ترانسفورماتورهای مدرن
در ترانسفورماتورهای جدید و استفاده از فولادهای بهتر، به عنوان هسته ترانسفورماتور، می‌توان به صورتی مؤثر تلفات بی باری ترانسفورماتور را کاهش دهد که یکی از تلفات اصلی انرژی در ترانسفورماتورها می‌باشد. تلفات بی باری با جایگزینی فولاد با فلزات غیرمتبلور می‌تواند حتی کاهش بیشتری نیز در پی داشته باشد.
عکس تزئینی
ترانسفورماتورهای قدرت قلب شبکه‌های انتقال و توزیع می‌باشند و رقابت فزاینده بین تولیدکنندگان انرژی فشاری به سازندگان ترانسفورماتورها وارد می‌کند تا قابلیت اعتماد آنها را بیشتر کرده و قیمتشان را کاهش دهند.
ساخت ترانسفورماتورهای قدرت در اواخر قرن هجدهم امکان پذیرشد و توسعه یافت. از آن زمان تا به امروز مفاهیم اولیه ترانسفورماتورها همچنان ثابت مانده اند. به هرحال، تکنیکهای طراحی و ساخت آنها برای افزایش بازده و کاهش قیمتشان بهبود یافته اند.
چرا به طرح‌های جدیدتر برای ساخت ترانسفورماتورهای نیازمندیم؟ به همراه برتری طراحان و با توجه به هزینه‌های توسعه و تحقیق صرف شده، ترانسفورماتورهای مدرن بسیار کوچکتر و ارزانتر هستند و قادرند تا بازده قابل توجهی را با قیمت تمام شده کمتر انرژی ارائه کنند.
به ویژه برای کشورهایی مانند آمریکا، ترانسفورماتورهای مدرن می‌توانند نقشی اساسی در کاهش تلفات شبکه بازی کنند. این کشور تنها ۴ درصد جمعیت جهان را در خود جای داده است، اما ۲۵ درصد گازهای گلخانه‌ای جهان را تولید می‌کند. آمریکا بیش از ۹۲۰۰ نیروگاه دارد که بیشتر آنها کهنه و قدیمی می‌باشند و به دلیل بازده اندکشان نیاز است تا جایگزین شوند. از سال ۱۹۸۲ تا کنون، رشد تقاضای برق در آمریکا سالانه ۲۵ درصد بیش از شبکه‌های قدرت بوده است درحالیکه ترانسفورماتورهای موجود مقدار زیادی از انرژی الکتریکی تولید شده را هدر می‌دهند. ترانسفورماتورهای بهتر و استفاده از فولادهای بهتر، به عنوان هسته ترانسفورماتور، می‌تواند به صورتی مؤثر تلفات بی باری ترانسفورماتور را کاهش دهد که یکی از تلفات اصلی انرژی در ترانسفورماتورها می‌باشد. تلفات بی باری با جایگزینی فولاد با فلزات غیرمتبلور می‌تواند حتی کاهش بیشتری نیز در پی داشته باشد.
انواع طرح‌ها
طول عمر یک ترانسفورماتور به عواملی بستگی دارد که مهمترین آنها کیفیت عایق بندی ترانسفورماتور می‌باشد. دو چیز که عایقهای یک ترانسفورماتور را فرسوده می‌سازد عبارتند از: رطوبت و حرارت بیش از حد. با توجه به این دو عامل، طرح‌های مدرن بر محافظت از عایق بندی ترانسفورماتور تکیه می‌کنند. بعضی از این طرح‌ها عبارتند از: روش باز (Open method)، تانکهای درزگیری شده (Sealed Tank Design)، روش نگهدارنده (Conservator Type Design) و تنظیم خودکار فشار گاز (Automatic Gas Pressure Design).
گرایش به ترانسفورماتورهای مدرن
به همراه قیمت رو به رشد انرژی و فشار در جهت کاهش قیمت ترانسفورماتورها، در طرح‌های جدید بر تکنولوژی‌های ترکیبی برای رسیدن به تلفات کمتر تمرکز شده است. بیشتر ترانسفورماتورها زمانی به حداکثر بازده خود می‌رسند که با بار ۱۰۰ درصد کار کنند. اما بار ۱۰۰ درصد در شبکه یک فرض ایده آل است و در عمل بیشتر ترانسفورماتورها با باری بسیار کمتر از بار ۱۰۰ درصد کار می‌کنند. با تغییر بار، بازده ترانسفورماتور هم تغییر می‌کند. گفته می‌شود ترانسفورماتورهای جدید ۳۰ تا ۵۰ درصد بازده بیشتر دارند و تلفات آنها در بار ۳۵ درصد ۳۰ درصد کمتر از ترانسفورماتورهای سنتی است. گرایش صنعت ترانسفورماتورها را به مسیری می‌راند که مزیت‌های بیشتری در بازده و هزینه صرفه جویی شده داشته باشند.
ترکیب کیسه هوا در منبع انبساط
ترانسفورماتورهای جدید با مخازن نگهدارنده از مخازن انبساط دارای کیسه هوا استفاده می‌کنند که رطوبت خارج شده از روغن ترانس را در هنگام تماس با هوا جذب می‌کند.
هوش مصنوعی در مراحل طراحی
بسیاری از ابزارهای جدید طراحی ترانسفورماتورها از تکنیکهای هوش مصنوعی در ترکیب با روش عناصر محدود (finite element method) بهره می‌گیرند. امروزه، هوش مصنوعی به صورتی گسترده برای مدلسازی غیرخطی و سیستمهای مقیاس بزرگ، به ویژه هنگامی که روشهای ریاضی مرسوم در حل مسائل درمی مانند یا اصلا وجود ندارند، بکارگرفته می‌شوند. به علاوه، هوش مصنوعی در حل مسائل بهینه سازی بازده محاسباتی بالایی دارد. به عبارت دیگر، روش عناصر محدود، به ویژه، ظرفیت دارد تا با مسائل هندسه مختلط سرو کله بزند و به جوابهایی با دقت و ثبات برسد.
عایقهای ابداعی
فرسودگی عایق‌ها در اثر حرارت سبب کاهش استقامت عایقی و در نتیجه کاهش پایداری در برابر اتصال کوتاه می‌شود. عایقهای جدید دورگه حرارت بالا به هرحال می‌توانند تلرانس حرارتی عایق را بهبود بخشند، مقاومت مکانیکی را افزایش دهند و هزینه نگهداری و تعمیرات ترانسفورماتور را کاهش دهند. عایقهای دورگه شامل لایه هایی از کاغذ سلولزی و کاغذ آرامید هستند. روشهای بهبود دیگر که درجهان رایج شدند، شامل کاهش تعداد مجراهای بین لایه‌ها و تقویت قاب ترانسفورماتور، توانایی مقاومت در برابر جریان اتصال کوتاه را بیشتر می‌کند. انتظار می‌رود تا قابلیت اعتماد و طول عمر بیشتر با بکارگیری عایقهای جدید در ترانسفورماتورها به دست آید و صرفه جویی بیشتری برای تأسیسات الکتریکی به همراه داشته باشد.
فواید طرح‌های جدید
برتری تدریجی و رشد یابنده طرح‌های نه تنها به خاطر نیازهای طبیعی بلکه به سادگی به دلیل بازده بیشتر این ترانسفورماتورها می‌باشد. فواید این طرح‌ها عبارتند از:
- طول عمر بیشتر
- هزینه کمتر انرژی به دلیل کاهش تلفات
- کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای
- استفاده مناسبتر از انرژی، تولید بیشتر با انرژی کمتر
نوشته شده در شنبه یازدهم آذر ۱۳۹۶ ساعت 16:0 توسط : مجتبی صفابخش | دسته : تجهیزات پست های قدرت
