورماتورها به دلیل قابلیت تغییر ولتاژها بدون تغییر فرکانس و تغییر جریان، در بسیاری از صنایع و انتقال انرژی الکتریکی استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ها باعث می‌شوند تا انرژی الکتریکی، به صورت مناسبی از منابع تولید به مصرف‌کننده یا تراکم‌کننده انتقال یابد.

انواع ترانسفورماتور

ترانسفورماتورها به صورت عمده به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند: ترانسفورماتورهای توزیع و ترانسفورماتورهای قدرت.

1. ترانسفورماتورهای توزیع:
– غشایی (Pad-Mounted): این نوع ترانسفورماتورها معمولاً در محلول‌های روزانه توزیع برق و انتقال توان کوچک استفاده می‌شوند. کارایی این ترانسفورماتورها عبارتند از: جبران نوسانات ولتاژ، جریان و توان در شبکه، و کاهش سطح ولتاژ در مدارهای توزیع.

– قائم (Pole-Mounted): این ترانسفورماتورها به عنوان ترانسفورماتورهای توزیع در خطوط هوایی به کار می‌روند. کارایی این ترانسفورماتورها شامل: تبدیل ولتاژ منبع توان به ولتاژ مصرفی، ایجاد جریان خروجی مورد نیاز، و جبران افت ولتاژ در مدارهای توزیع.

2. ترانسفورماتورهای قدرت:
– توزیع (Distribution): این نوع ترانسفورماتورها برای تبدیل ولتاژ برق توزیع شده از شبکه انتقال به ولتاژ مصرفی در خطوط توزیع برق استفاده می‌شوند. کارایی این ترانسفورماتورها عبارتست از: جبران نوسانات ولتاژ، جریان و توان در شبکه، و کاهش سطح ولتاژ در مدارهای توزیع.

– انتقال (Power): این ترانسفورماتورها برای تبدیل ولتاژ برق متناوب در خطوط انتقال برق بکار می‌روند. کارایی این ترانسفورماتورها شامل: تنظیم و توزیع ولتاژها، جبران افت ولتاژ و جریان در خطوط طولانی، و انتقال توان برق با حداقل اتلاف است.

توجه داشته باشید که ترانسفورماتورها به صورت سفارشی و با انواع مختلف دیگری نیز وجود دارند، که هر کدام برای کاربردهای خاص خود مورد استفاده قرار می‌گیرند.

روش های خنک سازی ترانسفورماتور ها

روش‌های خنک‌سازی ترانسفورماتورها به صورت زیر هستند:

1. خنک‌کننده‌های هوایی (Air Cooling): در این روش، هوایی با استفاده از فن‌ها به ترانسفورماتور رسیده و حرارت آن را از طریق تابش گرفته، تشتییش می‌دهد و تا حد امکان آن را خنک نگه می‌دارد. این نوع خنک کردن برای ترانسفورماتورهای کوچک تا متوسط استفاده می‌شود.

2. خنک‌کننده‌های آبی (Water Cooling): در این روش، آب یا مخلوط آب و گلیکول به عنوان ماده خنک‌کننده به ترانسفورماتور رسیده و حرارت آن را جذب کرده و میزان حرارت را کاهش می‌دهد. این نوع خنک کردن برای ترانسفورماتورهای بزرگ و قدرتمند استفاده می‌شود.

3. خنک‌کننده‌های روغنی (Oil Cooling): در این روش، روغن به عنوان ماده خنک‌کننده برای ترانسفورماتور استفاده می‌شود. روغن حاوی حرارت را جذب می‌کند و سپس با استفاده از یک سیستم خنک‌کننده به طور مداوم خنک می‌شود. خنک‌کننده‌های روغنی برای ترانسفورماتورهای بزرگ و با توان بالا استفاده می‌شود.

4. خنک‌کننده‌های گازی (Gas Cooling): در این روش، گاز خنک‌کننده مانند هلیوم یا سیمون درون ترانسفورماتور استفاده می‌شود. گاز به صورت مداوم درون ترانسفورماتور گردش داده می‌شود و حرارت را جذب کرده و به فرآیند خنک شدن می‌پردازد. این روش برای ترانسفورماتورهای بسیار بزرگ و قدرتمند استفاده می‌شود.

همچنین، می‌توان از ترکیبی از روش‌های فوق برای خنک‌سازی ترانسفورماتور استفاده کرد، به عنوان مثال استفاده از خنک‌کننده‌های هوایی به همراه خنک‌کننده‌های آبی یا روغنی.

ترانس های تغذیه

ترانسفورماتورها دستگاه‌هایی هستند که از ترانس‌های تغذیه برای انتقال انرژی بین دو بخش مختلف از یک سیستم استفاده می‌کنند. ترانسفورماتورها عمدتا برای افزایش یا کاهش ولتاژ استفاده می‌شوند، به منظور تأمین انرژی الکتریکی به دستگاه‌ها و سیستم‌ها.

ترانس‌های تغذیه وظیفه تأمین انرژی برقی را انجام می‌دهند. آن‌ها به طور معمول از جنس روی ویژه ساخته می‌شوند تا از اثر جریان الکتریکی و اتلاف های برقی جلوگیری کنند. وظیفه ترانس تغذیه این است که ولتاژ و جریان ورودی را به ولتاژ و جریان خروجی مورد نیاز تبدیل کند.

ترانس‌های تغذیه دارای چندین نوع هستند، اما دو نوع اصلی آن‌ها عبارتند از:

1. ترانسفورماتورهای روغنی: این نوع ترانسفورماتورها برای انتقال بالاتر ولتاژ استفاده می‌شوند. آن‌ها شامل یک قسمت اصلی ترانسفورماتور هستند که بر روی یک هسته فلزی قرار دارد و به عنوان نواقص، یک ویژگی کاملاً ترمTRANS استفاده می شود. روغن عایقی همچنین در داخل ترانسفورماتور قرار دارد تا سیم‌ها و ترانسفورماتور را در برابر حرارت و الکتریسیته در تماس با هم ایزوله کند.

2. ترانسفورماتورهای قفسه‌ای: این نوع ترانسفورماتورها برای انتقال پایین‌تر ولتاژ استفاده می‌شوند. ترانسفورماتورهای قفسه‌ای شامل یک پیچه اصلی و چند خروجی هستند که به عنوان نقاط اتصال برای اتصال دستگاه‌ها و سیستم‌ها استفاده می‌شوند. آن‌ها عمدتاً برای اتصال به دستگاه‌های الکترونیکی و سیستم‌های کنترلی استفاده می‌شوند.