انتخاب ترانسفورماتورهای خشک برای ساختمان‌های بلندمرتبه: راهنمای جامع ایمنی در برابر آتش و تعیین اندازه

ساختمان‌های بلندمرتبه به دلیل ساختار پیچیده، تراکم جمعیت بالا، مصرف برق زیاد و نیاز شدید به قابلیت اطمینان تأمین برق، الزامات سخت‌گیرانه‌ای را برای انتخاب تجهیزات اصلی توزیع برق اعمال کرده‌اند. ترانسفورماتورهای خشک، با مزایای کلیدی مانند عدم استفاده از روغن، مقاومت در برابر آتش و ابعاد کوچک، به تجهیزات ترجیحی سیستم‌های توزیع برق در ساختمان‌های بلندمرتبه تبدیل شده‌اند. این مقاله راهنمای حرفه‌ای‌ای برای طراحی مهندسی و خرید پروژه‌ها از دو بعد اصلی ایمنی حریق و انتخاب ظرفیت ارائه می‌دهد.

---

۱. ایمنی حریق: چرا ساختمان‌های بلندمرتبه باید از ترانسفورمرهای خشک

ساختمان‌های بلندمرتبه بالاترین نیاز را به اقدامات پیشگیرانه در برابر آتش در میان تمام سناریوهای کاربردی دارند. بر اساس بند ۴٫۳٫۵ «آیین‌نامه طراحی الکتریکی ساختمان‌های مسکونی و عمومی» (GB51348-2019)، این یک‌مقررات الزامی است: ترانسفورماتورهای نصب‌شده در ساختمان‌های مسکونی و عمومی باید از نوع ترانسفورماتورهای خشک، ترانسفورماتورهای عایق‌شده با گاز یا ترانسفورماتورهای عایق‌شده با مایع غیرقابل اشتعال انتخاب شوند.

منطق اساسی این مقررات اجباری، ملاحظات آشکار ایمنی است: ترانسفورماتورهای روغنی حاوی مقدار زیادی روغن عایق قابل اشتعال هستند. در صورت بروز اتصال کوتاه بین دورها یا خطاهای ناشی از بار اضافی، ممکن است گاز تولید شده و منجر به آتش‌سوزی یا حتی انفجار گردد. در مقابل، ترانسفورماتورهای خشک از هوا یا رزین اپوکسی برای عایق‌بندی استفاده می‌کنند و طراحی بدون روغن آنها به‌طور بنیادی خطرات نشت روغن و آتش‌سوزی‌های مرتبط با روغن را از بین می‌برد. در ساختمان‌های بلندمرتبه با تعداد زیادی ساکن و دشواری در تخلیه، انتخاب ترانسفورماتورهای خشک تضمین اساسی ایمنی جان و اموال است.

نکات کلیدی انتخاب و اجرا:

- در صورت نصب در مناطق حیاتی مانند اتاق‌های توزیع آتش‌نشانی و اتاق‌های اصلی کامپیوتر، ترجیحاً از ترانسفورماتورهای خشک مقاوم در برابر آتش استفاده شود. سیم‌پیچ‌ها، هسته‌ها و سایر اجزای آنها تحت پردازش تقویت مقاومت در برابر آتش قرار گرفته‌اند.

- برای مکان‌هایی که نیاز به مقاومت بالا در برابر آتش دارند، رده عملکرد احتراق ترانسفورماتور باید به F1 برسد.

- مواد عایق باید دارای خاصیت ضدشعله یا غیرقابل اشتعال باشند. مواد عایق ردهٔ F (با حداکثر دمای مجاز ۱۵۵ درجه سانتی‌گراد) و ردهٔ H (۱۸۰ درجه سانتی‌گراد) انتخاب‌های رایج هستند. در میان این دو، مواد ردهٔ H حاشیهٔ مقاومت حرارتی بیشتری دارند و به‌ویژه برای اتاق‌های توزیع بسته با تهویهٔ ضعیف مناسب‌اند.

---

۲. انتخاب ظرفیت برای ترانسفورمر قدرت نوع خشک : چگونه بارهای ساختمان‌های بلندمرتبه را دقیقاً تطبیق دهیم

انتخاب ظرفیت ترانسفورماتورهای خشک‌نما مستقیماً بر قابلیت اطمینان تأمین برق و کارایی اقتصادی تأثیر می‌گذارد. این امر نیازمند بررسی جامع از دو دیدگاه محاسبهٔ بار و استراتژی پیکربندی است.

۱. محاسبهٔ بار و تعیین ظرفیت

اولین گام در انتخاب ظرفیت ترانسفورماتور، محاسبهٔ بار محاسبه‌شدهٔ کل ساختمان است. بار الکتریکی ساختمان‌های بلندمرتبه پیچیده است و شامل روشنایی، سیستم‌های تهویهٔ مطبوع، آسانسورها، تأمین آب و فاضلاب، سیستم‌های اطفای حریق، سیستم‌های امنیت هوشمند و غیره می‌شود. ظرفیت باید بر اساس بار محاسبه‌شده تعیین شود؛ یعنی ظرفیت نامی ترانسفورماتور نباید از بار محاسبه‌شده کمتر باشد.

ترانسفورماتورهای توزیع مورد استفاده در ساختمان‌های بلندمرتبه معمولاً با گروه اتصال Dyn11 انتخاب می‌شوند. این امر به دلیل توانایی مؤثر آن در سرکوب هارمونیک سوم و کاهش امپدانس صفر-ترتیب است که مزایای قابل‌توجهی در بهبود حساسیت محافظت در برابر اتصال کوتاه تک‌فاز ایجاد می‌کند.

نکات کلیدی در انتخاب تجهیزات:

- در فرآیند انتخاب، توصیه می‌شود حاشیهٔ بار ۱۵ تا ۲۰ درصدی در نظر گرفته شود تا از کارکرد طولانی‌مدت در حالت بار اضافی در ساعات اوج جلوگیری شود.

- نرخ بار کاری بلندمدت ترانسفورماتور نباید از ۸۵٪ فراتر رود تا عملکرد اقتصادی آن تضمین شود.

- در صورت وجود بارهای اولیه و ثانویه (مانند سیستم‌های اطفای حریق، آسانسورها و روشنایی اضطراری)، مقررات نصب حداقل دو ترانسفورماتور را الزامی می‌دانند. در صورت خرابی یکی از آن‌ها، ترانسفورماتور(های) باقی‌مانده باید قادر به تأمین نیازهای برقی تمام بارهای اولیه و ثانویه باشد.

۲. حداکثر ظرفیت هر واحد و پیکربندی افزونگی

ظرفیت ترانسفورماتور لزوماً هرچه بزرگ‌تر باشد، بهتر نیست. مقررات محدودیت‌های مشخصی برای ظرفیت هر واحد تعیین کرده‌اند.

در صورتی که ولتاژ سمت ولتاژ پایین ۰٫۴ کیلوولت باشد، ظرفیت هر ترانسفورماتور نباید از ۱۲۵۰ کیلوولت‌آمپر فراتر رود؛ و در صورت وجود تنها یک ترانسفورماتور، این مقدار نیز نباید از ۱۲۵۰ کیلوولت‌آمپر تجاوز کند.

برای ساختمان‌های بسیار بلند یا پروژه‌هایی که بارهای آن به‌طور ویژه متمرکز است، توصیه می‌شود از حالت عملیاتی جداگانه با چندین ترانسفورماتور استفاده شود؛ مثلاً دو ترانسفورماتور ۸۰۰ کیلوولت‌آمپری یا سه ترانسفورماتور ۵۰۰ کیلوولت‌آمپری. این روش نه‌تنها می‌تواند کل بار مورد نیاز را تأمین کند، بلکه توزیع بار و پشتیبانی از تأمین انرژی را نیز فراهم می‌سازد.

۳. استفادهٔ منطقی از ظرفیت اضافی بار

ترانسفورماتورهای خشک دارای ظرفیت اضافی بار کوتاه‌مدت هستند، اما باید به‌صورت علمی از آن‌ها استفاده شود. در شرایط خنک‌کنندگی هوای طبیعی (AN)، ترانسفورماتور می‌تواند مدت طولانی‌ای به‌صورت پیوسته در ظرفیت نامی خود کار کند؛ ولی با نصب سیستم اختیاری خنک‌کنندگی اجباری هوایی (AF)، ظرفیت خروجی به‌صورت موقت ۵۰ درصد افزایش می‌یابد، اما این روش تنها برای شرایط اضطراری است و نباید به‌عنوان حالت عادی کارکرد بلندمدت در نظر گرفته شود.

نکات کلیدی انتخاب و اجرا:

— برای مکان‌هایی که تفاوت قابل توجهی در بار بین روز و شب دارند (مانند سیستم‌های تهویه مطبوع و روشنایی)، ظرفیت اضافی بار ترانسفورماتورهای خشک در فرآیند انتخاب می‌تواند به‌صورت مناسبی بهره‌برداری شود؛ با این حال، حتماً باید سیستمی کامل برای نظارت بر دما نصب شود.

— هنگامی که ترانسفورماتور در شرایط بار اضافی کار می‌کند، دمای سیم‌پیچ باید به‌صورت زنده نظارت شود. دمای هشدار برای ترانسفورماتورهای عایق‌بندی‌شده با کلاس F، ۱۳۰ درجه سانتی‌گراد و دمای قطع کار، ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد است.

---

iII. جدول مرجع سریع انتخاب مدل

---

ⅳ. نتیجه‌گیری

انتخاب ترانسفورماتورهای خشک برای ساختمان‌های بلندمرتبه بر روی تعادل سه هدف «ایمنی در برابر آتش‌سوزی، قابلیت اطمینان تأمین برق و صرفه‌جویی در انرژی و کارایی اقتصادی» متمرکز است. الزام «خشک» در مقررات، حداقل ایمنی را تضمین می‌کند، در حالی که انتخاب ظرفیت کلیدی برای تضمین عملکرد اقتصادی بلندمدت است. در پروژه‌های واقعی، توصیه می‌شود راه‌حل نهایی را با ترکیب ویژگی‌های خاص بار ساختمان، شرایط فضایی اتاق توزیع و الزامات شرکت برق محلی به‌صورت جامع تعیین نمایید.

شرکت تجهیزات برقی جیانگسو یونیتا محدود (JSZONMA) می‌تواند محصولات مناسب پروژه شما را مطابق با نیازهایتان عرضه کند. در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر، لطفاً بدون درنگ با ما تماس بگیرید.