ترانسفورماتور جریان اندازه گیری

آشنایی با ترانسفورماتور های اندازه گیری بخش اول ترانسفورماتور جریان

256

اصول اساسی ترانسفورماتورهای اندازه گیری

ترانسفورماتور های اندازه گیری به انواع خاصی از ترانسفورماتور گفته می شود که جهت استفاده در کاربردها و اهداف اندازه گیری ولتاژ و جریان بکار برده می شود. این قطعات و تجهیزات تابع قوانین عمومی ترانسفورماتورها هستند.

ترانسفورماتور جریان

 وظایف اصلی ترانسهای اندازه گیری عبارتند از:

  • تبدیل و کاهش دامنه و مقدار زیاد جریان به مقادیر قابل استفاده برای دستگاه های اندازه گیری و حفاظتی
  • ایزوله کردن و جداسازی عایقی مدار و تجهیزات اندازه گیری از شبکه فشارقوی
  • ایجاد یک بستر برای استاندارد کردن دستگاه های اندازه گیری و رله ها به محدوده ای معین جریان و ولتاژ استاندارد به گونه ای که از گونگونی و تنوع تجهیزات کم کند و سبب تسهیل در طراحی سیستم حفاظتی شود.شماتیک ظاهری یک سیستم اندازه گیری

عملکرد و نحوه تعیین مشخصات فنی ترانسفورماتورهای جریان

 

اصول کار ترانسفورماتورهای جریان

اولیه یک ترانسفورماتور حریان به صورت سری به شبکه متصل است . این به این معنی است که جریان اولیه کاملا از ثانویه و بار ثانویه مستقل است . به همین علت جریان ثانویه نیز مستقل از بار ثانویه است . جریان های اولیه و ثانویه کمیت های اصلی هستند . در صورتی که افت ولتاژ فقط برای محاسبه مقدار جریان تحریک و میزان خطای هسته ترانسفورماتورهای اندازه گیری اهمیت دارد.

تحلیل ترانسفورماتور جریان

 

ترانس جریان ایده آل

برای یک ترانس ایده آل اتصال کوتاه شده رابطه زیر صادق است:

در واقع می توان گفت یک ترانسفورماتور جریان ایده آل ، یک ترانسفورماتور اتصال کوتاه شده ای می باشد که میزان ولتاژ ترمینال های ثانویه آن صفر و درنتیجه جریان مغناطیس شوندگی آن بسیار ناچیز باشد.

مدار معادل یک ترانسفورماتور جریان ایده آل

پارامتر های مهم انتخاب و سفارش یک ترانسفورماتور جریان

یک ترانس جریان باید بتواند علاوه بر ولتاژ کاری و عملکردی اضافه ولتاژ های معمول شبکه را نیز تحمل کند. برای تست ترانس  مقدار ولتاژ نامی بر اساس استاندارد مشخص شده است .

سطح (BIL) نامی بر اساس استاندارد IEC سطح عایقی نامی

 

سطح عایقی نامی (BIL) بر اساس استاندارد IEEE/ANSI

انتخاب و تعیین ولتاژ نامی ترانسفورماتور جریان

انتخاب و تعیین ولتاژ نامی و ماکزیمم بر مبنای استاندارد IEC انتخاب و تعیین می شود. در مواردی مانند ترانس نوترال یا ترانس صفر و ترانسفورماتور جریان از نوع پنجره ای و همچنین ترانسفورماتور جریان بوشینگی ولتاژ ترانس ممکن است با ولتاژ سیستم برابر نباشد.

میزان ولتاژ ترانسفورماتور جریان مورد استفاده در جریان نوترال در ترانسفورماتورهای قدرت بر مبنای نوع سیستم زمین و مقاومت سیستم زمین و همچنین جریان اتصال کوتاه ممکن در سیستم انتخاب می گردد . استاندارد VDE 0111 حداکثر مقدار ولتاژ برای سیستمهایی که به صورت مناسب و موثر زمین شده اند می تواند برابر Um 0.4  در نظر گرفته است. در این استاندارد  همینطور برای تمامی سیستم هایی که به شکل موٍر زمین نشده باشند برابر ولتاژ فاز سیستم در نظر گرفته می شود . مقدار دامنه این ولتاژ یک سطح کمتر از ولتاژ سیسم خواهد بود.

توجه داشته باشید که سطح ولتاؤ ترانسفورماتور جریان بوشینگی و ترانس های پنجره ای که ساختمان آنها به گونه ای است که اولیه آنها به صورت مستقل عایق پیچی شده است ، K  0.72 در نظر گرفته می شود . 

اثر ارتفاع نصب بر روی مشخصه های ترانسفورماتور اندازه گیری جریان

همراه باافزایش ارتفاع قدرت تحمل عایقی هوا به دلیل کاهش غلظت هوا کاهش می یابد. بر همیم اساس باید عایق خارجی ترانسفورماتور با ارتفاع و شرایط محیطی محل نصب تطبیق پیدا کند . البته با افزایش ارتفاع سطح عایق داخلی ترانس تغییر نمی کند. توجه داشته باشید که مقدار BIL با افزایش ارتفاع تغییر نخواهد داشت.

هرچه ارتفاع افزایش پیدا کند فاصله ایجاد جرقه ( Flash over distance ) با ضریب نسبت K به ازای هر 1000 متر افزایش ارتفاع افزایش پیدا می کند . با توجه به این نکته که در این حالت عایق داخلی نیز تحت تنش قرار گرفته دچار پیری (AGEING )  می شود . به همین دلیل توصیه اکید می شود برای تست ها کافی است به تایپ تست ها اکتفا شود و از اعمال ولتاژ های بالاتر به ترانس ها خودداری شود.

 

تعیین و انتخاب جریان نامی اولیه ترانسفورماتور های جریان و نسبت تبدیل آنها

در یک ترانس جریان نسبت تبدیل های گوناگون  بر اساس جریانهای اولیه مختلف مورد نیاز است . در این مواقع جریان نامی ترانسفورماتور جریان بر مبنای جریان نامی یا حداکثر جریان موثری که در عمل از ترانسفورماتور جریان عبور می کند. با در نظر گرفتن رشد جریان سیستم در زمان طول عمر ترانس تعیین و انتخاب می شود . سایز ترانس را معمولا بین 10 تا 40 درصد بالاتر از جریان کار تخمینی انتخاب می شود.

ابد توجه داشته باشید سایز کردن بالاتر از جریان نامی در مواردی سبب بزرگتر شدن ابعادو به دنبال آن افزایش قیمت آن را به دنبال خواهد داشت . از سوی دیگر انتخاب سایز پایین جریان موجب گرم شدن ترانس خواهد شد. نهایتا این نکته جریان نامی اولیه معمولا بر اساس بزرگترین نسبت تبدیل هسته ترانس اندازه گیری تعیین و برابر آن است .

 

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.