کلبه علم

شناخت تجهيزات پست هاي فشار قوي

ترانسفورماتورهاي حفاظتي جريان و ولتاژ

در پستهاي فشار قوي به دو منظور اساسي اندازه‏گيري و حفاظت ،  به  اطلاع از وضعيت كميت‏هاي الكتريكي ولتاژ و جريان احتياج است . ولي از آنجا كه مقادير كميت‏هاي مزبور در پستها و خطوط فشار قوي بسيار زياد مي‏باشند و دسترسي مستقيم به آنها نه اقتصادي بوده و نه عملي است ، لذا از ترانسفورماتورهاي جريان و ولتاژ استفاده مي‏شود . ثانويه اين  ترانسفورماتورها نمونه‏هايي با مقياس كم از كميت‏هاي مزبور كه تا حد بسيار بالايي تمام ويژگيهاي كميت اصلي را داراست ، در اختيار مي‏گذارد ، و كليه دستگاههاي اندازه‏گيري ، حفاظت و كنترل مانند ولتمتر ،  آمپرمتر ،  توان سنج ، رله‏ها ، دستگاههاي ثبات خطاها و وقايع و غيره… كه براي ولتاژ و جريان‏‏هاي پائين ساخته مي‏شوند از طريق آنها به كميت‏هاي مورد نظر در پست دست مي‏يابند .

بنابراين  ترانسفورماتورهاي جريان و ولتاژ از يك طرف يك وسيله فشار قوي بوده و بنابراين ميبايستي بصورت هماهنگ با ساير تجهيزات فشار قوي انتخاب شوند ( طرف اوليه ) و از طرف ديگر به تجهيزات فشار ضعيف پست ارتباط دارند ( طرف ثانويه ) ،  لذا لازم است مشخصات فني آنها بطور هماهنگ با تجهيزات حفاظت كنترل و اندازه‏گيري انتخاب شود .

ترانسفورماتور جريان حفاظتي

ترانسفورماتورجريان حفاظتي جهت بدست آوردن جريان عبوري از خط انتقال يا تجهيزات ديگر شبكه قدرت در مقياس پايين‏تر به كار مي‏رود . سيم‏پيچي اوليه آن بطور سري در مدار قرار دارد و بسته به نوع اوليه مي‏تواند تك دوري يا چند دوري باشد . تعداد دور ثانويهC.T متناسب با نسبت تبديل مي‏باشد . ميزان بار ثانويه با توجه به نوع ولتاژ وجريان آن  تعيين مي‏گردد . تفاوت آن با ترانسفورماتور اندازه گيري آنستكه قابليت آن را دارد كه جريانهاي خيلي زياد را به جريان كم قابل استفاده در رله‏ ها تبديل كند . همچنين ترانسفورماتور جريان بايد طوري انتخاب شود كه هم در حالت عادي و نرمال شبكه و هم در حالت اتصال كوتاه و ايجاد خطا بتواند جريان ثانويه لازم و مجاز را براي دستگاههاي حفاظتي تأمين كند .

از آنجا كه در اختيار گذاشتن جريان بطور مستقيم در جريان و ولتاژهاي زياد ميسر نيست و از طرفي چنانچه امكان بدست آوردن نيز باشد ،  ساخت وسايل حفاظتي كه در جريان زياد كار كنند به لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نيست لذا اين عمل عمدتا” ً توسط ترانسفورماتورهاي جريان انجام مي‏شود .

انواع ترانسفورماتورهاي جريان حفاظتي از نظر ساختمان :

بطور كلي ترانسفورماتورهاي جريان از نظر ساختمان به دو نوع تقسيم مي‏شوند :

ـ ترانسفورماتورهاي جريان با هسته پايين

ـ ترانسفورماتورهاي جريان با هسته بالا

 ترانسفورماتورهاي جريان با هسته پايين

در اين ترانسفورماتور سيم‏پيچ اوليه كه به شكلU است از داخل  يك محفظه استوانه‏اي به طرف پايين بداخل مخزن برده شده است و سيم‏پيچ ثانويه در مخزن قرار دارد .  سطح خارجي قسمت حلقه‏اي شكل عايق اصلي با غلاف متصل به زمين پوشيده شده است و بنابراين مخزن فلزي از نظر الكتريكي محافظت شده است .

در اين طرح طول اوليه نسبتا” ً زياد بوده و عبور جريان باعث گرم شدن ترانسفورماتور جريان مي‏گردد . اين ترانسفورماتور اصولاً”  براي ولتاژهاي تا 765 كيلو ولت و جريانهاي تا 3000 آمپر مناسب است . استفاده از آن بيشتر در مواردي است كه چندين هسته و نيز اتصالات متعدد اوليه براي نسبتهاي مختلف جريان لازم مي‏باشد .

ترانسفورماتورهاي جريان با هسته بالا :

در اين ترانسفورماتورها مسير طي شده توسط اوليه در داخل ترانسفورماتور، كوتاهترين مسير بوده و طرح آن به ترتيبي است كه سيم‏پيچ ثانويه دور يك هسته كه به صورت حلقه مي‏باشد پيچيده شده و هادي اوليه از وسط اين حلقه عبور مي‏نمايد .

مجموعه سيم‏پيچهاي اوليه و ثانويه در يك محفظه فلزي روي يك عايق تو خالي پر از روغن قرار دارد . سرهاي سيم‏پيچ ثانويه به وسيله سيمهاي عايق شده كه از داخل يك لوله مي‏گذرند به قسمت پايين ( جعبه ترمينال ) منتقل مي‏شود .

 مشخصات ترانسفورماتور جريان و نحوه كاركرد

مشخصات ترانسفورماتورهاي جريان با چهار  فاكتور مشخص مي‏شوند :

1- ولت آمپر

2-  دقت

3-  نقطه اشباح

4-  نسبت تبديل

به عنوان مثال 15/ P5/VA10 ، معرف ترانسفورماتور جريان حفاظتي است كه مصرف نامي آن 5 آمپر بوده و در مصرف نامي مي‏تواند VA 10 بدهد . و اگر براي مثال رله‏اي كه در جريان نامي 5 آمپر ، مصرف آن VA10 باشد به ثانويه وصل گردد ، در اين صورت ترانسفورماتور جريان خطايي تا 15 برابر جريان نامي را از خود عبور مي‏دهد و دقت خود را به ميزان 5% حفظ مي‏كند .

تست ترانس جريان:

1) تست نسبت تبديل                            2) تست عايقي

3) تست منحني مشخصه CT                

 4) تست پلاريته

5) تست مقاومت DC

ترانسفورماتور ولتاژ

 ترانس ولتاژ ،  ولتاژ بالا را به ولتاژ پايين قابل اندازه‏گيري تبديل كرده و از اين رهگذر، مدار اندازه‏گيري را از مدار فشار قوي جدا و در نتيجه دستگاههاي اندازه‏گيري را در مقابل ولتاژهاي زياد ناگهاني محافظت مي‏كند .

براي اينكه ولتاژ ايجاد شده در ثانويه ترانس ولتاژ مشابه ولتاژ اوليه با دقت كافي باشد لازم است افت ولتاژ سيم‏پيچ‏ها تا حد ممكن كاهش داده شود و چگالي فلو در هسته ترانس آنقدر پائين باشد كه در حالت نرمال هسته ترانسفورماتور اشباع مغناطيسي شود . خطاهاي ترانس ولت بايستي براي اندازه‏گيري صحيح در حدود قابل  قبول براي كار رله‏ها و دستگاههاي اندازه‏گيري باشند . بنابراين براي ترانسفورماتورهاي ولتاژ كلاس دقت برابر استاندارد تعريف مي‏شود نكته‏اي كه در مورد ترانس ولتاژ مطرح است اين است كه ثانويه ترانس ولتاژ در موقع برق‏دار بودن خط هيچگاه نبايد اتصال كوتاه شود چرا كه در اين حالت ثانويه صفر شده و جرياني بي‏نهايت خواهد داشت كه از عهده تحمل سيم‏هاي ثانويه خارج است و ترانس ولتاژ را خواهد سوزاند .

انواع ترانسفورماتور ولتاژ:

1) ترانس ولتاژ معمولي                 2) ترانس ولتاژ خازني

ـ ترانسفورماتورهاي ولتاژ خازني

اندازه ترانسفورماتورهاي ولتاژ الكترومغناطيسي ( اندوكتيو) براي ولتاژ بالا بطور قابل توجهي با ولتاژ نامي متناسب است و قيمت آن  نيز افزايش مي‏يابد . يك راه حل اقتصادي در اين شرايط استفاده از ترانسفورماتورهاي ولتاژ خازني است در اين نوع ترانسفورماتور ابتدا ولتاژ اوليه با استفاده از تعداد زيادي خازن كه از نوع كاغذ با هادي آلومينيوم هستند و بطور سري به يكديگر متصل شده‏اند ، به مقدار قابل ملاحظه‏اي كاهش يافته و سپس با استفاده از يك ترانسفورماتور ولتاژ كوچكتر ،  مقدار ولتاژ دلخواه كه حدود 100 ولت است در ثانويه به دست مي‏آيد نكته قابل ذكر اينكه ترانسفورماتور ولتاژ مذكور در داخل يك تانك پر از روغن كه در پائين ترانسفورماتور ولتاژ اصلي قرار دارد جا داده مي‏شود .

ترانسفورماتورهاي ولتاژ خازني نسبت به ترانسفورماتورهاي ولتاژ الكترومغناطيسي داراي دقت كمتر و قيمت ارزانتري هستند . از نظر ساختمان تقسيم كننده‏هاي ولتاژ خازني معمولا” از يك تا سه طبقه چيني قهوه‏اي رنگ كه روي يكديگر سوار شده‏اند تشكيل مي‏گردند . هر طبقه چيني شامل تعداد زيادي از المانهاي خازني است كه بطور سري با يكديگر قرار دارند . هر كدام از المانهاي شامل  دو لايه آلومينيوم است كه توسط چند لايه كاغذ سلولز آغشته به روغن معدني از هم جدا شده‏اند .

لازم به ذكر است كه از ترانسفورماتورهاي ولتاژ خازني در سيستم‏هاي مخابراتي پست بنام (PLC)  نيز استفاده مي‏شود . سيستم PLC علاوه بر اينكه جهت ارسال سيگنال به پست مقابل به منظور عمل نمودن رله‏هاي پست ديگر نيز بكار مي‏رود ، براي ارتباط تلفني بين پستها نيز از آن استفاده مي‏شود .تعداد ثانويه ترانسفورماتورهاي ولتاژ معمولا” ً دو عدد در نظر گرفته مي‏شود كه يكي براي اندازه‏گيري ولتاژ براي استفاده در حالات از بين رفتن تعادل در ولتاژ بين فازها است ( اتصال سه فاز به صورت مثلث باز مي‏باشد ) .