مبدل های نوع خشک

مبدل های نوع خشک

5.2.6.1 مبدل های نوع خشک

دو گروه عمده برای مبدل های خشک وجود دارد – VPI و قالب چسبی.

 

5.2.6.1.1 VPI – بارور شده از طریق فشار مکنده

 

این مبدل نوع خشک رایجی می باشد که در دهه های گذشته ساخته شده است. کلاس عایق بندی استاندارد آن 220 درجه C است، که توان افزایش دما تا 150 درجه C بر وی 30 درجه C محیط را دارد. همچنین می توان پروانه هایی را نیز اضافه کرد که خروجی ظاهری KVA را 33% افزایش می دهد (معمولا به صورت AA/FA در درجه بندی های KVA ثبت می شود). این مبدل خشک ارزان ترین نوع موجود است.

مبدل های خشک کننده متعارف را باید تنها در کاربردهای عملیات ممتد به کار برد. سیم کشی ها، حتی با این که عایق کاری شده اند، در معرض رطوبت قرار می گیرند.

 

5.2.6.1.2 قالب چسبی

 

گروه دیگری از مبدل ها از نوع قالب چسبی می باشند. مبدل های قالب چسبی به دو گروه تقسیم بندی می شوند: قالب کامل، و تک قالبی

مبدل های قالب کامل: در یک مبدل قالب کامل هر سیم کشی ای توسط چسب اپوکسی فایبرگلاس پوشانده شده است. این امر با استفاده از یک محفظه ی مکشی برای کشیدن چسب اپوکسی به سمت سیم کشی ها میسر می شود. در نتیجه چسب اپوکسی به عنوان رساناگر عایق ترابرق عمل کرده، و در عین حال در صورت خرابی مدار نیروی مکانیکی قوی تری را ایجاد می کند. کلاس عایق استاندارد آن 185 درجه C، با افزایش دمای 80 یا 115 درجه C بر روی 30 درجه C محیط است. پروانه هایی را می توان به اختیار به دستگاه اضافه کرد که خروجی ظاهری KVA را در درجه بندی های پایه ای AA تا 50% افزایش می دهد.

مبدل های قالب کامل گران ترین نوع مبدل های خشک می باشند، اما رطوبت برای آن ها مشکلی ایجاد نمی کند، لذا در مصارف انرژی زایی غیر ممتد مناسب می باشند.

مبدل های تک قالبی: این مبدل یکی از طرح های برگرفته شده از مبدل قالب کامل است. به جای استفاده از عایق اپوکسی در هر یک از سیم کشی ها، هسته های اصلی و ثانوی در اپوکسی غوطه ور می شوند، و یک لایه اپوکسی بر روی سطح بیرونی حلقه های اصلی و ثانویه تشکیل می شود. سیم کشی های جدا معمولا مشابه با مبدل های خشک رایج با لاک عایق بندی می شوند.

کلاس عایق بندی استاندارد آن ها 185 درجه C، با افزایش دما تا 100 درجه C بر روی 30 درجه C محیطی است. می توان پروانه ای را در صورت تمایل به دستگاه اضافه کرد که می تواند خروجی KVA را تا 33% افزایش دهد.

 

5.2.6.2 مبدل های پر شده با مایعات

 

مبدل های پر شده با مایعات از روغن به عنوان رساناگر ترابرق بهره می برد. بر خلاف مبدل های خشک رایج، این مبدل ها در برابر رطوبت نفوذ ناپذیر می باشند، چرا که سیم کشی ها کاملا با روغن رساناگر پوشانده شده اند. با این وجود، مبدل های پر شده با مایعات در مصارف داخل ساختمانی به سیستم های محافظت در برابر آنش سوزی نیاز دارند.

  • روغن معدنی
  • سطح دمای مستعد بالا برای آتش سوزی

 

5.2.6.2.1 روغن معدنی

ارزان ترین روغن برای پر کردن مبدل روغن معدنی است. مبدل های پر شده با مایعات افزایش دمای استاندارد 55 درجه C بر روی 30 درجه C محیطی دارند. برای 55/65 درجه C گزینه هایی در اختیار است که درجه بندی ظاهری KVA را 12% افزایش می دهد. هم چنین می توان از خنک سازی هوای پر فشار استفاده کرد که افزایش 15 تا 25% در درجه بندی ظاهری KVA را به دنبال دارد.

5.2.6.2.2 سطح دمای مستعد بالا برای آتش سوزی

سازندگان معمولا سیلیکون R-Temp (صنایع بشکه سازی) یا سیلیکون Dow Corning 561 را به عنوان مایعات سطح دمای مستعد بالا برای آتش سوزی پیشنهاد می دهند. EPA این مواد را برای محیط زیست مخاطره آمیز شمرده است و لذا احتمال وارد و خارج شدن آن در بازار زیاد است.

5.2.6.2.3 مبدل های پد دار

پد دارها با همان استانداردهایی ساخته می شوند که برای مبدل های سابستیشن استفاده می شود. با این وجود، پد دار ها نوعی خاص از ساخت را به کار می برند. به طور معمول، این بدین معنی است که ساخت آن ها بخش بندی شده و ضد دستکاری است. رایج ترین کاربرد پد دارها در محیط بیرونی و مناطق غیر محدود شده است، جایی که امکان دسترسی کامل افراد عادی به دستگاه وجود دارد. پد دارها به پروانه خنک کننده مجهز نیستند چرا که پروانه باعث از خنثی شدن خاصیت ضد دستکاری آن می شود. فعلا معمول ترین پد دارها از نوع آکنده از مایع می باشند. این امر بعضی قابلیت های بار اضافه را بدون نیاز به پروانه ممکن می سازد.

علاوه بر طبقه بندی های بالا، انتخاب مبدل نیروی مولد به چندین عامل بستگی دارد:

  • پیکر بندی سیم پیچی
  • درجه بندی
  • وسیله ی سرد کننده
  • تعویض کننده ی شیر
  • امپدانس
  • اتصال

5.2.6.3 پیکر بندی سیم کشی

پیکر بندی سیم کشی معمولا با توجه به نیاز به باز گرداندن سیستم الکتریکی به زمین (ارث) ایجاد می شود. سیستم های الکتریکی معمولا در منبع به زمین وصل می شوند و به همین دلیل می توان انتظار داشت سیم کشی مبدل که به عنوان منبع نیرو برای یک سیستم الکتریکی ایفای نقش می کند به یک نقطه بازگشت مجهز باشد. لذا برای یک مبدل گام پایین که در آن بارها از سیم کشی ولتاژ پایین تری تامین می شوند. انتظار می رود نقطه ی برگشت استار (Wye) متصل شده باشد، با این تصور که نقطه مشترک بین سه سیم کشی به زمین (نقطه ی ستاره) متصل شود. انتظار می رود مبدل گام بالا نیز که در آن بار از یک سیم کشی با سیم کشی ولتاژ بالاتر تامین می شود به استار (Wye) متصل باشد.

در خیلی از مناطق ممکن است یک گروه حامل سیم کشی مبدل به عنوان Dyn11 نشان داده شود، که بر این موضوع دلالت دارد که مبدل دارای دلتایی است که به سیم کشی MV/HV متصل است و یک وای (wye) به سیم کشی با ولتاژ پایین متصل است که دارای نقطه ستاره آماده برای اتصال می باشد. “11” بر تغییر فاز سی درجه ای خلاف جهت عقربه های ساعت دلالت دارد، همانند جایگاهی که ساعا 11 بر روی صفحه ی ساعت دارد. دیگر اتصالات معمول YNd11 (وای متصل به سیم کشی MV/HV بدون بار، دلتای متصل به سیم کشی LB همراه با تغییر فاز خلاف عقربه ساعت)، Dyn1 و YNd1 (درست مثل مورد قبل، اما با تغییر فاز جهت عقربه ساعت) و YNyn0 (وای سیم کشی MV/HV و LV با تمامی نقاط خنثی بیرون آورده شده و بدون تغییر فاز) می باشند. طراحی حرف Z نشانگر سیم کشی زیگزاگ است، در حالی که سه گروه از حروف بر این دلالت دارند که سیم کشی ثالث متناسب است.

گروه های حامل معمول در پایین نمایش داده شده اند.

گروه حامل اتصال سیم کشی ها و رابطه ی فاز فاز دهنده های ولتاژی مربوط به آن ها را شناسایی می کند. این گروه شامل حروف کدی می باشد که اتصال سیم کشی های فاز و شماره ی کدی که جا به جایی فاز را تعریف می کند را مشخص می سازد.

جدول 12. پیکر بندی های سیم کشی

5.2.6.4 درجه بندی

مبدل ها معمولا به درجه بندی حداکثری مداوم (CMR) و درجه بندی اضطراری مداوم (CER) مجهز می باشند. انتخاب درجه بندی به سطح انتظار چرخه ی وظیفه ی مبدل و سیستم الکتریکی بستگی دارد. مبدل های درجه بندی CMR معمولا در مقایسه با واحد های درجه بندی CER حجیم تر و گران تر می باشند؛ با این وجود، به دلیل افزایش دمای بیشتر، مبدل های درجه بندی CMR در صورت استفاده از محدودیت های CER طول عمر کمتری خواهند داشت، عموما پیشنهاد می شود برای مولد هایی که به عنوان منبع اصلی انرژی به کار می روند از مبدل های درجه بندی CMR استفاده شود. مبدل های درجه بندی CER را می توان در کاربردهای استندبای استفاده کرد، به این شرط که از چرخه ی وظیفه مشخص شده توسط سازنده ی مبدل تخطی نشود. مبدل ها با واحد kVA درجه بندی شده اند و افزایش های سودمند در درجه بندی در صورتی امکان پذیر است که مبدل در عامل نیرویی نزدیک به واحد عامل نیرو (1.0) کار کند.

5.2.6.5 عامل سرد کننده

بسیاری از مبدل ها از روغن به عنوان عامل سرد کننده و عایق استفاده می کنند. مبدل های پر از روغن معمولا فشرده تر هستند، اما از مبدل های قالب چسبی عایق هوایی سنگین تر هستند و می توانند شرایط سخت محیطی را تحمل کنند. پروانه ها اغلب به منظور کمک به پراکندن گرما به کار می روند. سرد کننده مبدل به صورت زیر طبقه بندی می شود:

  • روغن طبیعی / هوای طبیعی (ONAN)
  • روغن فشاری / هوای طبیعی (OFAN)
  • روغن فشاری / هوای فشاری (OFAF)

روغن قابل اشتعال است و ممکن است در صورت عدم جلوگیری، آلودگی محیطی شدیدی به بار آورد؛ لذا مبدل های روغنی باید در منطقه ی محدود شده ای نصب شوند که بتواند در حدود 110% کل گنجایش مبدل را در خود بگنجاند. آژیر سطح پایین روغن، هواكش انفجار، دمای سیم کشی و روغن و محافظت از سیستم تشخیص تغییر گاز اغلب در مبدل های سرد شونده با روغن گنجانده می شوند.

5.2.6.6 تعویض کننده ی شیر

مبدل ها اغلب در سیم کشی های ولتاژ بالاتر مجهز به شیر هستند تا تنظیم ولتاژ خروجی را میسر کنند. به طور معمول در این حالت مبدل جدا است. مقادیر معمول شیر +/- 5%، +/- 2.5%، و 0 می باشند. تعویض کننده های شیر در مبدل مولد در صورتی می تواند مفید واقع شود که ولتاژ سیستم کاروری در نزدیکی حد بالایی یا پایینی دامنه ی مجاز در حال کار باشد و مولدی هم برای موازی شدن با سیستم مورد نیاز است. تعویض کننده های شیر روی مدار فراهم هستند اما عموما گران قیمت می باشند. معمولا شرایطی رخ می دهد که در آن شبکه ی HV بسیار بالاتر از ولتاژ سطحی در حال کار است. استفاده از تعویض کننده شیر در مبدل مولد می تواند از افزایش ولتاژ درجه بندی شده ی مولد در مواقعی که در چنین شرایطی در حال حمل است جلوگیری کند.

5.2.6.7 امپدانس                                            

در مواقعی که سطوح خطای بالا تخمین زده می شوند، امکان دارد امپدانس افزایشی مبدل راه حلی مقرون به صرقه فراهم آورد، خصوصا در مواردی که زمان کاری محدود است. باید اطمینان حاصل کرد که ازدیاد ولتاژ افزایشی در مبدل باعث نشود که یک مولد در هنگام کار از گستره ی ولتاژ مجاز فراتر رود، یا از تطبیق و همگام سازی ولتاژ جلوگیری کند. اگر انتظار می رود که در هر شرایط کاری ای ولتاژ 5% بیشتر از میزان سطحی باشد با سازنده ی دستگاه مولد مشورت شود.

5.2.6.8 اتصالات

نوع اتصال کابلی به هر سیم کشی را باید با در نظر گرفتن کابل های نصب شده انتخاب کرد. این مساله در مدار های ولتاژ بالا که به تکنیک های پایان کار خاصی نیاز است، و مدارهای ولتاژ پایین که کابل های متعددی متصل هستند اهمیت بیشتری پیدا می کند. یک انتخاب پایه بین جعبه های کابل مرکب و عایق هوایی فراهم است و ترکیب های متعددی را می توان به کار برد تا امکان استفاده از کابل هایی با گستره ی بالاتر و تکنیک های پایان کار بیشتری فراهم شود. ورودی کابل معمولا در زیر قرار دارد؛ اگر ورودی کابل از سمت بالا طراحی شده باشد، باید از ورود رطوبت جلوگیری کرد.