تپ چنجر ترانسفورماتور چیست؟ انواع تپ چنجر و نحوه عملکرد
- حمید زینالی
- شبکه برق, طراحی و تجهیزات پست فشار قوی, وبلاگ
- 1405/02/22
- این مقاله بروزرسانی شده 13 خرداد 1405
تپ چنجر چیست؟
هر سیستم الکتریکی در معرض تغییرات بار و ولتاژ قرار دارد. لذا باید امکاناتی پیشبینی گردد تا افت ولتاژ جبران شده و ولتاژهای تغذیه بارها در محدوده مجاز مربوط به کشور باشد. پیشبینی تپ چنجر ولتاژ در ترانسفورماتورها یکی از آسانترین و ارزانترین روشهای تنظیم ولتاژ تغذیه است.
انواع روشهای تغییر تپ چنجر
این تغییر ولتاژ ممکن است از نوع بیباری (Off load) یا زیر بار (On load) باشد. در حالت بیباری، مدار ترانسفورماتور در هر دو طرف ولتاژ بالا و ولتاژ پایین از شبکه قطع میشود؛ بدین ترتیب تپ چنجر میتواند به وضعیت جدید مورد نظر چرخانده شود.
عیب عمده تپ چنجر بیباری (Off load)، ضرورت بیبرق کردن ترانسفورماتور در موقع تغییرات تپ میباشد.
موقعی که ترانسفورماتور به تپ چنجر زیر بار (On load) مجهز باشد، تغییر از یک وضعیت به وضعیت دیگر بدون هرگونه وقفه در تغذیه مدار بهوسیله ترانسفورماتور انجام میپذیرد. تپ چنجر زیر بار جزئی از مجموعه اجزای ترانسفورماتور است.
این مدار شامل کنتاکتهای متحرک a و b، کنتاکتهای ثابت ۱، ۲ و ۳، و راکتور R (که وسط انحنای آن به یکی از نیمههای سیمپیچ ترانسفورماتور متصل است) میباشد.
هر دو کنتاکت متحرک a و b با یکی از کنتاکتهای ثابت تپ به مدار متصل بوده و کنتاکتورهای C-1 و C-2 بسته هستند. جریان بار از طریق هر دو کنتاکت متحرک، هر دو کنتاکتور و هر دو نیمه سیمپیچ راکتور جاری میشود.
در فرآیند تغییر تپ، کنتاکتور C-2 باز شده و اتصال متحرک b به اتصال ثابت تپ ۳ متصل میشود. سپس کنتاکتور C-2 بسته شده و بخشی از سیمپیچ را که بین تپهای ۲ و ۳ قرار دارد، بهوسیله راکتور اتصال کوتاه مینماید.
در این حالت، تپ ۳ باید علاوه بر جریان بار، جریان گردشی ناشی از اختلاف پتانسیل بین تپهای ۲ و ۳ را نیز تحمل کند. راکتور R بهنحوی انتخاب میشود که راکتانس آن، جریان گردشی را در حد مناسبی پایین نگه دارد.
به محض بسته شدن کنتاکتور C-2، کنتاکتور C-1 باز شده و کنتاکت متحرک a برای بستن مدار با کنتاکت ثابت ۳ میچرخد و سپس کنتاکتور C-1 دوباره بسته میشود. با این عمل، تغییر از وضعیت تپ ۲ به وضعیت ۳ تکمیل میگردد.
محل قرارگیری تپچنجر
در ترانسفورماتورهای دو سیمپیچه، معمولاً تغییرات تپ در سیمپیچ طرف فشار قوی میباشد.
در ترانسفورماتورهای سهسیمپیچه، تپ میتواند هم در طرف ولتاژ متوسط و هم در طرف ولتاژ بالا باشد.
مکانیزمهای عملکرد و کنترل تپ چنجر
این نوع تپچنجرها به مکانیزمی که با موتور AC یا DC کار میکند، مجهز هستند. مکانیزمهای تغییر تپ هر سه فاز بهطور همزمان بهوسیله کنترل از راه دور از اتاق کنترل به کار میافتند. همچنین این مکانیزمها ممکن است توسط رلههای ولتاژ بهطور اتوماتیک نیز کنترل شوند.
همواره امکان کنترل دستی نیز پیشبینی میشود. سازندگان مختلف، تجهیزات تغییر تپ خودشان را با استاندارد تطبیق میدهند.
تعیین محدوده مناسب تغییر تپ
محدوده مناسب تغییر تپ میتواند از منحنیهای تغییرات ولتاژ یا بهتر از آن، از مطالعات پخش بار سیستم مشخص شود. در چنین مطالعاتی، حداکثر و حداقل ولتاژ در یک باسبار میبایست توسط تجهیزات بهبود ولتاژ مانند کندانسورهای سنکرون، خازنهای شنت، خازنهای سری و رگولاتورهای ولتاژ مشخص شود.
نتایج بهدست آمده از مطالعات پخش بار، صرفاً جهت ترانسفورماتورهایی که به آن باسبارها متصل میشوند برقرار خواهد بود. این وضعیت ممکن است مانع جدی برای استاندارد کردن اندازهها و مقادیر نامی بوده و مشکلاتی را برای عملکرد ترانسفورماتورها به همراه داشته باشد.
یک نوع مصالحه در این مورد آن است که حداقل ترانسفورماتورهای دارای ولتاژ اولیه و ثانویه یکسان، دارای محدوده تغییر تپ یکسانی باشند. این عمل میتواند بهطور کلی تنها برای جبرانسازی افت ولتاژی که در خود ترانسفورماتور به علت جریان بار کامل بهوجود میآید، انجام شود.
محدوده این امر معمولاً بین ۱۰ تا ۱۵ درصد خواهد بود. بالاتر و پایینتر بودن از مقدار معمول و تعداد پلهها و نیز انتخاب تپ چنجر از نوع بیباری یا زیربار، بستگی به انتخاب و قضاوت مهندس سیستم دارد.
در تپ چنجر زیر بار معمولاً پلهها کوچکتر انتخاب میشود تا از عبور جریانهای گردشی بزرگی که موقع تغییر تپ دو ترانسفورماتور موازی در تپهای مختلف روی میدهد، جلوگیری شود.
محدودیتهای استفاده و دفعات تغییر تپ
تپ چنجر بیباری اگرچه ارزانتر است، اما دامنه استفاده محدودی دارد. در این حالت، تغییرات تپ روی ترانسفورماتور میتواند به علت اختلاف سطح زیاد با ولتاژ معمولی تغییر یابد؛ لذا تغییر تپ نمیتواند به دفعات زیادی انجام شود.
تغییرات تپ بیباری صرفاً در جاهایی مطلوب است که دستگاههای دیگر تنظیم اتوماتیک ولتاژ قابل دسترسی باشند. برای مناطق دیگر، مجهز کردن ترانسفورماتورها به تپ چنجر زیر بار همواره مطلوبتر است.
آیا این مقاله برایتان مفید بود؟
