در دنیای ترانسفورماتور، اصطلاحات "لوپ تغذیه" و "تغذیه شعاعی" معمولاً با چیدمان بوش HV برای ترانسفورماتورهای padmount محفظه همراه است. با این حال، این اصطلاحات از ترانسفورماتورها سرچشمه نمی گیرند. آنها از مفهوم گسترده تر توزیع توان در سیستم های الکتریکی (یا مدارها) می آیند. ترانسفورماتور ترانسفورماتور تغذیه حلقه نامیده می شود زیرا پیکربندی بوش آن برای یک سیستم توزیع حلقه تنظیم شده است. همین امر در مورد ترانسفورماتورهایی که ما آنها را به عنوان تغذیه شعاعی طبقه بندی می کنیم صدق می کند - طرح بوش آنها معمولاً برای سیستم های شعاعی مناسب است.
از بین دو نوع ترانسفورماتور، نسخه تغذیه حلقه سازگارترین است. یک واحد تغذیه حلقه می تواند هر دو پیکربندی سیستم شعاعی و حلقه را در خود جای دهد، در حالی که ترانسفورماتورهای تغذیه شعاعی تقریباً همیشه در سیستم های شعاعی ظاهر می شوند.
سیستم های توزیع خوراک شعاعی و حلقه ای
هدف هر دو سیستم شعاعی و لوپ انجام یک کار است: ارسال توان ولتاژ متوسط از یک منبع مشترک (معمولاً یک پست) به یک یا چند ترانسفورماتور کاهنده که بار را تامین می کند.
تغذیه شعاعی ساده‌تر از این دو است. دایره ای را با چندین خط (یا رادیان) تصور کنید که از یک نقطه مرکزی حرکت می کنند، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. این نقطه مرکزی منبع قدرت را نشان می دهد و مربع های انتهای هر خط نشان دهنده ترانسفورماتورهای کاهنده است. در این راه اندازی، هر ترانسفورماتور از یک نقطه در سیستم تغذیه می شود و اگر منبع تغذیه برای تعمیر و نگهداری قطع شود، یا در صورت بروز خطا، کل سیستم خاموش می شود تا مشکل برطرف شود.
شکل 1: نمودار فوق ترانسفورماتورهای متصل در یک سیستم توزیع شعاعی را نشان می دهد. نقطه مرکزی منبع انرژی الکتریکی را نشان می دهد. هر مربع نشان دهنده یک ترانسفورماتور منفرد است که از همان منبع تغذیه تغذیه می شود.
شکل 2: در یک سیستم توزیع خوراک حلقه، ترانسفورماتورها می توانند از منابع متعدد تغذیه شوند. اگر خرابی کابل فیدر در مقابل باد منبع A رخ دهد، سیستم ممکن است توسط کابل های فیدر متصل به منبع B بدون افت قابل توجه سرویس تغذیه شود.
در یک سیستم حلقه، برق را می توان از دو یا چند منبع تامین کرد. به جای تغذیه ترانسفورماتورها از یک نقطه مرکزی مانند شکل 1، سیستم حلقه نشان داده شده در شکل 2 دو مکان مجزا را ارائه می دهد که ممکن است برق از آنها تامین شود. اگر یک منبع تغذیه آفلاین شود، دیگری می تواند به تامین برق سیستم ادامه دهد. این افزونگی تداوم خدمات را فراهم می کند و سیستم حلقه را برای بسیاری از کاربران نهایی مانند بیمارستان ها، پردیس های دانشگاهی، فرودگاه ها و مجتمع های صنعتی بزرگ به گزینه مطلوب تبدیل می کند. شکل 3 نمای نزدیک از دو ترانسفورماتور نشان داده شده در سیستم حلقه از شکل 2 را نشان می دهد.
شکل 3: نقشه بالا دو ترانسفورماتور تنظیم شده تغذیه حلقه را نشان می دهد که در یک سیستم حلقه به هم متصل شده اند و امکان تغذیه از یکی از دو منبع تغذیه وجود دارد.
تمایز بین سیستم های شعاعی و حلقه ای را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:
اگر یک ترانسفورماتور فقط از یک نقطه مدار برق دریافت کند، آنگاه سیستم شعاعی است.
اگر یک ترانسفورماتور قادر به دریافت توان از دو یا چند نقطه در یک مدار باشد، سیستم حلقه است.
بررسی دقیق ترانسفورماتورها در یک مدار ممکن است به وضوح نشان دهد که سیستم شعاعی یا حلقه ای است. همانطور که در ابتدا اشاره کردیم، هم ترانسفورماتور تغذیه حلقه و هم ترانسفورماتور تغذیه شعاعی را می توان برای کار در هر یک از پیکربندی های مدار پیکربندی کرد (اگرچه باز هم، دیدن ترانسفورماتور تغذیه شعاعی در یک سیستم حلقه نادر است). یک طرح الکتریکی و تک خطی بهترین راه برای تعیین طرح و پیکربندی سیستم است. همانطور که گفته شد، با نگاهی دقیق تر به پیکربندی بوشینگ اولیه ترانسفورماتورهای تغذیه شعاعی و حلقه، اغلب می توان نتیجه گیری کاملاً آگاهانه ای در مورد سیستم گرفت.
تنظیمات بوش تغذیه شعاعی و حلقه
در ترانسفورماتورهای padmount، تمایز اصلی بین تغذیه شعاعی و حلقه در پیکربندی بوشینگ اولیه/HV (سمت چپ کابینت ترانسفورماتور) نهفته است. در یک تغذیه اولیه شعاعی، یک بوش برای هر یک از سه هادی فاز ورودی وجود دارد، همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است. این طرح اغلب در جایی یافت می شود که تنها یک ترانسفورماتور برای تغذیه کل سایت یا تاسیسات مورد نیاز است. همانطور که در ادامه خواهیم دید، ترانسفورماتورهای تغذیه شعاعی اغلب برای آخرین واحد در یک سری از ترانسفورماتورهای متصل به هم با تغذیه اولیه حلقه استفاده می شوند (شکل 6 را ببینید).
شکل 4:پیکربندی های تغذیه شعاعی برای یک خوراک اولیه ورودی طراحی شده اند.
حلقه های خوراک اولیه به جای سه بوش، شش بوش دارند. رایج ترین چیدمان به عنوان یک حلقه V با دو مجموعه از سه بوش پلکانی شناخته می شود (شکل 5 را ببینید) - سه بوش در سمت چپ (H1A، H2A، H3A) و سه در سمت راست (H1B، H2B، H3B)، همانطور که مشخص شد. در IEEE Std C57.12.34.
شکل 5: یک پیکربندی خوراک حلقه امکان داشتن دو فید اصلی را ارائه می دهد.
رایج ترین کاربرد برای یک شش بوش اولیه، اتصال چندین ترانسفورماتور تغذیه حلقه به یکدیگر است. در این راه‌اندازی، خوراک ابزار ورودی به اولین ترانسفورماتور در صف آورده می‌شود. مجموعه دوم کابل ها از بوش های سمت B واحد اول تا بوش های سمت A ترانسفورماتور بعدی این سری اجرا می شود. این روش زنجیربندی دو یا چند ترانسفورماتور پشت سر هم به عنوان "حلقه" ترانسفورماتورها (یا "ترانسفورماتورهای حلقه ای با هم") شناخته می شود. مهم است که تمایز بین یک "حلقه" (یا زنجیره دیزی) از ترانسفورماتورها و تغذیه حلقه ایجاد شود زیرا به بوشینگ ترانسفورماتور و سیستم های توزیع برق مربوط می شود. شکل 6 یک مثال کامل از یک حلقه ترانسفورماتور نصب شده در یک سیستم شعاعی را نشان می دهد. اگر برق در منبع قطع شود، هر سه ترانسفورماتور آفلاین خواهند بود تا زمانی که برق دوباره برقرار شود. توجه داشته باشید، بررسی دقیق واحد تغذیه شعاعی در سمت راست، یک سیستم شعاعی را نشان می‌دهد، اما اگر فقط به دو واحد دیگر نگاه کنیم، این موضوع چندان واضح نخواهد بود.
شکل 6: این گروه از ترانسفورماتورها از یک منبع واحد تغذیه می شوند که از اولین ترانسفورماتور سری شروع می شود. تغذیه اولیه از طریق هر ترانسفورماتور در ردیف به واحد نهایی که در آن خاتمه می یابد منتقل می شود.
فیوزهای سرنیزه جانبی اولیه داخلی را می توان به هر ترانسفورماتور اضافه کرد، همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است. فیوز اولیه یک لایه حفاظتی اضافی برای سیستم الکتریکی اضافه می کند - به خصوص زمانی که چندین ترانسفورماتور متصل به هم به طور جداگانه ذوب شوند.
شکل 7:هر ترانسفورماتور دارای محافظ داخلی خود در برابر جریان اضافه است.
اگر یک خطای جانبی ثانویه در یک واحد رخ دهد (شکل 8)، فیوز اولیه جریان اضافه جریان در ترانسفورماتور معیوب را قبل از اینکه بتواند به بقیه واحدها برسد قطع می کند و جریان عادی به عبور از واحد خطا ادامه می دهد. ترانسفورماتورهای باقی مانده در مدار این امر زمان خرابی را به حداقل می رساند و هنگامی که چندین واحد در یک مدار انشعاب به یکدیگر متصل می شوند، خرابی به یک واحد منتقل می شود. این راه‌اندازی با حفاظت جریان اضافه داخلی ممکن است در سیستم‌های شعاعی یا حلقه‌ای مورد استفاده قرار گیرد – در هر صورت، فیوز خروجی واحد معیوب و باری را که از آن استفاده می‌کند جدا می‌کند.
شکل 8: در صورت بروز خطای سمت بار در یک واحد در یک سری از ترانسفورماتورها، فیوز جانبی اولیه واحد معیوب را از سایر ترانسفورماتورهای موجود در حلقه جدا می‌کند و از آسیب بیشتر جلوگیری می‌کند و امکان عملکرد بدون شکست را برای بقیه سیستم فراهم می‌کند.
یکی دیگر از کاربردهای پیکربندی بوشینگ تغذیه حلقه، اتصال دو منبع تغذیه جداگانه (Feed A و Feed B) به یک واحد واحد است. این شبیه به سناریوی قبلی در شکل 2 و شکل 3 است، اما با یک واحد. برای این کاربرد، یک یا چند کلید انتخابی چرخشی غوطه‌ور در روغن در ترانسفورماتور نصب می‌شود که به واحد اجازه می‌دهد تا در صورت نیاز بین دو تغذیه متناوب شود. پیکربندی‌های خاص امکان سوئیچینگ بین هر منبع تغذیه را بدون اتلاف لحظه‌ای توان به بار در حال ارائه می‌دهد - یک مزیت مهم برای کاربران نهایی که به تداوم خدمات الکتریکی اهمیت می‌دهند.
شکل 9: نمودار بالا یک ترانسفورماتور تغذیه حلقه را در یک سیستم حلقه با امکان تغذیه از یکی از دو منبع تغذیه نشان می دهد.
در اینجا نمونه دیگری از ترانسفورماتور تغذیه حلقه نصب شده در یک سیستم شعاعی است. در این وضعیت، کابینت اولیه تنها دارای یک مجموعه هادی است که روی بوشینگ های سمت A قرار گرفته اند، و مجموعه دوم بوشینگ های سمت B با کلاهک های عایق یا زانو گیر خاتمه می یابند. این آرایش برای هر برنامه تغذیه شعاعی که در آن فقط یک ترانسفورماتور در یک نصب مورد نیاز است ایده آل است. نصب دستگاه های محافظ ولتاژ بر روی بوشینگ های سمت B نیز پیکربندی استاندارد آخرین ترانسفورماتور در زنجیره یا سری از واحدهای تغذیه حلقه است (به طور معمول، حفاظت از نوسانات در آخرین واحد نصب می شود).
شکل 10: در اینجا نمونه ای از یک حلقه تغذیه اولیه با شش بوش است که در آن سه بوش دوم سمت B با زانو گیرهای جلویی مرده خاتمه می یابد. این پیکربندی برای یک ترانسفورماتور به تنهایی کار می کند، و همچنین برای آخرین ترانسفورماتور در یک سری از واحدهای متصل استفاده می شود.
همچنین می‌توان این پیکربندی را با یک تغذیه شعاعی با سه بوش با استفاده از درج‌های چرخشی (یا feedthru) تکرار کرد. هر ورودی ورودی به شما این امکان را می دهد که در هر فاز یک پایانه کابل و یک زانو گیر جلوی مرده نصب کنید. این پیکربندی با درج‌های ورودی، فرود مجموعه دیگری از کابل‌ها را برای کاربردهای سیستم حلقه ممکن می‌سازد، یا از سه اتصال اضافی می‌توان برای تغذیه ترانسفورماتور دیگر در یک سری (یا حلقه) واحد استفاده کرد. پیکربندی تغذیه با ترانسفورماتورهای شعاعی امکان انتخاب بین مجموعه جداگانه ای از بوش های سمت A و سمت B با سوئیچ های داخلی در ترانسفورماتور را نمی دهد، که آن را به یک انتخاب نامطلوب برای سیستم های حلقه تبدیل می کند. چنین واحدی را می توان برای راه حل موقت (یا اجاره ای) زمانی که ترانسفورماتور تغذیه حلقه به راحتی در دسترس نیست استفاده کرد، اما راه حل دائمی ایده آلی نیست.
شکل 11: درج‌های ورودی چرخشی ممکن است برای افزودن برقگیر یا مجموعه دیگری از کابل‌های خروجی به راه‌اندازی بوشینگ تغذیه شعاعی استفاده شوند.
همانطور که در ابتدا ذکر شد، ترانسفورماتورهای تغذیه حلقه به طور گسترده در سیستم های شعاعی مورد استفاده قرار می گیرند، زیرا همانطور که در شکل 10 در بالا نشان داده شده است می توان آنها را به راحتی برای عملکرد مستقل تجهیز کرد، اما به دلیل شش بوش بودن آنها تقریبا همیشه انتخاب انحصاری برای سیستم های حلقه هستند. طرح بندی با نصب کلید انتخابگر غوطه‌ور در روغن، می‌توان تغذیه‌های چند منبع را از کابینت اصلی واحد کنترل کرد.
اصل با کلیدهای سلکتور شامل شکستن جریان جریان در سیم پیچ های ترانسفورماتور درست مانند یک کلید روشن/خاموش ساده با قابلیت اضافی تغییر جهت جریان جریان بین بوشینگ سمت A و B است. ساده ترین پیکربندی سوئیچ انتخابگر برای درک، گزینه سوئیچ سه حالته است. همانطور که شکل 12 نشان می دهد، یک کلید روشن/خاموش خود ترانسفورماتور را کنترل می کند و دو کلید اضافی تغذیه سمت A و B را به صورت جداگانه کنترل می کنند. این پیکربندی برای تنظیمات سیستم حلقه (مانند شکل 9 بالا) که نیاز به انتخاب بین دو منبع جداگانه در هر زمان معین دارد، عالی است. همچنین برای سیستم‌های شعاعی با چندین واحد زنجیره‌ای با هم کار می‌کند.
شکل 12:نمونه ای از ترانسفورماتور با سه کلید دو حالته مجزا در سمت اصلی. این نوع سوئیچ انتخابگر ممکن است با یک سوئیچ چهار حالته نیز استفاده شود، با این حال، گزینه چهار حالته کاملاً همه کاره نیست، زیرا اجازه روشن/خاموش کردن خود ترانسفورماتور را صرف نظر از سمت A و A-side نمی دهد. تغذیه سمت B.
شکل 13 سه ترانسفورماتور را نشان می دهد که هر کدام دارای سه کلید دو حالته هستند. اولین واحد در سمت چپ دارای هر سه سوئیچ در وضعیت بسته (روشن) است. ترانسفورماتور در وسط دارای هر دو سوئیچ سمت A و B در موقعیت بسته است، در حالی که کلید کنترل سیم پیچ ترانسفورماتور در وضعیت باز (خاموش) است. در این سناریو، برق به باری که توسط اولین ترانسفورماتور و آخرین ترانسفورماتور گروه ارائه می شود، تامین می شود، اما به واحد میانی نمی رسد. سوئیچ های روشن/خاموش سمت A و B به طور جداگانه اجازه می دهند جریان جریان به واحد بعدی در صف انتقال داده شود، زمانی که کلید روشن/خاموش سیم پیچ ترانسفورماتور باز است.
شکل 13: با استفاده از کلیدهای چندگانه انتخابگر در هر ترانسفورماتور، واحد در مرکز ممکن است بدون اتلاف توان واحدهای مجاور، ایزوله شود.
تنظیمات سوئیچ ممکن دیگری نیز وجود دارد، مانند یک سوئیچ چهار موقعیت - که به نوعی سه سوئیچ دو حالته را در یک دستگاه (با چند تفاوت) ترکیب می کند. سوئیچ های چهار موقعیت به عنوان "سوئیچ های تغذیه حلقه" نیز شناخته می شوند زیرا آنها منحصراً با ترانسفورماتورهای تغذیه حلقه استفاده می شوند. کلیدهای تغذیه حلقه ممکن است در سیستم های شعاعی یا حلقه ای استفاده شوند. در یک سیستم شعاعی، از آنها برای جداسازی ترانسفورماتور از سایرین در یک گروه استفاده می شود.
نگاهی عمیق تر به کلیدهای تغذیه حلقه فراتر از محدوده این مقاله است و شرح مختصری از آنها در اینجا برای نشان دادن نقش مهم کلیدهای انتخابگر ترانسفورماتور داخلی در ترانسفورماتورهای تغذیه حلقه نصب شده در سیستم های شعاعی و حلقه ای استفاده می شود. برای اکثر مواقعی که یک ترانسفورماتور جایگزین در یک سیستم تغذیه حلقه مورد نیاز است، نوع سوئیچینگ مورد بحث در بالا مورد نیاز است. سه کلید دو حالته بیشترین تطبیق پذیری را ارائه می دهند و به همین دلیل، آنها یک راه حل ایده آل در ترانسفورماتور جایگزین نصب شده در یک سیستم حلقه هستند.
خلاصه
به عنوان یک قاعده کلی، یک ترانسفورماتور شعاعی نصب شده روی پد تغذیه معمولاً یک سیستم شعاعی را نشان می دهد. با یک ترانسفورماتور روی پد تغذیه حلقه، تعیین پیکربندی مدار می تواند دشوارتر باشد. وجود کلیدهای انتخابگر داخلی غوطه ور در روغن اغلب نشان دهنده یک سیستم حلقه است، اما نه همیشه. همانطور که در ابتدا ذکر شد، سیستم های حلقه معمولاً در جاهایی استفاده می شوند که تداوم خدمات مورد نیاز است، مانند بیمارستان ها، فرودگاه ها، و محوطه های دانشگاهی. برای تأسیسات حیاتی مانند اینها، تقریباً همیشه یک پیکربندی خاص مورد نیاز است، اما بسیاری از کاربردهای تجاری و صنعتی، انعطاف پذیری در پیکربندی ترانسفورماتور نصب شده بر روی پد را فراهم می کنند - به خصوص اگر سیستم شعاعی باشد.
اگر در کار با برنامه های کاربردی ترانسفورماتور روی پد تغذیه شعاعی و حلقه ای تازه کار هستید، توصیه می کنیم این راهنما را به عنوان یک مرجع در دسترس داشته باشید. با این حال، می دانیم که جامع نیست، بنابراین در صورت داشتن سؤال اضافی با ما در میان بگذارید. ما همچنین سخت کار می کنیم تا موجودی ترانسفورماتورها و قطعات خود را به خوبی ذخیره کنیم، بنابراین اگر نیاز به برنامه خاصی دارید به ما اطلاع دهید.
زمان ارسال: نوامبر-08-2024