تپ چنجر ترانسفورماتور چیست؟

تپ چنجر قطعه ای است که نسبت تبدیل ترانسفورماتور را در چند پله کوچک تغییر می دهد تا ولتاژ خروجی ثابت بماند. شبکه برق همیشه ولتاژ یکسان ندارد. طول کابل، تغییر بار و افت ولتاژ باعث می شود ولتاژ پایین بیاید یا بالا برود. تپ چنجر با جابه جا کردن اتصال سیم پیچ روی دورهای مشخص این نوسان را جبران می کند. نتیجه این کار کیفیت تغذیه بهتر، کاهش داغی تجهیزات پایین دست و افزایش عمر مصرف کننده ها است. اگر در کارگاه یا ساختمان شما افت ولتاژ در ساعت های شلوغ رخ می دهد تپ چنجر دقیقا همان چیزی است که به صورت روزمره این مشکل را کم می کند.

انواع تپ چنجر و شیوه کار

تپ چنجر به دو گروه اصلی تقسیم می شود. نوع آفلود که به آن Off Circuit Tap Changer گفته می شود و نوع زیر بار که On Load Tap Changer نام دارد. نوع آفلود ساده تر است. در این مدل برای تغییر پله باید ترانسفورماتور را بی برق کرد و سپس دسته تپ را روی پله جدید قرار داد. این انتخاب برای سایت هایی مناسب است که ولتاژ شبکه پایدار است و فقط در زمان نصب یا بازدید دوره ای نیاز به تنظیم دارند. مسیر جریان در هنگام تغییر باز می شود تا جابه جایی بدون جرقه انجام شود. ساختار مکانیکی این مدل کم استهلاک و کم هزینه است و نگهداری آسانی دارد.

نوع زیر بار یا OLTC هنگام کار ترانسفورماتور پله ها را عوض می کند. در اینجا یک مکانیزم سوئیچینگ دقیق با کنتاکت های انتخاب و انتقال به همراه مقاومت یا رآکتور تعبیه می شود تا در لحظه عبور از یک پله به پله بعدی قوس الکتریکی کنترل شود. روغن مخصوص OLTC یا در محفظه جداگانه و یا در محفظه اصلی قرار دارد تا جرقه ها را مهار کند و گرما را بگیرد. محور محرک معمولا توسط موتور کوچک و سامانه فرمان خودکار حرکت می کند. یک رگولاتور ولتاژ با اندازه گیری ولتاژ پایین دست تصمیم می گیرد که پله بالاتر یا پایین تر شود. شما یک باند تنظیم تعریف می کنید و دستگاه تلاش می کند ولتاژ را در همان محدوده نگه دارد. این روش برای مراکز داده، بیمارستان ها، خطوط تولید حساس و شبکه هایی که نوسان ولتاژ محسوس دارند کاربردی است چون بدون قطع برق، اصلاح ولتاژ انجام می شود.

دامنه تپ معمولی به صورت چند پله مثبت و منفی تعریف می شود. مثلا محدوده به صورت مثبت پنج پله و منفی پنج پله با گام 1.25 درصد یا 2.5 درصد دیده می شود. این اعداد بسته به طراحی سیم پیچ و نیاز پروژه تعیین می شوند. اگر اختلاف ولتاژ شبکه زیاد است گام بزرگ تر کمک می کند اما دقت تنظیم کمتر می شود. اگر پایداری دقیق لازم دارید گام کوچک تر مناسب تر است. در همه حالت ها جابه جایی باید با سرعت کنترل شده انجام شود تا از ضربه ولتاژی جلوگیری شود. در مدل های پیشرفته حفاظت مکانیزم حرکت به صورت گشتاور محدود وجود دارد تا در صورت گیر کردن کنتاکت یا اشکال در دنده ها از آسیب جدی جلوگیری شود.

تپ چنجر ترانسفورماتور چیست؟

راهنمای انتخاب نصب و نگهداری تپ چنجر ترانسفورماتور

انتخاب تپ چنجر باید با شناخت دقیق پروفایل بار و کیفیت ولتاژ شبکه انجام شود. اگر شبکه شما پایدار است و فقط در زمان راه اندازی نیاز به هماهنگ سازی دارید نوع آفلود کافی است. این انتخاب هزینه خرید را پایین می آورد و نگهداری ساده تری دارد. اگر در طول روز نوسان محسوس دارید یا مصرف کننده های حساس به ولتاژ دارید نوع زیر بار انتخاب منطقی است. در این حالت حتما ظرفیت قطع کنتاکت ها، کیفیت روغن اختصاصی و کلاس عایقی محفظه را بررسی کنید. هماهنگی میان رگولاتور ولتاژ، ترانسفورماتور جریان یا ولتاژ نمونه برداری و تاخیر فرمان اهمیت دارد. اگر تاخیر کم باشد دستگاه مدام پله عوض می کند و استهلاک بالا می رود. اگر تاخیر زیاد باشد ولتاژ برای مدت طولانی خارج از محدوده می ماند. مقدار بهینه با آزمایش میدانی و ثبت داده ها به دست می آید.

در بخش نصب چند نکته ساده اما مهم تاثیر زیادی دارد. محور انتقال نیرو از جعبه محرک تا مکانیزم داخلی باید راستا و لقی مناسب داشته باشد تا در طول زمان گیر نکند. در مدل های روغنی مسیر تهویه و سطح روغن محفظه OLTC کنترل شود چون تکرار عملیات، گرما و گاز تولید می کند. حسگرهای موقعیت پله و نشان دهنده مکانیکی باید به گونه ای نصب شوند که اپراتور از بیرون بتواند پله فعلی را ببیند. در پروژه هایی با دو ترانسفورماتور موازی، تپ چنجر هر دو دستگاه باید همزمان و هم جهت تغییر کند تا جریان های چرخشی ایجاد نشود. هماهنگ سازی از طریق رله های فرمان مشترک یا تنظیمات Master و Follower انجام می شود. در اتاق های داخلی توجه به صدا و لرزش جعبه محرک نیز مهم است و در صورت نیاز از لرزش گیر استفاده می شود.

نگهداری پیشگیرانه تپ چنجر تفاوت های مهمی با نگهداری خود ترانسفورماتور دارد. در نوع آفلود تنها بازدید مکانیکی، تمیزکاری کنتاکت ها در سرویس دوره ای و کنترل عایق ها کافی است. در نوع زیر بار، تحلیل وضعیت کنتاکت ها، رسیدگی به روغن محفظه OLTC و کالیبراسیون سامانه فرمان باید در برنامه سالانه قرار گیرد. روغن OLTC به دلیل قوس های مکرر سریع تر از روغن مخزن اصلی پیر می شود و دوره تعویض کوتاه تری دارد. اگر بوی سوختگی یا تیره شدن بیش از حد دیده شد، بازدید فوری لازم است. بسیاری از سازندگان شمارنده تعویض پله دارند که تعداد عملیات را ثبت می کند. وقتی این عدد به حد توصیه شده رسید باید بازدید داخلی انجام شود. گشتاور پیچ های مکانیزم، فنرها و تماس های کشویی نیز باید طبق دستورالعمل سازنده کنترل شود تا حرکت پله ها نرم و کامل باشد.

چند اشتباه تکراری باعث کاهش عمر تپ چنجر می شود. نصب نامناسب حسگر ولتاژ و نمونه برداری از نقطه ای که نویز یا افت لحظه ای دارد باعث می شود رگولاتور تصمیم های زیادی در زمان کوتاه بگیرد و پله ها بی دلیل عوض شود. راه حل انتخاب نقطه نمونه برداری پایدار و تنظیم فیلتر زمانی است. در برخی پروژه ها تاخیر فرمان صفر تنظیم می شود تا ولتاژ همیشه در حد نامی بماند. این کار ظاهرا جذاب است اما استهلاک کنتاکت ها را بالا می برد. تاخیر منطقی و باند مرده کوچک، تعادل خوبی ایجاد می کند. آلودگی در محفظه OLTC و ورود رطوبت از درپوش ها یکی دیگر از مشکلات رایج است. هر بار که محفظه باز می شود باید با ابزار خشک و تمیز کار شود و زمان باز ماندن به حداقل برسد. عدم همزمانی در ترانس های موازی نیز مشکل ساز است. اگر جعبه های فرمان جداگانه تنظیم شده باشند اختلاف پله رخ می دهد و جریان های چرخشی بالا می رود. استفاده از ارتباط لینک شده یا تنظیم Master و Follower این ریسک را حذف می کند. در نهایت فراموش نکنید که هر تغییر پله زیر بار یک قوس کنترل شده ایجاد می کند. اگر بار غیر عادی و نزدیک به حد نامی دارید بهتر است در زمان های پیک، باند تنظیم را کمی بازتر کنید تا تعداد عملیات کاهش پیدا کند.

در جمع بندی اگر بخواهیم تپ چنجر را در یک جمله توصیف کنیم می توان گفت فرمانده کوچک اما اثرگذار ترانسفورماتور است. بدون آن کوچک ترین نوسان شبکه مستقیم به تابلوها و مصرف کننده ها می رسد. با آن همان نوسان به صورت بی صدا اصلاح می شود و کیفیت ولتاژ در خط شما پایدار می ماند. انتخاب درست میان آفلود و زیر بار، تعیین گام و محدوده مناسب، نصب دقیق و نگهداری منظم چهار رکن اصلی موفقیت است. اگر همین چهار رکن را رعایت کنید تپ چنجر سال ها بی دردسر کار می کند و شبکه شما تصویر قابل پیش بینی تری از ولتاژ و دما نشان می دهد.