درک ساختار هسته ترانسفورماتور

از تبدیل انرژی مغناطیسی مدار مغناطیسی تا انتقال قدرت مدار، از تضمین ایمنی سیستم عایق گرفته تا پشتیبانی پایدار اجزای سازه، کاربرد هر ماده و طراحی هر سازه کارکردهای خاصی را به عهده می گیرد. این مقاله به طور سیستماتیک مواد اصلی و ویژگی‌های ساختاری بدنه‌های اصلی ترانسفورماتور را مرتب می‌کند و به درک کامل این تجهیزات کلیدی قدرت کمک می‌کند.

 

 

 

 

 

 

انتخاب مواد ترانسفورماتور از اصول "انطباق عملکرد، اولویت عملکرد و عقلانیت اقتصادی" پیروی می کند. مواد برای قطعات مختلف باید الزامات چند بعدی مانند نفوذپذیری مغناطیسی، هدایت الکتریکی، استحکام عایق و مقاومت مکانیکی را برآورده کنند. از این میان، مواد اصلی را می توان به چهار دسته تقسیم کرد: مواد مدار مغناطیسی، مواد مدار، مواد عایق و مصالح ساختاری. مواد مختلف با هم کار می کنند تا عملکرد کارآمد و پایدار ترانسفورماتورها را تضمین کنند.

(I) مواد مدار مغناطیسی: حامل های هسته ای برای تبدیل انرژی مغناطیسی

مدار مغناطیسی مسیر کلیدی ترانسفورماتورها برای تحقق القای الکترومغناطیسی است. وظیفه اصلی آن هدایت و تمرکز میدان مغناطیسی و کاهش اتلاف انرژی مغناطیسی است. بنابراین، مواد مدار مغناطیسی باید دارای ویژگی هایی مانند نفوذپذیری مغناطیسی بالا، تلفات آهن کم و پایداری مغناطیسی خوب باشند. در حال حاضر پرکاربردترین مواد مدار مغناطیسی در ترانسفورماتورها ورق های فولادی سیلیکونی و هسته های آلیاژی آمورف هستند.

ورق های فولادی سیلیکونی که به عنوان ورق های فولادی الکتریکی نیز شناخته می شوند، مواد اصلی برای مدارهای مغناطیسی ترانسفورماتور هستند. با افزودن سیلیکون به آهن خالص، مقاومت ماده به طور موثر بهبود می‌یابد، تلفات جریان گردابی کاهش می‌یابد و نفوذپذیری مغناطیسی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و انتقال کارآمدتر انرژی میدان مغناطیسی را ممکن می‌سازد. با توجه به فرآیند نورد، ورق های فولادی سیلیکونی را می توان به انواع نورد گرم-و نورد سرد- تقسیم کرد. در میان آنها، ورق‌های فولادی سیلیکونی نورد سرد{{5} دارای خواص مغناطیسی عالی‌تری به دلیل جهت‌گیری دانه‌بندی منظم‌تر خود هستند، و در ترانسفورماتورهای مدرن کاربرد بیشتری دارند. ورق های فولادی سیلیکونی معمولاً به ورق های نازک (با ضخامت های 0.35 میلی متر یا 0.5 میلی متر) پردازش می شوند و با یک لایه عایق روی سطح پوشانده می شوند تا تلفات جریان گردابی بین لایه ای را کاهش دهند. هنگام استفاده، چندین ورق روی هم چیده می شوند تا یک هسته تشکیل دهند و یک مدار مغناطیسی بسته را تشکیل دهند.

از منظر ویژگی های هسته، تفاوت های آشکاری بین ورق های فولادی سیلیکونی و هسته های آلیاژی آمورف وجود دارد. مقایسه خاص در جنبه های زیر منعکس می شود:

بعد مقایسه	ورق های فولادی سیلیکونی	هسته های آلیاژی آمورف
عملکرد از دست دادن آهن	درجات معمولی نسبتاً بالاتر بدون تلفات بار بیشتری-دارند	بسیار کم، تنها 1/3 تا 1/5 ورق های فولادی سیلیکونی، اثر صرفه جویی عالی انرژی بدون بار-
نفوذپذیری مغناطیسی	بالا، مناسب برای میدان های مغناطیسی با فرکانس متوسط ​​و بالا	بیشتر در فرکانس پایین و میدان مغناطیسی ضعیف، پاسخ میدان مغناطیسی سریعتر
پردازش و خواص مکانیکی	شکل پذیری خوب، برش، پانچ و انباشته شدن آسان، سازگار با ساختارهای هسته پیچیده	شکنندگی بالا، آسان برای شکستن در طول پردازش، نیاز به تجهیزات برش ویژه و فرآیندهای لمینیت
هزینه و اقتصاد	تکنولوژی بالغ، ظرفیت تولید کافی، پایدار و هزینه نسبتا کم	فرآیند آماده سازی پیچیده، نیاز به تجهیزات بالا، هزینه مواد نسبتاً بالا
سناریوهای کاربردی	مناسب برای ترانسفورماتورهای تمام سطوح قدرت، به ویژه ترانسفورماتورهای قدرت بزرگ و سناریوهای حساس به هزینه و پیچیدگی پردازش	مناسب برای ترانسفورماتورهای توزیع، ترانسفورماتورهای پشتیبانی کننده انرژی جدید و سایر زمینه ها با الزامات سختگیرانه بهره وری انرژی

هسته های آلیاژی آمورف نوع جدیدی از مواد مدار مغناطیسی هستند که در سال های اخیر توسعه یافته اند. آنها با فناوری انجماد سریع تهیه می شوند و آرایش اتمی آنها ساختار بی نظمی را ارائه می دهد. این ویژگی دلیل اصلی این است که چرا از دست دادن آهن آنها بسیار کمتر از ورق های فولادی سیلیکونی است. هسته های آلیاژی آمورف علاوه بر تلفات آهن بسیار کم، دارای مزایایی مانند نفوذپذیری مغناطیسی بالا و مقاومت در برابر خوردگی خوب هستند که آنها را برای سناریوهای قدرت با نیازهای بازده انرژی بسیار بالا مناسب می کند. با این حال، مواد آلیاژی آمورف همچنین دارای مشکلاتی مانند شکنندگی بالا، دشواری پردازش بالا و هزینه نسبتاً بالا هستند که کاربرد آنها در مقیاس بزرگ را در برخی زمینه ها محدود می کند. با پیشرفت تکنولوژی پردازش، توانایی شکل‌دهی هسته‌های آلیاژی آمورف به تدریج بهبود یافته و نسبت کاربرد آن‌ها در زمینه ترانسفورماتورهای توزیع به طور مداوم در حال گسترش است.

 

(II) مواد مدار: رساناهای کارآمد برای انتقال نیرو

 

مدار کانالی است برای ترانسفورماتورها برای درک توان ورودی، تبدیل و خروجی. نیاز اصلی آن مقاومت کم و رسانایی بالا برای کاهش تلفات برق در حین انتقال است. مواد رسانای اصلی مدارهای ترانسفورماتور مس و آلومینیوم هستند. هر کدام از این دو متریال مزایا و معایب خاص خود را دارند و باید با توجه به عواملی مانند سطح توان، سناریو کاربرد و بودجه هزینه ترانسفورماتور انتخاب معقولی صورت گیرد.

هادی های مسی به دلیل رسانایی الکتریکی عالی (در رتبه دوم پس از نقره، با رسانایی 58×106 S/m در 20 درجه)، استحکام مکانیکی خوب و مقاومت در برابر خوردگی، به طور گسترده در مدارهای ترانسفورماتور استفاده می شوند. مس مقاومت کمی دارد. تحت همین بار جریان، هادی‌های مسی تلفات کمتری دارند و گرمای کمتری تولید می‌کنند که می‌تواند به طور موثری کارایی و قابلیت اطمینان ترانسفورماتورها را بهبود بخشد. در عین حال، مس دارای شکل پذیری خوبی است و به راحتی به سیم ها و سیم پیچ هایی با مشخصات مختلف پردازش می شود و با طراحی ترانسفورماتورهایی با ساختارهای مختلف سازگار می شود. از نظر مقایسه مشخصه ها، مس از نظر راندمان هدایت، پایداری مکانیکی و مقاومت در برابر پیری نسبت به آلومینیوم برتری دارد، اما کمبود منابع مس منجر به قیمت بالای آن می شود که به طور قابل توجهی هزینه ساخت تجهیزات را در ترانسفورماتورهای بزرگ یا سناریوهای حساس به هزینه افزایش می دهد.

هادی های آلومینیومی مزیت اصلی هزینه کم و منابع فراوان را دارند. قیمت آنها فقط 1/3 مس است که می تواند هزینه ساخت ترانسفورماتور را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. این نیز دلیل مهمی برای کاربرد آنها در زمینه ترانسفورماتورهای فشار متوسط ​​و ضعیف است. اگرچه رسانایی آلومینیوم کمتر از مس است (با رسانایی حدود 37×106 S/m در 20 درجه، فقط حدود 64 درصد مس)، کمبود رسانایی را می‌توان با افزایش سطح مقطع هادی (معمولاً 1.6 برابر رساناهای انتقال مدار مسی) جبران کرد. با این حال، هادی های آلومینیومی دارای کاستی های آشکار هستند: استحکام مکانیکی کم، تنها نصف مقاومت کششی مس. سطح مستعد اکسیداسیون برای تشکیل یک لایه اکسیدی با مقاومت{12}بالا است که بر پایداری رسانا تأثیر می گذارد. و خوردگی الکتروشیمیایی در صورت اتصال به فلزات دیگر مانند مس مستعد رخ دادن است که منجر به تماس ضعیف می شود. بنابراین، فرآیندهای خاصی باید در طول پردازش و نصب اتخاذ شوند، مانند استفاده از اتصالات انتقال مسی{14}}آلومینیوم و انجام عملیات ضد خوردگی بر روی قطعات اتصال. در سال‌های اخیر، با توسعه فناوری مواد آلیاژ آلومینیوم، هادی‌های آلیاژ آلومینیوم با استحکام بالا که با افزودن منیزیم، سیلیکون و سایر عناصر به آلومینیوم ساخته می‌شوند، استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی خود را بسیار بهبود بخشیده‌اند و تا حدی بر عیوب هادی‌های آلومینیوم خالص غلبه کرده‌اند و دامنه کاربرد آنها به تدریج در حال گسترش است.

مقایسه عملکرد دقیق بین هادی های مس و آلومینیوم در جدول زیر نشان داده شده است:

شاخص عملکرد	هادی های مسی	هادی های آلومینیومی
رسانایی الکتریکی (20 درجه)	بالا (58×106 S/m)، IACS 100%	متوسط ​​(37×106 S/m)، IACS ~64%
مقاومت (20 درجه)	کم (1.68×10⁻8 Ω·m)	بالاتر (2.82×10⁻8 Ω·m)
استحکام مکانیکی	استحکام کششی بالا، مقاومت در برابر خستگی خوب	کم، به راحتی تحت استرس تغییر شکل می دهد
مقاومت در برابر خوردگی	خوب است، به راحتی اکسید نمی شود	فیلم اکسید سطحی ضعیف بر عملکرد تأثیر می گذارد
پردازش و نصب	شکل پذیری خوب، پردازش و اتصال آسان	به فرآیندهای خاصی نیاز دارد (به عنوان مثال، اتصالات انتقال)
هزینه	منابع زیاد و کمیاب	منابع کم و فراوان
سناریوهای کاربردی	ترانسفورماتورهای{0}قدرت بالا،-نیازهای بازده بالا	ترانسفورماتورهای فشار متوسط ​​و ضعیف، پروژه‌های حساس به هزینه-

 

(III) مواد عایق: موانع کلیدی برای عملیات ایمن

در حین کار ترانسفورماتورها اختلاف پتانسیل بالایی بین مدار و مدار مغناطیسی و بین مدار و اجزای سازه وجود دارد. عملکرد مواد عایق جداسازی این اختلافات پتانسیل، جلوگیری از عیوب مانند نشت و اتصال کوتاه و اطمینان از عملکرد ایمن و پایدار تجهیزات است. مواد عایق باید عملکرد عایق عالی، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر پیری و استحکام مکانیکی داشته باشند. با توجه به قسمت های کاربردی و عملکرد، می توان آنها را به سه دسته تقسیم کرد: مواد عایق جامد، مواد عایق مایع و مواد عایق گاز.

مواد عایق جامدهسته سیستم عایق ترانسفورماتور هستند که با شکل پایدار و عملکرد عایق طولانی- مشخص می شوند. آنها عمدتاً شامل کاغذ عایق، مقوای عایق، لاک عایق، تخته پارچه شیشه ای اپوکسی، اسپیسر، حلقه های زاویه دار و غیره می باشند. کاغذ عایق و مقوای عایق از اساسی ترین مواد عایق جامد هستند که می توان آنها را بر اساس الیاف گیاهی (مانند خمیر چوب) و الیاف مصنوعی (مانند الیاف آرامید) تقسیم کرد. کاغذ عایق فیبر گیاهی دارای هزینه کم و عملکرد جذب روغن خوب است و می تواند یک سیستم عایق هم افزایی را با روغن عایق تشکیل دهد. غالباً برای عایق-چرخش و بین-بین لایه سیم پیچ ها و جداسازی بین هسته ها و سیم پیچ ها استفاده می شود. کاغذ عایق الیاف مصنوعی (مانند کاغذ Nomex) دارای مزایای مقاومت در برابر دمای بالا (-دمای کار طولانی مدت تا 180 درجه)، مقاومت در برابر پیری و استحکام مکانیکی بالا است و برای بخش‌های عایق کلیدی ترانسفورماتورهای خشک-یا ترانسفورماتورهای روغنی{10}غوطه‌ور در محیط‌های با درجه حرارت{11} مناسب است. لاک عایق به لاک عایق-روغن و لاک عایق رزین تقسیم می شود. لاک{15}}روغنی کم هزینه اما مقاومت دمایی پایینی دارد و بیشتر برای ترانسفورماتورهای کوچک و ولتاژ پایین{16} استفاده می‌شود. لاک رزین (مانند لاک رزین اپوکسی، لاک پلی اورتان) دارای مقاومت دمایی و استحکام عایق بالاتری است. با آغشته کردن سیم‌پیچ‌ها، می‌تواند شکاف‌های سیم‌پیچ‌ها را پر کند و سیم‌ها را بپیچد تا یک لایه عایق پیوسته تشکیل شود که نه تنها عملکرد عایق را بهبود می‌بخشد، بلکه یکپارچگی سیم‌پیچ‌ها را افزایش می‌دهد و از لرزش و سایش جلوگیری می‌کند. تخته پارچه شیشه ای اپوکسی از پارچه شیشه ای آغشته به رزین اپوکسی و پرس گرم{19} ساخته شده است که دارای استحکام بالا، مقاومت در برابر دمای بالا و خواص عایق عالی است. اغلب برای ساخت اجزای عایق سازه ای مانند تکیه گاه ها، پارتیشن ها و بلوک های پایانه ترانسفورماتورها استفاده می شود. اسپیسرها و حلقه های زاویه ای بیشتر از مقوا یا مواد اپوکسی ساخته شده اند که به ترتیب برای پشتیبانی داخلی سیم پیچ ها و عایق کاری انتهای سیم پیچ ها استفاده می شود و از ساختار پایدار سیم پیچ ها و فاصله عایق کافی اطمینان حاصل می شود.

مواد عایق مایعکه به عنوان روغن عایق نیز شناخته می شود، عمدتاً در ترانسفورماتورهای غوطه ور در روغن استفاده می شود و دارای سه عملکرد اصلی است: عایق، خنک کننده و خاموش کردن قوس. آنها می توانند به طور موثر ظرفیت و عمر مفید ترانسفورماتورها را بهبود بخشند. روغن های عایق معمولی به طور عمده به سه دسته تقسیم می شوند: روغن عایق معدنی، روغن عایق مصنوعی و روغن عایق گیاهی. روغن عایق معدنی از نفت تصفیه می شود، با مزایایی مانند عملکرد عایق عالی (ولتاژ شکست تا 40 کیلو ولت یا بیشتر)، راندمان اتلاف حرارت بالا، سیالیت خوب و هزینه کم. با مواد عایق جامد سازگار است و می تواند کاغذ عایق را به طور کامل آغشته کند تا یک سیستم عایق کامپوزیتی تشکیل دهد. در حال حاضر این ماده پرکاربردترین ماده عایق مایع در ترانسفورماتورهای غوطه‌ور{7}}روغنی در سراسر جهان است. روغن عایق مصنوعی یک روغن عایق است که با روش های سنتز شیمیایی مانند پلی آلفائولفین و روغن سیلیکون تهیه می شود. بزرگترین ویژگی آن نقطه اشتعال بالا (معمولاً بالای 300 درجه)، مقاومت در برابر پیری قوی، و سیالیت خوب{11}در دمای پایین است. این به طور گسترده در سناریوهایی با الزامات حفاظت در برابر آتش بالا (مانند ساختمان‌های مرتفع، پست‌های زیرزمینی) استفاده می‌شود، اما هزینه بالای آن، محبوبیت{14}}در مقیاس بزرگ آن را محدود می‌کند. روغن عایق گیاهی یک روغن عایق سازگار با محیط زیست است که از روغن های گیاهی مانند روغن سویا و روغن کلزا تصفیه شده است. دارای مزایای زیست تخریب پذیری خوب، نقطه اشتعال بالا و منابع تجدید پذیر است که با روند توسعه حفاظت از محیط زیست سبز مطابقت دارد. با این حال، مقاومت در برابر پیری و سیالیت در دمای پایین هنوز باید بهبود یابد، و در حال حاضر عمدتاً در تجهیزات کوچکی مانند ترانسفورماتورهای توزیع استفاده می‌شود.

مواد عایق گازدارای ویژگی های تأثیر کمی از محیط، اتلاف حرارتی یکنواخت و بدون خطر نشت است. آنها عمدتاً برای عایق بندی کمکی ترانسفورماتورهای-عایق گاز (GIT) و ترانسفورماتورهای نوع خشک-استفاده می‌شوند. گازهای رایج مورد استفاده شامل هگزا فلوراید گوگرد (SF6)، نیتروژن (N2) و هوای خشک است. هگزا فلوراید گوگرد یکی از مواد عایق گاز با بهترین عملکرد عایق در حال حاضر است. قدرت میدان شکست آن بیش از سه برابر هوا است، و عملکرد خاموش کردن قوس{6} عالی، خواص شیمیایی پایدار، و پیر شدن آن آسان نیست. بنابراین، به طور گسترده ای در ترانسفورماتورهای عایق گاز و تابلو برق عایق گاز- استفاده می شود. با این حال، هگزا فلوراید گوگرد یک گاز گلخانه ای قوی با پتانسیل گرمایش جهانی بسیار بالا (GWP) و زمان ماند طولانی در جو است. با قوانین سختگیرانه حفاظت از محیط زیست، اعمال آن در معرض محدودیت های بیشتر و بیشتری قرار می گیرد. در حال حاضر از فناوری بازیافت بیشتر برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای استفاده می شود. نیتروژن، به عنوان یک گاز بی اثر، دارای مزایای منبع گسترده، کم هزینه، حفاظت از محیط زیست و بدون آلودگی است. اگرچه عملکرد عایق آن کمتر از هگزا فلوراید گوگرد است، اما می تواند با افزایش فشار گاز (معمولاً 0.3-0.5 مگاپاسکال) نیازهای عایق ترانسفورماتورها را برآورده کند. اغلب برای محافظت از ترانسفورماتورهای خشک-از{18}}پر از نیتروژن و گاز جایگزین برای ترانسفورماتورهای عایق گاز- استفاده می‌شود. هوای خشک هوای بدون رطوبت است که عملکرد عایق آن شبیه نیتروژن و هزینه کمتر است. این عمدتا برای عایق کاری و خنک کردن ترانسفورماتورهای کوچک خشک استفاده می شود، اما عملکرد عایق آن به شدت تحت تأثیر رطوبت قرار می گیرد، بنابراین محتوای آب باید به شدت کنترل شود.

مقایسه ویژگی های کلیدی مواد عایق مختلف در جدول زیر نشان داده شده است:

نوع عایق	مواد خاص	ویژگی های کلیدی	سناریوهای کاربردی
عایق جامد	کاغذ عایق (گیاه/الیاف مصنوعی)، لاک عایق، تخته پارچه شیشه ای اپوکسی	شکل پایدار، عایق-طولانی، سطوح مختلف مقاومت دما	عایق سیم پیچ، قطعات عایق سازه
عایق مایع	روغن عایق معدنی، روغن عایق مصنوعی، روغن عایق گیاهی	عایق + خنک کننده + خاموش شدن قوس، سیالیت خوب	{0}ترانسفورماتورهای غوطه‌ور در روغن، تجهیزات{1} قدرت بالا
عایق گاز	هگزا فلوراید گوگرد (SF6)، نیتروژن (N2)، هوای خشک	بدون خطر نشت، اتلاف یکنواخت گرما	ترانسفورماتورهای{0}عایق گاز، ترانسفورماتورهای نوع خشک-

 

(IV) مصالح سازه ای و لوازم جانبی: ضمانت های مهم برای پشتیبانی و حفاظت

مصالح سازه ای و لوازم جانبی اجزای مهم ترانسفورماتورها هستند که پشتیبانی مکانیکی، تقویت سازه، نظارت بر عملکرد و حفاظت ایمنی را انجام می دهند. طراحی و انتخاب مواد آنها مستقیماً بر پایداری مکانیکی، قابلیت اطمینان عملیاتی و عمر مفید ترانسفورماتورها تأثیر می گذارد.

مصالح ساختاری عمدتاً وظایف پشتیبانی ترانسفورماتور، تقویت مدار و مدار مغناطیسی و محصورسازی سیال عایق را بر عهده دارند. اجزای هسته شامل گیره ها، مخازن روغن، رادیاتورها، نگهدارنده های روغن و غیره است. گیره ها معمولاً از فولاد ساخته می شوند و برای تثبیت هسته و سیم پیچ ها، تضمین پایداری مدار مغناطیسی و ساختار مدار و جلوگیری از لرزش و جابجایی ترانسفورماتور در اثر نیروی الکترومغناطیسی در حین کار استفاده می شوند. مخزن روغن جزء محصور کننده هسته ترانسفورماتورهای غوطه ور شده در روغن است که با صفحات فولادی جوش داده شده است که برای قرار دادن روغن عایق و ساختار اصلی ترانسفورماتور استفاده می شود و در عین حال نقش آب بندی، جلوگیری از خوردگی و حفاظت مکانیکی را ایفا می کند. رادیاتورها به انواع مختلفی از قبیل پره ای و لوله ای تقسیم می شوند که گرمای تولید شده توسط ترانسفورماتور در حین کار را با افزایش ناحیه اتلاف حرارت به هوا منتقل می کنند تا به خنک سازی تجهیزات دست پیدا کنند. محافظ روغن به بالای مخزن روغن متصل می شود و برای جبران انبساط حجمی و انقباض روغن عایق به دلیل تغییرات دما و در عین حال کاهش سطح تماس بین روغن عایق و هوا برای به تاخیر انداختن پیری روغن استفاده می شود.

لوازم جانبی ترانسفورماتور با توجه به نوع ترانسفورماتور (-نوع خشک یا روغن-غوطه‌ور شده) متفاوت است و عمدتاً وظایف نظارت بر عملکرد و حفاظت را بر عهده دارد. لوازم جانبی اصلی ترانسفورماتورهای نوع خشک{3}} شامل کنترل‌کننده‌های دما، فن‌ها، ترانسفورماتورهای ابزار و غیره است: کنترل‌کننده دما برای نظارت بر دمای سیم‌پیچ‌ها و هسته‌ها در زمان واقعی و صدور سیگنال هشدار زمانی که دما از آستانه فراتر رفت، استفاده می‌شود. فن به کنترل کننده دما متصل است و با افزایش دما به طور خودکار شروع به کار می کند تا اثر اتلاف گرما را افزایش دهد. ترانسفورماتور ابزار برای اندازه گیری ولتاژ و جریان ترانسفورماتور و ارائه پشتیبانی از داده ها برای اندازه گیری و حفاظت از سیستم قدرت استفاده می شود. علاوه بر کنترل‌کننده دما، لوازم جانبی ترانسفورماتورهای غوطه‌ور شده در روغن نیز شامل رله‌های گاز، دریچه‌های فشار فشار، تعویض‌کننده‌های شیر و غیره می‌شود: رله گاز جزء محافظ هسته ترانسفورماتورهای غوطه‌ور روغن- است. هنگامی که یک خطا در داخل ترانسفورماتور برای تولید گاز رخ می دهد یا سرعت جریان روغن عایق غیرعادی است، به موقع سیگنال هشدار صادر می کند یا منبع تغذیه را قطع می کند. شیر کاهش فشار برای آزاد کردن خودکار فشار زمانی که فشار داخل مخزن روغن به دلیل نقص به مقدار معینی افزایش می یابد برای جلوگیری از ترکیدن مخزن روغن استفاده می شود. تپ چنجر برای تنظیم تعداد چرخش های سیم پیچ ترانسفورماتور استفاده می شود تا تنظیم ولتاژ خروجی را برای انطباق با نوسانات ولتاژ شبکه برق متوجه شود.

 

 

ساختار اصلی ترانسفورماتور ترکیبی آلی از مواد مختلف است که یک سیستم هم افزایی را تشکیل می دهد که "ساختار مدار مغناطیسی - مدار - عایق -" را یکپارچه می کند. هسته، به عنوان هسته مدار مغناطیسی، روی مخزن روغن (ترانسفورماتور-غوطه‌ور شده در روغن) یا براکت (ترانسفورماتور نوع خشک-) از طریق گیره‌ها ثابت می‌شود. سیم پیچ ها بر روی ستون های هسته پیچیده می شوند و واحد هسته القای الکترومغناطیسی را تشکیل می دهند. از مواد عایق جامد برای جداسازی بین سیم پیچ ها و هسته و بین سیم پیچ ها و سیم پیچ ها استفاده می شود. در ترانسفورماتورهای غوطه‌ور شده در روغن، روغن عایق شکاف‌های بین اجزای مختلف را پر می‌کند تا همزمان عایق و خنک‌کننده شود. اجزای ساختاری مانند مخازن نفت و گیره ها پشتیبانی مکانیکی را برای اجزای اصلی فراهم می کنند و لوازم جانبی{9}}وضعیت عملکرد تجهیزات را در زمان واقعی نظارت می کنند و مکانیسم حفاظتی را در صورت بروز خطا شروع می کنند.

این طراحی ساختاری نه تنها تحقق کارآمد القای الکترومغناطیسی را تضمین می کند، بلکه ایمنی عملیاتی را از طریق سیستم عایق و لوازم جانبی محافظ نیز تضمین می کند. در عین حال، با پشتیبانی از مواد ساختاری و نقش اجزای اتلاف حرارت، عمر مفید تجهیزات افزایش می یابد. در سناریوهای کاربردی مختلف، ساختار ترانسفورماتور به طور هدفمند تنظیم می شود. برای مثال، ترانسفورماتورهای نوع خشک، مخزن روغن و روغن عایق را حذف می‌کنند، خنک‌کننده هوا و عایق جامد را اتخاذ می‌کنند و برای فضای داخلی ساختمان‌هایی با شرایط حفاظت در برابر آتش بالا مناسب هستند. ترانسفورماتورهای غوطه‌ور شده در روغن، با عملکرد عالی در اتلاف گرما، برای سناریوهای انتقال نیرو در مقیاس بزرگ-در فضای باز مناسب هستند.

 

 

 

 

 

انتخاب مواد و طراحی ساختاری بدنه اصلی ترانسفورماتور پایه و اساس تحقق عملکردهای اصلی آن است. نفوذپذیری مغناطیسی بالای مواد مدار مغناطیسی، مقاومت کم مواد مدار، عایق بندی قوی مواد عایق، و نقش های حمایتی و حفاظتی مواد ساختاری و لوازم جانبی با هم یک تجهیزات تبدیل توان کارآمد، ایمن و قابل اعتماد را ایجاد می کنند. با بهبود مستمر نیازمندی‌های سیستم‌های قدرت برای بهره‌وری انرژی و قابلیت اطمینان، مواد ترانسفورماتور نیز در جهت صرفه‌جویی در انرژی و بادوام‌تر توسعه می‌یابند. به عنوان مثال، استفاده از هسته های آلیاژی آمورف و مواد عایق کامپوزیت جدید به تدریج رواج یافته است. طراحی ساختاری هوشمندتر می شود. با ادغام فناوری سنجش و فناوری اینترنت اشیا، نظارت دقیق و بهره برداری و نگهداری هوشمند از وضعیت عملکرد ترانسفورماتور محقق می شود. درک عمیق-مواد و ساختار بدنه اصلی ترانسفورماتور برای طراحی، ساخت، بهره برداری و نگهداری، و ارتقای تجهیزات اهمیت زیادی دارد و همچنین تضمینی محکم برای اطمینان از عملکرد پایدار سیستم قدرت است.

من نسخه انگلیسی مقاله را با سه جدول مقایسه تکمیل کردم. آیا نیاز دارید که قالب (مانند فونت، فاصله پاراگراف) را طوری تنظیم کنم که مطابق با مشخصات سند Word باشد یا محتوای یک قسمت خاص را اصلاح کنم؟ من همچنین می‌توانم به شما کمک کنم محتوا را به عنوان پیش‌نویس سند فرمت‌شده Word برای استفاده مستقیم صادر کنید.