چکیده
سیستم های انرژی الکتریکی از مرحله تولید تا مصرف جهت عملکرد مطلوب تجهیزات شبکه و مصرف کنندگان بایستی پارامترهای کیفیت توان را در محدوده مورد قبول نگه دارند. یکی از این پارامترها ولتاژ می باشد. جهت تامین ولتاژ مورد تایید بایستی اندازه و فاز آن تحت کنترل باشد. یکی از روش های اصلی جهت تغییر ولتاژ استفاده از کلید تنظیم ولتاژ یا تپ چنجر میباشد. این کلید با تغییر تعداد دور میزان ولتاژ خروجی ترانسفورماتور را افزایش یا کاهش میدهد. یکی از خطاهای رخ داده در ترانسفورماتورهای توزیع عدم عملکرد صحیح کلید تنظیم ولتاژ می باشد. در یکی از موارد عملی خطاهای تپ چنجر، کلید تنظیم ولتاژ بعلت عدم جایگیری صحیح در محل اتصال به مرور زمان بر اثر برخی عوامل ذوب شده و گسستگی ایجاد شده است. گسستگی تپ چنجر باعث عدم عملکرد متقارن این تجهیز شده و ولتاژ در سه فاز بصورت همزمان تغییر نمی کند. عملکرد نامتعادل کلید تنظیم ولتاژ در اثر گسستگی تپ چنجر باعث بروز مشکلاتی از جمله جریان گردشی، تلفات و ولتاژ نامتعادل در خروجی می شود. در این مقاله پس از بررسی خطای فوق و عوامل ایجاد خطا، میزان جریان گردشی و تلفات خطای گسستگی مورد بحث قرار گرفته و در نهایت روش های جلوگیری از موارد مشابه ارائه شده است.
مقدمه
امروزه در بهره برداری از شبکه های انتقال و توزیع انرژی الکتریکی برخورداری از ولتاژ ثابت و در محدوده مشخص شده در قرارداد ما بین فروشنده (شرکت های توزیع) و خریدار (مصرف کننده) دارای اهمیتی خاص بوده و یکی از پارامترهای اساسی کیفیت توان تحویلی می باشد، چرا که تجهیزاتی که با انرژی الکتریکی کار می کنند برای ولتاژی خاص طراحی و ساخته شده اند. تغییرات ولتاژ در خارج از محدوده استاندارد باعث افت کیفیت توان شده و مشکلات عدیده ای را برای شبکه انرژی و مصرف کننده بوجود می آورد. در این میان مصرف کنندگان تکفاز با دارا بودن تجهیزات الکترونیکی و موتورهای تکفاز و مصرف کنندگان صنعتی با دارا بودن انواع موتورهای الکتریکی بخصوص موتورهای القایی با رتور قفس سنجابی تاثیر بیشتری را از پارامترهای کیفیت توان و از جمله اندازه و زاویه ولتاژ تحویلی می پذیرند.
کنترل ولتاژ در صنعت برق از مرحله تولید تا توزیع همـواره یکـی از اساسی ترین چالش های شبکه برق می باشد و بر این اساس تولید کننده و مصرف کننده با این موضوع نقاط مشترکی را دارا هستند. یکی از راه های کنترل ولتاژ در شبکه استفاده از ترانسفورماتور با قابلیت تغییر ولتاژ می باشد. بدین صورت که با افزایش و کاهش تعداد دور سیم پیچ، ولتاژ خروجی تحت کنترل قرار می گیرد. تغییر تعداد دور در ترانسفورماتور توسط تپ چنجر صورت می گیرد. کلید تنظیم ولتاژ در ترانسفورماتورهای انتقال و توزیع وجود داشته ولی نحوه عملکرد آنها متفاوت می باشد هرچند هر دو هدفی یکسان را دنبال می کنند. تپ چنجرهای موجود در ترانسفورماتورهای انتقال قابلیت عملکرد در زیر بار داشته ولی ترانسفورماتورهای موجود در سیستم توزیع انرژی الکتریکی فاقد چنین قابلیتی بوده و جهت تغییر تپ بایستی ترانسفورماتور بی برق باشد. ترانسفورماتورهای دارای تـپ چنجـر نقـش بـسیار مهمی را در کنترل ولتـاژ و پایداری شـبکه هـای الکتریکـی ایفـا میکننـد کـه کـاربرد گـسترده آنهـا در بخـش هـای مختلـف شبکه های انتقال و شبکه های توزیع انرژی الکتریکـی مؤیـد این مطلب میباشد.[۲و۱]
با توجه به اهمیت تأمین ولتاژ مورد نیاز مصرف کنندگان در سیستم های توزیع و حفظ آن در محدوده های مجاز، یکی از روش ها استفاده از ترانسفورماتورهای با قابلیت تغییر ولتاژ می باشد. اگر عملکرد تپ چنجر مختل شود، عملکرد ترانسفورماتور و مصرف کننده متاثر از این موضوع خواهد شد. در این مقاله نخست درباره ساختار کلید تنظیم ولتاژ ترانسفورماتورهای توزیع توضیحاتی داده شده و سپس عیب رخ داده در یکی از موارد عملی تشریح می شود. در ادامه عملکرد ترانسفورماتور تحت خطای رخ داده مورد بررسی قرار گرفته می شود و در انتها به راهکارهای تشخیص و جلوگیری از خطای فوق اشاره می شود.
نویسندگان : وحید زارعی ، وحید بهجت ، محمود اصغری آذر ، هادی رسولی نژاد
