تغییردهنده‌های دستی و تغییردهنده‌های زیربار: تفاوت آن‌ها چیست؟

چه چیزی یک ترانسفورماتور تغییردهندهٔ تپ چیست؟

تغییردهندهٔ تپ ترانسفورماتور دستگاهی است که تعداد مؤثر دورهای یکی از سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور را تغییر می‌دهد. تغییر تعداد دورها نسبت ترانسفورماتور را تغییر داده و در نتیجه ولتاژ ثانویه را تنظیم می‌کند.

رابطهٔ پایهٔ ترانسفورماتور را می‌توان به صورت زیر بیان کرد:

V₁ / V₂ ≈ N₁ / N₂

جایی که:

V₁ ولتاژ اولیه است؛
V₂ ولتاژ ثانویه است؛
تعداد دورهای سیم‌پیچ اولیه است؛
تعداد دورهای سیم‌پیچ ثانویه است.

تغییردهنده‌های تپ معمولاً روی سیم‌پیچ ولتاژ بالا نصب می‌شوند، زیرا جریان در آن سمت کمتر است. جریان کمتر می‌تواند وظیفه سوئیچینگ و اندازه فیزیکی تجهیزات تغییر تپ را کاهش دهد. با این حال، محل دقیق سیم‌پیچ بستگی به طراحی ترانسفورماتور و نیازهای سیستم دارد.

تغییردهنده‌های تپ ترانسفورماتور عموماً در دو دسته قرار می‌گیرند:

1. تغییردهنده‌های تپ بدون بار (DETCs)
2. تغییردهنده‌های تپ تحت بار (OLTCs)

تفاوت اصلی این است که آیا موقعیت تپ را می‌توان در حین روشن بودن ترانسفورماتور و تأمین بار تغییر داد یا خیر.

تغییردهنده تپ بدون بار چیست؟

تغییردهنده تپ بدون بار تنها زمانی قابل بهره‌برداری است که ترانسفورماتور کاملاً خاموش باشد.

همچنین معمولاً با این اسامی نیز شناخته می‌شود:

• دی‌تی‌سی، یا تغییردهندهٔ دستی ولتاژ در حالت قطع برق؛
• تغییردهندهٔ دستی ولتاژ در حالت قطع مدار؛
• تغییردهندهٔ دستی ولتاژ در حالت بدون بار؛
• تغییردهندهٔ دستی ولتاژ در حالت بدون بار.

این اصطلاح‌ها گاهی در بازار به‌صورت متقابل به‌کار می‌روند، اما «تغییردهندهٔ دستی ولتاژ در حالت قطع برق» روشن‌ترین توصیف است، زیرا شرط اساسی ایمنی را بیان می‌کند: در زمان کارکرد، ترانسفورماتور نباید برق‌دار باشد.

پیش از تغییر موقعیت دستی ولتاژ، اپراتورها باید ترانسفورماتور را از تمام منابع الکتریکی ممکن جدا کنند، رویه‌های لازم برای قفل‌کردن و برچسب‌گذاری را انجام دهند، عدم وجود ولتاژ را تأیید کنند و دستورالعمل‌های سازندهٔ ترانسفورماتور را رعایت نمایند.

چرا تغییردهندهٔ دستی ولتاژ در حالت قطع برق را نمی‌توان در حالت برق‌دار به‌کار برد؟

تغییردهندهٔ دستی ولتاژ در حالت قطع برق، طوری طراحی نشده که جریان بار را وصل یا قطع کند.

در زمان تغییر دستی ولتاژ، تماس‌های آن ممکن است به‌طور موقت از یک نقطهٔ اتصال جدا شوند، پیش از اینکه اتصال بعدی برقرار شود. اگر ترانسفورماتور برق‌دار باشد، این عمل می‌تواند منجر به جرقه‌زنی الکتریکی بین تماس‌ها شود.

پیامدهای احتمالی عبارت‌اند از:

• تماس‌های سوخته یا فرسوده؛
• کربنی‌شدن ماده عایق یا روغن؛
• اتصال کوتاه داخلی؛
• خرابی تغییردهنده دستی ولتاژ؛
• آسیب به ترانسفورماتور؛
• آتش‌سوزی یا خطر برای افراد.

به همین دلیل، هرگز نباید یک تغییردهنده دستی ولتاژ تنها به این دلیل که ترانسفورماتور ظاهراً «با بار کم» است، به کار گرفته شود. این دستگاه فقط در شرایط قطع برق مشخص‌شده توسط سازنده باید به کار رود.

مزایای تغییردهنده دستی ولتاژ با قطع برق

تغییردهنده دستی ولتاژ ساختار مکانیکی و الکتریکی نسبتاً ساده‌ای دارد.

مزایای اصلی آن معمولاً شامل موارد زیر است:

• کاهش هزینه‌ی اولیه؛
• ساختار فشرده؛
• تعداد کمتری قطعه‌ی متحرک؛
• نیاز کم به نگهداری؛
• قابلیت اطمینان مکانیکی بالا؛
• عملیات دستی ساده؛
• مناسب برای تنظیمات ولتاژ غیرمتداول.

تغییردهنده‌ی تپ بدون برق (DETC) معمولاً زمانی مناسب است که ولتاژ تأمین نسبتاً پایدار باشد و موقعیت تپ ترانسفورماتور فقط در زمان نصب، راه‌اندازی اولیه، نگهداری فصلی یا خاموشی برنامه‌ریزی‌شده نیاز به انتخاب داشته باشد.

محدودیت‌های تغییردهنده‌ی تپ بدون برق

محدودیت اصلی این است که برای تنظیم تپ، ترانسفورماتور باید از سرویس خارج شود.

بنابراین، یک تغییردهندهٔ دستی جریان قطع‌شده در موارد زیر کمتر مناسب است:

• ولتاژ به‌طور مکرر تغییر می‌کند؛
• بارها در طول روز به‌طور قابل‌توجهی تغییر می‌کنند؛
• تولید نباید قطع شود؛
• ولتاژ باید در محدودهٔ عملیاتی باریکی حفظ شود؛
• تنظیم از راه دور یا خودکار مورد نیاز است؛
• تولید انرژی تجدیدپذیر باعث نوسانات مکرر ولتاژ می‌شود.

یک تغییردهندهٔ دستی جریان قطع‌شده نیز تغییرات ولتاژ را به‌صورت خودکار اصلاح نمی‌کند، مگر اینکه اپراتور ترانسفورماتور را خاموش کرده و به‌صورت دستی موقعیت دیگری را انتخاب کند.

تغییردهندهٔ باردار چیست؟

تغییردهندهٔ باردار نسبت ترانسفورماتور را در هنگامی که ترانسفورماتور همچنان روشن و تحت بار است، تغییر می‌دهد.

معمولاً به‌صورت OLTC در برخی بازارها، اصطلاح تغییردهندهٔ تپ بار یا LTC نیز استفاده می‌شود.

یک OLTC جریان بار را از یک تپ سیم‌پیچ به تپ مجاور بدون قطع تأمین انرژی منتقل می‌کند. این قابلیت آن را برای سیستم‌های قدرت که نیازمند تنظیم ولتاژ مکرر، خودکار یا از راه دور هستند، مناسب می‌سازد.

استاندارد IEC 60214 الزامات عملکردی و روش‌های آزمون برای تغییردهنده‌های تپ در حالت روشن و خاموش را پوشش می‌دهد. بر اساس اصول کاربردی IEC، یک OLTC طوری طراحی شده است که نسبت ترانسفورماتور را در حین روشن و باردار بودن ترانسفورماتور و بدون قطع تأمین انرژی تغییر دهد.

کاربردهای معمول OLTC

ترانسفورماتورهای تغییردهندهٔ تپ در حین بارگیری معمولاً در موارد زیر استفاده می‌شوند:

• زیرایستگاه‌های انتقال;
• ایستگاه‌های توزیع برق؛
• نیروگاه‌ها؛
• کارخانه‌های فولاد و فلزوری؛
• معادن؛
• مراکز داده؛
• کارخانه‌های صنعتی بزرگ؛
• پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر؛
• زیرساخت‌های حیاتی؛
• تسهیلاتی که بارهای آن‌ها به قطعی برق حساس هستند.

---

تغییردهندهٔ تنظیم ولتاژ در حالت باردار چگونه کار می‌کند؟

یک ترانسفورماتور با تنظیم‌کنندهٔ بار تحت بار (OLTC) باید دو وظیفه را همزمان انجام دهد:

1. حفظ مسیر جریان بار در طول تغییر تپ.
2. جلوگیری از جریان گردشی بیش‌ازحد بین تپ‌های مجاور.

تپ‌های مجاور ترانسفورماتور پتانسیل‌های الکتریکی متفاوتی دارند. اتصال مستقیم آن‌ها منجر به ایجاد جریان گردشی می‌شود که ممکن است به‌قدری بزرگ باشد که سیم‌پیچ یا تجهیزات سوئیچینگ را آسیب دهد.

بنابراین، OLTC از فرآیند انتقال کنترل‌شده‌ای استفاده می‌کند.

سوئیچینگ «ابتدا اتصال، سپس قطع»

یک OLTC معمولی پیش از قطع کامل تپ اصلی، اتصالی به تپ بعدی ایجاد می‌کند. این اصل عملیاتی معمولاً به‌صورت ابتدا اتصال، سپس قطع .

در طول دورهٔ کوتاه انتقال، OLTC ممکن است به دو تپ مجاور متصل باشد.

برای محدود کردن جریان گردشی بین آن‌ها، امپدانسی اعمال می‌شود. این امپدانس انتقالی، بسته به طراحی OLTC، ممکن است:

• یک مقاومت انتقالی؛
• یک راکتور انتقالی، که گاهی ترانسفورماتور خودکار پیشگیرانه نامیده می‌شود.

شرکت مگر فرآیند تغییر دستی تپ تحت بار (OLTC) را به‌صورت پل‌زدن بین دو تپ مجاور پیش از قطع تپ حامل بار توصیف می‌کند. یک امپدانس مقاومتی یا راکتیو جریان گردشی را در هنگام اتصال موقت دو تپ محدود می‌کند.

دنبالهٔ معمولی OLTC نوع مقاومتی

هرچند دنبالهٔ دقیق بستگی به طراحی OLTC دارد، اما عملکرد ساده‌شدهٔ نوع مقاومتی به‌شرح زیر است:

1. ترانسفورماتور بار را از طریق تپ جاری منتقل می‌کند.
2. یک تماس انتقالی تپ بعدی را از طریق یک مقاومت انتقالی متصل می‌کند.
3. هر دو تپ به‌صورت موقت به‌هم متصل می‌شوند، درحالی‌که مقاومت جریان گردشی را محدود می‌کند.
4. مسیر اصلی جریان به تپ جدید منتقل می‌شود.
5. تپ اصلی قطع می‌شود.
6. مقاومت انتقالی از مدار حذف می‌شود.
7. تغییردهنده بار زیر بار (OLTC) عملیات خود را در موقعیت جدید خدمات تکمیل می‌کند.

مقاومت انتقالی فقط برای مدت کوتاهی در زمان تغییر وضعیت استفاده می‌شود. این مقاومت قرار نیست به‌صورت پیوسته در موقعیت عادی خدمات متصل باقی بماند.

تغییردهنده‌های بار زیر بار (OLTC) مدرن ممکن است از تماس‌دهنده‌های قوسی معمولی، قطع‌کننده‌های خلأ، انتقال‌های مقاومتی، انتقال‌های راکتوری یا سایر روش‌های اختصاصی سازنده استفاده کنند.

---

اجزای اصلی یک تغییردهنده بار زیر بار (OLTC)

یک تغییردهنده بار زیر بار (OLTC) مقاومتی سنتی ممکن است شامل موارد زیر باشد:

انتخاب‌کننده دُم‌سیم

انتخاب‌کننده دُم‌سیم دُم‌سیم بعدی سیم‌پیچ را مشخص می‌کند. معمولاً این عملکرد انتخاب بدون جریان کامل بار انجام می‌شود.

سوئیچ تقسیم‌کننده

سوئیچ تقسیم‌کننده جریان بار را از دُم‌سیم اصلی به دُم‌سیم انتخاب‌شده منتقل می‌کند.

مقاومت‌های انتقال

مقاومت‌های انتقال جریان گردشی را در زمانی که دو تپ مجاور به‌صورت موقت به‌هم متصل می‌شوند، محدود می‌کنند.

انتخاب‌کننده تغییر حالت

انتخاب‌کننده معکوس یا انتخاب‌کننده درشت/ریز ممکن است دامنه تنظیم را بدون نیاز به تعداد بسیار زیادی اتصال سیم‌پیچ تنظیم‌کننده گسترش دهد.

مکانیزم محرک موتوری

مکانیزم محرک موتوری انرژی و توالی کنترل‌شده لازم برای انجام تغییر تپ را فراهم می‌کند.

بسته به طراحی، ترانسفورماتور با تنظیم‌کننده بار روی خط (OLTC) ممکن است شامل موارد زیر نیز باشد:

• نشانگرهای موقعیت؛
• کلیدهای حد مکانیکی و الکتریکی؛
• شمارنده‌های عملیات؛
• کنترل‌های محلی و از راه دور؛
• رله‌های تنظیم خودکار ولتاژ؛
• نشانگرهای سطح روغن؛
• حفاظت فعال‌شده توسط فشار یا گاز؛
• نظارت بر دما؛
• دستگاه‌های نظارت بر وضعیت به‌صورت آنلاین.

هر ترانسفورماتور با تغییر دهندهٔ بار در حال کار (OLTC) شامل اجزای یکسانی نیست. به‌عنوان مثال، OLTCهای خلأ و OLTCهای نوع خشک ممکن است ترتیب‌های متفاوتی برای تعویض تپ و عایق‌بندی داشته باشند.

---

تغییر تپ چگونه بر ولتاژ ثانویه تأثیر می‌گذارد؟

برای ترانسفورماتوری که تپ‌های تنظیم‌کننده روی سیم‌پیچ ولتاژ بالا قرار دارند و منبع تغذیهٔ اولیهٔ آن نسبتاً ثابت است:

• افزایش تعداد مؤثر دورهای سیم‌پیچ ولتاژ بالا، نسبت ترانسفورماتور را افزایش می‌دهد و عموماً ولتاژ ثانویه را کاهش می‌دهد.
• کاهش تعداد موثر دورهای سیم‌پیچ ولتاژ بالا، نسبت را کاهش داده و معمولاً ولتاژ ثانویه را افزایش می‌دهد.

به عبارت ساده‌شده:

\[ V_2 \approx V_1 \times \frac{N_2}{N_1} \]

اگر \(V_1\) و \(N_2\) ثابت بمانند:

• افزایش \(N_1\) باعث کاهش \(V_2\) می‌شود؛
• کاهش \(N_1\) باعث افزایش \(V_2\) می‌شود.

با این حال، اصطلاحاتی مانند «افزایش تپ»، «کاهش تپ»، «تپ به سمت بالا» و «تپ به سمت پایین» به‌طور جهانی یکسان نیستند. معنای آن‌ها ممکن است بسته به سازنده، رویه‌ی شرکت توزیع برق، آرایش سیم‌پیچ‌ها، سیستم کنترل یا روش شماره‌گذاری موقعیت‌ها متفاوت باشد.

بنابراین، اپراتورها باید بر اساس موارد زیر عمل کنند:

• برچسب نام ترانسفورماتور؛
• نمودار موقعیت‌های تپ؛
• طرح کنترلی؛
• دستورالعمل تغییردهنده دستی ولتاژ (OLTC)؛
• روش اجرای تأییدشده.

آن‌ها نباید جهت ولتاژ را صرفاً بر اساس شماره موقعیت تپ فرض کنند.

---

تفاوت‌های اصلی DETC و OLTC

هزینهٔ دقیق، ابعاد، فاصلهٔ زمانی نگهداری و توان عملیاتی، بستگی به ردهٔ ترانسفورماتور، طبقهٔ ولتاژ، محدودهٔ تنظیم دسته‌بندی (تپ)، فناوری جابجایی و سازنده دارد. نسبت ثابت قیمتی بین ترانسفورماتورهای DETC و OLTC نباید به‌عنوان قاعده‌ای عمومی در نظر گرفته شود.

---

چرا ترانسفورماتور با تنظیم دسته‌بندی (تپ) در حین بارگیری را انتخاب کنیم؟

۱. تنظیم ولتاژ بدون قطع عادی برق

مزیت اصلی OLTC این است که می‌تواند نسبت ترانسفورماتور را بدون خارج کردن آن از سرویس برای هر عملیات تنظیم دسته‌بندی (تپ) تغییر دهد.

این ویژگی در مواردی که قطع برنامه‌ریزی‌شده برق تأثیری بر:

• تولید پیوسته؛
• زیرساخت‌های حیاتی؛
• سیستم‌های رایانه‌ای و ارتباطی؛
• بیمارستان‌ها؛
• سیستم‌های راه‌آهن؛
• عملیات معدنی؛
• مشتریان شرکت‌های تأمین انرژی.

یک ترانسفورماتور با تنظیم‌کننده بار زیر بار (OLTC) به حفظ پیوستگی تأمین انرژی کمک می‌کند، اما تضمین نمی‌کند که سیستم برق هرگز دچار قطعی نشود. خرابی‌های ترانسفورماتور، عملیات سیستم‌های حفاظتی، خرابی‌های بخش بالادستی، نگهداری و سایر رویدادهای سیستمی ممکن است همچنان باعث قطع برق شوند.

۲. بهبود انطباق با سطح ولتاژ

ولتاژ به دلیل تغییر بار، امپدانس فیدر، جهت جریان توان، خروجی تولید و شرایط شبکهٔ بالادستی متغیر است.

یک ترانسفورماتور با تنظیم‌کننده بار زیر بار (OLTC) می‌تواند ولتاژ شین کنترل‌شده را در محدودهٔ مشخص‌شدهٔ آن نگه دارد. حفظ ولتاژ در سطح قابل قبول از موارد زیر پشتیبانی می‌کند:

• کارکرد صحیح تجهیزات؛
• کیفیت توان؛
• عملکرد موتور؛
• طول عمر عایق‌بندی؛
• انطباق ولتاژ مشتری؛
• پایداری کارکرد سیستم.

۳. هماهنگی بهتر با جبران توان راکتیو

توان راکتیو تولیدشده توسط خازن موازی تقریباً متناسب با مجذور ولتاژ کاری است:

q ∝ V²

اگر ولتاژ کاهش یابد، بانک خازن توان راکتیو کمتری تولید می‌کند. اگر ولتاژ بیش از حد افزایش یابد، توان راکتیو تولیدشده افزایش می‌یابد و ممکن است منجر به اضافه‌ولتاژ یا جبران اضافی شود.

هماهنگ‌سازی کنترل ترانسفورماتورهای قابل تنظیم تحت بار (OLTC) با بانک‌های خازنی، راکتورها، جبران‌کننده‌های استاتیک توان راکتیو (SVC)، STATCOMها و منابع مبتنی بر اینورتر می‌تواند مدیریت کلی ولتاژ و توان راکتیو را بهبود بخشد.

استراتژی کنترل باید با دقت طراحی شود. هماهنگی نامناسب ممکن است منجر به عملیات افراطی در تپ‌ها، جابجایی خازن‌ها، نوسان کنترلی یا جریان نامطلوب توان راکتیو شود.

۴. کاهش تلفات شبکه در برخی شرایط کارکرد

حفظ ولتاژ سیستم در محدودهٔ مناسب کارکرد ممکن است جریان اضافی را کاهش دهد و برخی از تلفات شبکه را جلوگیری کند.

با این حال، بیان اینکه هر عملیات OLTC به‌طور خودکار تلفات را به حداقل می‌رساند، بسیار کلی است. نتیجهٔ واقعی به عوامل زیر بستگی دارد:

• ویژگی‌های بار؛
• ضریب توان؛
• امپدانس فیدر؛
• تقاضای وابسته به ولتاژ؛
• تلفات ترانسفورماتور؛
• جریان توان واکنشی؛
• تولید پراکنده؛
• اهداف کنترلی.

بنابراین، استراتژی‌های مدرن کنترل ولتاژ بیش از صرفاً ولتاژ به عوامل دیگری نیز توجه می‌کنند.

۵. عملیات از راه دور و خودکار

یک تنظیم‌کننده ولتاژ با ترانسفورماتور تحت بار (OLTC) می‌تواند توسط موارد زیر کنترل شود:

• دکمه‌های فشار محلی؛
• سیستم کنترل از راه دور؛
• SCADA؛
• رله خودکار تنظیم‌کننده ولتاژ؛
• اتوماسیون هماهنگ ایستگاه فرعی.

تنظیم خودکار به سیستم کنترل اجازه می‌دهد تا ولتاژ اندازه‌گیری‌شده را با مقدار هدف مقایسه کند و پس از برآورده‌شدن شرایط تأخیر زمانی و باند مردهٔ تنظیم‌شده، دستورات افزایش یا کاهش را صادر کند.

باند مرده و تأخیر، عملیات غیرضروری ناشی از تغییرات کوچک یا موقت ولتاژ را جلوگیری می‌کنند.

---

در چه شرایطی باید از عملکرد OLTC خودداری کرد؟

فهرست واحد و جهانی وجود ندارد که برای همهٔ OLTCها قابل اعمال باشد. امکان انجام عملیات بستگی به جریان عبوری نامی، طراحی، سیستم حفاظتی، دستورالعمل‌های بهره‌برداری، وضعیت ترانسفورماتور و رویه‌های محلی دارد.

اپراتورها باید دستورالعمل‌های ارائه‌شده توسط سازندگان ترانسفورماتور و OLTC را رعایت کنند.

تغییر دنده ممکن است در شرایطی مانند موارد زیر مسدود یا متوقف شود.

جریان از حد مجاز عملکرد سوئیچینگ فراتر رفته است.

یک ترانسفورماتور با تنظیم‌کننده بار در حین کار (OLTC) دارای جریان نامی عبوری و قابلیت عملیاتی مشخصی است. اگر جریان ترانسفورماتور از مقدار مجاز برای تغییر دسته‌بندی (tap-changing) فراتر رود، عملیات سوئیچینگ ممکن است تماس‌های انتقالی، قطع‌کننده‌های خلأ، مقاومت‌های انتقالی یا سایر اجزای حامل جریان را بیش از حد تحت تنش قرار دهد.

برخی از OLTCها دارای قابلیت بار اضافی مشخصی هستند، در حالی که برخی دیگر در صورت عبور جریان از آستانهٔ تنظیم‌شدهٔ جریان، باید مسدود شوند. بنابراین، عملیات بار اضافی باید در مقابل رتبهٔ واقعی OLTC و دستورالعمل سازنده — نه بر اساس یک قاعدهٔ عمومی — ارزیابی شود.

هشدار محافظت غیرعادی OLTC

OLTCهای غوطه‌ور در روغن ممکن است دارای رله‌های فشار اختصاصی، رله‌های جریان روغن، دستگاه‌های گازمحرک یا سایر تجهیزات محافظتی باشند.

یک هشدار ممکن است نشان‌دهندهٔ جرقه‌زدن، تشکیل گاز، مشکل در سیستم روغن یا سایر شرایط داخلی غیرعادی باشد. تا زمانی که هشدار طبق دستورالعمل‌های بهره‌برداری بررسی نشده باشد، هیچ تلاشی برای انجام عملیات تغییر دسته‌بندی (tap operation) انجام نشود.

آرایش‌های حفاظتی برای تغییردهنده‌های دستی روغنی معمولی، تغییردهنده‌های دستی خلأ، واحدهای عایق‌شده با گاز و تغییردهنده‌های دستی نوع خشک متفاوت است.

ماده عایق نامناسب

در تغییردهنده‌های دستی عایق‌شده با روغن، انجام عملیات ممکن است در شرایط زیر ممنوع شود:

• سطح روغن پایین‌تر از محدوده مجاز باشد;
• استحکام دی‌الکتریک قابل قبول نباشد;
• روغن به‌طور شدیدی آلوده باشد;
• نشتی تشخیص داده شده باشد;
• بخش روغن یا سیستم فشار غیرطبیعی باشد.

این شرایط به‌صورت یکسان برای تمام فناوری‌های تغییردهنده‌های دستی اعمال نمی‌شوند.

عملکرد یا نشان‌دهنده موقعیت غیرطبیعی است

اگر ترانسفورماتور با تنظیم‌کننده بار در حال کار (OLTC) نشان‌دهندهٔ موارد زیر باشد، عملیات باید متوقف شود:

• تغییر سطح ناقص؛
• عدم تطابق موقعیت؛
• خرابی سیستم محرک موتوری؛
• گیرکردن مکانیکی؛
• صدای غیرمنتظره؛
• قطع‌های محافظتی مکرر؛
• سوئیچ‌های حدی آسیب‌دیده؛
• خطای شمارندهٔ عملیات یا زمان‌بندی.

صدور مکرر دستورات به یک OLTC گیرکرده یا ناقص می‌تواند خرابی را تشدید کند.

حداکثر مجاز نگهداری به پایان رسیده است

دستگاه تنظیم ولتاژ تحت بار (OLTC) معیارهای بازرسی یا نگهداری را بر اساس عواملی مانند:

• تعداد عملیات؛
• جریان قطع‌شده؛
• سایش تماس‌ها؛
• وضعیت روغن؛
• مدت زمان بهره‌برداری؛
• توصیه‌های سازنده؛
• نتایج نظارت بر وضعیت.

در صورتی که آستانهٔ نگهداری به آن رسیده باشد، ادامهٔ بهره‌برداری ممکن است تا زمان انجام بازرسی یا خدمات مورد نیاز ممنوع باشد.

---

چرا جریان بالا در طول تغییر تپ خطرناک است؟

در طول انتقال ترانسفورماتور با تنظیم‌کننده بار تحت بار (OLTC) نوع مقاومتی، سیستم جابه‌جایی باید جریان بار ترانسفورماتور را حمل کند و همزمان جریان گردشی بین تپ‌های مجاور را کنترل نماید.

اجزای انتقال تحت تأثیر ترکیبی از تنش‌های الکتریکی و حرارتی قرار می‌گیرند. اگر جریان کاری از ظرفیت جابه‌جایی مجاز OLTC فراتر رود، تنش وارد بر تماس‌ها و مقاومت‌های انتقال می‌تواند از حد طراحی‌شدهٔ آن‌ها فراتر رود.

پیامدهای احتمالی عبارت‌اند از:

• سایش بیش از حد تماس‌ها؛
• گرم‌شدن بیش از حد؛
• قوس‌زنی شدید؛
• آسیب به مقاومت‌های انتقال؛
• تجزیه روغن؛
• افزایش فشار؛
• فعال‌شدن عملکرد محافظتی؛
• خرابی OLTC یا ترانسفورماتور.

به همین دلیل بسیاری از سیستم‌های کنترل ترانسفورماتور، عملکرد مسدودسازی جریان اضافی را برای دستورات خودکار تغییر تپ ادغام می‌کنند.

با این حال، مقدار مسدودسازی باید بر اساس رتبه‌بندی واقعی OLTC، طراحی ترانسفورماتور، تنظیمات رله و دستورالعمل‌های سازنده تعیین شود.

---

چگونه بین DETC و OLTC انتخاب کنیم؟

تغییردهنده تپ در حالت قطع برق ممکن است گزینه بهتری باشد وقتی که:

• ولتاژ ورودی پایدار است؛
• تنظیم تپ به ندرت نیاز دارد؛
• قطع‌های برنامه‌ریزی‌شده قابل قبول هستند؛
• سادگی اولویت دارد؛
• کنترل خودکار ضروری نیست؛
• کاهش هزینهٔ اولیه اهمیت دارد.

تغییردهندهٔ تپ در حالت باردار ممکن است در شرایط زیر ترجیح داده شود:

• تغییرات ولتاژ بسیار متداول باشد؛
• بارها به‌طور قابل‌توجهی تغییر کنند؛
• پیوستگی تأمین انرژی اهمیت داشته باشد؛
• تنظیم خودکار ولتاژ مورد نیاز باشد؛
• کنترل از راه دور مورد نیاز باشد؛
• تولید انرژی تجدیدپذیر بر ولتاژ تأثیر بگذارد؛
• اتصال‌دهندهٔ کنترل‌شده باید در محدودهٔ باریکی از ولتاژ باقی بماند.

تصمیم‌گیری باید بر اساس نیازهای چرخهٔ عمر، نه صرفاً قیمت اولیهٔ ترانسفورماتور، انجام شود.

عوامل مهم ارزیابی عبارتند از:

• محدوده‌ی تنظیم ولتاژ؛
• تعداد و اندازه‌ی مراحل تپ؛
• بیشترین جریان عبوری؛
• فرایند عملیات؛
• نمودار بار؛
• ظرفیت قطع اتصال کوتاه؛
• سطح عایق‌بندی؛
• منابع نگهداری؛
• نیازهای کنترل و ارتباطات؛
• قابلیت اطمینان مورد نیاز؛
• شرایط محیطی؛
• استانداردهای قابل اعمال.

سوالات متداول

آیا می‌توان یک تغییردهندهٔ دستی ولتاژ را در حالت خاموش هنگامی که ترانسفورماتور باری ندارد اما همچنان روشن است، به کار برد؟

معمولاً خیر.

تغییردهندهٔ دستی ولتاژ معمولاً نیازمند قطع کامل برق ترانسفورماتور است، نه صرفاً عدم وجود بار. حتی اگر جریان بار ثانویه کم یا صفر باشد، ترانسفورماتور روشن ممکن است همچنان ولتاژی را بر تماس‌های تغییردهندهٔ ولتاژ وارد کند.

همیشه از رویهٔ جدا سازی سازنده پیروی کنید.

آیا تغییردهندهٔ ولتاژ تحت بار (OLTC) ترانسفورماتور را بدون وقفه می‌کند؟

نه

تغییردهندهٔ ولتاژ تحت بار (OLTC) تنها برای تنظیمات عادی ولتاژ، نیازی به ایست موقت ندارد. این دستگاه در برابر تمامی خرابی‌های ترانسفورماتور، شبکه، سیستم‌های حفاظتی یا منبع تغذیهٔ بالادستی، محافظتی ارائه نمی‌کند.

تسهیلات حیاتی ممکن است همچنان نیازمند ترانسفورماتورهای پشتیبان، منابع تغذیهٔ دوگانه، سیستم‌های UPS، ژنراتورها، طرح‌های انتقال یا سایر اقدامات تضمین ادامهٔ عملیات باشند.

آیا همهٔ تغییردهنده‌های ولتاژ تحت بار (OLTC) از مقاومت‌های انتقالی استفاده می‌کنند؟

نه

بسیاری از ترانسفورماتورهای تنظیم‌کننده بار در حین کار (OLTC) از مقاومت‌های انتقالی استفاده می‌کنند، اما برخی دیگر از راکتورهای انتقالی بهره می‌برند. طراحی‌های مدرن ممکن است همچنین از قطع‌کننده‌های خلأ و روش‌های متفاوت انتخاب‌کننده یا سوئیچ‌های تقسیم‌کننده استفاده کنند.

آیا ترانسفورماتور تنظیم‌کننده بار در حین کار (OLTC) همواره خودکار است؟

نه

ترانسفورماتور تنظیم‌کننده بار در حین کار (OLTC) می‌تواند به‌صورت دستی، الکتریکی از طریق پنل کنترل محلی، از راه دور از طریق سیستم SCADA یا به‌صورت خودکار از طریق رله تنظیم‌کننده ولتاژ به‌کار گرفته شود.

آیا شماره بالاتر تپ همواره ولتاژ ثانویه را افزایش می‌دهد؟

لازم نیست.

روش‌های شماره‌گذاری موقعیت تپ و قراردادهای «افزایش/کاهش» متفاوت هستند. اپراتورها باید جدول تپ ترانسفورماتور و اسناد کنترل آن را بررسی کنند.

آیا ترانسفورماتور تنظیم‌کننده بدون بار (DETC) قابل‌اطمینان‌تر از ترانسفورماتور تنظیم‌کننده بار در حین کار (OLTC) است؟

ترانسفورماتور تنظیم‌کننده بدون بار (DETC) از نظر مکانیکی ساده‌تر است و عموماً نیاز به نگهداری کمتری دارد. ترانسفورماتور تنظیم‌کننده بار در حین کار (OLTC) پیچیده‌تر است، زیرا باید جریان بار را بدون قطع تأمین انرژی سوئیچ کند.

با این حال، قابلیت اطمینان واقعی به طراحی، کاربرد، نگهداری، بار عملیاتی، نصب و کیفیت ساخت بستگی دارد.

دوره نگهداری ترانسفورماتور تنظیم‌کننده بار در حین کار (OLTC) چقدر است؟

فاصله زمانی یکسانی برای این منظور وجود ندارد.

نگهداری ممکن است بسته به زمان سپری‌شده، تعداد عملیات، بار جریان‌برداری، سایش تماس‌ها، وضعیت روغن و نتایج تشخیصی و دستورالعمل‌های سازنده باشد. تغییردهنده‌های تاپ خلأ ممکن است نیازمندی‌های نگهداری متفاوتی نسبت به تغییردهنده‌های تاپ با روغن معمولی داشته باشند.

نتیجه‌گیری

تفاوت بین تغییردهنده تاپ بدون برق و تغییردهنده تاپ تحت بار ساده است:

• آمپر DETC تنها زمانی که ترانسفورماتور بدون برق است، نسبت ترانسفورماتور را تغییر می‌دهد.
• و OLTC نسبت را در حالی که ترانسفورماتور برق‌دار و تحت بار است، تغییر می‌دهد.

مهندسی تغییردهنده تاپ تحت بار پیچیده‌تر است. این دستگاه باید مسیر جریان بار را حفظ کند و همزمان جریان گردشی بین تاپ‌های مجاور سیم‌پیچ را محدود کند. این امر از طریق یک توالی کنترل‌شده از عملیات تغییر، با استفاده از مقاومت یا راکتانس انتقالی (بسته به طراحی) به‌دست می‌آید.

دستگاه‌های کنترل ولتاژ با تغییر دستی (DETC) از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه، فشرده و برای تنظیمات نامنظم مناسب هستند. در مقابل، دستگاه‌های کنترل ولتاژ با تغییر خودکار (OLTC) برای کاربردهایی که نیازمند تنظیم مکرر ولتاژ، کنترل از راه دور، عملیات خودکار یا بهبود پیوستگی در طول تغییر تپ‌ها هستند، مناسب‌ترند.

انتخاب نهایی باید بر اساس سیستم قدرت، نیازهای عملیاتی، استراتژی نگهداری، استانداردهای قابل اعمال و هزینهٔ کلی چرخهٔ عمر انجام شود.