اتوترانس ( Autotrans ) یک مدل از ترانس الکتریکی است که اولیه و ثانویه از یک سیم پیچ استفاده کرده اند.این یک ترانس تک سیم پیچ است اهمیت کمتری نسبت به اولیه دارد.
اتوترانس به دو دسته تقسیم می شود.
- اتوترانس تک فاز
- اتوترانس سه فاز
کاربردهای اتوترانس
- جبران افت ولتاژ با افزایش ولتاژ در سیستم توزیع، راه انداز نرم برای موتورها با ترانس ( trans ) چند پله، استفاده از اتوترانس به عنوان واریاک یا جایی که تغییرات گسترده باری مورد نظر می باشد.
- مقایسه اتوترانسفورماتور نسبت به ترانس معمولی
- تلفات ترانسفورماتور كمتر است، بنابراين راندمان آن بيشتر است.
- راكتانسهای نشتی اتوترانسفورماتور كمتر است.
- توان ظاهری اتوترانسفورماتور نسبت به ترانسفورماتور معمولی بيشتر است.
- اگر در خروجی از انشعاب لغزان استفاده شود ولتاژ متغير ac خواهيم داشت يعنی می‌توان نسبت تبديلی متغير به دست آورد پس می‌توان توسط آن بارهای مختلفی را تغذيه كرد.
- در اتوترانس به دليل كم بودن تعداد دورها در نتيجه كم بودن مس مصرف شده، قاب هسته كوچك بوده و وزن، حجم و قيمت كمتری دارد.
نکات مهم در مورد ترانس و اتوترانس
در ترانس ( trans ) اندازه‌های هسته آهنی بر مبنای توان انتقالی توسط هسته محاسبه می‌شود. چون در ترانسفورماتور توان انتقالی هسته كم است، لذا هسته آهنی كوچك شده و در مصرف آهن صرفه‌جويی می‌شود و با كم شدن آهن تلفات آهنی هم كمتر می‌شود.
چون در اتوترانس (كاهنده) جريان سيم پيچ مشترک IC=I2-I1 است لذا جريان كمی از آن عبور می‌كند و می‌توان قطر اين سيم پيچ را كم انتخاب كرد لذا در مصرف مس صرفه‌جويی می‌شود و تلفات مسی هم كمتر می‌شود و به دلايل بالا تلفات آهنی و مسی اتوترانس ( Autotrans ) كمتر بوده و راندمان آن ها بیشتر است.
سیم پیچ های اولیه و ثانویه یک اتوترانسفورماتور Autotransformer ( واریاک، واریابل ) گلد استار هم به صورت الکتریکی و هم مغناطیسی هزینه‌های ترانسفورماتورهای معمولی را کاهش می‌دهند.
اتوترانسفورماتور ( اتوترانس ) چیست؟
ترانسفورماتور اتوماتیک ( اتوترانسفورماتور ) یک سیم پیچ منفرد بر روی هسته لایه لایه خود دارند. آن ها به ترانسفورماتور اتوماتیک دو سیم پیچ شبیه هستند، اما تفاوت ترانسفورماتور اتوماتیک به شکلی است که سیم پیچ اولیه و ثانویه به هم مرتبط هستند.
اتو ترانس واریابل چیست؟
اتوترانسفورماتور ( گاهی به آن «اتوفورمر» هم می‌گویند ) گونه‌ای ترانسفورمر الکتریکی است که تنها یک سیم‌پیچ دارد. سیم‌پیچ اتوترانسفورماتور حداقل سه نقطه برای اتصال الکتریکی دارد که به آنها تپ می‌گویند. ولتاژ ورودی و بار الکتریکی به دو تپ متصل میشوند و یک تپ که در انتهای سیم‌پیچ قرار دارد مشترک است. هر تپ می‌تواند با منابع ولتاژی و بار الکتریکی متفاوتی ارتباط داشته باشد. سیم‌پیچ موجود در اتوترانسفورماتور در واقع می‌تواند عمل سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه موجود در ترانسفورمر را انجام دهد.
انواع اتوترانس
دو نوع اتوترانسفورماتور وجود دارد که ممکن است ساختار آن ها با هم فرق داشته باشد.
نوع اول.
ترانسفورماتور به سیم پیچ پیوسته متکی و وابسته است و تپ ( انشعاب ) در نقاط مناسب براساس ولتاژ ثانویه مورد نظر خارج می شوند.
نوع دوم.
دو یا چند سیم پیچ مجزا به یکدیگر وصل می شوند و سیم پیچ پیوسته را تشکیل می دهند.
انواع ترانسفورمرها :
تولیدکننده ترانسفورماتور قدرت غوطه ور
محدوده‌ی تولیدات این کارخانه از 50 kVA تا 17 MVA در حالت دائم کار است؛ هم چنین ولتاژ می تواند تا میزان 63 kV اعمال گردد.
ما می‌توانیم افزایش دمای ترانسفورماتورها را با توجه به دمای محیط در محل نصب و راه‌اندازی آن، تا میزان قابل توجهی کاهش دهیم.
سیم پیچ های سفارشی:
به طور کلی در تولید هسته‌ی سیم‌پیچ‌ها از مس استفاده می‌شود که همین امر تنوع سیم‌پیچی، گروه‌های برداری، تعداد دور متنوع و … را محقق می‌کند.
تیم فنی سلدوک قادر است ترانسفورماتورهای سه‌فاز را با یک ورودی اولیه و 1، 2، 3، 4 و یا 6 ستون سه‌فاز در ثانویه طراحی و تولید نماید : جهت داشتن 12، 18، 24 و یا 36 پالس در خروجی.
در حال حاضر سلدوک ترانسفو ترانسفورماتورهای سه‌فاز با 54 سیم‌پیچ تولید می‌کند : یک ورودی اولیه‌ی سه‌فاز و 18 سیم‌پیچ سه‌فاز ثانویه که همگی روی یک هسته مونتاژ شده‌اند.
تنظیم و انواع :
بر اساس استاندارد 94/9/CE، و مطابق با ایمنی و بهداشت موردنیاز، دستگاههای الکتریکی برای کار در محیط‌های قابل انفجار طراحی شده‌اند؛ که باید بر اساس گواهی IECEX و بر طبق استاندارد اروپایی مورد استفاده قرار گیرند.
از آنجایی که ترانسفورماتورهای تولیدی ما دارای 2 گواهی‌نامه‌ی IECEX است، جهت نصب در نواحی خاص (محیط‌هایی که دارای گازهای قابل انفجار هستند )، مناسب هستند.
این شرکت قادر به تغییر ساختار ترانسفورماتورهای تولیدی بر طبق تقاضای مشتری و همچنین ارائه‌ی پوشش‌ها و یا موارد حفاظتی برای ترانسفورماتورهای طراحی شده؛ است. ( مناسب برای ترانسفورماتورهای با کابل ورودی پایین) .
Celduc transfo جهت کاربردهای بیرونی، سیستم‌های C2M، C3M و یا C4M را پیشنهاد می‌کند.
روش های خنک کردن :
ترانسفورماتورهای تولید شده در Celduc transfo از نوع غوطه‌ور در روغن هستند؛ که گرمای تولید شده را توسط این سیال که نقش عایق را را نیز دارد، منتقل می‌کند.
بسته به کاربردهای مختلف استفاده انواع بسیاری از روغن‌ها (مانند روغن‌های معدنی، گیاهی، سیلیکون ) را می‌توان مورد استفاده قرار داد.
برای تمامی محدوده‌ی توان‌های تولیدی شرکت، غالبا از روش ONAN استفاده می‌شود.
پیشنهاد ما استفاده از خنک‌کننده نوع ONAF است، در این حالت ترانسفورمر به فن برای افزایش ظرفیت خنک‌کنندگی مجهز می‌شود و در نتیجه میزان توان آن هم افزایش می‌یابد.
ما همچنین قادر به ارائه‌ی ترانسفورماتور در انواع OFWF یا KFWF هستیم. ( نیازمند به آب شیرین )
تبادل گرمایی توسط آب یا روغن همراه با مبدل سردکننده انجام می‌شود.
این روش می‌تواند به طور قابل ملاحظه‌ای اندازه‌ی ( ابعاد) دستگاه را کاهش دهد، که همین امر موجب صرفه‌جویی در فضای مورداستفاده در سایت‌ها می‌شود.
ما از ورق دو جداره و یا مبدل لوله‌ای که اختلاط آب / روغن را غیرممکن می‌کند، استفاده می‌کنیم.
ترانسفورماتورهای با عمر طولانی
- مدار مغناطیسی پانچ شده جهت رفتار مغناطیسی بهتر.
- سیم پیچ مسی.
- هسته و سیم‌پیچ‌ها به صورتی مونتاژ شده تا بتواند نقاط قوت الکترودینامیکی را بهتر تحمل کند.
- نگه‌دارنده‌ی هسته که از چوب راش ساخته شده و چسبانده شده برای جلوگیری از هرگونه تغییر شکل در طی مدت زمان.
- طراحی قطعات به صورت قلابدار
- اتصالات قابل انعطاف بین سیم‌پیچی ولتاژ پایین ( LV ) و ترمینال‌ها برای جلوگیری از هرگونه مقاومت مکانیکی و نشت.
مزایای استفاده از اتوترانسفورماتور
- هزینه کمتر، رگولاسیون بهبود یافته، تلفات کمتر در برابر با ترانسفورماتور اتوماتیک استاندارد با همان درجه.
- اتوترانسفورماتور اتوماتیک نسبت به ترانسفورماتور اتوترانس دو سیم پیچ در مصرف مس نیز به صرفه تر هستند.
- وزن مس مورد استفاده در ترانسفورماتور ( Autotransformer ) متناسب با طول و مساحت سطح مقطع رسانا است.
معایب اتوترانسفورماتور
- جریان اتصال کوتاه بیشتر
- عدم وجود ایزولاسیون بین سیم پیچ‌های اولیه و ثانویه
- مناسب فقط برای تغییرات ولتاژ نسبتاً کم
کار ترانس جریان چیست؟
کار ترانس جریان کاهش جریان سیستم به یک نسبت مشخص است. از قبیل 600/1A، 200/5A، 100/5A و …
این ترانس بطور سری در مدار قرار می گیرد. وقتی که جریان از سیم پیچ اولیه میگذرد یک شار مغناطیسی ایجاد می نماید و این شار در سیم پیچ ثانویه ولتاژی القا می کند، حال اگرسیم پیچ ثانویه بسته باشد ایجاد جریانی میکندکه شار ناشی ازمخالف شار تولید شده در سیم پیچ اولیه است و از به اشباع رفتن هسته جلوگیری می کند.
وظیفه ترانس جریان چیست؟
CT هم مانند همه ترانسفورماتورها از دو سیم پیچ اولیه و ثانویه تشکیل شده است که سیم پیچ اولیه بخاطر جریان زیاد دارای سیم با سطح مقطع زیاد و تعداد دور کمتر می باشد و در مقابل در ثانویه بخاطر جریان کمتر داری سیم با سطح مقطع کم و تعداد دورهای زیاد می باشد که به آمپرمتر متصل می شود.
وظیفه ترانس ولتاژ چیست؟
PT هم مانند همه ترانسفورماتورها از دو سیم پیچ اولیه و ثانویه تشکیل شده است که سیم پیچ اولیه بخاطر جریان کم و ولتاژ زیاد دارای سیم با سطح مقطع کم و تعداد دور زیاد می باشد و در مقابل در ثانویه بخاطر جریان بیشتر داری سیم با سطح مقطع زیاد و تعداد دورهای کم میباشد که به ولتمتر متصل می شود.
اساس کار PT نیز مانن CT میباشد با این تفاوت که نسبت بکار گرفته شده در PT معمولا 110/66000 می باشد.و دیگر اینکهPT بطور موازی در مدار قرار می گیرد.
ترانس ایزوله چیست؟
ترانسفورماتور ایزوله معمولاً به دلایل حفاظتی برای انتقال توان الکتریکی از یک منبع AC به تجهیزات و وسایل دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع ترانس‌ها با نسبت یک به یک بسته میشوند و از ایجاد شوک الکتریکی در مدار ثانویه و افراد جلوگیری شود.
برای جلوگیری از انتقال ولتاژ بالای AC و کاهش اثرات ناشی از صاعقه و حفاظت از اتصال غیر عمد افراد با یکی از سیم ها و یا اتصال کوتاه داخلی بین یکی از سیمها و بدنه دستگاه ها ناشی از رطوبت یا عوامل فیزیکی از ترانس ایزوله استفاده می شود.
برای جلوگیری از انتقال ولتاژ بالای AC و کاهش اثرات ناشی از صاعقه و حفاظت از اتصال غیر عمد افراد با یکی از سیم ها و یا اتصال کوتاه داخلی بین یکی از سیمها و بدنه دستگاه ها ناشی از رطوبت یا عوامل فیزیکی از ترانس ایزوله استفاده می شود. با توجه به اهمیت ایزولاسیون برق در بیمارستانها و NICU,CCU و ICU اتاق های عمل و همچنین بخشهای کلینیک های تخصصی، برای جلوگیری از برق گرفتگی بیمار و پرسنل و رعایت نکات مذکور در استانداردها، از ترانس های ایزوله استفاده می شودکه در دو نوع ( EXTERNAL ) یا خارجی به صورت دستگاه مستقل و ( INTERNAL ) یا داخل تابلو برق قابل استفاده می باشد.
در عین حال تمامی موارد فوق در محیط های صنعتی دارای ماشینهای CNC مانند واتر جت،تراش،فرز،پانچ و… نیز صادق است.
ترانسفورماتور ولتاژ و جریان چیست؟
اگر در حالت عادی بخواهیم وسیله های اندازه گیری فشار قوی بسازیم باید طوری عمل کنیم تا دستگاههای ما قدرت و تحمل ولتاژ و جریان بالا را داشته باشند; اما ساخت این دستگاهها بسیار سخت و پر هزینه می باشد و از طرفی دارای هزینه تعمیر و نگهداری بالایی میباشند.بنابراین باید کاری کرد که سطوح ولتاژ و جریان آنقدر کاهش یابند تا با دستگاههای اندازه گیری معمولی قابل اندازه گیری شوند. برای کاهش ولتاژ و جریان و قابل اندازه گیری نمودن آن از دستگاههایی بنام ترانسفورماتورهای اندازه گیری استفاده می کنیم. برای اندازه گیری جریان از ترانسفورماتور جریان ( CT )،و برای اندازه گیری ولتاژ از ترانسفورماتور ولتاژ ( PT ) استفاده می نماییم. پس از کاهش مقادیر مورد نظر ثانویه این ترانسفورماتورها به آمپرمتر و ولت متر معمولی متصل میشوند.
نقش اتوترانس / اتوترانسفورماتور چیست؟
اتوترانسفورماتور متغیر / اتوترانس گرین دات یک ترانسفورمر الکتریکی میباشد که در آن یک سیم پیچ وجود دارد که بخشی از آن بین مدار اولیه وثانویه مشترک است. یک اتوترانسفورماتور متغیر / اتوترانس معمولا برای تبدیل ولتاژ یک خط نیروی محلی به ولتاژی دیگر برای استفاده تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شود. اغلب این نسبت تبدیل از ۱۲۵ ولت به ۲۵۰ ولت یا از ۲۵۰ به ۱۲۵ ولت میباشد. گونه‌ای از اتوترانسفورماتور متغیر / اتوترانس که یک تپ قابل حرکت دارد اتوترانسفورماتور متغیر / اتوترانس یا اصطلاحا واریاک / واریابل نامیده می‌شود. واریاک / واریابل یک نام تجاری متعلق به شرکت جنرال رادیو، برای اتوترانسفورماتور متغیر / اتوترانس میباشد. این اتوترانسفورماتور متغیر / اتوترانس برای تغییر آسان ولتاژ خروجی از یک ولتاژ متناوب ثابت ورودی ساخته شده است. واژه واریاک / واریابل اغلب برای توصیف سایر اتوترانسفورماتور متغیر / اتوترانس سایر سازنده‌ها نیز بکار می‌رود. ( مانند اتوترانسفورماتور متغیر / اتوترانس های متغیر شرکت دیمر است ). استفاده اتوترانسفورماتور متغیر / اتوترانس ها یک روش پر بازده و بیصدا برای تنظیم ولتاژ لامپ‌های التهابی میباشد.
ساختار اتوترانس / اتوترانسفورماتور چیست؟
اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر گرین دات از اتصال ثانویه sliding-brush و هسته مارپیچی تشکیل شده است. در آن پوشش (عایق) برای نشان دادن سیم پیچ مسی کنار گذاشته شده است. همانند ترانسفورمر دو سیم پیچی، اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر با تعدادی بند که به آن tap می گویند و کلیدهای خودکار سازماندهی شده‌اند تا این وسیله بتواند به عنوان تنظیم کننده خودکار ولتاژ به منظور نگهداری ولتاژ یکنواخت عمل کند. هم چنین از اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر به منظور شبیه سازی وضعیت low line برای تست کردن استفاده می‌شود. کاربرد دیگر آن در چراغ‌های چشمک زن است که مانع تولید EMI در آن می‌شود.
اتوترانسفورماتور ولتاژ چیست؟
اتوترانسفورماتور ولتاژ Autotransformer گلد استار که دارای دو سیم پیچ ( اولیه و ثانویه ) جدا شده الکتریکی است، تنها یک سیم پیچ واحد دارد که برای هر دو طرف مشترک است.
اتوترانسفورماتور خودکار چیست؟
اتوترانسفورماتور خودکار گلد استار دارای هسته اصلی مغناطیسی است، اما تنها دارای یک سیم پیچ است که برای مدارهای اولیه و ثانویه مشترک است.
اتوترانسفورماتور اتوماتیک چیست؟
اتوترانسفورماتور اتوماتیک autotransformer گلد استار سیم‌های اولیه و ثانویه ( هم الکتریکی و هم مغناطیسی ) با یکدیگر مرتبط میشوند.
اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر چیست؟
واریاک / واریابل یا همان اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر گرین دات دستگاهی است که با اعمال ولتاژ AC به ورودی آن می توانید در خروجی آن ولتاژ AC متغیر تولید نمایید. با برداشتن لاک عایق سیم پیچ و ساختن اتصال ثانویه میان sliding-brush، اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر به آرامی ولتاژ را کنترل می کند. استفاده این دستگاه در طرح های ولتاژ پایین، قابل اجرا است.
علاوه بر داشتن یک ثبات ثابت یا ضربه زنی که خروجی ولتاژ را در یک سطح خاص تولید می کند، برای تولید یک ولتاژ متغیر AC از منبع ولتاژ ثابت استفاده می شود. این نوع اتوترانسفورماتور متغیر Autotransformer گلد استار به طور کلی در آزمایشگاه های علمی در مدارس و کالج ها استفاده می شود و معمولا به عنوان واریاک Variac معروف است.
مزایای اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر چیست؟
اتوترانسفورماتور متغیر گلد استار است که معمولا با تعداد قابل توجهی از سیم پیچ اولیه می تواند تولید ولتاژ ثانویه کند که از یک ولت در کسری از ثانیه به چند ولت در هر نوبت تنظیم کند، طراحی شده است. به این خاطر که برس کربن و یا کشویی همواره در ارتباط با یک یا چند نوبت از سیم پیچ اولیه است، ولتاژ خروجی نسبت به چرخش زاویه ای متناسب است.
کاربرد های اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر چیست؟
کاربرد اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر گیرین دات در صنعت برای یک سو و یک جهت ساختن ولتاژ در ماشین آلات مختلف است برای مثال: برای تبدیل ولتاژ ورودی ۴۸۰ ولت به ۶۰۰ ولت. واریاک / واریابل ها اغلب فقط بین دو باند ولتاژ اصلی داخلی ( ۱۰۰ تا ۱۳۰ ولت و ۲۰۰ تا ۲۵۰ ولت ) تبدیل می شوند.
اتوترانسفورماتور متغیر گلد استار نیز می تواند برای کم نور بودن چراغ ها استفاده شود و هنگامی که در این نوع کاربرد استفاده می شود، بعضی اوقات دیمر “dimmerstats” نامیده می شود.
واریاک Variac گلد استار نیز در کارگاه ها و آزمایشگاه های برق و الکترونیک بسیار مفید هستند زیرا آنها می توانند برای ارائه یک منبع تغذیه متغیر باشند. اما باید احتیاط شود با حفاظت فیوز مناسب باشد تا اطمینان حاصل شود که ولتاژ بالاتر در پایانه های ثانویه در شرایط گسل وجود نداشته باشد.
کاربردهای اتوترانس / اتوترانسفورماتور قدرتی متغیر چیست؟
اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر گرین دات در بسیاری از موارد در کاربردهای قدرتی برای به کار انداختن سیستم های به هم پیوسته با ولتاژهای مختلف استفاده می شود برای مثال در ولتاژ عبوری 138Kv تا66Kv. خطوط بین 400kV و 275kV شبکه های “super grid”، اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر سه فاز با tap های خروجی مشترک هستند. بر روی خطوط قوی روستایی اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر با tap های اتوماتیکی قرار دارند که یک دستگاه تنظیم کنندهٔ ولتاژ در آن نصب شده است تا استفاده کنندگان دور از شبکهٔ خطوط هم بتوانند از همان ولتاژ متوسطی که به منبع وصل شده استفاده کنند.
نحوه ی عملکرد اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر چگونه است؟
در برق تک فاز، اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر گرین دات بازده ای معادل ۴۰ الی ۱۱۵ درصد ولتاژ ورودی را دارد. نسبت ولتاژهای ثانویه به اولیه برابر است با نسبت تعداد دورهای سیم پیچی که ولتاژ به آن وصل می شود. برای مثال، وصل شدن به مرکز و پایین سیم پیچ اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر، ولتاژ را نصف می کند، یعنی ۵۰ درصد. بسته به شرایطی که اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر قرار است در آن کار کند، آن قسمت از سیم پیچ که تنها در ولتاژ زیاد (جریان کم) استفاده می شود ممکن است با سیم های کم ضخامت تر ساخته شده باشد، با این وجود کل سیم پیچ مستقیما به هم اتصال الکتریکی دارد.
جاروبک ( جازغالی ) اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر چیست؟
قسمت متغیر اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر گرین دات می تواند افت پتانسیل را در طول خطوط جبران کند. در کاربردهای صوتی از اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر نصب شده به منظور هما هنگ کردن گوینده با سیستم صوتی با ولتاژ داﺋمی استفاده می شود و همچنین در مورد مقاومت ها، آن را بین میکروفن با مقاومت پایین و یک تقویت کننده با مقاومت بالا قرار می دهند.
محدودیت های اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر چیست؟
بر خلاف ترانسفورماتورهای معمولی که سیم پیچ اولیه و ثانویه آن ها از نظر الکتریکی ایزوله ( جدا ) هستند، در اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر گرین دات بین این دو ارتباط الکتریکی وجود دارد و بنابراین اگر سیم نول ورودی زمین نشده باشد، سیم نول خروجی هم زمین نخواهد بود. بروز اشکال در عایق بندی سیم پیچ یک اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر می تواند منجر به اعمال کل ولتاژ ورودی بر خروجی گردد. قطعا به هنگام استفاده از اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر گرین دات با کاربردهای ذکر شده، قضیه عایق بندی یک مسئله ایمنی بسیار مهم است.
ترانسفورمر الکتریکی چیست؟
اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر گرین دات ( گاهی به آن « واریاک / واریابل / اتوفورمر » هم می گویند ) گونه ای ترانسفورمر الکتریکی است که تنها یک سیم پیچ دارد. سیم پیچ اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر حداقل سه نقطه برای اتصال الکتریکی دارد که به آن ها تپ می گویند. ولتاژ ورودی و بار الکتریکی به دو تپ متصل می شوند و یک تپ که در انتهای سیم پیچ قرار دارد مشترک است. هر تپ می تواند با منابع ولتاژی و بار الکتریکی متفاوتی ارتباط داشته باشد. سیم پیچ موجود در اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر در واقع می تواند عمل سیم پیچ های اولیه و ثانویه موجود در ترانسفورمر را انجام دهد.
تفاوت اتوترانسفورماتور Autotransformer با ترانسفورماتور چیست؟
اتوترانسفورماتور Autotransformer گلد استار داراي مزایای فراوانی نسبت به ترانسفورماتور دو عصبی متداول است. آنها به طور کلی کارایی بیشتری برای رتبه بندی VA دارند، در اندازه های کوچکتر هستند و چون در ساخت آنها مس کمتری استفاده می شود، هزینه آنها در مقایسه با ترانسفورماتور دو عاملی مشابه VA است. همچنین ضریب هسته و مس، I2R پایین تر است به علت مقاومت کمتر و رطوبت نشت به مقررات ولتاژ برتر نسبت به ترانسفورماتور دو معکوس دو سیم پیچ.
تفاوت اتوترانسفورماتور متغیر با ترانسفورماتور چیست؟
از آنجایی که اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر گرین دات به سیم پیچ های کوتاهتر و هسته کوچکتری نیاز دارند، برای کاربرد هایی که قدرت در آن مهم است، بهتر و به صرفه تر از ترانسفورماتورهای معمولی هستند. همچنین نسبت بازده ولتاژی آن سه برابر ترانسفورمر معمولی است. با این وجود از لحاظ اقتصادی ترانسفورمر معمولی به نسبت ارزانتر از اتوترانس / اتوترانسفورماتور متغیر است.
اتوترانس چیست و چه کاربردی دارد؟
اتوترانس که گاهی به آن «اتوفورمر» هم می‌گویند نوعی ترانسفورمر الکتریکی است که تنها یک سیم پیچ دارد. یک سیم پیچ اتوترانس حداقل سه نقطه برای اتصال الکتریکی دارد که به آن ها ( تپ ) می‌گویند. ولتاژ ورودی و بار الکتریکی به دو تپ متصل میشوند و یک تپ که در انتهای سیم پیچ قرار دارد مشترک است.
هر تپ می‌تواند با منابع ولتاژی و بار الکتریکی متفاوتی ارتباط داشته باشد. سیم پیچ موجود در اتوترانس در واقع می‌تواند عمل سیم پیچ های اولیه و ثانویه موجود در ترانسفورمر را انجام دهد.
کاربرد اتوترانس فورماتور متغیر ( واریاک، واریابل ):
اتوترانس محدودیت‌های خاصی به منظور جلوگیری از جریان‌های هم سو دارد. اتوترانس های سه فاز بزرگ ممکن است سیم پیچ های دفن شده زیر خاک داشته باشند که اتصالی به بیرون مخزن ندارند، این سیم پیچ ها به منظور جذب جریان های هم سو، زیر خاک دفن میشوند. نوع خاصی از اتوترانس که به آن زیگزاگ می‌گویند به منظور زمین‌کردن بر روی سیستم سه‌فاز استفاده می‌شود که هیچ نوع اتصالی به زمین ندارد. یک ترانسفورمر زیگزاگ مسیری را برای عبور جریانی که در سه فاز مشترک است، فراهم می‌کند که به این نوع جریان، جریان مولفه صفر می‌گویند.
همچون ترانس های چند سیم پیچ، در اتوترانس ها نیز از خاصیت میدان مغناطیسی متغیر با زمان برای تبدیل ولتاژ استفاده می‌شود و بنابراین اتوترانسفورماتورها در جریان‌های مستقیم کاربردی ندارند. اتوترانس ها در بسیاری از موارد در کاربرد های قدرتی برای به کار انداختن سیستم های به هم پیوسته با ولتاژهای مختلف استفاده می‌شود. برای مثال در ولتاژ عبوری kV ۱۳۸ تا kV ۶۶.
کاربرد دیگر اتوترانسفورماتور در صنعت برای یک سو و یک جهت ساختن ولتاژ در ماشین آلات مختلف است. برای مثال: برای تبدیل ولتاژ ورودی ۴۸۰ ولت به ۶۰۰ ولت. این دستگاه ها اغلب فقط بین دو باند ولتاژ اصلی داخلی ( ۱۰۰ تا ۱۳۰ و ۲۰۰ تا ۲۵۰ ) تبدیل میشوند. خطوط بین UK ۴۰۰ Kv و ۲۷۵ Kv شبکه های “Super Grid”، اتوترانسفورماتور های سه فاز با tap های خروجی مشترک هستند. بر روی خطوط قوی روستایی اتوترانسفورماتور هایی با tapهای اتوماتیکی قرار دارند که یک دستگاه تنظیم کننده ولتاژ در آن نصب شده است تا استفاده کنندگان دور از شبکه خطوط هم بتوانند از همان ولتاژ متوسطی که به منبع وصل شده استفاده کنند. قسمت متغیر اتوترانسفورماتور می‌تواند افت پتانسیل را در طول خطوط جبران کند.
تست روغن ترانسفورماتورها
روغن عایق در ترانسفورماتورهای ( transformers ) ولتاژ و جریان، هدف عایق‌کاری و همچنین خنک کاری ترانسفورماتور ( cooling ) را برآورده می‌کند. بنابراین، کیفیت دی‌الکتریک روغن ترانسفورماتور موضوعی است برای کارکرد ایمن یک ترانسفورماتور. با زوال روغن ترانسفورماتور در اثر طول عمر و نفوذ رطوبت، روغن ترانسفورماتور باید بر حسب هزینه، وظیفه ترانسفورماتور و عوامل دیگر به صورت دورهای تست شود.
توالی و روند‌های تست روغن ترانسفورماتور با استاندارد‌های مختلف بین‌المللی تعریف شده است. شرکت‌های توزیع برق علاقه زیادی به تست دورهای روغن ترانسفورماتور دارند، زیرا ترانسفورماتورها بخش زیادی از کل دارایی‌های آنها را تشکیل می‌دهند. با این تست می‌توان عمر ترانسفورماتور را تا حد قابل ملاحظه‌ای افزایش داد و به این وسیله در هزینه‌های جدید برای جای‌گزینی ترانسفورماتور تاخیر ایجاد کرد.
انواع تست‌های ترانسفورماتورها
- تست رنگ؛ براساس ASTM D۱۵۰۰
- تست ولتاژ شکست دی‌الکتریک؛ براساس D. ۸۷۷, ASTM D۱۸۱۶
- تست آنالیز گاز محلول؛ براساس ASTM D۳۶۱۲
- تست فلزات محلول؛ براساس ASTM D۷۱۵۱
- تست نقطه فلش، نقطه آتش؛ براساس ASTM D۹۲
- تست کشش سطحی؛ براساس D. ۹۷۱
- تست ترکیبات فوران؛ براساس ASTM D۵۸۳۷
- تست رطوبت کارل فیشر؛ براساس ASTM D۱۵۳۳
- تست توان مایع پاکتور؛ براساس ASTM D۹۲۴
- تست تعداد خنثی؛ براساس ASTM D۹۷۴
- تست محتوای مهار کننده اکسیداسیون؛ براساس ASTM D۲۶۶۸
- تست محتوای پلی‌کلرو بیفنیل‌ها؛ براساس ASTM D۴۰۵۹
- تست چگالی نسبی (وزن مخصوص)؛ براساس D. ۱۲۹۸, ASTM D۱۵۲۴
- تست مقاومت الکتریکی؛ براساس ASTM D۱۱۶۹
- تست بررسی چشمی؛ براساس ASTM D۱۵۲۴
روند تست روغن ترانسفورماتور
برای ارزیابی خواص عایق‌کاری روغن ترانسفورماتور دی الکتریک، یک نمونه از روغن ترانسفورماتور گرفته و ولتاژ شکست آن اندازه‌گیری می‌شود.
روغن ترانسفورماتور در مخزن دستگاه تست ریخته می‌شود. دو الکترود آزمون استاندارد با فاصله معمول ۲.۵ میلیمتر به وسیله روغن دی‌الکتریک احاطه میشوند.
ولتاژ تست به الکترود‌ها اعمال می‌شود و به طور پیوسته با یک نرخ ثابت همانند ۲ کیلو ولت بر ثانیه افزایش می‌یابد تا به ولتاژ شکست برسد.
در یک سطح ولتاژ خاص شکست به صورت یک قوس الکتریکی رخ می‌دهد که منجر به افت ولتاژ تست می‌شود.
یک لحظه پس از اشتعال قوس الکتریکی، ولتاژ تست توسط دستگاه تست به صورت اتوماتیک خاموش می‌شود. خاموشی بسیار سریع بسیار مطلوب است، زیرا کربنی شدن در اثر قوس الکتریکی باید محدود شود تا آلودگی‌های اضافی تا حد ممکن کم نگه داشته شوند.
دستگاه تست روغن ترانسفورماتور میانگین ولتاژهای شکست را اندازه‌گیری می‌کند و گزارش می‌دهد. پس از اتمام تست روغن ترانسفورماتور، روغن عایق‌کاری به صورت اتوماتیک به هم زده می‌شود و مراحل تست چندین بار انجام می‌گردد ( معمولا ۵ تکرار، بسته به استاندارد ) در نتیجه ولتاژ شکست به عنوان مقدار متوسط اندازه‌گیری‌های مجزا محاسبه می‌شود.
نتیجه‌گیری
هر چه ولتاژ شکست اندازه‌گیری شده کمتر باشد، کیفیت روغن ترانسفورماتور ضعیف‌تر است.
تست روغن ترانسفورماتور در محل
به تازگی روال‌های تست زمان‌گیر در آزمایشگاه‌ها به وسیله روال‌های تست روغن در سایت جایگزین شده‌اند. با دستگاههای سبک وزن در محدوده ۲۰ تا ۴۰ کیلوگرم، تست تا ۱۰۰ کیلو ولت RMS می‌تواند انجام و به صورت اتوماتیک در سایت گزارش شود. حتی برخی از این دستگاهها با باتری کار می‌کنند و دارای انواع لوازم جانبی هستند.
استاندارد‌های بین‌المللی تست روغن ترانسفورماتور
- VDE۳۷۰-۵/۹۶
- OVE EN۶۰۱۵۶
- IEC ۶۰۱۵۶/۹۵
- ASTM۱۸۱۶-۰۴-۱
- ASTM۱۸۱۶-۰۴-۲
- ASTM۸۷۷-۰۲A
- ASTM۸۷۷-۰۲B
- AS۱۷۶۷.۲.۱
- BS EN۶۰۱۵۶
- NEN ۱۰، ۱۵۶
- NF EN۶۰۱۵۶
- PA SEV EN۶۰۱۵۶
- SABS EN۶۰۱۵۶
- UNE EN۶۰۱۵۶
عوامل حفاظت از ترانسفورماتورهای روغنی
دستگاه حفاظت و مراقبت روغن :
دستگاه هایی که جهت مراقبت روغن برای تعیین وتشخیص اتصال کوتاه در ترانس های روغنی بكار برده می شود عبارتند از : رله بوخهلتس و رله توی بر.
رله توی بر در درجه اول برای حفاظت ترانس در مقابل اضافه بار و درجه دوم برای حفاظت در مقابل اتصال کوتاه بكار می رود. لذا برای شناسایی اتصال در داخل ترانس بیشتر از رله بوخهلتس استفاده می شود.
رله بوخهلتس
رله بوخهلتس رله ای است که جهت حفاظت دستگاه هایی که توسط روغن خنك می شود بكار می رود. این رله در اثر تولید گاز یا هوا در داخل منبع روغنی یا پایین آمدن سطح روغن از حد مجاز و یا جریان شدید بیش از حد مجاز روغن به کار می افتد و در مرحله اول زنگ خطر را بكار می اندازد و سطح روغن اگر بیشتر افت کرد در مرحله دوم دستگاه را قطع می کند. در رله بوخهلتس از روغن بعنوان عایق کاری و خنك کننده استفاده می شود.
عواملی که سبب بکار انداختن رله بوخهلتس می شود:
- جرقه بین هسته و قسمت های مختلف ترانس.
- اتصال زمین بین حلقه های کالف، قطع شدن یك فاز یا سوختن آن.
- چكه کردن روغن از تانك روغن و یا لوله های ارتباطی آن. در مرحله اول که زنگ خطر بكار می افتد و آالرم می دهد.
اشكالات بوجود آمده عبارتند از:
- نقایص عایق کاری.
- خراب شدن عایق ورقه های هسته و پیچ اتصال ورق های هسته.
- کامل نبودن کنتاکتها در اتصاالت الكتریكی.
- گرم شدن بیش از حد قسمتی از سیم پیچ و خراب شدن عایق ها به علت عبور جریان فوکو بیش از حد.
در مرحله دوم که دستگاه قطع خواهد شد و فرمان تریپ به ترانس داده خواهد شد اشكالت بوجود آمده عبارتند از:
- شكستن بوشینگ ها
- اتصال کوتاه فاز به فاز
- اتصال زمین
- اتصال داخل سیم پیچ ها
- اتصال تپ ها به یكدیگر
- پایین آمدن سطح روغن در اثر سرد شدن روغن بیش از حد و کم بودن روغن یا نشتی روغن
رله توی بر
این رله نیز در حفاظت ترانس های روغنی بكار برده می شود در این رله نیز از حرکت روغن و ایجاد گاز استفاده شده است. همانطور که می دانیم ازدیاد درجه حرارت باعث انبساط روغن می شود و این روغن ضمن گذشتن از لوله رابط بین ترانس و ظرف انبساط رزرو به یك سوپاپ سنج ( دیافراگم ) برخورد می کند و در پشت سوپاپ فشار ایجاد می کند که این فشار توسط فشارسنج سنجیده می شود که در این فشار سنج چندین کنتاکت پیش بینی و نصب شده است به طوری که اگر ازدیاد فشار به طور آهسته انجام گیرد کنتاکت خبر دهنده بسته و باعث بستن مدار سیگنال خواهد شد و در صورتی که فشار سریعا ازدیاد یابد کنتاکت دیگری در فشار سنج موجب قطع فوری ترانس می شود. در مرحله اول در اثر بار زیاد و در مرحله دوم اثر اتصال کوتاه ایجاد می شود.
کاربرد صوتی اتوترانس
در کاربردهای صوتی از اتوترانسفورماتورهای نصب شده به منظور هماهنگ کردن گوینده با سیستم صوتی با ولتاژ داﺋمی استفاده می‌شود و همچنین در مورد مقاومت‌ها، آن را بین میکروفن با مقاومت پایین و یک تقویت کننده با مقاومت بالا قرار می‌دهند.
عملکرد اتوترانس
در برق تک فاز، اتوترانس بازده‌ای معادل ۴۰ الی ۱۱۵ درصد ولتاژ ورودی را دارد. نسبت ولتاژهای ثانویه به اولیه برابر است با نسبت تعداد دورهای سیم‌پیچی که ولتاژ به آن وصل می‌شود. برای مثال، وصل شدن به مرکز و پایین سیم‌پیچ اتوترانسفورماتور، ولتاژ را نصف می‌کند، یعنی ۵۰ درصد. بسته به شرایطی که اتوترانسفورماتور قرار است در آن کار کند، آن قسمت از سیم‌پیچ که تنها در ولتاژ زیاد ( جریان کم ) استفاده می‌شود ممکن است با سیم‌های کم‌ضخامت‌تر ساخته شده باشد، با این وجود کل سیم‌پیچ مستقیما به هم اتصال الکتریکی دارد.
محدودیت‌های اتوترانس
بر خلاف ترانسفورماتورهای معمولی که سیم‌پیچ اولیه و ثانویه آنها از نظر الکتریکی ایزوله (جدا) هستند، در اتوترانسفورماتورها بین این دو ارتباط الکتریکی وجود دارد و بنابراین اگر سیم نول ورودی زمین نشده باشد، سیم نول خروجی هم زمین نخواهد بود. بروز اشکل در عایق‌بندی سیم‌پیچ یک اتوترانسفورماتور می‌تواند منجر به اعمال کل ولتاژ ورودی بر خروجی گردد. قطعا به هنگام استفاده از اتوترانسفورماتور با کاربردهای ذکر شده، قضیه عایق بندی یک مسئله ایمنی بسیار مهم است.
از آنجایی که اتوترانسفورماتورها به سیم‌پیچ‌های کوتاهتر و هسته کوچکتری نیاز دارند، برای کاربرد‌هایی که قدرت در آن مهم است، بهتر و به صرفه‌تر از ترانسفورماتورهای معمولی هستند. هم چنین نسبت بازده ولتاژی آن سه برابر ترانسفورمر معمولی است. با این وجود از لحاظ اقتصادی ترانسفورمر معمولی به نسبت ارزانتر از اتوترانسفورماتور است.
در کاربردهای راه آهن UK
در قطارها از منبعی با ولتاژ متناوب Kv ۲۵ استفاده می‌شود، برای افزایش فاصله منابع تغذیه الکتریسیته می‌توان آنها را برای ذخیره ولتاژ Kv ۲۵ – ۰ – ۲۵ با سیم رابط در امتداد دستگاه جمع‌آوری کننده قطار، مرتب کرد. به این صورت که منبع ولتاژ صفر به قطار و منبع ۲۵ کیلو ولت به سیم ارتباطی هوایی وصل می‌شود. ابعاد این فاصله ( تقریبا ۱۰ کیلومتر ) در اتوترانسفورماتور باعث ارتباط سیم رابط بین راه آهن و سیستم هدایت گر بعدی می‌شود. این سیستم، خطوط انتقالی قابل استفاده را افزایش داده و تداخل‌های القایی را از دستگاه خروجی کم می‌کند و همچنین باعث کاهش هزینه می‌شود. گاهی اوقات دیده می‌شود که در جایی برای تغییر ولتاژ و ایجاد ولتاژ مناسب، هدایت جریان به سوی خطوط ارتباطی با اتوترانسفورماتورهای متفاوتی صورت می‌گیرد. ( ولتاژ متفاوت )
واریاک‌ها اگر چه کاربردی زیاد در صنعت دارند ولی به خوبی شناخته و درک نشده‌اند. اتوترانسفورماتور واریاک یک دستگاه پر بازده و بی درد سر برای کنترل ولتاژ متناوب و دیگر موارد مربوط به ولتاژ متناوب مثل حرارت خروجی، شدت نور، سرعت موتور و خروجی منابع تغذیه متغیر است.
بر خلاف سایر اتوترانس‌ها، واریاک دارای نسبت ترانسفورمری کاملا پیوسته و هموار میباشد که خروجی دستگاه می‌تواند از صفر تا ولتاژ خط یا حتی بیشتر از آن کنترل شود. این رساله به معرفی واریاک و انواع آن، مشخصات و خصوصیات عمومی آن، کاربرد، بررسی ساختمان واریاک و نحوهٔ انتخاب یک واریاک مناسب و در نهایت به مقایسه آن با دستگاههای مشابه می‌پردازد. اتوترانسفورماتور یک ترانسفورمر الکتریکی میباشد که در آن یک سیم پیچ وجود دارد که بخشی از آن بین مدار اولیه وثانویه مشترک است. یک اتوترانسفورماتور معمولا برای تبدیل ولتاژ یک خط نیروی محلی به ولتاژی دیگر برای استفاده تجهیزات الکتریکی استفاده می‌شود. اغلب این نسبت تبدیل از ۱۲۵ ولت به ۲۵۰ ولت یا از ۲۵۰ به ۱۲۵ ولت میباشد. گونه ای از اتوترانسفورماتور که یک تپ قابل حرکت دارد اتو ترانسفورمر متغیر یا اصطلاحا واریاک نامییده می‌شود. واریاک یک نام تجاری متعلق به شرکت جنرال رادیو، برای اتوترانسفورماتور متغیرمی باشد. این اتوترانسفورماتور متغیر برای تغییر آسان ولتاژ خروجی از یک ولتاژ متناوب ثابت ورودی ساخته شده‌است. واژهٔ واریاک اغلب برای توصیف سایر اتوترانسفورماتورهای متغیر سایر سازنده‌ها نیز بکار می‌رود ( مانند اتوترانسفورماتورهای متغیر شرکت دیمراستت ). استفاده اتوترانسفورماتورها یک روش پربازده و بیصدا برای تنظیم ولتاژ لامپ‌های التهابی میباشد. درحالی که دیمرهای نیمه هادی کوچک و سبک وزن در بسیاری از کاربردها جایگزین واریاک‌ها شده‌اند، این ترانسفورمرها همچنان در مواردی که به سیگنال سینوسی بدون اعوجاج نیاز است بکار می‌روند.
مزایای واریاک از آنجایی که واریاک یک ترانس است عبارت اند
- ترانس‌های پربازده بازدهی زیادی دارد.
- بادوام است چون داغ نمی‌کند.
- اضافه بار را می تواند تحمل کند. تا ۱۰۰۰% اورلودهای کوتاه مدت را تحمل می‌کند.
- مستقل از میزان بار و ضریب قدرت است. ولتاژ بار از بی باری تا بار کامل تغییرات اندکی دارد.
- بی سر وصداست و نویزی به خط اضافه نمی‌کند.
- قابل اطمینان است. سطح تماس انحصاری دوراترک از اکسیداسیون‌های آسیب رسان بر اثر دمای بالا خودداری می‌کند.
- دارای نصب آسان میباشد و تمامی سخت افزارهای لازم جهت نصب را همراه دارد. نقشه سیم پیچی آن برروی صفحه ترمینال وجود دارد.
- در صدها نوع استاندارد برای براورده کردن نیاز‌های فرکانس خط، ولتاژ، فاز، اندازه بار، احتیاجات نصب ( قابل حمل و دارای دستگاههای اندازه گیری ) عرضه می شود.
- دارای ایمنی تضمین شده توسط آزمایشگاه‌های تست و تضمین کالا و موئسسه استاندارد کانادا برای اکثر مدل‌ها میباشد و نیز مدل‌های دارای کاربرد نظامی بخصوص برای فرکانس ۴۰۰ هرتز دردسترس میباشند.
ویژگی دستگاههای ترانس اتوماتیک ( محافظ ولتاژ ) شرکت Green Dot هند
- مجهز به هشدار دهنده صوتی جهت اعلام اضافه بار.
- تثبیت ولتاژ خروجی در برابر نوسانات ولتاژ برق شهر.
- حفاظت از دستگاههای مصرف کننده در مقابل رعد و برق و دو فاز شدن برق شهر.
- مجهز به نشان دهنده مراحل کارکرد و میزان ولتاژ ورودی و خروجی به صورت آنالوگ.
- مجهز به فیلتر جهت حفاظت از دستگاههای مصرف کننده در مقابل نویزها و اختلالات برق شهر.
- مجهز به مدار تاخیر قابل تنظیم، جهت حفاظت از دستگاههای مصرف کننده هنگام قطع و وصل برق شهر.
