ترانسفورماتور, مقالات
سیم‌پیچ ثالثیه یا سوم ترانسفورماتور
آذر
سیم‌پیچ سوم چیست؟ ترانسفورماتور سه سیم‌پیچ چیست؟
ترانسفورماتور سه سیم‌پیچ
در بعضی از ترانسفورماتورهای دارای توان نامی بالا ، از یک سیم‌پیچ علاوه بر سیم‌پیچ اولیه و ثانویه آن استفاده می‌شود. این سیم‌پیچ اضافی ، جدا از سیم‌پیچ های اولیه و ثانویه ، به سیم‌پیچ سوم ترانسفورماتور معروف است. به دلیل این سیم‌پیچ سوم ، این نوع ترانسفورماتور را ترانسفورماتور سه سیم‌پیچه می‌نامند.
مزایای استفاده از سیم‌پیچ های سوم در ترانسفورماتور
سیم‌پیچ سوم در ترانسفورماتور برق برای تأمین یک یا چند مورد از موارد زیر استفاده‌می‌شود .
- سیم‌پیچ سوم نامتعادلی در اولیه ترانسفورماتور به دلیل بارهای نامتعادل را کاهش‌می‌دهد.
- شارش جریان خطا را توضیع می‌کند.
- گاه نیاز به تأمین بار کمکی در سطح ولتاژ مختلف علاوه بر بار ثانویه اصلی آن‌است. این بار ثانویه را می توان از سیم‌پیچ سوم‌گرفت.
- از آنجا که سیم‌پیچ سوم در ترانسفورماتور ۳ سیم‌پیچه به صورت مثلث اتصال می‌یابد ، در صورت اتصال کوتاه خط به خنثی ، به محدودیت جریان خطا کمک می‌کند.
————————————————————
تثبیت توسط سیم‌پیچ سوم ترانسفورماتور
در ترانسفورماتور ستاره ستاره متشکل از سه واحد منفرد یا یک واحد منفرد سه فاز با هسته ۵ شاخه ای (هسته ی اهنی آن دارای 5 شاخه می باشد) امپدانس بالایی در مسیر عبور نامعادلی بار بین خط و نوترال ایجادمی‌کند. دلیل این امر این‌است که ، در هر دو این ترانسفورماتور ، مسیر برگشت با رلوکتانس بسیار کمی از شار نامتعادل وجوددارد.
اگر هر ترانسفورماتور دارای N دور در coil خود باشد و رلوکتانس مسیر مغناطیسی RL باشد در نتیجه
جایی که ، I و Φ جریان و فوران در ترانسفورماتور‌است.
اکنون ، از معادله (1) و (2) ، می توان آنرا به صورت زیر بازنویسی‌کرد ،
از این عبارت ریاضی فوق معلوم‌می‌شود که ، امپدانس به صورت معکوس با رلوکتانس متناسب‌ست. امپدانس ارائه شده توسط مسیر بازگشت جریان بار نامتعادل بسیار زیاداست که در آن مسیر بازگشت با رلوکتانس بسیار کم برای شار نامتعادل فراهم‌شده‌است.
به عبارت دیگر :
مقاومت بالا در برابر جریان نامتعادلی در سیستم 3 فاز بین خط و خنثی ارائه‌می‌شود. هر جریان نامتعادل در سیستم سه فاز را می توان به سه مجموعه از اجزای مشابه توالی مثبت ، توالی منفی و توالی صفر تقسیم کرد. جریان توالی صفر در جریان های هم فازی در سه خط‌است.
اگر مقدار جریان هم فازی Io باشد ، پس از آن جریان کل که از طریق خنثی طرف ثانویه ترانسفورماتور جریان دارد In = 3.Ioاست. این جریان با جریان اولیه قابل تعادل‌نیست زیرا جریان توالی صفر نمی تواند از طریق نوترال ستاره اولیه جریان یابد.
از این رو جریان مذکور در سمت ثانویه یک شار مغناطیسی در هسته ایجاد می‌کند. همانطور که قبلاً در این فصل بحث‌کردیم ، مسیر با رلوکتانس کم برای شار توالی صفر در یک ترانسفورماتور ۳ فاز از واحدهای تک فاز و در ترانسفورماتور ۳ فاز با ۵ شاخه وجود دارد.
امپدانس جریان توالی صفر بسیار زیاد است. سیم‌پیچ ثالثیه(سیم‌پیچ سوم) مثلث متصل شده به ترانسفورماتور باعث گردش جریان صفر در آن می‌شود. این جریان گردشی در این سیم‌پیچ مثلث باعث می‌شود جریان توالی صفر بار نامتعادل را متعادل کند ، از این رو مانع از توسعه غیرضروری شار توالی صفر به علت عدم تعادل جریان در هسته ترانسفورماتور می‌شود. با چند کلمه می توان گفت که قرار دادن سیم‌پیچ ثالثیه در ترانسفورماتور خنثی ستاره-ستاره بطور قابل توجهی امپدانس توالی صفر ترانسفورماتور را کاهش‌می‌دهد.
توان نامی سیم‌پیچ ثالثیه:
توان نامی این سیم‌پیچ به استفاده از آن بستگی دارد. در صورت نیاز به تأمین بار اضافی ، سطح مقطع سیم‌پیچ و فلسفه طراحی آن براساس بار تصمیم گرفته‌می‌شود ، و اتصال کوتاه سه فاز در ترمینال آن و عبور توان از دو طرف HV و MV.
در صورتی که قراراست فقط برای هدف ثبات از سیم‌پیچ ثالثیه استفاده‌کنیم ، مقطع و طراحی آن باید از نظر حرارتی و مکانیکی برای جریان های خطا کوتاه مدت در طی شرایط مختلف خطا تصمیم گرفته شود.
————————————————————
مقالات مرتبط :
ترانسفورماتور سه فاز تکی در مقابل یک بانک از سه ترانسفورماتور تک فاز
تفاوت های بین ترانسفورماتور و موتورهای القایی
لینک زبان اصلی مقاله :