در سیستم های قدرت مدرن، ترانسفورماتورهای ولتاژ، به عنوان یک جزء ضروری در تابلو برق، نقش محوری دارند. آنها نه تنها اندازه گیری دقیق ولتاژ را امکان پذیر می کنند، بلکه پشتیبانی قوی برای عملکرد ایمن و پایدار سیستم های قدرت ارائه می دهند. بیایید نگاهی به اصل کار، طبقه بندی و عملکردهای عملی آن در تابلو برق بیندازیم.
I. اصل کار و طبقه بندی ترانسفورماتورهای ولتاژ
1. اصل کار
A ترانسفورماتور ولتاژ(ترانسفورماتور پتانسیل، به اختصار PT) سنسوری است که برای اندازه گیری ولتاژ بالا استفاده می شود و اصل کار آن بر اساس القای الکترومغناطیسی است. هنگامی که ولتاژ خاصی به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور ولتاژ اعمال می شود، ولتاژ مربوطه در سیم پیچ ثانویه القا می شود. از طریق رابطه نسبت تبدیل، مقدار ولتاژ واقعی را می توان به دست آورد.
2. طبقه بندی
با توجه به ساختار عایق، ترانسفورماتورهای ولتاژ را می توان به ترانسفورماتورهای ولتاژ غوطه ور در روغن و ترانسفورماتورهای ولتاژ نوع خشک طبقه بندی کرد. ترانسفورماتورهای ولتاژ غوطه ور در روغن عملکرد عایق خوبی و عملکرد اتلاف گرما دارند و برای کاربردهای ولتاژ بالا مناسب هستند. ترانسفورماتورهای ولتاژ خشک دارای مزایای اندازه کوچک، وزن سبک و نصب راحت هستند و برای کاربردهای ولتاژ متوسط و کم مناسب هستند.
با توجه به نوع نسبت تبدیل، ترانسفورماتورهای ولتاژ را می توان به ترانسفورماتورهای ولتاژ استاندارد و ترانسفورماتورهای ولتاژ اندازه گیری طبقه بندی کرد. ترانسفورماتورهای ولتاژ استاندارد عمدتاً برای کالیبراسیون آزمایشگاهی و در محل استفاده می شوند. ترانسفورماتورهای ولتاژ اندازه گیری به طور گسترده در پایش بلادرنگ سیستم های قدرت استفاده می شوند.
II. توابع ترانسفورماتورهای بالقوه در دنده سوئیچ
1. اندازه گیری دقیق
(1) عملکرد اصلی ترانسفورماتور ولتاژ در تابلو برق اندازه گیری دقیق ولتاژ است. با استفاده از ترانسفورماتور ولتاژ، کارکنان بهره برداری و تعمیر و نگهداری می توانند شرایط ولتاژ شبکه را در زمان واقعی پیگیری کنند و داده های قابل اعتمادی را برای دیسپاچینگ و بهره برداری سیستم قدرت به دست آورند.
نظارت بر نوسانات ولتاژ: نوسانات ولتاژ یک مسئله رایج در سیستم های قدرت است. نوسانات زیاد باعث اختلال در عملکرد عادی تجهیزات الکتریکی می شود. ترانسفورماتورهای بالقوه تغییرات ولتاژ را به طور مداوم نظارت می کنند و مبنایی برای تنظیم توان راکتیو برای تثبیت ولتاژ سیستم فراهم می کنند.
(2) حفاظت از تجهیزات: ترانسفورماتور ولتاژ می تواند ولتاژ عملیاتی را برای جلوگیری از آسیب تجهیزات ناشی از شرایط ولتاژ غیرعادی مانند حفاظت از اضافه ولتاژ و حفاظت در برابر ولتاژ نظارت کند.
(3) دقت اندازه گیری انرژی بهبود یافته: هنگامی که با ترانسفورماتورهای جریان استفاده می شود، ترانسفورماتورهای پتانسیل دقت اندازه گیری انرژی الکتریکی را بهبود می بخشد و داده های تامین را برای عملکرد اقتصادی شبکه های برق تامین می کند.
2. تضمین ایمنی
ترانسفورماتورهای ولتاژ همچنین دارای عملکردهای تضمین ایمنی زیر در کابینت های توزیع هستند:
(1) جداسازی ولتاژ بالا: ترانسفورماتورهای ولتاژ ولتاژ بالا را از ولتاژ پایین جدا می کنند و از ایمنی شخصی پرسنل عملیات و تعمیر و نگهداری در هنگام اندازه گیری ولتاژ اطمینان حاصل می کنند.
(2) جلوگیری از اتصال کوتاه: هنگامی که یک اتصال کوتاه رخ می دهد، ترانسفورماتورهای ولتاژ می توانند جریان اتصال کوتاه را محدود کرده و آسیب حوادث را کاهش دهند.
در کابینت های توزیع، ترانسفورماتورهای ولتاژ می توانند ولتاژ را در زمان واقعی نظارت کنند، در صورت مشاهده ناهنجاری ها به سرعت آلارم صادر کنند و خطر خرابی را کاهش دهند.
III. انتخاب و کاربرد ترانسفورماتورهای ولتاژ
1.انتخاب
هنگام انتخاب ترانسفورماتورهای ولتاژ باید عوامل زیر را در نظر گرفت:
(1) سطح ولتاژ: ترانسفورماتور ولتاژ مربوطه را با توجه به سطح ولتاژ تابلو انتخاب کنید.
(2) نسبت تبدیل: نسبت تبدیل مناسب را با توجه به نیازهای اندازه گیری واقعی انتخاب کنید.
(3) کلاس دقت: یک کلاس دقت مناسب را با توجه به الزامات دقت اندازه گیری انتخاب کنید.
(4) ساختار عایق: ساختار عایق مناسب را با توجه به محیط محل انتخاب کنید.
2.برنامه
کاربردهای ترانسفورماتورهای ولتاژ در تابلو برق عمدتاً عبارتند از:
(1) نظارت بر ولتاژ: نظارت بر ولتاژ شبکه در زمان واقعی و ارائه داده های ولتاژ برای پرسنل عملیات و تعمیر و نگهداری.
(2) دستگاه های حفاظتی: برای تحقق عملکردهای حفاظتی مانند اضافه ولتاژ و کمبود ولتاژ با دستگاه های حفاظت رله همکاری کنید.
(3) اندازه گیری انرژی الکتریکی: برای تحقق اندازه گیری انرژی الکتریکی با ترانسفورماتورهای جریان همکاری کنید.
IV. نتیجه گیری
ترانسفورماتورهای ولتاژ نقش مهمی در تابلو برق دارند. آنها نه تنها اندازه گیری دقیق ولتاژ را ممکن می کنند، بلکه پشتیبانی قوی برای عملکرد ایمن و پایدار سیستم های قدرت را نیز فراهم می کنند. با توسعه سیستم های قدرت، استفاده از ترانسفورماتورهای ولتاژ به طور فزاینده ای گسترده خواهد شد. بنابراین، درک عمیق از اصل کار، انتخاب و کاربرد ترانسفورماتورهای ولتاژ برای بهبود سطح عملکرد سیستم‌های قدرت اهمیت زیادی دارد.