مقاله درباره ترانسفورماتور 1000 کیلوولت

این مقاله به بررسی طراحی، ساخت، عملکرد و نصب ترانسفورماتور 1000 کیلوولت می‌ پردازد که با ظرفیت بالای انتقال توان و کاهش تلفات، نقش مهمی در شبکه‌ های قدرت دارد.

مقدمه

ترانسفورماتورهای قدرت به‌ عنوان یکی از اساسی‌ ترین اجزای سیستم‌ های انتقال و توزیع انرژی الکتریکی، نقشی حیاتی در پایداری و کارایی این سیستم‌ ها دارند. در این میان، ترانسفورماتورهای 1000 کیلوولت به دلیل ظرفیت بالای انتقال توان و قابلیت کاهش تلفات شبکه، توجه ویژه‌ ای در پروژه‌ های توسعه شبکه‌ های قدرت یافته‌ اند. شرکت برق توکیو (TEPCO) با هدف پاسخ‌ گویی به نیاز روزافزون به انرژی الکتریکی، اقدام به آزمایش و بهره‌ برداری از تجهیزات 1000 کیلوولت کرده است. این مقاله به بررسی جامع ترانسفورماتور 1000 کیلوولت، از طراحی و ساخت گرفته تا عملکرد، آزمایش‌ ها و نحوه نصب آن می‌ پردازد.

طراحی و ساخت ترانسفورماتور 1000 کیلوولت

ترانسفورماتور 1000 کیلوولت، که با همکاری شرکت میتسوبیشی الکتریک طراحی شده، نوعی اتوترانسفورماتور تکفاز از نوع shell یا زرهی است. ویژگی‌ های برجسته این ترانسفورماتور شامل تنظیم‌ کننده ولتاژ تحت بار (LVR)، ظرفیت 3000 مگاولت‌آمپر برای سیم‌ پیچ اولیه و ثانویه، و استفاده از سطح ولتاژ 147 کیلوولت در سمت ثالثیه برای بهینه‌ سازی عملکرد است.

• ظرفیت و ولتاژها:
  سیم‌ پیچ‌ های این ترانسفورماتور به‌ گونه‌ ای طراحی شده‌ اند که بتوانند بار راکتیو مورد نیاز خطوط 1000 کیلوولت را تأمین کنند. طراحی خاص با امپدانس 18 درصد به حفظ پایداری شبکه و کاهش جریان اتصال کوتاه کمک می‌ کند.
• ساختار و ابعاد:
  به دلیل محدودیت‌ های حمل‌ و نقل، این ترانسفورماتور به دو واحد جداگانه تقسیم شده است، که هر واحد معادل یک ترانسفورماتور 500 کیلوولت است. این طراحی انعطاف‌ پذیر امکان حمل آسان و نصب ساده در محل پروژه را فراهم می‌ کند.
• عايق‌ بندی و خنک‌ سازی:
  برای کاهش حجم و افزایش راندمان، عایق‌ بندی و طراحی سیم‌ پیچ‌ ها به گونه‌ ای است که میدان الکتریکی به حداقل برسد. سیستم خنک‌ کننده این ترانسفورماتور از ترکیب روغن و هوای تحت فشار استفاده می‌ کند.

آزمایش‌ های عملکردی و ولتاژی

برای اطمینان از عملکرد مطلوب، ترانسفورماتور 1000 کیلوولت تحت مجموعه‌ ای از آزمایش‌ های سختگیرانه قرار گرفته است.

• آزمایش‌ های ولتاژی:
  آزمایش ایستادگی ولتاژ در فرکانس قدرت، با مقادیر 1950 کیلوولت در اولیه و 1300 کیلوولت در ثانویه، یکی از مراحل مهم ارزیابی قدرت عایقی است. این آزمایش‌ ها تضمین می‌ کنند که تجهیزات می‌ توانند اضافه ولتاژهای گذرا را تحمل کنند.
• آزمایش‌ های مکانیکی:
  واحدهای ترانسفورماتور برای حمل‌ و نقل به بخش‌ های کوچک‌ تر تقسیم شده و تمامی متعلقات به‌ دقت جدا و مجدداً مونتاژ می‌ شوند. تست‌ های مقاومت عایقی، نسبت تبدیل، و جریان نشتی نیز در محل نصب انجام می‌ شوند.
• کنترل سطح صدا:
  به‌ دلیل الزامات زیست‌ محیطی، سطح صدای تولید شده توسط ترانسفورماتور به 65 دسی‌ بل محدود شده است. صفحات چندلایه‌ ای فلزی در طراحی به کاهش صدا کمک می‌ کنند.

نصب و بهره‌ برداری در شبکه قدرت

فرآیند نصب ترانسفورماتور 1000 کیلوولت با دقت فراوان انجام می‌ شود تا از عملکرد بهینه آن در شرایط عملیاتی اطمینان حاصل شود.

• مونتاژ در محل:
  هر واحد جداگانه بر روی قاب‌ های فلزی نصب شده و سپس از طریق داکت‌ های T شکل به هم متصل می‌ شوند. این روش امکان تشکیل یک ترانسفورماتور تکفاز کامل را فراهم می‌ آورد.
• اتصالات گازی:
  استفاده از گاز SF6 برای اتصالات اولیه، ثانویه و ثالثیه به افزایش ایمنی و کاهش نشت‌ های احتمالی کمک می‌ کند.
• بهره‌ برداری:
  پس از نصب، سه ترانسفورماتور تکفاز برای ایجاد یک بانک سه‌ فاز به هم متصل می‌ شوند. آزمایش‌ های تضمینی مانند تست‌ های جریان هجومی و بررسی سیستم خنک‌ کننده به مدت دو سال ادامه دارد تا عملکرد آن‌ها تثبیت شود.

نتیجه‌ گیری

ترانسفورماتور 1000 کیلوولت نماد پیشرفت تکنولوژی در صنعت انرژی است. طراحی و ساخت دقیق، آزمایش‌ های گسترده، و فرآیند نصب حرفه‌ ای، این تجهیز را به یکی از حیاتی‌ ترین عناصر شبکه‌ های قدرت مدرن تبدیل کرده است. استفاده از این ترانسفورماتور نه تنها انتقال کارآمد انرژی را تضمین می‌ کند، بلکه با کاهش تلفات شبکه و بهبود پایداری، نقشی کلیدی در تأمین نیازهای آینده انرژی ایفا می‌ کند.