------( میکروالکترونیک )------( الکترونیک دیجیتال )------( سفارش طراحی و برنامه نویسی پروزه های شما )------( الکترونیک مقدماتی )--------(www.project-esisis.com)------	تقویم ابزار های وبلاگ نویسی نمایشگر تاریخ به صورت فارسی

Intelligent Power Control Circuit Transformer TAP CHANGER 63 KV

در بعضي از مواقع به علت طول زياد شبكه توضيع و انتقال در انتهاي خط با افت ولتاژي مواجه خواهیم شد كه بايد اين افت برطرف شود تا مصرف كننده بتواند بدون هيچ مشكلي از ولتاژ شبكه استفاده كند، در چنين مواقعي از تغييرات نسبت دور در ترانسفورماتور استفاده مي شود. تپ چنجر Tap Changer كه بر روي اوليه ي ترانسها مي باشد، در واقع تعداد دور اوليه را هنگام پايين بودن ولتاژ شبكه كم مي كند و بلعكس، سوئيچ و كنتاكتور ها توسط چرخ دنده و با موتور الكتريكي عمل مي نمايند. از سیستم هوشمند فوق به جهت کنترل خودکار عملكرد تپ چنجر 63KV و تغییر وضعیت تپ ها و به دنبال آن تغییر نسبت تبدیل ترانسفورماتور 20KV و افزایش و یا كاهش ولتاژ شبكه استفاده می شود. ابتدا فرمان لازم بصورت محلی بنا به تشخیص رگلاتور ولتاژ (AVR) به موتور درایو STEPPER داده می شود، این فرامین از طریق محورهای عمودی و افقی و جعبه دنده های مربوطه به تپ سلكتور منتقل می گردد. پس از انتخاب تپ موردنظر توسط تپ سلكتور دایورتر سوئیچ نسبت به انتقال جریان از یك تپ به تپ بعدی عمل می نماید. لازم بذکر است که ولتاژ و جریان سه فاز فوق توسط ترانسفورماتورهای کاهنده تبدیل به ولتاژ 110 ولت و جریان 30 آمپر می شود تا در دسترس سنسورهای مدنظر قرار گیرد و همچنین حدهای مدنظر توسط کلید ها تنظیم خواهد شد.

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

هدف از پروژه:

1. کنترل حد ولتاژ فازی V1,V2,V3 تب چنجر ترانسفورماتور.
2. کنترل حد جریان فازی توسط سنسور های دقیق AC دیجیتال A1,A2,A3 تب چنجر ترانسفورماتور.
3. مجهز به نمایشگر LCD 2*16 کاراکتری جهت نمایش فرآیند کنترل و ولتاژ جریان خروجی.
4. دارای نشانگر های LED برای اعلام وضعیت دستگاه.
5. مجهز به BUZZER داخلی آلارم ALARM .
6. دارای بخش تنظیمات حدکنترل تب چنجر دستگاه توسط میکروسوئیچ.
7. دارای خروجی مجهز به درایور کنترل موتور STEPPER کوچک 1 درجه جهت باز بسته کردن سوئیچهای تب چنجر ترانسفورماتور قدرت.
8. مجهز به 3 عدد رله 10 آمپری و LED نشانگر روشن بودن رله ها برای کنترل دلخواه.
9. حد پایین Low Limit: 20000V
10. حد بالا High Limit: 63000V
11. ولتاژ کاری AC 150-250 V / 50-60 HZ ترانس کاهنده 12V - 300mA

بلوک دیاگرام مدار

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

ساختار ترانسفورماتور:

یک ترانسفورماتور از بخش های مختلفی تشکیل شده است.آن قسمت هایی که در همه ترانسفورماتور ها مشترک است شامل هسته، سیم پیچ اولیه و سیم پیچ ثانویه است. شکل زیر نمایی ساده از ساختار ترانسفورماتور را نشان می دهد.

برخی ترانسفورماتورها دارای تعداد بیشتری سیم پیچ هستند. درجاهایی که چند خروجی از یک ترانسفورماتور نیاز است، تعداد سیم پیچ ها بیشتر می شود. در ترانسفورماتورهای سه فاز نیز برای هر فاز حداقل دو سیم پیچ اولیه و ثانویه نیاز است. سیم هایی که برای یک سیم پیچ مورد استفاده قرار می گیرد، متناسب با کاربرد و توان عبوری می تواند یک سیم لاکی با ضخامتی در حد تار مو و یا کابلی ضخیم باشد. برای اینکه هسته بتواند به آسانی از مجموعه هسته و سیم پیچ جدا شود، سیم ها مستقیماً بر روی هسته پیچیده نمی شوند. بدین منظور از قطعه ای به نام بوبین استفاده می شود. سیم پیچ ها بر روی بوبین پیچیده می شوند و هسته داخل بوبین قرار می گیرد. با توجه به اشکال متفاوت هسته ها، برای هر هسته باید از بوبین مخصوص به آن استفاده کرد.

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

بوبین هسته فریت:

اگر دو سیم پیچ را بر روی هم قرار دهیم یک ترانسفورماتور با هسته هوا ساخته ایم. اما این ترانسفورماتور عملکرد خوبی نخواهد داشت زیرا اغلی شارهای میدان ساخته شده توسط سیم پیچ اولیه از ثانویه عبور نمی کنند و انرژی به سیم پیچ ثانویه به خوبی منتقل نمی شود. برای متمرکز کردن شارها و هدایت آن ها در مسیر دلخواه از هسته هایی با جنس خاص استفاده می شود. هسته ها جنس، انواع و اشکال مختلفی دارند و هر کدام از آن ها برای کاربردی خاص مورد استفاده قرار می گیرند.

ساختار ترانسفورماتور می توانند شامل اجزای دیگری نیز باشند. به عنوان مثال در ترانسفورماتورهای قدرت از رله های حفاظتی برای محافظت از ترانسفورماتور در برابر اضافه جریان، اضافه ولتاژ و یا کاهش سطح روغن استفاده می شود. در ترانسفورماتورهای ولتاژ بالا از روغن، عایق های جامد یا گازهای مخصوص برای ایجاد عایقی لازم بین قطعات با ولتاژ مختلف استفاده می گردد.

ترانسفورماتور های سه فاز:

امروزه در اکثر نیروگاه های دنیا ژنراتورهای سه فاز وظیفه تولید انرژی الکتریکی را به عهده دارند. همچنین خطوط انتقال انرژی از نیروگاه تا مراکز بار وظیفه انتقال انرژی الکتریکی را به دوش می کشند. لذا نیاز به ترانسفورماتورهای سه فاز برای افزایش یا کاهش ولتاژ در طول مسیر نیروگاه تا بار به شدت احساس می شود. ترانسفورماتور های سه فاز از نظر ساختمان ظاهری بر دونوع اند:

ترانسفورماتور های سه فاز:

امروزه در اکثر نیروگاه های دنیا ژنراتورهای سه فاز وظیفه تولید انرژی الکتریکی را به عهده دارند. همچنین خطوط انتقال انرژی از نیروگاه تا مراکز بار وظیفه انتقال انرژی الکتریکی را به دوش می کشند. لذا نیاز به ترانسفورماتورهای سه فاز برای افزایش یا کاهش ولتاژ در طول مسیر نیروگاه تا بار به شدت احساس می شود. ترانسفورماتور های سه فاز از نظر ساختمان ظاهری بر دونوع اند:

1- ترانسفور ماتور های سه فاز سه پارچه که از سه ترانسفورماتور تک فاز تشکیل شده اند.

2- ترانسفورماتور های سه فاز یک پارچه که حاوی یک هسته مشترک می باشد.

ترانسفورماتور های سه فاز سه پارچه

این گونه ترانسفورماتورها از سه ترانسفورماتور تک فاز که هریک حاوی دو سیم پیچ ویک هسته می باشد, تشکیل شده اند. لذا با سه سیم پیچ اولیه وسه سیم پیچ ثانویه روبه رو هستیم و می توان آنها را به طریق زیر به هم مرتبط ساخت:

الف: اتصال Υ_Υ که سه سیم پیچ اولیه به صورت ستاره وسه سیم پیچ ثانویه نیز به صورت ستاره به هم وصل اند. وبه این اتصال لفظ اتصال ستاره _ ستاره نیز اطلاق می گردد.

ب: اتصال Δ – Δ یا اتصال مثلث – مثلث که سیم پیچ های اولیه به صورت مثلث و سیم پیچ های ثانویه نیز به صورت مثلث به هم وصل می شوند.

ج: اتصال Δ – Υ یا اتصال ستاره – مثلث در این اتصال سیم پیچ های اولیه به صورت ستاره و سیم پیچ های ثانویه به صورت مثلث به هم وصل می شوند.

د: اتصال Υ – Δ یا اتصال مثلث – ستاره در ان اتصال سیم پیچ های اولیه به صورت مثلث و سیم پیچ های ثانویه به صورت ستاره به هم وصل می شوند.

شکل یک ترانسفورماتور سه فاز سه پارچه را با اتصال Δ –Υ نشان می دهد شمای بهتری از این وضعیت را بنمایش می گذارد. باید دانست N1 و N2 تعداد دور سیم پیچ های اولیه و ثانویه هر ترانسورماتور تک فاز است. شکل های Υ – Δ , Δ _ Δ ,Υ_ Υ را به نمایش می گذا رند. گفتنی است:

(توان ظاهری هرترانسفورماتور تک فاز)×3 =توان ظاهری ترانسفوماتور سه فاز سه پارچه

لازم به تذکراست که ولتاژ ها و جریان سیم پیچ های ترانسفورماتور سه فاز سه پارچه باتوجه به اتصالات Υ و Δ سیم پیچ ها تعیین می شود.

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

تپ چنجر:

با استفاده از تپ چنجرها از طریق تغییر تعداد دور سیم پیچ ها در ترانسفورماتورها، می توان ولتاژ خروجی را تنظیم نمود معمولاً تپ چنجرها بروی سیم پیچی که ار نظر اقتصادی و فنی مقرون به صرفه باشد قرار می گیرند و بیشتر بروی اتصال ستاره و یا سمت فشار قوی می باشند. اصولاً تپ چنجرها به سه طریق زیر مورد استفاده قرار می گیرند:

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

1. تپ چنجرهای سه فاز که بروی سیم پیچ های با اتصال ستاره قرار می گیرند.
2. تپ چنجر های سه فاز که بروی سیم پیچ های با اتصال مثلث قرار می گیرند. در این حالت عایق بندی کامل بین فازها مورد نیاز است و به سه دستگاه تپ چنجر احتیاج داریم که با یک مکانیزم حرکتی مشترک کار کنند.
3. تپ چنجر های تک فاز که بروی ترانسفورماتور های تک فاز یا سه فاز مورد استفاده قرار می گیرند. تپ چنجرها بر حسب نوع کار به دو دسته قابل تغییر زیر بار (On Load) و غیر قابل تغییر در زیر بار (Off Load) تقسیم میشوند .تپ چنجر های غیر قابل تغییر زیر بار دارای ساختمان ساده ای بوده و جهت تغییر آن حتماً باید ترانس قدرت را از مدار خارج نمود. تغییرات این نوع تپ چنجر ها معمولاً با توجه به نیاز و متناسب با نوسانات بار در فصول مختلف سال انجام می گیرد.

روش تغییر نسبت تبدیل ترانسفورماتورها با استفاده از تپ قدمتی به اندازه خود ترانسفورماتور دارد.از دیرباز ترانسفورماتورهای دارای نسبت تبدیل متغییر با حدود مشخص در انتقال توان الکتریکی مورد استفاده بوده اند چرا که این ساده ترین راه کنترل سطح ولتاژ و توان اکتیو و توان راکتیو در شبکه های الکتریکی است. در بدو توسعه ترانسفورماتورها وجود تپ های متصل به بوشینگ ها در خارج از تانک ترانسفورماتور که بر اساس نیاز های شبکه استفاده می شدندکافی به نظر می رسید. یک روش ساده تر اتصال تب ها به کلید های تپ که امروزه تپ چنجرهای بدون بار یا خارج از مدار نامید می شوند بود.این تپ چنجر ها فقط هنگامی که ترانسفورماتور بی برق است امکان عمل دارند. واضح است که این وسیله ساده فقط اجازه می داد که گه گاهی نسبت تبدیل ترانسفورماتور اصلاح شود و امکان کنترل افت ولتاژ در اثر تغییرات بار شبکه میسر نبود. در آن زمان کنترل افت ولتاژ فقط در نیروگاه امکانپذیر بود.

در بعضي از مواقع به علت طول زياد شبكه ي توضيع و انتقال در انتهاي خط با افت ولتاژي مواجه مي شويم كه بايد اين افت بر طرف شود تا مصرف كننده بتواند بدون هيچ مشكلي از ولتاژ شبكه استفاده كند . در چنين مواقعي از تغييرات نسبت دور در ترانسها استفاده مي شود .همان طور كه از رابطه اساسي ترانس ها برآورد مي شود.

هنگامي كه تعداد دور اوليه افزايش يابد ولتاژ خروجي كاهش و با كم كردن تعداد دور اوليه ولتاژ خروجي افزايش مي يابد .تپ چنجر كه بر روي اوليه ي ترانسها مي باشد ، در واقع تعداد دور اوليه را هنگام پايين بودن ولتاژ شبكه كم مي كند و بلعكس . معمولاً تپچنجرها داراي پنج رنج مي باشند كه از 1 تا 5 مدرج مي باشد .عمل تاپ چنجر در حقيقت افزايش يا كاهش شماره دوره هاي مؤثر سيم پيچ ترانسفورماتور مي باشد و استفاده از تپ چنجر (يارگولاتورولتاژ) در ترانسفورماتور هاي با قدرت زياد مي باشد . تاپ چنجرها امروزه با طرح هاي مختلف در حال كارند و معمولترين آنها شامل راكتورها يا مقاومتهاي محدود كننده جريان مي باشند. تغيير ولتاژ توسط تپ چنجر و جريان حاصله در مدار و قوس هاي الكتريكي آن امكان سوختن شديد و از بين رفتن كنتاكتها را بوجود مي آورد و وجود قوسها ي الكتريكي و حرارت حاصل از آن خود دليل مجزا نمودن تاپ سلكتور و كنتاكتورها در تانك روغن جداگانه اي قرار مي گيرند و بدين ترتيب بدون اينكه كنتاكتها صدمه ببينند قوس الكتريكي نيز از بين مي رود. ضمناً بدون باز كردن ترانسفورماتور كنتاكتها مي توانند بازرسي شوند و روغن فاسد شده در اثر قوسهاي الكتريكي به آساني تعويض شود .سوئيچ و كنتاكتور ها توسط چرخ دنده و با موتور الكتريكي عمل مي نمايند .

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

در بارهاي مختلف افت ولتاژ در ترانسفورماتورها و خطوط نيز تغيير مي كند و سبب تغيير ولتاژ شبكه مي شود . كنترل ولتاژ شبكه هاي توزيع و انتقال عمدتاً توسط تب چنجر ايجاد مي شود . اساس كار تب چنجر بر تغيير نسبت تبديل ترانس استوار است . بدين ترتيب كه با انشعاباتي كه در سيم پيچ فشار قوي تعبيه مي گردد تعداد دور سيم پيچ را تغيير داده و سبب تغييرولتاژخروجي ترانس مي گردد. تپ چنجرها بطور گسترده اي براي كنترل ولتاژ شبكه در سطوح مختلف ولتاژي بكار گرفته مي شوند .معمولاً كنترل ولتاژ در محدودة %15 +- مقدور است . ولتاژ هر پله تب چنجر عموماً بين 1تا 5/2 درصد تغيير مي كند انتخاب مقدار كم براي پله ها سبب افزايش تعداد تپ ها مي گردد و انتخاب مقدار بالا براي هر پله باعث عدم امكان تنظيم دقيق ولتاژ مورد نظر مي گردد .

محل تپ چنجر : (( تپ چنجر ))

در ترانسفورماتورهاي پست فولاد در داخل تانك اصلي ، قسمتي را براي بخش اصلي تب چنجر (دايورترسوئيچ) در نظر گرفته اند اين قسمت كاملاً آب بندي شده است داخل آن نيز با روغن ترانس پر شده است. اين روغن كاملاً از روغن تانك اصلي جداست و باهم مخلوط نمي شود. تپ چنجر را در سمت فشار قوي نصب كرده اند كه داراي مزيت هاي زيرمي باشند :

الف) در طرف فشار قوي جريان كمتر است لذا براي تپ چنجرهايي كه زير بار عمل مي كنند حذف جرقه ساده تر است .

ب) چون تعداد دور سيم پيچها ي فشار قوي بيشتر است ، لذا امكان تغييرات يكنواخت تروپه هاي كوچكتر به راحتي ميسر است . در اتصال ستاره انشعابات تب چنجر را در سمت نقطه صفر قرار مي دهند تا عايق كاري آن نسبت به زمين ساده تر باشد

• بهره برداري از ترانسفورماتورهاي با تنظيم كننده ولتاژ زير بار :

اكثر ترانسفورماتورها داراي دستگاهي بنام تب چنجر بوده كه كار آنها عملاً در مدار گذاشتن و خارج كردن تعدادي از حلقه هاي سيم پيچي ترانسفورماتور به منظور تغيير دادن در نسبت تبديل ترانس مي باشد . عموماً اين دستگاه در قسمت فشار قوي قرار مي گيرد تب چنجر ترانسفورماتورها عموماً بر 2 نوع مي باشند:

1- :On load tap changer ترانسفورماتورهايي كه تب آنها زماني كه تپ ترانسفورماتور زيربار است ، قابل تغيير مي باشد.

2- :Off load tap changer ترانسفورماتورهايي كه تب آنها فقط زماني كه در مدار نباشند ، قابل تغيير مي باشند.

اين تغيير تپ در محل روي بدنة ترانس صورت مي گيرد. به اين ترتيب با توجه به تعداد تپ و اينكه هر تپ چه مقدار تغيير ولتاژ بوجود مي آورد و نياز به چه مقدار تغيير در ولتاژ مي باشد ، تب آنها را بر حسب نياز سيستم تغيير مي دهيم. مكانيزم عمل تپ به طور كلي به اين صورت است كه اهرمي قادر است در جهت گردش عقربه هاي ساعت تعداد حلقه هاي سيم پيچ را كم و در خلاف آن زياد نمايد ترانسفورماتورهايي كه مجهز به سيستم اتوماتيك ولتاژ Avr = Automatic voltage regulationمي باشند به طريق زير تغيير تب صورت مي گيرد:

الف) اتوماتيك

ب) دستي و الكتريكي از اطاق فرمان

ج) دستي الكتريكي از محل

د) دستي مكانيكي توسط اهرم مخصوص

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

هر تغيير Tab در اوليه ترانس قدرت به اندازه 5KV در ولتاژ ورودي ترانس تغيير ايجاد مي كند ترانس فولاد از نوع تب چنجر on loud بوده يعني در زير بار قابل قطع و وصل كردن است . و تب چنجر off loud در خطوط 20KV در ترانسهاي نورد و فولادسازي اين مجتمع كاربرد دارد.

3- ترمومترها: اين نشان دهنده ها ، از نوع عقربه اي بوده و براي تشخيص درجه حرارت گرمترين نقطه سيم پيچي ترانس بكار ميرود . معمولاً به ازاء هر گروه سيم يك نشان دهنده بكار گرفته شده كه روي يك از فازها نصب مي شود . اين روش اندازه گيري بصورت غيرمستقيم است به اين معني كه غلاف ترمومتر داخل روغن بوده و دماي روغن را حس مي كند، سپس توسط يك زف جرياني متناوب با جريان عبوري از سيم پيچ از كويل حرارتي عبور ميكند ، لذا گرمايي متناسب با سيم پيچ ها در ترمومتر ايجاد مي شود. نشان دهنده حرارت و رغن اين نشان دهنده نيز از نوع عقربه اي بوده و عنصر حساس آن در بالاي ترانس و در حول و حوش گرمترين محل روغن نصب مي شود و خود آن روي بدنه ترانس و در مجاورت ترمومترهاي سيم پيچ ها نصب مي گردد. نوع عنصر حساس ، اغلب مقاومت حساس به دما است.

نشان دهندة سطح روغن :اگر چه رله بوخهولتز مي تواند كاهش سطح روغن را نشان دهد ولي ، براي داشتن ضريب اطمينان بالاتر ، نشان دهندة سطح روغن نيز بروي منبع ذخيره ( كنسرواتور) پيش بيني مي شود . ممكن است نشان دهنده بصورت دريچه شيشه اي براي ديدن سطح روغن باشد . علاوه برآن ، نشان دهنده نوع عقربه اي كه از طريق مغناطيس ، با شناور داخل منبع كنسرواتور در ارتباط است . نيز تعبيه مي گردد و بايد طوري نصب شود كه از سطح زمين قابل رؤيت باشد . عقربه نشان دهنده بايد نمايانگر سطوح حداكثر ، حداقل و نرمال بوده و كنتاكتهايي براي آلارم نيز بايد پيش بيني شده باشد.

5- قطع و وصل ترانسفورماتورهاي قدرت :جهت قطع ترانسفورماتور بايستي ابتدا بار ترانسفورماتوري كه قرار است از مدار خارج گروه محاسبه شود. اگر امكان مانور دادن بار بر روي ترانسفورماتورهاي پرالل وجود داشته باشد ، مي توان پس از انجام مانور اقدام به قطع دژنكتور طرف ثانويه ترانسفورماتور نمود . بعد از آن پك ترانسفورماتور را در صورتيكه از نوع O.L.T.C باشد ، روي حالت زمان گذاشته و سپس دژكتور طرف اوليه قطع گردد .در صورتيكه امكان مانور بار وجود نداشته باشد و يا خروج ترانسفورماتور اضطراري نباشد ، خاموشي به يكي از روزهاي تعطيل يا در ساعاتي از شبانه روز كه بار خروجي حداقل داشته باشد ، موكول مي گردد .عمل وصل ترانسفورماتورها عيناً عكس عملياتي است كه در حالت قطع صورت مي گيرد .

انواع تپ چنجر On Load عبارتند از:

تپ چنجر از نوع سلكتور سوئیچ (Selector Switch) كه در آن دایورتر و تپ سلكتور بصورت كمپاكت در داخل مخزن تپ چنجر قرار دارند . این نوع تپ چنجر برای ولتاژهای تا 145 كیلوولت بصورت اتصال ستاره یا مثلث و جریان 700 آمپر طراحی و مورد استفاده قرارمیگیرند. در ایران این نوع تپ چنجرها برای ترانسفورماتورهای با ولتاژ سمت فشار قوی 63 كیلوولت و در تحت شرایطی در 132 كیلوولت مورد استفاده میباشند

2- تپ چنجر از نوع تپ سلكتور- دایورتر (Tapselector – Diverter) كه در این نوع دایورتر سوئیچ مستقلاً در داخل مخزن روغن جداگانه ای كه از روغن ترانسفورماتور كاملاً مجزا است قرار دارد. در این نوع تپ چنجر سلكتور از دایورتر كاملا” جدا و در داخل روغن ترانسفورماتور می باشد. این نوع تپ چنجرها برای ولتاژهای تا 420KV و جریانهای تا 450A مورد استفاده قرار میگیرد.

نحوه عملكرد تپ چنجر:

برای عملكرد تپ چنجر و تغییر وضعیت تپ ها و به دنبال آن تغییر نسبت تبدیل ترانسفورماتور و افزایش و یا كاهش ولتاژ شبكه ابتدا فرمان لازم بصورت محلی یا از راه دور بنا به تشخیص رگلاتور ولتاژ (AVR) و یا تصمیم اپراتور به موتور درایو داده میشود. این فرمان از طریق محورهای عمودی و افقی و جعبه دنده های مربوطه به تپ سلكتور ( یا سلكتور سوئیچ ) منتقل میگردد . پس از انتخاب تپ مورد نظر توسط تپ سلكتور كه در شرایط بدون بار انجام میشود دایورتر سوئیچ نسبت به انتقال جریان از یك تپ به تپ بعدی عمل مینماید. زمان كل عملكرد تپ چنجر معمولاً” از 3 الی 5/5 ثانیه میباشد كه از این زمان فقط در حدود 40 تا 180 میلی ثانیه آن كه بستگی به نوع تپ چنجر و كارخانه سازنده آن دارد صرف تغییر از یك تپ به تپ بعدی خواهد شد . عملكرد دایورتر سوئیچ توسط فنرهای شارژ شده و به كمك مقاومتهای گذرا و با سرعت بسیار زیاد انجام میپذیرد . باید اضافه نمود كه سرعت عملكرد تپ چنجر در تغییر تپ كاملاً” مستقل از سرعت موتور درایو میباشد و بستگی به سرعت تخلیه انرژی ذخیره شده در فنر دارد . موتور درایو بطور خودكار پس از اتمام تغییر تپ متوقف میگردد كه به این نوع كار عملكرد پله – پله ای میگویند . چنانچه در ضمن عملكرد تپ چنجر برق موتور درایو قطع گردد سیستم متوقف شده و بلافاصله پس از وصل مجدد برق موتور درایو عملكرد خود را تا پایان تغییر تپ ادامه خواهد داد . در حقیقت فرمان تپ چنجر غیر قابل برگشت بوده و حتماً توقف پس از هر عملكرد وجود خواهد داشت .نیروی محركه تپ چنجر ( موتور درایو ) عملكرد تپ چنرها توسط فرمانی كه به موتور درایو داده میشود ( از طریق رگولاتور ولتاژ و یا فرمان دستی توسط اپراتور) انجام میپذیرد . گردش موتور محرك موتور درایو باعث چرخش محورهای عمودی و افقی و نهایتاً” گردش درایو شفت و انتقال حركت به تپ سلكتور و دایورتر سوئیچ میگردد .موتور درایو شامل موتور محرك – چرخ دنده ها – رله های فرمان و كنترل و سایر متعلقات مربوطه بوده و در روی بدنه ترانسفورماتور نصب میگردد و فرمان آن بصورت پله – پله ای و غیر قابل برگشت میباشد و هر عملكرد موتور درایو مستلزم صدور فرمان از طریق رگولاتور ولتاژ و یا فرمان دستی توسط اپراتور خواهد بود .كلیه موتور درایوها دارای سیستمهای حفاظتی از جمله جریان زیاد و جلوگیری از over run شدن تپ چنجر و ممانعت از فرمان اتوماتیك در حالیكه در حالت عملكرد دستی است می باشد.

حفاظتهای تپ چنجر و چگونگی تنظیم آنها:

معمولاً هر گونه اتصالی در دایورتر سوئیچ انرژی الكتریكی را بصورت بروز جرقه به حرارت تبدیل مینماید كه این حرارت باعث سوختن روغن و ایجاد انفجار در مخزن روغن تپ چنجر میگردد . میزان انرژی آزاد شده بستگی به عوامل مختلف از جمله قدرت اسمی ترانسفورماتور – جریان اسمی دایورتر سوئیچ- سطح اتصال كوتاه در شبكه و غیره دارد. حفاظتهای تپ چنجر طوری طراحی میشود كه به انرژی آزاد شده در اثر اتصالیها از مقادیر كم تا مقادیر زیاد پاسخ دهد. این حفاظتها باید به نحوی باشد كه برای هر اتصالی در داخل دایورتر سوئیچ ترانسفورماتور را توسط دیژنكتورها از شبكه جدا نمایند تا از بروز هر گونه حادثه ای برای ترانسفورماتور جلوگیری گردد .ترانسفورماتور نباید قبل از بازرسی تپ چنجر و اطلاع از دلیل عملكرد رله مجدداً در مدار قرار گیرد .

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

تپ چنجر هاي قابل تغيير زير بار از چند قسمت مختلف تشکيل شده اند:

1. Motor Drive: جعبه موتور بروي بدنه ترانسفورماتور نصب است و حرکت موتور آن به جعبه دنده و از آنجا به قسمت ديگر تپ چنجر منتقل مي شود. به منظور تنظيم تپ ها و تغيير در گردش موتور و سيستمهاي کنترل از راه دور و دادن فرامين از دور و نزديک و قرائت مقدار تپ در داخل اين جعبه اداوات مختلفي نصب گرديده همچون کنتاکتور ها ، سوئيچ هاي محدود کننده ، بي متال ، رله کنترل فاز ، هيتر ، نشان دهنده ها ، جعبه دنده و .. .
2. مکانيزم انتقال حرکت : حرکت موتور چه در جهت کاهش دور سيم پيچ و چه در جهت افزايش دور پس از موتور به جعبه دنده ها و از آنجا توسط محورهاي رابط به قسمت داخلي مکانيزم تغيير تپ، منتقل ميشود.
3. Diverter Switch: کليد برگردان ، مکانيزمي است که محرک اصلي آن قدرت فنري است که در آن تعبيه شده است و در محفظه حاوي روغن ترانس (که البته با روغن تانک اصلي در ترانس ايزوله است) قرار دارد.
4. :Tap Selector کليد انتخاب تپ، در قسمت زيرين محفظه کليد برگردان قرار دارد و از تعدادي کنتاکت لغزشي تشکيل شده است. محفظه کليد برگردان و کليد انتخاب تپ به يکديگر متصل بوده و تشکيل يک واحد را مي دهند که به قسمت در پوش بالائي ترانسفورماتور از طريق سر تپ چنجر آويزان مي باشد.

در تپ چنجرهاي زير بار چيزي که اهميت دارد پيوسته بودن جريان در مدار است که حتي نبايد لحظه اي مسير بار قطع گردد. جهت پيشبرد اين روند ، در لحظه تغيير تپ چه اتفاقي مي افتد که مسير بار قطع نميشود؟ در دايورتر سوئيچ دو کنتاکت کمکي در طرفين کنتاکت اصلي قرار دارد که در زمان تغيير تپ ابتداي امر کنتاکت کمکي اول به تپ ديگر چسبيده و اجازه مي دهد کنتاکت اصلي جدا شود در ادامه کنتاکت کمکي دوم جاي کنتاکت اصلي مي نشيند و در اين حالت کنتاکت اصلي کاملاً آزاد است و سپس کنتاکت کمکي اول آزاد شده و جايش را به کنتاکت اصلي ميدهد و کنتاکت کمکي دوم نيز آزاد ميشود .در طول اين زمان مسير کاملاً بسته مي ماند و باز نميشود. کل اين فرايند در کسري از ثانيه انجام مي پذيرد تا باعث تجزيه روغن تپ چنجر نشود و حداقل آرک بوجود آيد. سيم پيچهاي قابل تغيير در ترانس از دو قسمت جداگانه تشکيل شده اند ، يک قسمت سيم پيچ اصلي است و قسمت ديگر سيم پيچ تنظيم ولتاژ. نحوه اتصال سيم پيچ اصلي و سيم پيچ تنظيم به سه طريق زير انجام مي گردد:

1- سيم پيچ تنظيم خطي Regulation Linear Winding

2- سيم پيچ تنظيم با اتصال معکوس Reversing – Puls/Minus Winding

3- سيم پيچ تنظيم با اتصال کورس – فاين Regulation Coarse/Fine Winding

در اتصال نوع اول تعداد سيم پيچ هاي خروجي از سيم پيچ تنظيم ولتاژ زياد بوده ( به تعداد تپ ها ) در نتيجه اين نوع سيم پيچ را در مواقعي که نياز به دامنه تنظيم ولتاژ کم است مورد استفاده قرار مي گيرد. ولي در انواع دوم و سوم بعلت استفاده از يک کليد اضافي ( Changer Over Switch ) ميتوان دامنه تغييرات ولتاژ را با همان تعداد سيم پيچ تنظيم ولتاژ تا دو برابر افزايش داد. استفاده از هر کدام از سيم پيچ ها بسته به عواملي همچون حد اکثر ولتاژ سيستم، امپدانس داخلي ترانس ، سطح عايقي پايه و ساختمان خود تپ چنجر دارد. آرايش نوع اول بيشتر در سيستمهاي سه فاز در ترانس هاي 63 کيلو ولت استفاده ميشود. آرايش نوع دوم و سوم در سيستهاي سه فاز 230 کيلو ولت و بالاتر مورد استفاده است. در نوع دوم مي توان از تپ چنجرهاي دو پل و تک پل استفاده کرد اما در انواع اول و سوم ميتوان از سه تپ چنجر تک پل تا 230 کيلو ولت نيز استفاده نمود. تعداد تپ ها معمولا فرد هستند بدين صورت که تپي را نرمال فرض کرده و به تعداد برابر تپ بالاتر از نرمال و به همان تعداد پائين تر از نرمال تپ جهت تغيير تعبيه شده است. مثلاً اگر تعداد تپ ترانسي 19 است تپ نرمال آن (2 / ( 1 – 19 )) يعني 10 است و تعداد 9 تپ جهت بالاتر از نرمال و تعداد 9 تپ زير حالت نرمال تعبيه شده است. در زماني که ولتاژ خروجي زير حالت نرمال باشد تپ را افزايش ميدهند در اين حالت بايد دقت داشت که افزايش عددي تپ يعني کم شدن تعداد دور سيم پيچ هاي تنظيم ولتاژ.

مدار آشکار ساز ولتاژ و جریان تپ چنجر سنسور آشکارساز و یکسوسازی ولتاژجریان برق تک و سه فاز

Detector and Rectifier Sensor Single-phase and three-phase power supply

کاربرد دیود به عنوان یک سوساز:

مدارهای یک سوکننده ی دیودی مدارهای هستند که ولتاژ متناوب را به ولتاژ مستقیم ، یک طرفه تبدیل می نمایند زیرا دیود از یک طرف جریان را عبور می دهد و از جهت دیگر، جریان قطع است. عنصر اصلی مدارهای یک سو کننده دیود است به طور کلی سه نوع یک سو کننده ی تک فاز وجود دارد.

یکسوکننده ی نیم موج:

ساده ترین مداری که به کمک آن می توان جریان متناوب را به جریان یک طرفه تبدیل نمود یک سو کننده ی نیم موج است. علامت GND نشان دهند اتصال زمین است. تمام اتصال زمین ها در یک مدار به وسیله خطوط ارتباطی به هم وصل هستند.

طرز کار یک سو کننده ی نیم موج:

با توجه به شکل زیر در زمان t0 تا t1 یعنی در نیم سیکل مثبت موج ورودی، آند دیود مثبت است و اگر دیود ایده آل فرض شود دیود مانند یک کلید وصل بوده و جریان در مدار جاری می شود، و در دو سر بار RL افت ولتاژی مطابق شکل موج ورودی پدید می آید.

نمونه برداری جریان تک و سه فاز مجزا:

در بعضی از مدارات الکترونیکی اندازه گیری بعضی المان ها مانند جریان یک قطعه کاری سخت می شود، یکی از این روش ها استفاده از سنسور جریان می باشد که با عبور جریان این آی سی قدرت اندازه گیری جریان را دارد و کار بسیاری از مهندسان برق و الکترونیک را راحت تر می کند. نحوه عملکرد این سنسور آن است که با عبور جریان در حالت AC و یا DC سیگنالی متناسب و مشخص تولید می کند که این سیگنال ممکن است خروجی دیجیتال، ولتاژ یا جریان آنالوگ باشد. سپس با استفاده از یک آمپرمتر می توان جریان عبوری را از این قطعه اندازه گیری کرد. جریانی که می خواهیم اندازه بگیریم ممکن است از نوع AC یا DC باشد. البته به جز سنسور جریان می توان از روش های مختلفی مانند زیر استفاده کرد:

1- استفاده از سنسورهای اثر هال که بر اساس اثر هال کار میکند بدین صورت که اگر جریانی از یک رسانا در جهت عمود بر میدان مغناطیسی اعمال شده عبور کند دارای اختلاف پتانسیل میان رخ های عمود بر جهت جریان و میدان مغناطیسی خواهد شد.

2- از روش های دیگر استفاده از ترانسفورماتور یا مدار کلمپ جریان ، استفاده از مقاومت که با اندازه گیری ولتاژ دو سر مقاومت می توان جریان آن را حساب کرد.

3- به کمک سنسور جریان فیبر نوری که روش جدیدی در اندازه گیری جریان می باشد نیز قادر به اندازه گیری آن می باشید. از دیگر روش های دیگر و شاید یکی از بهترین و ساده ترین مدارات الکترونیکی، آی سی های مخصوص در الکترونیک می باشد. این سنسورها انواع مختلفی دارند که دارای کاربردهای زیاد می باشند.

عملکرد سنسور ACS712xx و اندازه گیری جریان با آن:

سنسور ACS712 قطعه‌ای برای اندازه گیر جریان AC و DC با ایزولاسیون دربرابر ولتاژ تا 1.2KVRMS با مقاومت داخلی خیلی کم که مناسب کاربرد در صنعت برق ، مخابرات و… می‌باشد. نحوه عملکرد سنسور ACS712 بدین صورت می‌باشد که جریان موردکنترل را از پایه مورد نظر آن عبور میدهند و سنسور مانند آمپر متر به صورت سری در مسیر جریان عبوری قرار می گیرد و از خروجی به دست آمده از سنسور می‌توان مقدار جریان عبوری را بدست آورد.

ویژگی های سنسور acs712

پروژه نوشته شده به زبان C برای میکروکنترلر AVR مدل ATMEGA32 می باشد، که به صورت هوشمند قابلیت تشخیص جریان AC از DC را دارد. سنسور های جریان ACS712 که در اینترنت پیشنهاد داده شده برای استفاده آسان با میکروکنترلر ها مانند آردوینو طراحی شده اند. این سنسور ها بر پایه ی چیپ قدیمی ACS712ELC هستند. همچنین سنسور ACS712 با مقادیر مقیاس کامل مختلفی مانند ۵ آمپر ، ۲۰ آمپر و ۳۰ آمپر در بازار موجود می‌باشند که پایه و اساس طرز کار هر یک از این سنسور‌ها یکسان است. تنها تفاوت موجود ؛ ضریب مقیاسی است که در خروجی تحویل می‌دهد و به عنوان جزئیات در جدول زیر آمده است:

1. نویز کم در مسیر جریان آنالوگ
2. پهنای باند دستگاه با فیلتر جدیدی ارائه شده است.
3. حداکثر تاخیر ۵ میکرو ثانیه از زمان ورود جریان به مدار تا قرار گرفتن مقدار در خروجی آی سی
4. حداکثر خطا خروجی در دمای ۲۵ درجه ۱٫۵ درصد می‌باشد.
5. اندازه کوچک و نصب سطحی
6. مقاومت داخلی ۱٫۲ میلی اُهم
7. حداقل ایزولاسیون بین پایه ۱-۴ تا پایه ۵-۸ برابر ۲٫۱ kVRMS است.
8. ولتاژ کاری ۵ ولت
9. حساسیت ولتاژ خروجی بین ۶۶ تا ۱۸۵ میلی ولت بر آمپر
10. ولتاژ خروجی نسبی به ازای جریان AC و DC
11. ولتاژ افست خروجی به شدت پایدار
12. عدم هیسترزیس مغناطیسی ، حدود صفر

عمل کرد سنسور ACS712 بر اساس اثر هال می‌‌باشد. ولتاژ خروجی آن به صورت خطی متناسب با جریان تغییر می‌کند.حداکثر فرکانس عملیاتی 80KHZ می باشد و زمان تغییر خروجی آن ۵ میکرو ثانیه می باشد. خطا حداکثر ۱٫۵% در دمای ۲۵ درجه می باشد .

سنسور جریان بکار رفته درپروژه با شماره ACS712TELC 30A می باشد:

نوع اثر هال: خطی حداکثر فرکانس عملیاتی : 80KHZ زمان تغییر خروجی فقط 5 میکرو ثانیه خطا حداکثر 1.5% در دمای 25 درجه میزان حساسیت 185 میلی ولت بر آمپر اندازه گیری جریان از -30 آمپر تا +30 آمپر توانایی اندازه گیری جریان مستقیم و متناوب دمای کاری از -40 درجه تا 85 درجه سانتیگراد

مدار داخلی تراشه ACS712

سنسور جریان در مسیر جریان مدار مورد نظر ما قرار می گیرد و به این صورت میتوانیم اطلاعات را دریافت کنیم آشنایی با پایه های سنسور

پایه ۱ و ۲ : ورودی جریان عبوری می باشند که به هم اتصال کوتاه می شوند.

پایه ۱ و ۲ : ورودی جریان عبوری می باشند که به هم اتصال کوتاه می شوند.

پایه ۵ : اتصال زمین

پایه ۶ : پایه فیلتر سنسور که با یک خازن ۱ نانوفاراد به زمین متصل می گردد

پایه ۷ : پایه خروجی که تغییرات جریان را به صورت ولتاژ نشان می دهد.

پایه ۸ : تغذیه سنسور که برای کارکرد بهتر سنسور با یک خازن ۱۰۰ نانوفاراد به زمین وصل میکنیم

مدارهای کاربردی با استفاده از سنسور این مدار بهره را به ۶۱۰ میلی ولت آمپر افزایش می دهد کاربرد اصلاح برای مبدل آنالوگ به دیجیتال جریان کشی بیش از حد ۱۰ آمپر را مشخص می کند مدار راه انداز سنسور با استفاده از میکروکنترلر ATMEGA32 سنسور ها در آمپر های مختلف تولید میگردد که ما در این مدار از نوع 3۰ آمپر استفاده کردیم برنامه 3 خروجی تصحیح شده. نرم افزار 3.3 V مقیاس و اصلاح برای مبدل های A به D. جایگزین راه حل های ترانسفورماتور جریان با ساده تر مدار C1 یک تابع ACS از مقاومت بار و فیلتر مورد نظر است. R1 را می توان حذف کرد اگر طیف کامل مورد نظر است. مقدار خازن c1 باید بر اساس حساسیت مدنظر انتخاب شود.

• در صورتی که همانند شکل فوق متصل شود ولتاژ خروجی ماژول از ۲٫۵ ولت بیشتر می‌شود و همواره با افزایش جریان ولتاژ خروجی نیز افزایش پیدا می‌کند .

• در صورتی که بالعکس متصل شود ، خروجی ماژول از ۲٫۵ ولت کمتر می‌شود با افزایش جریان همواره ولتاژ خروجی نیز کمتر می‌شود. زیرا همانطور که در جدول شماره ۱ گفته شد ، ماژول ACS712 مدل ۵ آمپر به ازای هر آمپر ، ۱۸۵ میلی‌ولتاژ خروجیش افزایش پیدا می‌کند.و همانطور که میدانیم در جریان ۰ آمپر نیز خروجی مازول برابر ۲٫۵ ولت می‌باشد . پس جریان خروجی برابر است با :

نحوه تنظیم نمودن پارامتر های مدار تپ چنجر:

برای تنظیم هر یک از فرآیندهای کنترل مدار مدنظر ابتدا باید کلیدی را فشورد که چارت کاکرد کلید های بکار رفته شده در مدار بصورت نمودار در شکل زیر آورده شده:

همانطور که مشاهده می نمائید تنظیمات شامل کلید های بالا به ترتیب می باشد باز برای درک بهتر از تصویر حقیقی تنظیم هر فرایند به ترتیب زیر استفاده می کنیم در شکلهای زیر به پیغام های نمایش داده شده توجه داشته باشید:

• تنظیم حدهای ولتاژ و جریان و تپ ها:

1- کلید Setting را بفشارید پیغام زیر نمایش داده می شود از این مقدار کمتر شود ولتاژ مدار واکنش نشان دهد و تپ چنجر تغییر حالت بدهد:

• کلید Up افزایش میزان ولتاژ زیاد حد تا 1-100

• کلید Down کاهش میزان ولتاژ کم حد 0-99

با زدن کلید Setting تنظیمات وارد شده ذخیره خواهد شد

2- کلید Setting را بفشارید پیغام زیر نمایش داده می شود و تنظیمات هر بار ذخیره می شود

• کلید Up افزایش میزان ولتاژ زیاد حد تا 1-100

• کلید Down کاهش میزان ولتاژ کم حد تا 0-99

با زدن کلید Setting تنظیمات وارد شده ذخیره خواهد شد

4- کلید Setting را بفشارید پیغام زیر نمایش داده می شود که مقدار افزایش یا کاهش هر ولتاژ را مشخص می کند مثلا اگر ولتاژ پایین برابر با 64کیلوولت بود 64000V و عدد تنظیم شده 1000 باشد می شود 64000-1000= 63000V-- > 63KV تب اول هست

• کلید Up افزایش میزان ولتاژ تپ حد تا 1-10000

• کلید Down کاهش میزان ولتاژ تپ حد تا 0-9999

با زدن کلید Setting تنظیمات وارد شده ذخیره خواهد شد

5- کلید Setting را بفشارید پیغام زیر نمایش داده می شود که مقدار تعداد تپ های قابل بررسی را مشخص می کند مثلا اگر 11 باشد می شود 11-1/2 = 5 +-

• کلید Up افزایش میزان تپ حد تا 1-15

• کلید Down کاهش میزان تپ حد تا 1-15

با زدن کلید Setting تنظیمات وارد شده ذخیره خواهد شد

6- کلید Setting را بفشارید پیغام زیر نمایش داده می شود از این مقدار کمتر شود جریان، مدار واکنش نشان دهد و تپ چنجر تغییر حالت بدهد:

و.....

راهنمای کامل و گزارشکار آماده و تایپ شده در Microsoft Office Word به تعداد 189 صفحه همراه پروژه ارائه خواهد شد.

برای دیدن در ابعاد واقعی بر روی عکس کلیک کنید.

نکته: آموزش طراحی و برنامه نویسی تراشه میکروکنترلر AVR به زبان C و توضیح خط به خط برنامه به همراه پروژه برای شما ارسال خواهد شد نمونه ای از بخش های این فایل راهنما در شکل ها آورده شده است:

 

---

(( سفارش پروژه ))

برای سفارش این برنامه با همین شکل و اجزاء و یا تغییر برنامه مورد نظر به دلخواه خود می توانید از روش های زیر اقدام نمائید، کد سفارش پروژه را ارسال کنید:

هزینه طراحی: SMS-> 0911 831 50 58

کد سفارش پروژه: 103p89

سفارش پروژه >>> Project-esisis.com/Content

---

برای ارتباط با مدیر سایت از لینکهای زیر استفاده کنید

آدرس کانال سایت در تلگرام : www.telegram.me/Electronic_iran

آیدی جهت ارتباط در تلگرام: @Electronic_iran

 

---