ترانسفورماتور برق یکی از مهم‌ترین تجهیزات در صنعت برق است که برای تبدیل سطح ولتاژ در شبکه‌های توزیع و انتقال استفاده می‌شود. اما اجزای داخل ترانس برق چیست و هر کدام چه نقشی دارند؟ در این مقاله، با زبانی ساده و تخصصی، تمام اجزای داخلی ترانسفورماتور را بررسی می‌کنیم تا هم مهندسان و هم علاقه‌مندان غیرمتخصص بتوانند شناخت دقیقی از این تجهیز حیاتی داشته باشند.
| نام بخش | توضیحات |
|---|---|
| هسته ترانسفورماتور (Core) | انتقال شار مغناطیسی بین سیمپیچها، ساخته شده از فولاد سیلیکونی لایه‌ای |
| سیمپیچها (Windings) | انتقال انرژی الکتریکی، شامل سیم‌پیچ اولیه و ثانویه، ساخته شده از مس یا آلومینیوم |
| عایق‌های داخلی ترانس (Insulations) | جلوگیری از شکست الکتریکی، شامل کاغذ عایقی، روغن ترانس و ورقه‌های عایق |
| روغن ترانسفورماتور (Transformer Oil) | خنککنندگی، عایقبندی الکتریکی، جذب ناخالصیها برای حفظ کیفیت عملکرد |
| بوشینگها (Bushings) | ورودی و خروجی جریان به ترانس، دارای انواع سرامیکی، روغنی و کامپوزیتی |
| سیستم خنککننده (Cooling System) | مدیریت گرمای ترانس با روش‌های طبیعی، فن‌دار و آبی برای افزایش طول عمر |
| تپ چنجر (Tap Changer) | تنظیم ولتاژ خروجی، دارای نوع دستی (Off Load) و اتوماتیک (On Load) |
| مخزن (Tank) | محافظت از اجزا، نگهداری روغن، جلوگیری از نفوذ رطوبت و گردوغبار |
۱. هسته ترانسفورماتور (Core)
هسته ترانس برق یکی از اصلیترین بخش‌های آن است که وظیفه انتقال شار مغناطیسی بین سیمپیچها را بر عهده دارد. این هسته معمولاً از جنس ورق‌های فولادی سیلیکونی نازک ساخته می‌شود که به‌صورت لایه‌ای کنار هم قرار می‌گیرند. برخی ویژگی‌های مهم هسته عبارتند از:
- کاهش تلفات هیسترزیس: به دلیل استفاده از فولاد سیلیکونی با خاصیت مغناطیسی بالا.
- کاهش تلفات جریان گردابی: با لایه‌لایه بودن ورقه‌های هسته که بین آن‌ها عایق قرار گرفته است.
- افزایش کارایی ترانس: بهینه‌سازی توزیع شار مغناطیسی و کاهش گرم شدن غیرضروری.
وجود یک هسته باکیفیت در ترانس، باعث بهبود عملکرد و کاهش مصرف انرژی در سیستم‌های الکتریکی می‌شود.
۲. سیمپیچها (Windings)
سیمپیچها بخش‌هایی از ترانس هستند که انرژی الکتریکی را از طریق میدان مغناطیسی منتقل می‌کنند. ترانس دارای دو سیم‌پیچ اصلی است:
- سیم‌پیچ اولیه: وظیفه دریافت انرژی الکتریکی از منبع و ایجاد میدان مغناطیسی در هسته را دارد.
- سیم‌پیچ ثانویه: این سیم‌پیچ تحت تأثیر میدان مغناطیسی ایجاد شده در هسته، ولتاژ جدیدی را تولید می‌کند که متناسب با تعداد دورهای سیم‌پیچ است.
ویژگی‌های مهم سیمپیچها:
- از جنس مس یا آلومینیوم ساخته می‌شوند. (مس به دلیل رسانایی بالاتر، انتخاب بهتری است.)
- دارای عایقبندی قوی هستند تا از ایجاد اتصال کوتاه و نشتی جریان جلوگیری شود.
- نسبت دورهای سیم‌پیچ اولیه به ثانویه تعیین‌کننده سطح ولتاژ خروجی ترانس است.
- در تابلو برق صنعتی، ترانسفورماتورها نقش کلیدی در تأمین ولتاژ مناسب برای عملکرد صحیح تجهیزات دارند.
۳. عایق‌های داخلی ترانس (Insulations)
درون ترانس، ولتاژهای بالا می‌توانند باعث شکست الکتریکی و آسیب به تجهیزات شوند. به همین دلیل، عایقبندی مناسب یکی از مهم‌ترین بخش‌های طراحی ترانس است. این عایقها شامل:
- کاغذ عایقی: در بین لایه‌های سیم‌پیچ برای جلوگیری از اتصال کوتاه.
- روغن ترانسفورماتور: هم برای خنککنندگی و هم عایقبندی الکتریکی کاربرد دارد.
- ورقه‌های عایق: برای جداسازی فیزیکی بخش‌های مختلف ترانس.
عایق‌های باکیفیت باعث افزایش طول عمر ترانس و جلوگیری از خرابی‌های ناگهانی می‌شوند.
۴. روغن ترانسفورماتور (Transformer Oil)
روغن ترانسفورماتور یکی از مهم‌ترین اجزای داخلی است که چندین وظیفه کلیدی دارد:
- خنککنندگی سیمپیچها و هسته تا از داغ شدن بیش از حد جلوگیری کند.
- عایقبندی الکتریکی و جلوگیری از ایجاد جرقه و شکست الکتریکی.
- جذب آلودگی‌ها و ناخالصی‌های داخل ترانس برای حفظ کیفیت عملکرد.
روغن ترانس باید به‌طور منظم بررسی شود، زیرا در صورت آلودگی یا کاهش کیفیت، عملکرد ترانس به‌شدت کاهش پیدا می‌کند.
۵. بوشینگها (Bushings)
بوشینگها درگاه‌هایی هستند که سیم‌های ترانس از آن‌ها خارج شده و امکان اتصال خارجی را فراهم می‌کنند. به عنوان مثال، در برخی ترانس‌های خاص مانند ترانس جریان یا ترانس ولتاژ نیز بوشینگها برای ارتباط الکتریکی مناسب طراحی شده‌اند. این بوشینگها شامل انواع زیر هستند:
- بوشینگ‌های سرامیکی: برای ولتاژهای پایین و متوسط.
- بوشینگ‌های روغنی: برای ولتاژهای بالا که داخل‌شان روغن برای عایقبندی بهتر استفاده شده است.
- بوشینگ‌های ترکیبی (کامپوزیتی): نسل جدید بوشینگها با مقاومت بیشتر در برابر شرایط محیطی.
استفاده از بوشینگ‌های باکیفیت باعث افزایش ایمنی و کاهش خطرات ناشی از نشتی ولتاژ می‌شود.
۶. سیستم خنککننده (Cooling System)
ترانسفورماتورها به دلیل عبور جریان و تولید گرما، نیاز به سیستم خنککننده دارند که شامل موارد زیر است:
- خنک‌سازی طبیعی (ONAN): در ترانس‌های کوچک که از جریان طبیعی هوا و روغن استفاده می‌کنند.
- خنک‌سازی با فن (ONAF): در ترانس‌های بزرگ که دارای فن‌های خارجی برای خنککنندگی بهتر هستند.
- سیستم خنک‌سازی با آب (OW): برای ترانس‌های فوق‌العاده بزرگ و صنعتی.
خنککنندگی مناسب، ماندگاری و بهره‌وری ترانس را افزایش می‌دهد و از آسیب‌های حرارتی جلوگیری می‌کند.
۷. تپ چنجر (Tap Changer)
تپ چنجر یکی از اجزای مهمی است که امکان تنظیم ولتاژ خروجی را فراهم می‌کند. این قطعه به دو نوع کلی تقسیم می‌شود:
- تپ چنجر بدون بار (Off Load Tap Changer – OLTC): تنها در زمان خاموشی ترانس قابل تنظیم است.
- تپ چنجر تحت بار (On Load Tap Changer – OLTC): در حین عملکرد ترانس امکان تنظیم ولتاژ را فراهم می‌کند.
وجود تپ چنجر در ترانس، امکان کنترل ولتاژ و جلوگیری از نوسانات ناگهانی را ایجاد می‌کند.
۸. مخزن (Tank)
تمام اجزای داخل ترانس درون یک مخزن فلزی قرار دارند که وظیفه محافظت از اجزا و نگهداری روغن ترانس را بر عهده دارد. برخی ویژگی‌های این مخزن:
- ساخته شده از فولاد ضدزنگ و مقاوم در برابر زنگ‌زدگی.
- دارای شیرهای تخلیه روغن و درگاه‌های بازدید.
- مجهز به رادیاتورهای خنککننده در برخی مدل‌ها.
طراحی مخزن به گونه‌ای است که از نفوذ رطوبت و گردوغبار جلوگیری شود.
جمع بندی
در این مقاله، اجزای داخل ترانس برق را به‌طور کامل بررسی کردیم. شناخت دقیق این اجزا شامل هسته، سیمپیچها، روغن، بوشینگها، تپ چنجر، عایقها، مخزن و سیستم‌های خنککننده، باعث انتخاب درست و آگاهانه‌تر ترانس در پروژه‌های مختلف می‌شود. اگر قصد خرید، مشاوره و یا دریافت اطلاعات بیشتر دارید، کارشناسان متخصص در سایت نیروترانس آماده راهنمایی و ارائه اطلاعات دقیق به شما عزیزان هستند تا بهترین انتخاب را داشته باشید.
سوالات متداول
اصلیترین اجزای داخل ترانس برق کداماند؟
اجزای اصلی شامل هسته، سیمپیچها، روغن ترانس، بوشینگها، عایقها، سیستم خنککننده، تپ چنجر و مخزن هستند که هرکدام نقش مهمی در عملکرد ترانس دارند.
روغن ترانسفورماتور چه وظایفی دارد؟
روغن ترانس علاوه بر عایقبندی الکتریکی، وظیفه خنککنندگی و جذب ناخالصیها را نیز بر عهده دارد تا عملکرد ترانس بهینه و ایمن بماند.
