Цахилгаан түгээлт дэх трансформаторын үүрэг
Трансформаторууд нь орчин үеийн цахилгаан эрчим хүчний системийн хамгийн чухал төхөөрөмжүүдийн нэг юм. Тэдгээргүйгээр цахилгаан үүсгүүрээс гэр, оффис, үйлдвэр, олон нийтийн байгууламж руу цахилгаан түгээх нь хамаагүй илүү үнэтэй, үр ашиг багатай, найдвартай байх байсан. Энгийнээр хэлбэл, трансформатор нь хувьсах гүйдлийн (AC) хүчдэлийн түвшинг нэг утгаас нөгөө утга руу өөрчилдөг бөгөөд ихэвчлэн давтамжийг өөрчлөхгүйгээр хүчдэлийг нэмэгдүүлдэг (нэмэлт) эсвэл бууруулдаг (бууруулдаг). Энэхүү хүчдэлийн өөрчлөлт нь цахилгаан эрчим хүчийг холын зайд дамжуулах ажлыг хэмнэлттэй, аюулгүй болгодог бөгөөд хэрэглэгчийн тоног төхөөрөмж зөв хүчдэлийг хүлээн авахыг баталгаажуулдаг.
Трансформаторын ажиллах зарчим
Трансформаторууд нь цахилгаан соронзон индукцийн зарчмаар ажилладаг. Эдгээр нь төмөр эсвэл ферромагнет цөмийг ороосон анхдагч болон хоёрдогч ороомог гэсэн хоёр үндсэн ороомогоос бүрдэнэ. Хувьсах гүйдэл анхдагч ороомогоор дамжин урсах үед цөмд өөрчлөгдөж буй соронзон орон үүсдэг. Энэхүү өөрчлөгдөж буй соронзон орон нь хоёрдогч ороомогт хүчдэл үүсгэдэг. Хоёрдогч ороомогт үүссэн хүчдэлийн хэмжээ нь анхдагч ба хоёрдогч ороомгийн тооны харьцаанаас хамаарна. Хэрэв хоёрдогч ороомог илүү байвал хүчдэл нэмэгддэг; хэрэв цөөн байвал хүчдэл буурдаг.
Энгийн мэт санагдаж болох ч трансформаторын загвар нь нарийн төвөгтэй инженерийн хүчин зүйлсийг хамардаг: цөмийн чанар, дулаалгын төрөл, хөргөлтийн систем, хэт хүчдэлийн хамгаалалт, эрчим хүчний үр ашиг. Эдгээр бүх талууд нь цахилгаан түгээлтийн найдвартай байдалд нөлөөлдөг.
Цахилгаан түгээлтийн үед хүчдэлийг яагаад өөрчлөх шаардлагатай вэ?
Ижил цахилгаан энергийг хүчдэл ба гүйдлийн янз бүрийн хослолыг ашиглан дамжуулж болно. Гэсэн хэдий ч дамжуулах шугам дахь цахилгаан алдагдал нь голчлон дамжуулагч дахь дулаанаас үүдэлтэй бөгөөд гүйдлийн квадраттай (I²R) пропорциональ байна. Энэ нь гүйдэл их байх тусам дулаан хэлбэрээр алдагдах энерги их гэсэн үг юм. Гүйдлийг бууруулахын тулд хүчдэлийг нэмэгдүүлдэг. Өндөр хүчдэлийн үед ижил хүчийг бага гүйдэл ашиглан дамжуулж, улмаар цахилгаан алдагдлыг эрс бууруулдаг.
Энэ бол трансформатор нь энэхүү стратегийг хэрэгжүүлэх “гүүр” болдог газар юм: холын зайн дамжуулахын тулд хүчдэлийг үйлдвэрлэсний дараа нэмэгдүүлж, дараа нь хэрэглэгчийн хэрэглээнд аюулгүй болтол түгээх зорилгоор аажмаар бууруулна.
Цахилгаан системийн үе шат дахь трансформаторын үүрэг
1. Цахилгаан станцын шаталсан трансформатор
Цахилгаан станцуудын (PLTU, PLTA, PLTG гэх мэт) ойролцоо генераторын гаралтын хүчдэл ерөнхийдөө харьцангуй дунд зэрэг, жишээлбэл, хэдэн арван, хэдэн зуун киловольт байдаг. Цахилгаан эрчим хүчийг хол зайд үр ашигтай дамжуулахын тулд шаталсан трансформаторууд нь хүчдэлийг 150 кВ, 275 кВ, эсвэл бүр 500 кВ (системийн стандартаас хамааран) гэх мэт өндөр дамжуулах түвшинд хүртэл нэмэгдүүлдэг. Энэ алхам нь цахилгаан эрчим хүчний алдагдлыг багасгах, бүс нутаг хоорондын эрчим хүчний хуваарилалтыг хангахад чухал үүрэгтэй.
2. Дэд станцуудын трансформаторууд
Цахилгаан дамжуулах сүлжээгээр дамжин өнгөрсний дараа цахилгаан нь дэд станц руу орж, хуваарилах хүчдэлийг бууруулдаг. Дэд станцууд нь ихэвчлэн реле, хэлхээний таслуур, хэмжих төхөөрөмж зэрэг хамгаалалтын системээр тоноглогдсон том хүчин чадлын цахилгаан трансформаторуудыг агуулдаг. Энд трансформаторууд нь өндөр хүчдэлийн дамжуулах сүлжээ болон дунд хүчдэлийн хуваарилах сүлжээний хооронд, жишээлбэл, 20 кВ эсвэл 33 кВ-ын хооронд холбоос болж үйлчилдэг.
3. Хэрэглэгчдийн ойролцоох түгээлтийн трансформаторууд
Орон сууц эсвэл үйлдвэрлэлийн бүсэд түгээлтийн трансформаторууд нь дунд хүчдэлийг хэрэглэгчид шууд ашиглаж болох бага хүчдэл болгон бууруулдаг, тухайлбал гурван фазын/нэг фазын системийн хувьд 400/230 В. Эдгээр трансформаторуудыг ихэвчлэн цахилгаан хангамжийн шон (шон дээр суурилуулсан трансформатор) эсвэл бетонон дэд станц/киоск дээр байрлуулдаг. Тэдний үндсэн үүрэг бол айл өрх болон арилжааны барилгад орж буй цахилгаан эрчим хүч стандартын шаардлагад нийцэж, аюулгүй байгаа эсэхийг баталгаажуулах явдал юм.
Цахилгаан түгээлт дэх трансформаторын үндсэн үүрэг
А. Эрчим хүчний түгээлтийн үр ашгийг нэмэгдүүлэх
Трансформаторын хамгийн чухал үүрэг бол өндөр хүчдэл ба бага гүйдэлтэй үед дамжуулалтыг хангах явдал юм. Трансформаторгүйгээр холын зайн дамжуулалт нь илүү том дамжуулагч шаардах бөгөөд хөрөнгө оруулалтын зардлыг нэмэгдүүлж, эрчим хүчний алдагдлыг нэмэгдүүлэх болно. Үр ашгийг нэмэгдүүлэх нь хэрэглэгчдэд илүү их эрчим хүч хүрэх бол системийн ашиглалтын зардлыг бууруулах боломжтой гэсэн үг юм.
B. Хэрэглэгчийн аюулгүй байдлыг хангах
Дамжуулах хүчдэл нь хэрэглэгчдэд шууд хэрэглэгдэх тохиолдолд маш аюултай. Трансформаторууд нь өрхийн суурилуулалт болон тоног төхөөрөмжийн хүчдэлийг аюулгүй түвшинд хүртэл бууруулдаг. Цаашилбал, трансформаторууд нь дунд/өндөр хүчдэлийн тал болон бага хүчдэлийн талын хооронд цахилгаан тусгаарлалтыг бий болгож, тодорхой эвдрэлийн эрсдэлийг бууруулдаг.
C. Хүчдэлийг тогтворжуулах болон цахилгааны чанарыг дэмжих
Хүчдэлийн чанар нь ялангуяа электрон тоног төхөөрөмж, үйлдвэрлэлийн машин механизм, эмнэлэг гэх мэт чухал байгууламжуудад чухал ач холбогдолтой. Трансформаторуудыг хувиргалтын харьцааг тохируулахын тулд ачаалалгүй болон ачаалалтай үед цорго солигчоор тоноглож болно. Энэ нь ачааллын хэлбэлзэл эсвэл сүлжээний нөхцөл өөрчлөгдсөнөөс үл хамааран гаралтын хүчдэл хүлээн зөвшөөрөгдөх хязгаарт хэвээр байхыг баталгаажуулдаг.
D. Ачаалал хуваалцах болон системийн найдвартай байдалд тусалдаг
Түгээлтийн сүлжээнд ачааллыг бүс нутгуудад хуваарилахын тулд олон трансформатор суурилуулдаг. Энэ хуваалт нь аливаа цэгийн хэт ачааллаас сэргийлж, өргөн хүрээтэй тасалдал гарах магадлалыг бууруулдаг. Хэрэв нэг трансформатор эвдэрвэл сүлжээний тодорхой тохиргоо нь тэжээлийг өөр трансформатороос шилжүүлэх боломжийг олгодог (гэхдээ энэ нь сүлжээний загвараас хамаарна). Өөрөөр хэлбэл, трансформаторууд нь системийн найдвартай байдлыг сайжруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
E. Өөр өөр хэрэгцээнд зориулж өөр өөр хүчдэлийн түвшинг тохируулах
Хэрэглэгчид үргэлж ижил хүчдэлийн түвшин шаарддаггүй. Зарим салбарууд үйлдвэрлэлийн процесст дунд хүчдэлийн шууд хангамж эсвэл тусгай трансформатор шаарддаг. Үүний зэрэгцээ айл өрхүүд бага хүчдэлд найдаж болно. Трансформаторууд байгаа нь цахилгаан системд айл өрх, худалдааны төвөөс эхлээд хүнд үйлдвэрлэл хүртэл олон төрлийн хэрэгцээг уян хатан хангах боломжийг олгодог.
Түгээлтийн трансформаторын нийтлэг төрлүүд
Түгээлтийн трансформаторуудыг ерөнхийдөө тасралтгүй ажиллах, хувьсах ачаалалтай, олон нийтэд ойрхон байршилд зориулан бүтээсэн байдаг. Ерөнхийдөө трансформаторуудыг дараах байдлаар ялгаж болно:
1. Үе шат: жижиг ачаалал эсвэл тодорхой хэсэгт нэг үе шат, том ачаалалд гурван үе шат.
2. Тусгаарлагч/хөргөлтийн хэрэгсэл: том хүчин чадалд түгээмэл хэрэглэгддэг тосонд дүрэгдсэн трансформаторууд болон галын аюулгүй байдлын үүднээс барилга байгууламжид ихэвчлэн ашиглагддаг хуурай төрлийн трансформаторууд.
3. Байршил: туйлын трансформатор, киоскийн трансформатор, эсвэл доторх дэд станцын трансформатор.
Трансформаторын төрлийг сонгохдоо хүчин чадал, хүрээлэн буй орчны нөхцөл байдал, засвар үйлчилгээний хялбар байдал, зардал, аюулгүй байдлын хүчин зүйлсийг харгалзан үздэг.
Трансформаторын бэрхшээлүүд ба засвар үйлчилгээ
Трансформаторууд найдвартай байдгаараа алдартай ч тусгаарлагчийн хуучиралт, өндөр ачаалал, чийгшил, аянга цахилгаан, богино холболтоос болж хэт халалт зэрэгт өртөмтгий хэвээр байна. Тиймээс засвар үйлчилгээнд температурын шалгалт, тосны чанар (тосон суурьтай трансформаторын хувьд), тусгаарлагчийн туршилт, хамгаалалтын эд ангийн үзлэг орно. Засвар үйлчилгээний сайн арга барил нь трансформаторын ашиглалтын хугацааг уртасгаж, хангамжийн тасалдлыг бууруулж, түгээлтийн системийн үйл ажиллагааны үр ашгийг дээшлүүлнэ.
Хаах
Трансформаторууд нь цахилгаан эрчим хүчний системийг үр ашигтай, аюулгүй, найдвартай ажиллуулах боломжийг олгодог гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд юм. Үйлдвэрлэгчээс эхлээд хэрэглэгч хүртэл трансформаторууд нь алсын зайн дамжуулалтын хүчдэлийг нэмэгдүүлэх, түгээлтийн хүчдэлийг бууруулах, хүчдэлийн чанарыг хадгалах, ачаалал хуваалцах, сүлжээний найдвартай байдлыг дэмжих үүргийг гүйцэтгэдэг. Цахилгаан түгээлтэд трансформаторын үүргийг ойлгосноор эдгээр төхөөрөмжүүд нь зөвхөн дэд станц эсвэл цахилгаан шон дээрх "том хайрцаг" биш, харин цахилгаан эрчим хүчний өргөн хүрээтэй, тогтвортой хүртээмжийг хангах стратегийн төхөөрөмжүүд гэдгийг бид харж болно.
