طرح توجیهی توليد ترانسفورماتور توزیع و تقویت (سال 1401) + word و pdf

طرح توجیهی توليد ترانسفورماتور توزيع و فشارقوی سال 1401
ترانسفورماتورها تجهيزاتی هستند كه وظيفه تبديل ولتاژ و جريان الكتريكی را در سيستم های توزيع و انتقال در يک فركانس ثابت و مشخص بر عهده دارند. در ميان انواع مختلف اين تجهيزات، ترانسفورماتور توزيع، آمار فروش و استفاده فراوانی داشته است، لذا توليد ترانسفورماتور توزیع از اهميت ويژه برخوردار می باشد.

براساس استانداردهای موجود ترانسفورماتورهای توزيع برای تبديل ولتاژهايی در حدود 480 ولت تا 35 كيلو ولت (ولتاژ فشار قوی) به ولتاژ های در حدود 120 تا 480 ولت (ولتاژ فشار ضعيف) و درمحدوده توان 0/25 تا 2500 كيلو ولت آمپر مورد استفاده قرار می گيرند. با توجه به اين امر مشخص می شود كه حجم زيادی از ترانس های مورد استفاده در دنيا از نوع ترانسهای توزيع می باشند.

توليد انواع ترانسفورماتور و كاربرد آنها

مهمترين انواع آنها شامل ترانسفورماتورهای برق مورد استفاده در تبديل ولتاژ ،Power Transformers، ترانسفورماتورهای اندازه گيری Instrument Transformers، ترانسفورماتورهای راه اندازی Starting Transformers و ترانسفورماتورهای وسائل نقليه متحرک بر روی خط آهن Truction Transformers و ترانسفورماتورهای جوشكاری می باشند،

كه در ميان آنها ترانسفورماتورهای برق مورد استفاده در تبديل ولتاژ كه برای انتقال و توزيع انرژی الكتريكی تولید و بكار می روند اهميت ويژه ای دارند. توليد ترانسفورماتورهای توزيع معمولاً به دو دسته اصلی تقسيم بندی و تولید می شوند كه شامل: ترانس های توزيع روغنی Oil Immersed Transformers و ترانس های توزيع خشک رزينی Dry Type Transformers می باشند.

در توليد ترانسفورماتور روغنی هسته و سيم پيچ آن در داخل روغن قرار می گیرند در حاليكه در ترانس های خشک هسته و سيم پيچ در داخل مايع عايق (عمدتاً روغن) قرار ندارند.

از طرف ديگر ترانسفورماتورها عمدتاً به دو گروه ترانسفورماتورهای تكفاز و ترانسفورماتورهای چند فاز (معمولاً سه فاز) تقسيم بندی می شوند كه در ترانسهای تک فاز از يك سيم پيچ اوليه و يک سيم پيچ ثانويه استفاده می شود، در حاليكه در ترانس های سه فاز سه سيم پيچ اوليه و سه سيم پيچ ثانويه موجود می باشد.

توليد انواع ترانسفورماتور

ترانسفورماتورهای قدرت:

• ترانسفورماتورها و اتوترانسفورماتورهای پست های فشار قوی
• ترانسفورماتورهای نيروگاهی
• ترانسفورماتور های سه سيم پيچ
• ترانسفورماتورهای دو ولتاژه

ترانسفورماتورهای توزيع:

• ترانسفورماتورهای توزيع خشک رزينی
• ترانسفورماتورهای توزيع روغنی : 1. نوع هرمتيک 2. نوع دارای منبع انبساط

ترانسفورماتورهای خاص:

• ترانسفورماتورهای موبايل
• ترانسفورماتورهای يكسوساز
• ترانسفورماتورهای مخصوص كوره های قوس الكتريک
• ترانسفورماتور های مخصوص تست
• ترانسفورماتورهای زمين

راكتورهای روغنی:

• راكتورهای شنت
• راكتورهای سری
• راكتورهای زمين
• نقطه نوترال كننده

توليد قطعات ترانسفورماتور

1. مواد عايقی (از جنس پرس اشبان ،چوب فشرده و كاغذ عايقی)

2. مقره های سراميكی (شامل مقره های فشار ضعيف، فشار متوسط و فشار قوی تا 36 کلوین جهت استفاده بعنوان بوشينگ روغنی در ترانسفورماتورها و مقره چينی در خطوط توزيع می باشد.)

3. رادياتور ( برای استفاده در سيستم خنک كننده ترانسفورماتورهای توزيع ، قدرت و راكتورهای روغنی می باشد. ظرفيت خنک كنندگی رادياتورها بر اساس تعداد و ابعاد پره های آن تعيين می گردد.)

4. كابل های ترانسپوزها cic (اين نوع كابل ها از ملزومات ساخت ترانسفورماتورهای قدرت با كيفيت بالا محسوب می شوند)

5. متعلقات ترانسفورماتور (در جهت استفاده در ترانسفورماتورهای توزيع روغنی بوده و شامل متعلقات: كليدهای تنظيم ولتاژ بی باری محفظه رطوبت گير ،ترمومتر روغن و روغن نما می باشد)

ويژگی های ترانسفورماتور توزيع

همانگونه كه قيد شد، ترانسفورماتورهای توزيع در دو نوع ترانسفورماتورهای توزيع خشک رزينی و ترانسفورماتور توزيع روغنی توليد می شوند. ترانسفورماتور های خشک رزينی بهترين گزينه برای توزيع انرژی الكتريكی با درجه بالای ايمنی می باشند.

علاوه بر آنكه خودشان آتشگير نيستند، سبب انتشار آتش نيز نبوده و در صورت آسيب ديدن آن، خطر نشت مواد آتشزا با آلوده كننده ای مثل روغن وجود دارند. اين موارد باعث می شود كه ترانس هاي خشک رزينی ايمن ترين و قابل اطمينان ترين نوع ترانس در بازار باشد.

اينگونه ترانس ها دارای مزايايی چون : مناسب برای فضای محدود، تلفات پايين، استقامت بالا در برابر اتصال كوتاه و نصب آسان می باشند. كاربرد آن در ساختمان های بلند و برج های مسكونی، تجاری، كارخانجات سيمان، راه آهن و فرودگاه ها مورد استفاده قرار می گيرد.

ترانسفورماتورهای توزيع روغنی از نقطه نظر ارتباط روغن با بيرون (تنفس ترانسفورماتور) به دو دسته نوع هرمتيک و نوع دارای منبع انبساط میتوان تقسيم كرد.

ترانسفورماتورهای توزيع هرمتيک دارای سيستم نگهداری روغنی هستند كه از تماس روغن عايق، اكسيژن و رطوبت كه عوامل اصلی فساد روغن و كاهش استقامت الكتريكی آن می باشد جلوگيری می كند.

ترانسفورماتورهای هرمتيک برای نصب در محيط های مرطوب، مواردی كه محدوديت عمليات نگهداری وجود دارد و ترانس های با نصب هوايی و فضاهای محدود مثل پست های پكيج بر انواع معمولی برتری دارند.

ترانسفورماتورهای توزيع منبع انبساط (Conservator) در زمان تغييرات درجه حرارت روغن ترانس و در نتيجه تغييرات در حجم روغن كنسرواتور نوسانات در حجم روغن را متعادل و كنترل می كند.

كد آيسيک و تعرفه گمرکی در توليد انواع ترانسفورماتور

شرح محصول	كد محصول
ترانسفورماتور قدرت	31101511
ترانسفورماتور توزيع	31101512
ترانسفورماتور فشار ضعيف	31101513
ترانسفورماتور تک فاز	31101514
ترانسفورماتور سه فاز	31101515

شماره تعرفه گمركی ترانسفورماتور نيز 85023320 می باشد.

نقش ترانسفورماتورهای توزيع در شبكه برق

ترانسفورماتورهای توزيع از جمله تجهيزات اصلی موردنياز برای انتقال الكتريسيته به مصرف كنندگان نهایی اين انرژی در منازل، صنايع و بخش های تجاری و كشاورزی می باشد.

اين ترانسفورماتور ها بر اساس استانداردهای موجود برای تبديل ولتاژهایی در محدوده 480 ولت تا 36 كيلو ولت (ولتاژ فشار قوی) به ولتاژی در حدود  120 تا 1100 ولت ( ولتاژ فشار ضعيف) تولید شده مورد استفاده قرار می گيرند.

با توجه به اين امر مشخص می گردد كه حجم زيادی از ترانس های مورد استفاده در شبكه های برق از نوع ترانس های توزيع می باشند. با توجه به اين كه قيمت اين ترانسفورماتورهای توزيع چندان بالا نمی باشد و بعلاوه ظرفيت و توان اسمی آنها در مقايسه با ترانس های قدرت و انتقال بسيار كمتر می باشد،

عموماً توجه كافی به مساله راندمان آنها نمی شود. معمولاً ترانسفورماتور های توزيع بيش از 90 درصد كل ترانسهای مورد استفاده در شبكه های توليد ، انتقال و توزيع را شامل می گردند لذا تلفات كلی اين ترانس ها بسيار چشمگير بوده و بايستی دقت فراوان در اين زمينه بعمل آيد.

اين امر بخصوص با در نظر گرفتن اين موضوع كه ضرايب بارگيری از اين نوع ترانس های كوچک عموماً در مقادير بسيار كمتری از ترانس های قدرت و فوق توزيع قرار دارد ، بر اهميت موضوع می افزايد.

مهمترين روشهای كاهش تلفات شبكه های توزيع نيرو شامل:

1. خازن گذاری
2. افزايش سطح مقطع هادی ها
3. افزايش ولتاژ شبكه
4. اضافه كردن خطوط يا فيدرهای جديد
5. بهبود بازدهی و مديريت بار ترانسفورماتور ها
6. تجديد آرايش شبكه (فيدرها)

استفاده صحيح از هر يک از روش های فوق می تواند تلفات شبكه را تا حد قابل قبولی كاهش دهد هر چند در نظر گرفتن پارامترهای اقتصادی در اين رابطه همواره نقش اساسی را ايفا می نمايد.

بررسی ظرفيت بهره برداری و روند توليد ترانسفورماتور

در حال حاضر ترانسفورماتور در كشور ما با كيفيت مطلوب و بوسيله متخصصان ايرانی ساخته می شود. اين متخصصان با تكيه بر امكانات داخلی با ساخت ترانسفورماتورهای موردنياز بخش توزيع صنعت برق كشور عملاً دورنمای مطلوبی را در زمينه بهره گيری از ترانسفورماتورهای ساخت داخل، ترسيم می كنند.

توليد ترانسفورماتور در كشور برای تامين بخش مهمی از نيازهای داخلی و همچنين صادرات آن به خارج انجام می شود . ولی ظهور فناوری های جديد و تجربيات حاصل از بهره برداری انجام مطالعات و بهينه سازی در روش های طراحی،

ساخت و استفاده از مواد مناسب، فعاليت جدی و همگام با فناوری در صنعت ترانسفورماتور را ضروری كرده است. ساخت ترانسفورماتورهای توزيع در داخل كشور متناسب با نيازها است.

اجزاء تشكيل دهنده ترانسفورماتور توزيع

در اين مرحله مختصری درباره انواع قطعات برای توليد ترانسفورماتور توزيع توضيح داده می شود و سپس با آگاهی از آنها به نقش ترانسفورماتورهای توزيع در شبكه های برق و اهميت تلفات آنها پرداخته می شود.

هسته:
هسته ترانسفورماتورهای توزيع جهت كاهش تلفات آهن و بی باری از ورق های آهن مخصوص سیلسيم دار با شبكه كريستالی تنظيم شده، بوجود آمده است. اين ورقها به طريق نورد سرد تهيه شده و در طرفين دارای پوششی از عايق می باشد.

ضخامت اين ورق ها معمولاً حدود 0.3 میلیمتر است عرض اين ورقها متفاوت بوده و به اين نحو ايجاد هسته ای با سطح مقطع تقريباً دايره شكل را ممكن می سازد. جهت به هم فشردن و همبستگی اين ورقها به يكديگر از تعدادی پيچ به منظور كاهش تلفات بی باری استفاده می شود.

سيم پيچ:
سيم های مورد استفاده در اين ترانسفورماتورها از بهترين و مرغوبترين مس الكتروليت بوجود آمده و سطح مقطع بعضی از آنها گرد و برخی ديگر مستطيل شكل است. عايق روكش سيم ها در دو نوع كاغذی و لاكی می باشد.

در سيم پيچها كانال های موازی با محور و يا شعاعی پيش بينی شده كه توسط آنها گرمای حاصله از تلفات مس و آهن به خارج هدايت شده و از تمركز و ازدياد گرما در نقاط سيم پيچ جلوگيری می شود.

مواد عايق:

عايق بندی اين ترانسفورماتورها توسط بهترين مواد عايق مانند كاغذ عايق (جهت عايق بندی كابل) مقوای سخت و فيبر استخوانی صورت می گيرد. اين مواد دارای استحكام الكتريكی كافی در مقابل ولتاژهای يكنواخت دائمی و ولتاژهای دائمی و ولتاژهای مضاعف می باشد.

رطوبت هوای محيط كه به مرور در مواد عايق راه يافته به كمک دستگاه های خشک كننده با دقت از مواد عايق جدا می گردد و به نحوی كه مواد عايق موجود در ترانسورماتور كاملاً خشک و عاری از رطوبت می باشد.

ايجاد اين مواد بر اساس تجربيات و نتايج حاصله از مطالعات تئوريک و اندازه گيری های ولتاژهای ضربه ای در نقاط مختلف در آزمايشگاه های فشار قوی استوار است.

مخزن:

مخزن ترانسفورماتورها از ورق فولاد و با جوش الكتريكی ساخته می شود. برای خنک شدن روغن داخل ترانسفورماتور سطح جانبی آن را بوسيله كنگره يا لوله افزايش می دهند.

ترانسفورماتورهای تا قدرت اسمی 400 كيلو ولت آمپر دارای مخزنی از ورق های كنگره دار و با قدرت اسمی بيش از 500 كيلو ولت آمپر دارای مخزنی با لوله های خنک كننده می باشد. قسمت تحتانی مخزن محكم تر از ساير نقاط آن توليد شده و شاسی مجهز به چرخ های انتقال به آن جوش داده شده است.

اين چرخ ها را به سادگی می توان در جهت حركت دلخواه (طولی يا عرضی) قرار داد. مقره های فشار قوی و ضعيف، قرارگاه حرارت سنج، كليه تنظيم ولتاژ و منبع انبساط روی مخزن اصلی نصب می شود.

روغن ترانسفورماتور

از نوع روغن های معدنی تقطير و تصفيه شده با غلظت كم است. جرم مخصوص آن 0.88 گرم بر سانتيمتر مكعب (در دمای 20 درجه) و نقطه اشتعال آن 140 الی 160 درجه سانتی گراد می باشد. روغن ترانسفورماتور دو كار مهم انجام می دهد :

1. تبادل حرارت هسته ترانسفورماتور با محيط خارج بوسيله روغن ترانسفورماتور صورت می گيرد. (نقش خنک كننده دارد)
2. روغن ترانسفورماتورعايق الكتريكی مناسبی است. وجود آن موجب می شود كه فواصل سيم پيچها كمتر و در نتيجه حجم كلی ترانسفورماتور كوچكتر شود كه خود سبب پایين آمدن هزينه ساخت ترانس می شود.

انشعابات سيم پيچ و قابليت تنظيم ولتاژ

تغييرات جزئی ولتاژ شبكه را می توان توسط تغيير نقاط اتصال سيم پيچ فشار قوی برطرف كرد به نوعی كه ولتاژ مورد استفاده ثابت بماند. تغيير دادن نقاط اتصال و استفاده ازساير انشعابات در حالت قطع توسط كليه تنظيم ولتاژ صورت می گيرد. اين كليد ها تا 5 درصد می توان ولتاژ را تغيير دهد.

توضيح: علاوه بر قسمت های فوق در ترانسفورماتور توزيع از وسايل تكميلی نظير رله بوخهلتس ترموتر و رطوبت گير نيز استفاده می شود.

وضعيت ترانس های توزيع در كشور

ترانس های توزيع مورد استفاده در كشور در بخش های مختلفی نظير بخش های خانگی، صنعتی، تجاری و كشاورزی درحال بهره برداری می باشند كه اگر چه تعداد نسبتأ زيادی از آنها متعلق به شبكه سراسری برق می باشند اما تعدادی نيز در تملک ساير شركت ها و مؤسسات دولتی و خصوصی نظير پالايشگاه ها و پتروشيمی ها، صنايع فلزی و غير فلزی می باشند.