تجهیزات کنترلی خطوط توزیع برق/تنظیم ولتاژ ترانسفورماتور

تنظیم ولتاژ ترانسفورماتور ، تغییرات ولتاژ ثانویه به ازای تغییرات جریان از بار کامل تا بی‌باری با فرض ثابت ماندن ولتاژ اولیه است. معمولاً یک ترانسفورماتور برای تغذیه بارهایی به‌کار می‌رود که ولتاژ آن‌ها ثابت است و مقدار جریان ثانویه که از ترانسفورماتور کشیده می‌شود، به باری بستگی دارد که به آن متصل است. اگر فرض کنیم ولتاژ اولیه ثابت باشد، با تغییر جریان بار، ولتاژ بار نیز تغییر خواهد کرد. این تغییر ولتاژ بار، به‌دلیل افت ولتاژ امپدانس درونی ترانسفورماتور است. «تنظیم ولتاژ» (Voltage Regulation)، در حقیقت تعیین مقدار تغییر ولتاژ در ازای تغییر بار است.

از مدار معادل ترانسفورماتور شکل ۱ واضح است که جریان ثانویه $$I_S$$ موجب افت ولتاژ $$I_S{R}_S$$ و $$I_S{X}_S$$ به‌ترتیب روی مولفه‌های مقاومتی و راکتیو می‌شود. همچنین، جریان اولیه $$I_p$$ افت ولتاژ $$I_p{R}_p$$ و $$I_p{X}_p$$ در مدار اولیه ایجاد خواهد کرد. در نتیجه، ولتاژ اولیه موثر $$E_p$$ کمتر از ولتاژ ورودی $$V_i$$ و ولتاژ خروجی $$V_o$$ نیز کمتر از مقدار محاسبه شده $$E_s$$ است.

شکل ۱: مدار معادل کامل ترانسفورماتور

ولتاژ خروجی ترانسفورماتور، در حالت بی‌باری، حداکثر است و در شرایطی که بار به آن متصل می‌شود، ولتاژ $$V_o$$ به مقداری کمتر از ولتاژ بی‌باری افت خواهد کرد. البته، بسته به ضریب توان بار، ممکن است ولتاژ بار کامل از ولتاژ بی‌باری بیشتر باشد.

فرمول تنظیم ولتاژ ترانسفورماتور

درصد تغییر ولتاژ خروجی از بی‌باری تا بار کامل، تنظیم ولتاژ ترانسفورماتور نامیده می‌شود. معمولاً شرایط ایده‌آل این است که از بی‌باری تا بار کامل (یعنی تنظیم برابر ۱۰۰ درصد)، ولتاژ $$V_o$$ تغییری نکند. برای آنکه ترانسفورماتور بهترین عملکرد را داشته باشد، تنظیم ولتاژ آن باید حداقل باشد. تنظیم ولتاژ را می‌توان به‌صورت فرمول زیر نوشت:

ادامه دارد…