امروز چهارشنبه ۱ آبان ۱۳۹۸

چرا سطح اتصال کوتاه ترانسفورماتور با افزایش ظرفیت آن افزایش می یابد؟

پرسش : ظرفیت ترانسفورماتور چه ارتباطی با سطح اتصال کوتاه آن دارد؟ مگر UK% یا همان امپدانس درصد ترانسفورماتور نیست که جریان اتصال کوتاه را تعیین می کند؟

پاسخ :برای پاسخ به این سوال بهتر است که از قسمت دوم آن شروع کرد. UK% در واقع ولتاژ درصد ترانسفورماتور است که در آزمایش اتصال کوتاه ترانسفورماتور تعیین می شود. در این آزمایش، معمولاً سیم پیج فشار ضعیف ترانسفورماتور اتصال کوتاه شده و ولتاژ اولیه به تدریج بالا برده می شود تا جریات سیم پیچها برابر جریان نامی (یا یک پریونیت در سیستم پریونیت) شود (اینکه کدام سیم پیچ به منبع ولتاژ متغیر (واریاک) متصل شده و کدام اتصال کوتاه شود در نتایج تغییری ایجاد نمی کند؛ ولی محدودیت جریان واریاک در حالت اعمال ولتاژ به سیم پیچ فشار قوی مشکل ساز نخواهد شد) . مقدار ولتاژ اعمالی بر حسب درصد، ولتاژ درصد نامیده می شود. با این حال چون جریان سیم پیچها برابر ۱ پریونیت است، این ولتاژ برابر امپدانس هم خواهد شد. در نتیجه، در این آزمایش، مقدار امپدانس درصد ترانسفورماتور بر اساس مقادیر پایه (Base) خود ترانسفورماتور حاصل می شود.

به عبارت دیگر،  UK% =100* Z/ZBase . با بازنویسی این عبارت Z=(UK%*ZBase)/100 حاصل می شود. از طرف دیگر، ZBase=(VBasee^2)/SBase است. یعنی، هر چه Sbase یا همان ظرفیت نامی ترانسفورماتور بزرگتر باشد، Zbase کوچکتر شده و در نتیجه مقدار Z یا امپدانس واقعی ترانسفورماتور (که از رابطه دوم محاسبه می شود) کمتر خواهد شد. بنابراین، امپدانس مسیر اتصال کوتاه هم کاهش یافته و لذا سطح (جریان و قدرت) اتصال کوتاه بیشتر می شود.

بنابراین اگر UK% دو ترانسفورماتور یکی باشد، آن ترانسفورماتوری که ظرفیت بزرگتری دارد سطح اتصال کوتاه بیشتری خواهد داشت. در کشور ما ترانسفورماتورهای با ظرفیت ۲۰۰ کیلوولت آمپر و کمتر با ۴=UK% و ترانسفورماتورهای با ظرفیت بالاتر با ۶=UK% ساخته می شوند. اگر دو ترانسفورماتور دارای ظرفیت یکسانی باشند، آن یک کهUK% بیشتری دارد سطح اتصال کوتاه کمتری خواهد داشت. بسیاری از شرکتهای برق جهان، UK% مورد نیاز خود را  برای سازنده ترانسفورماتور مشخص می کنند، زیرا این پارامتر یکی از ابزارهای شرکتهای برق برای کنترل سطح اتصال کوتاه / افت ولتاژ است. لذا، بسته به شرایط مورد نیاز (کاهش سطح اتصال کوتاه در فیدرهای کوتاه یا بهبود پروفیل ولتاژ در فیدرهای طولانی) مورد استفاده قرار می گیرد.

تغییر سطح اتصال کوتاه با افزایش ظرفیت ترانسفورماتورها یکی از راهکارهای بهبود کیفیت توان نیز محسوب می شود؛ زیرا در استانداردهای مختلف، میزان سطوح مجاز اختلالاتی مثل هارمونیک جریان، با افزایش سطح اتصال کوتاه افزایش می یابد.

نوشته‌های مرتبط