انواع ترانس های برق صنعتی : اصول عملکرد اجزاء و کاربردها
در صنعت برق ترانسفورماتورها نقش اساسی در انتقال و توزیع انرژی الکتریکی ایفا می کنند. این تجهیزات به منظور افزایش یا کاهش ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرند و بدون آنها انتقال انرژی در مقیاس های بزرگ با راندمان بالا غیرممکن خواهد بود. این مقاله به بررسی دقیق انواع ترانس های برق صنعتی می پردازد شامل اصول عملکرد اجزاء اصلی کاربردها در صنایع مختلف و نکات فنی مهم که در انتخاب و استفاده از آنها باید مدنظر قرار گیرند.
ترانسفورماتور چیست؟
ترانسفورماتور دستگاهی است که ولتاژ و جریان الکتریکی را از یک مدار به مدار دیگر منتقل می کند بدون اینکه تغییر در فرکانس صورت بگیرد. این انتقال انرژی بر اساس القای الکترومغناطیسی صورت می گیرد که با استفاده از سیم پیچ های اولیه و ثانویه انجام می شود. اصول عملکرد ترانس ها مبتنی بر قانون فارادی است که بیان می کند تغییرات میدان مغناطیسی در یک سیم پیچ باعث ایجاد ولتاژ در سیم پیچ دیگر می شود.
اجزای اصلی ترانسفورماتورها
- هسته آهنی : بخش مرکزی ترانسفورماتور که وظیفه تمرکز میدان مغناطیسی را دارد و از مواد فرومغناطیس ساخته می شود.
- سیم پیچ اولیه و ثانویه : این سیم پیچ ها با تعداد دورهای متفاوت باعث افزایش یا کاهش ولتاژ می شوند.
- روغن ترانسفورماتور : برای خنک سازی و عایق بندی استفاده می شود.
- بوشینگ ها : برای ایزوله کردن ورودی و خروجی های الکتریکی به کار می روند.
- تابلو کنترلی : این بخش برای تنظیمات و نظارت بر عملکرد ترانسفورماتور است.
اصول عملکرد ترانسفورماتورها
عملکرد ترانس ها بر اساس القای مغناطیسی است. با عبور جریان از سیم پیچ اولیه یک میدان مغناطیسی متغیر در هسته ایجاد می شود که این میدان در سیم پیچ ثانویه جریان القایی ایجاد می کند. نسبت ولتاژ ورودی به ولتاژ خروجی برابر با نسبت تعداد دورهای سیم پیچ اولیه به ثانویه است. ترانسفورماتورها در دو نوع اصلی به کار می روند :
- ترانسفورماتور افزاینده : ولتاژ را افزایش می دهد.
- ترانسفورماتور کاهنده : ولتاژ را کاهش می دهد.
انواع ترانسفورماتورهای برق صنعتی
۱. ترانسفورماتورهای قدرت
این ترانسفورماتورها برای انتقال توان بالا از نیروگاه ها به شبکه توزیع استفاده می شوند. آنها می توانند ولتاژ را تا مقادیر بالای ۴۰۰ کیلوولت افزایش دهند و برای کاربردهای سنگین در نیروگاه های برق استفاده می شوند.
۲. ترانسفورماتورهای توزیع
این نوع ترانس ها ولتاژهای میان رده (بین ۳۳ کیلوولت و ۱۱ کیلوولت) را برای مصارف خانگی یا صنعتی کاهش می دهند. در شبکه های توزیع شهری و روستایی به کار گرفته می شوند.
۳. ترانسفورماتورهای زمین (Earthing Transformer)
این ترانسفورماتورها برای ایجاد یک نقطه زمین در شبکه های الکتریکی استفاده می شوند تا از نوسانات ناگهانی ولتاژ و شوک های الکتریکی جلوگیری کنند.
۴. ترانسفورماتورهای اندازه گیری
برای اندازه گیری ولتاژ و جریان در شبکه های صنعتی استفاده می شوند. این ترانسفورماتورها ولتاژ بالا را به مقادیر قابل اندازه گیری برای ابزارهای اندازه گیری تبدیل می کنند.
۵. ترانسفورماتورهای ایزولاسیون
در صنایعی که ایمنی از اهمیت بالایی برخوردار است برای جداسازی الکتریکی مدارها و حفاظت افراد و تجهیزات به کار می روند.
کاربردهای صنعتی ترانسفورماتورها
۱. صنایع تولیدی
در صنایع بزرگ مانند فولاد و سیمان ترانسفورماتورهای قدرت برای انتقال انرژی به ماشین آلات سنگین به کار می روند. این ترانسفورماتورها باید مقاوم و با ظرفیت بالا باشند.
۲. شبکه های توزیع برق
ترانسفورماتورهای توزیع برای تأمین برق صنایع کوچک ساختمان ها و منازل استفاده می شوند. به دلیل نیاز به کاهش ولتاژ از مقادیر بالا به سطح های قابل استفاده نقش کلیدی در شبکه های توزیع دارند.
۳. صنایع نفت و گاز
در پالایشگاه ها و پتروشیمی ها از ترانس های ایزولاسیون برای جداسازی سیستم های الکتریکی خطرناک استفاده می شود. همچنین ترانسفورماتورهای زمین در این صنایع برای جلوگیری از نشت جریان های زمین استفاده می شوند.
۴. صنایع خودروسازی
ترانس های اندازه گیری و ایزولاسیون در خطوط تولید خودرو برای تأمین ایمنی و دقت در فرآیندهای تولید به کار می روند.
جدول مقایسه ای انواع ترانسفورماتورها
| نوع ترانسفورماتور | ولتاژ ورودی (کیلوولت) | ولتاژ خروجی (کیلوولت) | کاربرد |
| قدرت | ۱۳۲-۴۰۰ | ۳۳-۱۳۲ | نیروگاه ها |
| توزیع | ۳۳-۱۳۲ | ۱۱-۳۳ | شبکه توزیع |
| اندازه گیری | ۱۳۲-۴۰۰ | ۱۱-۳۳ | ابزارهای اندازه گیری |
| ایزولاسیون | متفاوت | متفاوت | جداسازی الکتریکی |
نکات فنی مهم در انتخاب ترانسفورماتور
- ظرفیت توان (کاوا/KVA) : یکی از مهم ترین شاخص ها برای انتخاب ترانسفورماتور ظرفیت توان آن است. بسته به میزان توان مورد نیاز در شبکه باید ترانس با توان مناسب انتخاب شود.
- کارایی ترانسفورماتور : کارایی بیشتر به معنای اتلاف کمتر انرژی در ترانس است. ترانس های با کارایی بالا معمولاً با استفاده از هسته های آلیاژ سیلیکونی ساخته می شوند که باعث کاهش تلفات می شود.
- سیستم های خنک کننده : ترانسفورماتورها باید سیستم خنک کننده مناسبی داشته باشند. روغن ترانسفورماتور یا خنک کننده های هوایی برای کاهش دمای کارکرد استفاده می شود.
- استانداردهای بین المللی : در انتخاب و استفاده از ترانسفورماتورهای صنعتی باید از استانداردهای IEC و ANSI پیروی شود تا از کیفیت و ایمنی دستگاه اطمینان حاصل شود.
تجربه شخصی در خرید و استفاده از ترانسفورماتور
در طول چند سال اخیر تجربه شخصی من در خرید ترانسفورماتور به چندین پروژه صنعتی بزرگ مربوط می شود. یکی از چالش های اصلی انتخاب ترانسفورماتوری با توان مناسب بود. در یکی از پروژه ها نیاز به یک ترانسفورماتور قدرت برای یک کارخانه تولیدی با مصرف بالا بود. پس از مشورت با متخصصان و بررسی برندهای مختلف توانستیم یک ترانسفورماتور با کارایی بالا و قیمت مناسب خریداری کنیم که نقش مهمی در افزایش بهره وری کارخانه ایفا کرد.
نتیجه گیری
ترانسفورماتورها به عنوان یکی از اجزاء حیاتی در صنعت برق نقش اساسی در انتقال و توزیع انرژی دارند. انتخاب صحیح ترانسفورماتور و رعایت نکات فنی مهم می تواند تأثیر بسزایی در کاهش هزینه ها و افزایش بهره وری داشته باشد. استفاده از ترانسفورماتورهای مناسب با توجه به نیازهای خاص هر صنعت راه حلی مؤثر برای مدیریت بهتر انرژی است.
برای بررسی انواع ترانس برق می توانید با مراجعه به سایت توان آرا که نمایندگی رسمی شرکت ایران ترانسفو نیز هست بهترین گزینه های ممکن را انتخاب کنید.
پرسش های متداول
۱. آیا همه ترانسفورماتورها به سیستم خنک کننده نیاز دارند؟
بله ترانسفورماتورها به دلیل تولید حرارت بالا در هنگام کار به سیستم های خنک کننده نیاز دارند.
۲. چگونه می توان ظرفیت توان یک ترانسفورماتور را انتخاب کرد؟
ظرفیت توان ترانسفورماتور بر اساس نیاز شبکه برق و میزان بار محاسبه می شود. معمولاً این محاسبات توسط متخصصان انجام می شود.
۳. آیا می توان از ترانسفورماتور توزیع به عنوان ترانسفورماتور قدرت استفاده کرد؟
خیر ترانسفورماتورهای توزیع و قدرت برای کاربردهای متفاوت طراحی شده اند و نمی توانند جایگزین یکدیگر شوند.