تپ چنجر ترانسفورماتور توزیع Tap Changer

می‌دانیم که با تغییر تعداد دور سیم پیچ در ترانسفورماتور‌ها می‌توان ولتاژ خروجی را تنظیم نمود؛ و این کار را، تپ چنجر ترانسفورماتور توزیع به عهده دارد. طبق فرمول V1 /V2 =N1 /N2 هر چه تعداد حلقه در سیم پیچ اولیه کمتر گردد، در ثانویه ولتاژ بیشتری خواهیم داشت.

معمولاً تپ چنجر ترانسفورماتور توزیع بروی سیم پیچی که ار نظر اقتصادی و فنی مقرون به صرفه باشد قرار می‌گیرد. بیشتر بروی اتصال ستاره و یا سمت فشار قوی. اصولاً تپ چنجر‌ها به سه طریق زیر مورد استفاده قرار می‌گیرند:

۱ – تپ چنجرهای سه فاز که بروی سیم پیچ‌های با اتصال ستاره قرار می‌گیرند.

۲ – تپ چنجر‌های سه فاز که بروی سیم پیچ‌های با اتصال مثلث قرار می‌گیرند. در این حالت عایق بندی کامل بین فاز‌ها مورد نیاز است و به سه دستگاه تپ چنجر احتیاج داریم که با یک مکانیزم حرکتی مشترک کار کنند.

۳ – تپ چنجر‌های تک فاز که بروی ترانسفورماتور‌های تک فاز یا سه فاز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تپ چنجر ترانسفورماتور توزیع بر حسب نوع کار به دو دسته قابل تغییر زیر بار (On Load) و غیر قابل تغییر در زیر بار (Off Load) تقسیم میشوند.

تپ چنجر‌های غیر قابل تغییر زیر بار دارای ساختمان ساده‌ای بوده و جهت تغییر آن حتماً باید ترانس قدرت را از مدار خارج نمود. تغییرات این نوع تپ چنجر‌ها معمولاً با توجه به نیاز و متناسب با نوسانات بار در فصول مختلف سال انجام می‌گیرد.

اما تپ چنجر‌های قابل تغییر زیر بار از چند قسمت مختلف تشکیل شده اند:

۱ – Motor Drive: جعبه موتور بروی بدنه ترانسفورماتور نصب است و حرکت موتور آن به جعبه دنده و از آنجا به قسمت دیگر تپ چنجر منتقل میشود. به منظور تنظیم تپ‌ها و تغییر در گردش موتور و سیستمهای کنترل از راه دور و دادن فرامین از دور و نزدیک و قرائت مقدار تپ در داخل این جعبه اداوات مختلفی نصب گردیده همچون کنتاکتور‌ها، سوئیچ‌های محدود کننده، بی متال، رله کنترل فاز، هیتر، نشان دهنده‌ها، جعبه دنده و …

۲ – مکانیزم انتقال حرکت: حرکت موتور چه در جهت کاهش دور سیم پیچ و چه در جهت افزایش دور پس از موتور به جعبه دنده‌ها و از آنجا توسط محورهای رابط به قسمت داخلی مکانیزم تغییر تپ، منتقل میشود.

۳ – Diverter Switch: کلید برگردان، مکانیزمی است که محرک اصلی آن قدرت فنری است که در آن تعبیه شده است و در محفظه حاوی روغن ترانس (که البته با روغن تانک اصلی در ترانس ایزوله است) قرار دارد.

۴ -: Tap Selector کلید انتخاب تپ، در قسمت زیرین محفظه کلید برگردان قرار دارد و از تعدادی کنتاکت لغزشی تشکیل شده است.

محفظه کلید برگردان و کلید انتخاب تپ به یکدیگر متصل بوده و تشکیل یک واحد را می‌دهند که به قسمت در پوش بالائی ترانسفورماتور از طریق سر تپ چنجر آویزان می‌باشد.

در تپ چنجرهای زیر بار چیزی که اهمیت دارد پیوسته بودن جریان در مدار است که حتی نباید لحظه‌ای مسیر بار قطع گردد. جهت پیشبرد این روند، در لحظه تغییر تپ چه اتفاقی می‌افتد که مسیر بار قطع نمیشود؟

در دایورتر سوئیچ دو کنتاکت کمکی در طرفین کنتاکت اصلی قرار دارد که در زمان تغییر تپ ابتدای امر کنتاکت کمکی اول به تپ دیگر چسبیده و اجازه می‌دهد کنتاکت اصلی جدا شود در ادامه کنتاکت کمکی دوم جای کنتاکت اصلی می‌نشیند و در این حالت کنتاکت اصلی کاملاً آزاد است و سپس کنتاکت کمکی اول آزاد شده و جایش را به کنتاکت اصلی میدهد و کنتاکت کمکی دوم نیز آزاد میشود. در طول این زمان مسیر کاملاً بسته می‌ماند و باز نمیشود. کل این فرایند در کسری از ثانیه انجام می‌پذیرد تا باعث تجزیه روغن تپ چنجر نشود و حداقل آرک بوجود آید.

سیم پیچهای قابل تغییر در ترانس از دو قسمت جداگانه تشکیل شده اند، یک قسمت سیم پیچ اصلی است و قسمت دیگر سیم پیچ تنظیم ولتاژ. نحوه اتصال سیم پیچ اصلی و سیم پیچ تنظیم به سه طریق زیر انجام می‌گردد:

۱ – سیم پیچ تنظیم خطی Regulation Linear Winding

۲ – سیم پیچ تنظیم با اتصال معکوس Reversing – Puls/Minus Winding

۳ – سیم پیچ تنظیم با اتصال کورس – فاین Regulation Coarse/Fine Winding

در اتصال نوع اول تعداد سیم پیچ‌های خروجی از سیم پیچ تنظیم ولتاژ زیاد بوده (به تعداد تپ‌ها) در نتیجه این نوع سیم پیچ را در مواقعی که نیاز به دامنه تنظیم ولتاژ کم است مورد استفاده قرار می‌گیرد. ولی در انواع دوم و سوم بعلت استفاده از یک کلید اضافی (Changer Over Switch) میتوان دامنه تغییرات ولتاژ را با همان تعداد سیم پیچ تنظیم ولتاژ تا دو برابر افزایش داد.

استفاده از هر کدام از سیم پیچ‌ها بسته به عواملی همچون حد اکثر ولتاژ سیستم، امپدانس داخلی ترانس، سطح عایقی پایه و ساختمان خود تپ چنجر دارد. آرایش نوع اول بیشتر در سیستمهای سه فاز در ترانس‌های ۶۳ کیلو ولت استفاده میشود. آرایش نوع دوم و سوم در سیستهای سه فاز ۲۳۰ کیلو ولت و بالاتر مورد استفاده است.

در نوع دوم می‌توان از تپ چنجرهای دو پل و تک پل استفاده کرد، اما در انواع اول و سوم میتوان از سه تپ چنجر تک پل تا ۲۳۰ کیلو ولت نیز استفاده نمود.

تعداد تپ‌ها معمولا فرد هستند بدین صورت که تپی را نرمال فرض کرده و به تعداد برابر تپ بالاتر از نرمال و به همان تعداد پائین‌تر از نرمال تپ جهت تغییر تعبیه شده است. مثلاً اگر تعداد تپ ترانسی ۱۹ است، تپ نرمال آن (۲ / (۱ – ۱۹)) یعنی ۱۰ است و تعداد ۹ تپ جهت بالاتر از نرمال و تعداد ۹ تپ زیر حالت نرمال تعبیه شده است.

در زمانی که ولتاژ خروجی زیر حالت نرمال باشد تپ را افزایش میدهند در این حالت باید دقت داشت که افزایش عددی تپ یعنی کم شدن تعداد دور سیم پیچ‌های تنظیم ولتاژ.

 

 

منبع: وبلاگ کوچکسرائی