ظرفیت ترانسفورماتور کوره
در فرآیندهای صنعتی، کوره‌ها نقش حیاتی در ذوب، گرمایش و فرآوری مواد مختلف دارند. برای تغذیه این کوره‌ها با انرژی الکتریکی موردنیاز،
به ترانسفورماتورهای خاصی نیاز است که توان لازم را در سطوح ولتاژ و جریان مناسب تأمین کنند. یکی از مهم‌ترین پارامترها در انتخاب و
طراحی این تجهیزات، ظرفیت ترانسفورماتور کوره است. این ظرفیت نه‌تنها بر عملکرد کوره تأثیر میگذارد ، بلکه بهره‌وری انرژی، ایمنی و طول
عمر سیستم را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد.
تعریف ظرفیت ترانسفورماتور کوره
ظرفیت ترانسفورماتور کوره معمولاً با واحد کیلوولت‌آمپر (kVA) یا مگاولت‌آمپر (MVA) بیان می‌شود و نشان دهنده حداکثر توان ظاهری است
که ترانسفورماتور می‌تواند به کوره منتقل کند،بدون آنکه دچار افت ولتاژ یا افزایش بیش ازحد دما شود.این ظرفیت با توجه به نوع کوره (مثلاً
کوره القایی، قوس الکتریکی یا مقاومتی)، توان موردنیاز بار، مدت زمان کارکرد و سیکل‌های کاری محاسبه می‌شود.
تفاوت ترانسفورماتور کوره با ترانسفورماتورهای معمولی
ترانسفورماتورهای کوره دارای ویژگی‌های خاصی هستند که آن‌ها را از ترانسفورماتورهای توزیع یا قدرت متمایز می‌کند:
بار غیرخطی و ناپایدار: کوره‌ها به‌ویژه کوره‌های قوس الکتریکی، بارهایی با نوسانات شدید جریان و ولتاژ ایجاد می‌کنند. این ویژگی مستقیماً
در تعیین ظرفیت ترانسفورماتور مؤثر است.
ضریب توان پایین:بیشتر کوره‌ها ضریب توان پایینی دارند (در حدود 0.7 یا کمتر)،بنابراین ترانسفورماتور باید ظرفیت کافی برای جبران این عامل
را داشته باشد.
بارگذاری متناوب و ضربه‌ای : جریان هایی با نرخ تغییر بالا (di/dt بالا) از کوره عبور می‌کنند که موجب گرم شدن شدید هسته و سیم‌پیچ
ترانسفورماتور می‌شود. بنابراین، انتخاب ظرفیت نامی با درنظرگرفتن اضافه‌بار موقتی بسیار مهم است.
عوامل مؤثر در تعیین ظرفیت ترانس کوره
در تعیین ظرفیت مناسب ترانسفورماتور کوره، چند عامل کلیدی باید در نظر گرفته شود:
نوع و توان کوره
نوع کوره (القا، قوس، مقاومتی) و توان مصرفی آن، اولین و مهم‌ترین عامل در تعیین ظرفیت ترانسفورماتور است. برای مثال، کوره‌های قوس
الکتریکی توان لحظه‌ای بالایی نیاز دارند و نوسانات جریان شدیدی ایجاد می‌کنند که باید در طراحی در نظر گرفته شود.
زمان کارکرد و سیکل‌های عملیاتی
در برخی کاربردها، کوره به‌طور مداوم کار می‌کند، اما در برخی دیگر به صورت سیکلی روشن و خاموش می‌شود. این الگو بر انتخاب ظرفیت
موثر است، زیرا ترانسفورماتور باید توانایی تحمل جریان‌های هجومی مکرر و گرم‌شدن سریع را داشته باشد.
ضریب بار و ضریب اطمینان
به‌دلیل شرایط نامطمئن باردهی در کوره‌ها، معمولاً ظرفیت ترانسفورماتور با در نظرگرفتن ضریب اطمینان ۱۰ تا ۳۰ درصد بالاتر از توان نامی
کوره انتخاب می‌شود تا ترانسفورماتور در شرایط سخت نیز بدون آسیب‌دیدگی عمل کند.
مشخصات شبکه برق و محل نصب
نوع شبکه، سطح ولتاژ اولیه، فاصله از پست اصلی و شرایط محیطی (دما، رطوبت، تهویه) از دیگر عواملی هستند که در انتخاب ظرفیت و
طراحی ترانسفورماتور تأثیرگذارند.
رابطه ظرفیت با تلفات و بهره‌وری انرژی
اگر ظرفیت ترانسفورماتور خیلی پایین انتخاب شود ، دستگاه در بار کامل یا بیش از حد کار خواهد کرد که منجر به افزایش تلفات، داغ شدن
بیش از حد و در نهایت کاهش عمر مفید آن می‌شود. در مقابل، اگر ظرفیت بیش از حد بالا باشد، هزینه‌های اولیه و تلفات بی‌باری (no-load
losses) افزایش می‌یابد. بنابراین، یافتن تعادل بهینه بین این دو، از نظر فنی و اقتصادی بسیار مهم است.
محاسبه ظرفیت به‌صورت تجربی
به‌طور کلی می‌توان از رابطه تجربی زیر برای تخمین ظرفیت ترانسفورماتور کوره استفاده کرد:
S (kVA) = (P / η) × 1.2
که در آن:
S ظرفیت ترانسفورماتور به kVA
P توان مصرفی واقعی کوره به کیلووات
η راندمان مورد انتظار ترانس (مثلاً 0.9)
عدد 1.2 به‌عنوان ضریب اطمینان لحاظ می‌شود.
این فرمول صرفاً یک برآورد اولیه است و در کاربردهای صنعتی پیچیده‌تر، باید از شبیه‌سازی و محاسبات دقیق‌تر استفاده کرد.
جمع‌بندی
ترانسفورماتور کوره یکی از اجزای کلیدی در فرآیندهای گرمایش صنعتی است که انتخاب درست ظرفیت آن تأثیر مستقیمی بر ایمنی،
بازدهی و هزینه‌های نگهداری دارد. انتخاب ظرفیت بهینه نیازمند بررسی دقیق توان کوره، نوع عملکرد،شرایط محیطی و پایداری شبکه
برق است. با محاسبه صحیح ظرفیت و استفاده از طراحی اختصاصی ، می‌توان عملکرد بلند مدت ، مطمئن و اقتصادی این تجهیزات را
تضمین کرد.
برای مشاوره وخرید با ما در ارتباط باشید.
