∴ نحوه تنظیم ولتاژ در تپ چنجر از نوع معکوس (Reverse) در ترانسفورماتور فوق توزیع:
۳۰/۴۰MVA , 63/20kV , YNd11
ONAN/ONAF
🇩🇪 MR VV
🇮🇷 Iran Transfo
✅ فلش سبز: شماره تپ
🔹 فلش آبی: کلید تغییر وضعیت (چنج آور سلکتور)
🔺 فلش قرمز: انتخاب کننده تپ (تپ سلکتور)
🔸فلش زرد: تپ وسط (موقعیت K)
▪️ فلش مشکی: ولتاژ اولیه ترانسفورماتور: تنظیم ولتاژ در این ترانسفورماتور (و اغلب ترانسفورماتورهای شبکه) بصورت شار ثابت-ولتاژ متغیر (CFVV) است. یعنی با توجه به تغییرات ولتاژ اولیه، تعداد دور در سیم پیچی اولیه بگونه ای تغییر می کند که ولتاژ ثانویه ثابت باقی بماند در عین حال چگالی شار نیز ثابت باقی خواهد ماند.
⚠️ در عمل بسیاری از ترانسفورماتورهای شبکه برای تنظیم ولتاژ ثانویه استفاده می شوند که در این خصوص توضیح داده خواهد شد.
🔹نحوه تنظیم ولتاژ:
۱- ابتدا از بالای جدول شروع می کنیم: فرض کنید کلید تغییر وضعیت یا چنج آور سلکتور (فلش آبی) اتصال ۳ را به ۴ وصل کرده و تپ سلکتور (فلش قرمز) روی موقعیت ۱۳ (معادل تپ اول در جدولی که با فلش سبز مشخص شده) باشد. در این شرایط اگر مدار را دنبال کنیم می بینیم حداکثر تعداد دور در سیم پیچ تنظیم ولتاژ در مدار خواهد بود. مطابق اصل تساوی ولت بر دورها در طرفین ترانسفورماتور داریم:
U1/N1=U2/N2 ➡️ U2=N2.(U1/N1)
🔺درصورت افزایش ولتاژ در سمت اولیه (U1) و با توجه به ثابت بودن تعداد دور در ثانویه (N2) تعداد دور در سمت اولیه (N1) به مقداری زیاد خواهد شد که ولتاژ سمت ثانویه ثابت باقی بماند.
۲- با حرکت تپ سلکتور (فلش قرمز) از ۱۳ به سمت ۵ بخشی از سیم پیچ تنظیم ولتاژ از مدار خارج شده و تعداد دور موثر کاهش خواهد یافت.
۳- کلید تغییر وضعیت یا چنج آور سلکتور (فلش آبی) قابلیت تغییر وضعیت تحت بار را ندارد. برای رفع این مشکل تپ سلکتور (فلش قرمز) در موقعیت سه (معادل تپ ۱۰ یا تپ نامی) قرار گرفته (فلش زرد، موقعیت K) و در این حالت با توجه به خارج شدن سیم پیچ تنظیم ولتاژ از مدار امکان تغییر وضعیت کلید چنج آور (فلش آبی) که ۳ را به ۴ وصل می کرد به شرایط جدید که ۳ را به ۱۴ وصل می کند وجود دارد.
۴- در صورت کاهش ولتاژ سمت اولیه، تپ سلکتور (فلش قرمز) از موقعیت ۳ به موقعیت ۱۳ می رود. در این شرایط اگر مدار را دنبال کنیم خواهیم دید که جریان عبوری از سیم پیچ تنظیم ولتاژ در جهت عکس جریان عبوری از سیم پیچ اصلی قرار گرفته و تعداد دور «موثر» کاهش می یابد.
🔻در این حالت مطابق آنچه در ۱ ذکر شد با کاهش ولتاژ در اولیه تعداد دور در اولیه به میزانی کاهش پیدا خواهد کرد که ولتاژ سمت ثانویه ثابت باقی بماند.
۵- با کاهش بیشتر ولتاژ اولیه، تپ سلکتور (فلش قرمز) نیز به سمت پایین حرکت کرده و در موقعیت ۵ (معادل تپ ۱۹ در جدولی که با فلش سبز نشان داده شده است) کمترین تعداد دور «موثر» را خواهیم داشت.
⚠️با وجود اینکه در موقعیت ۵ (تپ نوزدهم) حداقل تعداد دور «موثر» را داریم ولی عملا جریان از کل سیم پیچ تنظیم ولتاژ عبور می کند به همین دلیل در این تپ مقدار تلفات بار و مقاومت dc حداکثر است (برابر با تپ یک در جدولی که با فلش سبز مشخص شده است). برای حل این مشکل از تپ چنجر نوع کورس فاین (درشت/ظریف) استفاده می شود که در پستهای آتی توضیح داده خواهد شد.
🔹 در بسیاری از ترانسفورماتورهای شبکه از تپ چنجر برای تنظیم ولتاژ در سمت ثانویه استفاده می شود. یعنی فرض می شود که ولتاژ اولیه ثابت است و به منظور کاهش افت ولتاژ ناشی از افزایش بار از تپ چنجر استفاده می شود. با فرض ثابت بودن ولتاژ در سمت اولیه، ولتاژهای ثانویه در تپهای اول و نوزدهم اینگونه محاسبه می شود:
🔹 ابتدا مطابق پلاک مشخصات نسبت تبدیل (نسبت ولتاژ) را در تپهای اول و نوزدهم محاسبه می کنیم:
تپ اول:
n=U1/U2=72.45/20=3.62
تپ نوزدهم:
n=53.55/20=2.68
✅ ولتاژ ثانویه در تپ های اول و نوزدهم با فرض ثابت بودن ولتاژ اولیه به راحتی قابل محاسبه است:
تپ اول:
U1/U2=3.6 ➡️ ۶۳/U2=3.6 ➡️ U2=17.5kV
تپ نوزدهم:
U1/U2=2.68 ➡️ ۶۳/U2=2.68 ➡️ U2=23.5kV
🔹 در صورت ثابت بودن ولتاژ اولیه (۶۳ کیلوولت) در صورتیکه ترانسفورماتور در تپ اول باشد ولتاژ خروجی ۱۷٫۵ کیلوولت، در تپ وسط ولتاژ خروجی ۲۰ کیلوولت و در تپ نوزدهم ولتاژ خروجی ۲۳٫۵ کیلوولت خواهد بود.
⚠️ گرچه تغییر تپ چنجر با فرض ثابت بودن ولتاژ اولیه و به منظور مقابله با افت ولتاژ ثانویه اقدامی معمول است ولی این کار با طراحی تپ چنجر بصورت CFVV (که توضیح داده شد) متناقض است. لذا بهتر است از رسیدن به تپهای انتهایی که در آن حداقل تعداد دور «موثر» در سمت اولیه است احتراز شود!