محاسبه خازن سری انواع سیم پیچی های دیسکی در ترانسفورماتور

ترانسفورماتور، نقش بسزایی در بحث های انتقال و توزیع انرژی ایفا می کند.با توجه به بالا رفتن تقاضای انرژی در جهان اهمیتاین عنصر مبدل روز به روز بالا تر رفته و محققان به دنبال بهینه نمودن ترانسفورماتور ها و بالا بردن ضریب استقامت در مقابلعوامل بیرونی می باشند.بعلاوه کارخانجات تولید تراسفورماتور نیز،برای بالا بردن استقامت دورنی عناصر داخلی ترانس، اقداماتموثری مانند تغییرات در آرایش هسته،عایق بندی،خنک کاری و غیره انجام داده اند.در این پروژه ترانسفورماتور معلوم فرضگردیده است. و ما به دنبال بررسی ظرفیت خازنی در داخل سیم پیچ می باشیم. طیف فرکانسی انواع ولتاژهای ضربهای کلیدزنیتا چندین کیلوهرتز و طیف فرکانسی ولتاژهای ضربه ای صاعقه تا چندین صد کیلوهرتز میباشد. در چنین فرکانس هایی ظرفیت هایسیم پیچی ترانسفورماتور را باید در نظر گرفت. اگر چه در کارکرد عادی با فرکانس قدرت، نیازی به در نظر گرفتن این ظرفیت هانمی باشد. ظرفیت های موجود بین سیم پیچهای ترانسفورماتور و قسمت های زمین شده (هسته، تانک و غیره) داخل هر سیم پیچیبین دیسک ها، دورها و لایه ها و تک تک سیم پیچ ها مطرح می باشند. به علت وجود این ظرفیت ها، توزیع اضافه ولتاژها در لحظات اولیهبرخورد موج به سیمپیچی ترانسفورماتور یکنواخت نخواهد بود، به عبارت دیگر، در فرکانس قدرت، ولتاژ اعمالی به دو سرسیم پیچی، بین حلقه های آن به طور تقریبا خطی تقسیم می شود و تمام حلقه ها تقریبا به یک نسبت تحت تنش ولتاژ قرارمی گیرند، در حالی که در هنگام برخورد این امواج، ظرفیت های بسیار کوچک خود را نشان داده و سیستم به صورت نوسانی عملمی کند، بنابراین در این حالت رفتار متفاوتی نسبت به فرکانس قدرت مواجه هستیم.در فرکانس نامی و با صرفنظر از مقاومتاهمی، سیم پیچی ترانسفورماتور مانند یک اندوکتانس خالص عمل می کند و تاثیر ظرفیت های خازنی کوچک سیم پیچی نیز ناچیزمی باشد، اما در فرکانس های بالاتر راکتانس سیم پیچی خیلی بزرگ می شود و در این حالت راکتانس ناشی از ظرفیت های خازنی بهشدت کاهش می یابد. در نتیجه جریان هایی با فرکانس بالا، از مسیر خازن ها عبور می کنند.از آنجایی که در یک ترانسفورماتور، توزیعاندوکتانس ها عملا یکنواخت است، بنابراین توزیع نهایی نسبت به توزیع ابتدایی یکنواخت تر می شود، به هرحال توزیع ابتدایی ولتاژغیریکنواخت بوده چرا که بین سیم پیچی ها و هسته و تانک ترانسفورماتور علاوه بر ظرفیت های بین حلقه های سیم پیچی،ظرفیت های خازنی قابل ملاحظه ای وجود دارد. از طرفی جریان این خازن ها به زمین، بایستی از طریق خازن های بین حلقه ها عبورنماید و به همین دلیل بخش بزرگی از ولتاژ، روی حلقه های نزدیک به ترمینال ترانسفورماتور میافتد. بین این دو حالت، یعنی،توزیع ابتدایی و توزیع نهایی ولتاژ نوسانی رخ میدهد که ممکن است ولتاژها و گرادیان های ولتاژ اضافی به وجود آید. در این پروژهروشی جهت محاسبه ظرفیت خازن سری بین دو دیسک مجاور در انواع سیم پیچی دیسکی پیشنهاد گردیده است که از مقایسهنتایج بدست آمده مشاهده می گردد که درهم نمودن سیم پیچی ها بطور موثری ظرفیت سری نهایی را افزایش می دهد. این امر سبب کاهش فاکتور ƴ (گاما) و بهبود پا سخ ضربه ترانسفورماتور می شود. از نتایج حاصله می توان در مرحله طراحی ترانسفورماتورجهت انتخاب نوع سیم پیچی مناسب استفاده نمود.

Keywords:

خازن سیم پیچ , ترانسفورماتور , سیم پیچ دیسکی , ظرفیت خازنی