آبشاران

1- مشخص شدن مشخصات سیستم شامل

– ولتاژ حداکثر سیستم

– فرکانس سیستم

– جریان نامی موقعیت نصب ترانسفورماتور جریان با توجه به توسعه آینده

– سطح اتصال کوتاه در موقعیت نصب ترانسفورماتور جریان

2- مشخص شدن سیستم حفاظت و کنترل پست

با توجه به اینکه کلاس دقت، توان خروجی، تعداد و نوع کورهای ترانسفورماتورهای جریان در ارتباط با سیستم حفاظت و کنترل پست مشخص می­گردد. لذا ابتدا می­بایست با محاسبات ترانسفورماتورهای جریان، اعداد مناسب را انتخاب نمود و سپس نسبت به سفارش، خرید و تامین این اقلام اقدام نمود.

3- مشخص شدن مشخصات محیطی محل نصب

4- تعیین پارامترها و مشخصات ترانسفورماتور جریان

– نوع ترانسفورماتور جریان از نظر عایقی

– نوع ترانسفورماتور جریان از نظر محل قرارگیری هسته­ها

– نوع ترانسفورماتور جریان از نظر تعداد تپ و نحوه تعویض تپ­ها

– نوع ترانسفورماتورهای جریان از نظر تعداد کورها

– نوع هسته­های (کورهای) ترانسفورماتور جریان (اندازه­گیری یا حفاظتی)

– فاصله خزشی مقره ترانسفورماتور جریان

– استقامت مکانیکی مورد نیاز مقره­ها و ترمینال­های فشار قوی ترانسفورماتور جریان

– ولتاژ حداکثر

– سطوح عایقی نامی

– فرکانس نامی

– جریان نامی اولیه

– جریان نامی ثانویه

– نسبت تبدیل نامی

– جریان اتصال کوتاه (حرارتی) کم مدت نامی

– جریان دینامیکی نامی

– جریان دائمی حرارتی نامی

– توان نامی خروجی

– کلاس دقت

منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم

گردآورنده:آقای مهدیار براتی

مشخصات محیطی و شرایط اقلیمی:

1- ارتفاع محل نصب از دریا

2- حداکثر درجه حرارت مطلق هوای محیط

3- حداقل درجه حرارت مطلق هوای محیط

4- سرعت باد

5- میزان رطوبت نسبی

6- شتاب زلزله

7- ضخامت یخ

8- میزان آلودگی

مشخصات ساختاری ترانسفورماتور جریان:

1- نوع ترانسفورماتور جریان از نظر عایقی

2- نوع ترانسفورماتور جریان از نظر محل قرار گیری هسته­ها

3- نوع ترانسفورماتور جریان از نظر تعداد تپ­ها و نحوه تعویض تپ­ها

4- نوع ترانسفورماتور جریان از نظر تعداد کورها (هسته­ها)

5- نوع ترانسفورماتور جریان (اندازه­گیری یا حفاظتی)

6- فاصله خزشی که همان مسیر قوس بر روی مقره می­باشد و حداقل این مقدار به آلودگی محیط بستگی دارد. ضمناً IEC 185 متذکر شده است که نسبت فاصله خزشی به فاصله قوس (ARCING DISTANCE) نباید از 5/3 کمتر باشد.

7- استقامت مکانیکی مقره و ترمینال­های ترانسفورماتور جریان

مشخصات الکتریکی ترانسفورماتور جریان:

1- ولتاژ حداکثر (HIGHEST VOLTAGE FOR EQUIPMENT)

حداکثر ولتاژ موثر فاز به فاز است که ترانسفورماتور جریان برای استفاده از این ولتاژ تحت شرایط کار عادی طراحی شده است مقدار این ولتاژ در بخش­های قبل ذکر شده است.

2- سطوح عایقی (RATED INSULATION LEVELS)

در ترانسفورماتورهای جریان استقامت عایقی بعلت وجود چند سیم­پیچ به صورت استقامت عایقی اولیه، استقامت مابین سیم­پیچ­های اولیه و سیم­پیچهای ثانویه و استقامت عایقی مابین حلقه­هی داخلی (دورهای) سیم­پیچ­های ثانویه بیان می­شود.

در مورد استقامت عایقی اولیه با توجه به سطوح ولتاژ مورد استفاده اعداد استاندارد
IEC 71 و IEC 185 نیز تکرار شده است و می­توان به بخش هماهنگی عایقی این جزوه نیز رجوع نمود. تذکر          اعداد ذکر شده برای ارتفاع زیر 1000 متر می­باشند و برای محیط­های با ارتفاع بالاتر می­بایست تصحیح گردند.

برای استقامت الکتریکی مابین بخش­های مختلف یا سیم­پیچ­های مختلف اولیه و همچنین ثانویه (BETWEEN – SECTION INSULATION REQUIEMENT) می­بایستی عایق مابین سیم­پیچ­ها، توانایی تحمل ولتاژ فرکانس قدرت سه کیلوولت (موثر) به مدت یک دقیقه را داشته باشند.

همچنین سیم پیچ­های ثانویه باید تحمل ولتاژ فرکانس قدرت سه کیلوولت (موثر) به مدت یک دقیقه را داشته باشند.

برای تعیین استقامت عایقی مابین حلقه­های داخلی (INTERTURN INSLATION REQUIRMENT) هرسیم پیچ در حالت مدار باز تحت ولتاژی از طریق اعمال جریان به اولیه قرار می­گیرد و می­بایستی ولتاژ چهارونیم (5/4) کیلوولت موثر را به مدت یک دقیقه تحمل نماید.

3- فرکانس نامی (RATED FREQUENCY)

مقادیر استاندارد این فرکانس 50 یا 60 هرتز است که برای شبکه ایران 50 هرتز می­باشد.

4- جریان نامی اولیه (RATED PRIMARY CERRENT)

جریان نامی اولیه جریانی است که عملکرد ترانسفورماتور جریان بر پایه آن استوار شده و مقدار آن براساس جریان عبوری در محل نصب ترانسفورماتور جریان خواهد بود. استاندارد IEC 185 اعداد زیر را پیشنهاد نموده است [یا مضارب ده یا یکدهم این اعداد].

10-12. 5-15-20-25-30-40-50-60-75

مقادیری که زیر آنها خط کشیده شده است ارجحیت دارند.

5- جریان نامی ثانویه (RATED SECONDARY CURRENT)

جریان نامی ثانویه مقدار جریانی است که با توجه به جریان اولیه و نسبت تبدیل ترانسفورماتور جریان در ثانویه ترانسفورماتور برقرار می­گردد. استاندارد IEC 185، سه عدد 2 ،1 و 5 آمپر را توصیه کرده است که اعداد 1 و 5 آمپر در ایران کاربرد دارند.

نکته­ای که باید تذکر داد این است که هرچه جریان ثانویه بزرگتر انتخاب شود تعداد دور سیم پیچ هسته کمتر و در نتیجه ترانسفورماتور از نظر حجم کوچکتر و اقتصادی­تر خواهد بود ولی در عوض افت ولتاژ و تلفات در کابل­های ارتباطی بین ترانسفورماتور جریان و دستگاه_­های متصل بیشتر بوده و در نتیجه ظرفیت بیشتری در خروجی ترانسفورماتور جریان نیاز خواهد بود.

از آنجائی که در ولتاژهای بالا (230 و 400 کیلوولت) ابعاد و اندازه پستهای نسبتاً بزرگ می­باشند، لذا طول کابلهای ارتباطی قابل توجه بوده و بنابراین برای جلوگیری از افزایش ظرفیت خروجی ترانسفورماتور جریان معمولاً جریان ثانویه یک آمپر انتخاب می­گردد ولی در ولتاژهای پائین­تر هر دو گزینه یک آمپر و پنج آمپر مورد می­باشد لکن استفاده از ترانسفورماتور جریان با جریان ثانویه 5 آمپر بعلت اقتصادی­تر بودن، مناسب­تر می­باشد.

6- نسبت تبدیل نامی (RATED TRANSFORMATION RATIO)

مطابق استاندارد عبارت است از نسبت جریان نامی اولیه به جریان نامی ثانویه. معمولاً به دلیل رشد تدریجی بار و سطح اتصال کوتاه، بایستی امکان انتخاب نسبت تبدیل­های مختلف وجود داشته باشد که توضیح در مورد انواع روشهای تغییر تعداد دور سیم پیچ­ها در بخش­های قبل داده شده است.

7- جریان اتصال کوتاه (حرارتی) کم مدت نامی

(RATED SHORT – TIME THERMAL CURRENT (Ith))

حدکثر مقدار جریان موثر اولیه است که یک ترانسفورماتور جریان بدون ایجاد مشکل در آن به مدت یک ثانیه تحمل می­نماید. البته در این حالت باید ثانویه اتصال کوتاه باشد.

8- جریان دینامیک نامی (PATEC DYNQMIC CURRENT (Idyn))

مقدار پیک جران اولیه است که یک ترانسفورماتور جریان بدون بروز مشکل الکتریکی یا مکانیکی در اثر نیروهای الکترومغناطیسی در حالت اتصال کوتاه بودن ثانویه، در سیکلهای اولیه اتصال کوتاه تحمل می­نماید. این مقدار معمولاً 5/2 برابر جریان اتصال کوتاه مدت نامی می­باشد.

9- جریان دائمی حرارتی نامی (RATED CONTINUOUS THERMAL CURRENT)

جریان دائمی حرارتی نامی ترانسفورماتور جریان عبارت است از جریانی که از اولیه ترانسفورماتور بطور پیوسته عبور کند هنگامی که ثانویه ترانسفورماتور به بار نامی­اش متصل بوده و افزایش درجه حرارت بیش از مقدار مجار نداشته باشد. مقدار این جریان عموماً برابر جریان نامی اولیه ترانسفورماتور می­باشد مگر اینکه عدد دیگری برای آن ذکر گردد.

در استاندارد IEC مقادیر مجاز افزایش جریان دائمی حرارتی نامی نسبت به جریان نامی با ضریب 120% و 150% و 200% مشخص شده است که با توجه به ترانسفورماتورهای موجود در سطح کشور مورد قبولیت بین سازندگان، ضریب 120% نسبت به جریان نامی برای جریان دائمی حرارتی نامی انتخاب گردیده است.

10- توان نامی خروجی (VALUES OF RATED OUTPUT)

1-10- ظرفیت نامی (BURDEN)

امپدانس مدار ثانویه با توجه به ضریب توان می_­­باشد. ظرفیت خروجی معمولاً بصورت توان یا ولت آمپر در جریان نامی و ضریب توان تعریف شده، بیان می­گردد. این ظرفیت در واقع توان جذب شده توسط تجهیزات متصل به ثانویه و افت سیم پیچ ثانویه را مشخص می­کند.

2-10- ظرفیت نامی (RATED BURDEN)

مقدار ظرفیت خروجی یا BURDEN است که در آن ملاحظات مربوط به دقت ترانسفورماتور اعمال شده است.

3-10- توان نامی خروجی (RATED OUTPUT)

مقدار توان (به ولت آمپر و با ضریب توان مشخص) است که یک ترانسفورماتور جریان با جریان نامی به باری با ظرفیت خروجی تحویل می­دهد.

توان نامی خروجی مقادیر استاندارد شده دارد که عبارتند از:

2. 5-5. 0-10-15 & 30VA

برای مقادیر بالاتر از 30VA می­بایستی مقداری مناسب عملکرد انتخاب شود. ظرفیت خروجی نامی ترانسفورماتور جریان را اصل همان توانی است که به وسیله مصرف کننده­ها و تلفات سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور جریان مصرف می­شود و ترانسفورماتور جریان بایستی بتواند توان ظاهری مصرف شده توسط دستگاه­های اندازه­گیری و رله­ها و کابلها و سیم_­­های رابط و سیم پیچ ثانویه خود را تامین نماید.

11- کلاس دقت (ACCURACY CLASS)

این بند در قسمتهای قبل کاملاً تشریح گردیده است.

12- محدودیت افزایش درجه حرارت

درجه حرارت ترانسفورماتور جریان، با جریان اولیه­ای برابر جریان نامی و باری با ضریب قدرت واحد و معادل ظرفیت خروجی نامی نبایستی از مقادیر مجاز ذکر شده در جدول I استاندارد IEC 185 فراتر رود لازم به ذکر است که این افزایش درجه حرارت برای ارتفاع زیر 1000 متر می­باشد و برای ارتفاع عای محیطی بیشتر از هزار متر می­بایستی مقادیر این جدول به ازاء هر 100 متر افزایش ارتفاع به مقدار 4/0% برای ترانسفورماتورهای روغنی و 5/0% برای ترانسفورماتورهای خشک کاهش داده شود.

منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم

گردآورنده:آقای مهدیار براتی

هسته حفاظتی ترانسفورماتورهای جریان به منظور تغذیه رله­ های حفاظتی در شرایط غیرعادی (اتصال کوتاه) بکار می­روند. ترانسهای جریان حفاظتی می­بایستی عملکرد مناسبی، حتی برای جریان­های چندین برابر جریان نامی که ناشی از اتصال کوتاه می­باشند را داشته باشند. این ترانسفورماتورها دو تفاوت عمده با ترانسفورماتورهای اندازه­گیری جریان دارند که عبارتند از:

– دقت کمتر

– ولتاژ نقطه زانویی بالا

طبق استاندارد IEC 185 جهت ترانسفورماتور جریان حفاظتی فاکتور حد دقت یا (ACCURACY LIMIT FACTOR) که به طور اختصاصی ALF گفته می­شود تعریف می­گردد. این پارامتر ضریبی از جریان نامی است که تا آن مقدار از جریان، خطای مرکب ترانسفورماتور در محدوده ذکر شده باقی می­ماند. علاوه بر آن کلاس دقت نیز می­بایستی در این نوع ترانسفورماتورهای جریان مشخص شود که ذیلاً عنوان می­گردد:

ارقام استاندارد فاکتور حد دقت (ALF) عبارتند از:

5-10-15-20-30

مطابق استاندارد کلاس دقت و فاکتور حد دقت بصورت زیر بیان می­شود: XYZ

که در آن XY همان کلاس دقت یعنی 5P یا 10P و Z فاکتور حد دقت (ALF) است مثلاً 5P10 معمولاً کلاسهای دقت 10P20, 5P20, 10P10, 5P10 بیشترین کاربرد را دارند. در صورتی که ظرفیت خروجی (BURDEN) تغییر نماید حد دقت (ALF) نیز تغییر خواهد نمود و رابطه زیر صادق است:

که در این رابطه Pn برابر مقدار ظرفیت خروجی نامی، P مقدار توان متصل به ترانسفورماتور جریان حفاظتی، Rct مقدار مقاومت سیم­پیچ ثانویه ترانسفورماتور جریان و Isn جریان نامی ثانویه می­باشد.

بعبارت دیگر اگر به ترانسفورماتور جریان عملاً باری با BURDEN کمتر از مقدار نامی ترانسفورماتور جریان وصل شود فاکتور حد دقت یا ALF آن بالاتر خواهد رفت و دقت مورد نظر تا جریان­های اتصال کوتاه با دامنه بیشتر هم بدست خواهد آمد.

مطابق استاندارد BS 3938 جهت ترانسفورماتورهای جریان حفاظتی، کلاس دقت
(CLASS X)X نیز مطرح می­باشد در این کلاس دقت، ترانسفورماتور جریان با ولتاژ زانو و حداکثر مقاومت سیم­پیچ ثانویه و حداکثر جریان مغناطیسی کننده معرفی می­گردد. جهت حفاظت­های دیفرانسیل یادیستانس خصوصاً در بیشتر از این نوع ترانسفوماتور جریان استفاده بعمل می­آید.

IEC 44-6 کلاس­های جدید حفاظتی از نوع TP را معرفی کرده است. این کلاس جدید بعلت نیاز فعلی به عملکرد سریع رله­های حفاظتی در سیستم و نتیجتاً لزوم وجود دقت در زمان­های گذرا برای ترانسفورماتورهای جریان مطرح شده است این کلاس­ها عبارتند از:

الف) کلاس TPX

ترانسفورماتور جریان با هسته بدون فاصله هوایی می­باشد که خطای نسبت 5/0 درصد داشته و ثابت زمانی ثانویه see5 دارد این ترانسفورماتور قابلیت استفاده مشترک با ترانسفورماتورهای کلاس TPX, TPY را دارد.

ب) کلاس TPY

ترانسفورماتور جریان با هسته مغناطیسی و فاصله هوایی کوچک است که خطای 1+ درصد دارد و دارای ثابت زمانی ثانویه صفر تا 10 ثانویه است و نسبت به جریان­های DC گذرا رفتار مناسب­تری از خود بروز می­دهد و قابلیت استفاده مشترک با ترانسفورماتورهای کلاس TPY وTPX را دارد.

ج) کلاس TPZ

ترانسفورماتور جریان با هسته مغناطیسی و فاصله هوایی بزرگ است که خطای 1+ درصد دارد و ثابت زمانی ثانویه آن 6+60 میلی ثانیه می­باشد زمان سقوط جریان
(DC COLLAPSE TIME) DC در آن بسیار کوتاه است و تنها با ترانسفورماتورهای نوع TPZ قابلیت کارکرد دارد.

منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم

گردآورنده:آقای مهدیار براتی

ترانسفورماتور جریان باید در محدوده جریان 10 تا 120 درصد جریان نامی و محدوده بار 25 تا 100 درصد بار نامی مطابق استاندارد IEC 185 کلاس دقت مطلوب را داشته باشد.

کلاس دقت مطابق استاندارد 0.1-0 . 2-5 . 5-1-3-5 می­باشند البته برای ترانسفورماتورهای جریان با جریان ثانویه 5 آمپر و جهت اندازه­گیری جریان در محدود 1% تا 120% جریان نامی دو کلاس 0.2s و 0.5s نیز وجود دارد که معمولاً کاربرد چندانی در پستهای فشارقوی ندارند. جداول زیر نشان دهنده دقت­های نامی می­باشند:

جهت ترانسفورماتورهای جریان دو فاکتور زیر نیز تعریف می­شود.

الف) حد نامی جریان اولیه RATED INSTRUMENT LIMIT PRIMARY CURRENT (IPL)

عبارت است از حداقل جریان اولیه که در آن خطای مرکب ترانسفورماتور اندازه­گیری بزرگتر یا مساوی 10% در شرایط باریا BURDEN نا می­باشد.

این فاکتور بدین جهت مهم است که مطمئن شویم در جریانهای بالای اولیه (حامل از خطاها) جریان ثانویه محدود می­گردد و ایمنی و تجهیزات اندازه­گیری تامین می­گردد.

ب) ضریب ایمنی INSTRUMENT SECURITY FACTOR (FS)

این مقدار نسبت حد نامی جریان اولیه به جریان نامی اولیه است هرچه این مقدار کمتر انتخاب شود تجهیزات متصل به ثانویه ترانسفورماتور جریان در مقابل شرایط غیرعادی ایمنی بیشتری دارند. Fs<5 و Fs<10 اعداد قابل قبولی می­باشند.

معمولاً برای ترانسفورماتورهای جریان اندازه­گیری در آزمایشگاه­ها و مواردی که جهت کالیبراسیون بکار می­ رود کلاس 1/0%، برای ترانسفورماتورهای جریان جهت اندازه­گیری دقیق انرژی 2/0% برای ترانسفورماتورهای جریان در اندازه­گیری­های معمولی توان و انرژی اکتیو و راکتیو کلاس 5/0 و برای اندازه­ گیری­ های جریان کلاس 1 بکار می­رود ولی مطابق استاندارد جهت پستهای ایران، کلاس 5/0 مورد نظر است.

منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم

گردآورنده:آقای مهدیار براتی

ترانسفورماتورهای جریان که برای تغذیه مدارها با سیستم­های اندازه­گیری (آمپرمترها، واتمترها، وارمترها و کنتورها) بکار می­روند باید دقت کافی جهت اندازه­گیری کمیت­ها در مقادیر نامی داشته باشند که مطابق استاندارد این تجهیزات باید دقت کافی برای جریانی تا حدود 120% جریان نامی را داشته باشند. ضمناً تجهیزات اندازه­گیری می­بایستی در مقابل جریانهای بسیار بالایی که ممکن است در اثر بروز اتصال کوتاه در شبکه به آنها اعمال می­شود محافظت شوند چون این وسائل وظیفه اندازه­گیری مقادیر نامی را دارند و از آنجائیکه بکار بردن فیوز با هر حفاظتی قطع مدار ثانویه مجاز نمی­باشد لذا خود کور یا هسته ترانسفورماتور جریان باید قابلیت محدود کردن جریانهای خطا یا جریانهای بالاتر از حد نامی مدار یا شبکه را داشته باشد بنابراین باید این هسته­ ها در جریان­های بالا به اشباع بروند.

در مورد کورهایی که به منظور تغذیه مدارهای حفاظت بکار می­روند موضوع فرق می­کند وظیفه این وسائل عملکرد در هنگام خطا می­باشد لذا لازم نیست دقت زیادی در جریان نامی داشته باشند ولی باید دقت مناسب در رنج گسترده تا سطح جریان­های خطا داشته باشند و به اشباع نروند.

با توجه به موارد فوق باید کلاً گفت که کورهای (هسته­ای) ترانسفورماتورهای جریان بصورت کورهای اندازه­گیری و کورهای حفاظت دسته بندی می­شوند.

ذیلاً مقایسه ه­ای مابین کورهای اندازه ­گیری و حفاظت نمایش داده می­شود:

منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم

گردآورنده:آقای مهدیار براتی

خطاهای ترانسفورماتور جریان به صورت خطای جریان (بزرگی جریان)، خطای فاز و خطای مرکب بیان

می­ شوند که عبارتند از:

الف) خطای جریان (CURRENT (RATIO) ERROR)

خطای بزرگی دامنه جریان ثانویه نسبت به جریان اولیه می­باشد که بصورت زیر بیان می­شود:

===================================================================

ب) خطای فاز (PHASE DISPLACEMENT)

جابجایی فاز مابین بردارهای جریان اولیه و ثانویه یک ترانسفورماتور جریان که بصورت زاویه بیان می­شود.

ج) خطای مرکب که بصورت زیر بیان می­شود (COMPOSITE ERROR)­

که T مدت زمان یک سیکل جریان می­باشد.

منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم

گردآورنده:آقای مهدیار براتی

توانایی­های عمومی ترانسفورماتورهای جریان

ترانسفورماتورهای جریان بایستی بتوانند نیازهای زیر را برآورده نمایند:

1- بطور پیوسته بتوانند ولتاژ و جریان نامی را بدون ایجاد حرارت اضافی و شکست عایقی تحمل نمایند.

2- ترانسفورماتورهای جریان حفاظتی بایستی در حالت اضافه جریان در اثر بروز عیب در شبکه با دقت خوبی عمل تبدیل را انجام دهند.

3- ترانسفورماتورهای جریان اندازه­گیری، بایستی در حالت اضافه جریان مربوط به اتصال کوتاه شبکه، بطور ذاتی محدود نمایند تا آسیبی به دستگاه­های اندازه­گیری وارد نگردد.

ساختار ترانسفوماتورهای جریان

ترانسفورماتورهای جریان بر حسب نوع عایق در انواع مختلف ساخته می­شوند و عبارتند از:

– نوع روغنی با کاغذ آغشته به روغن

– نوع خشک با عایق رزینی

– نوع SF6

ساخت ترانسفورماتورهای جریان نوع خشک با عایق زرینی برای ولتاژهای پائین تا سطح 63 کیلوولت عملی بوده و خصوصاً در محل­های سرپوشیده با توجه به عدم احتمال انفجار این نوع ترانسفورماتورهای مرسوم می­باشد.

نوع روغنی با کاغذ آغشته به روغن برای تمامی سطوح ولتاژی معمول می­باشد و در حال حاضر اکثر ترانسفورماتورهای جریان خصوصاً در سطح ولتاژ بالا از این نوع می­باشد.

نوع SF6 که در آنها از گاز SF6 بعنوان ماده عایقی استفاده می­شود هنوز در مراحل اولیه طراحی و استفاده، می­باشد و تنها سازندگان محدودی این نوع ترانسفورماتور را تولید می­کنند.

در سطوح ولتاژی 63 کیلوولت و بالاتر، ترانسفورماتورها از نظر محل قرار گرفتن هسته­ها، به دو نوع تانک (TANK) [که به معنی قرار گرفتن هسته­ها در پائین است] و معکوس (TAP CORE, INVERTED) [که به معنی قرار گرفتن هسته در بالا است] تقسیم می­شوند. در نوع تانک بخش سنگین­ ترانسفورماتور در پائین قرار دارد لذا از نظر تحمل ضریب زلزله و نیروهای مکانیکی وضعیت مناسب­تری دارد، اما در این نوع ترانسفورماتور، ولتاژ یا مدار فشارقوی از طریق شینه اولیه به سطح زیرین ترانسفورماتور جریان منتقل شده است، لذا در تمام طول مسیر از نظر عایقی باید ملاحظات لازم بعمل آید. همچنین ابعاد این ترانسفوماتور جریان بزرگتر از نوع دیگر است. ترانسفورماتور نوع معکوس از نقطه نظر تحمل شدت زلزله و نیروهای مکانیکی محدویت بیشتری دارد اما در ساخت آن ملاحظات     سهل­تر می­باشد و ابعاد کوچکتری دارد. با تمام این مزایا و معایب هر دو ترانسفورماتورها معمول می­ باشند و مورد استفاده قرار می­ گیرند.

در مورد تغییر نسبت تبدیل ترانسفورماتور جریان که از طریق تغییر نسبت سیم­پیچی­ها انجام می­شود، امکان این تغییر با تغییر تعداد دورها در ثانویه و یا اولیه ممکن است که هر یک مزایا و معایب خود را دارند. این موارد ذیلاً بیان می­گردند.

1- با تغییر نسبت تبدیل از اولیه مشخصات خروجی کور تغییر نمی­نماید و کلاس دقت و سایر مشخصات کماکان به قوت خود باقی می­ماند در حالی که با اتصال مجدد از ثانویه این مشخصات تغییر می­یابد. بنابراین در انتخاب اتصال از ثانویه باید دقت کافی در عملکرد کورهای حفاظتی و اندازه­گیری نمود.

2- تغییر نسبت تبدیل از اولیه با نسبت­های «2:1» و بعضاً «4:2:1» امکان پذیر است ولی با اتصال مجدد از ثانویه نسبت­های متعدد و با مقادیر دلخواه قابل ساخت می­باشد.

3- ساخت ترانسفورماتور با تغییر نسبت تبدیل از ثانویه راحت­تر می­باشد.

منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم

گردآورنده:آقای مهدیار براتی

هر هسته ترانسفورماتور جریان دارای منحنی مغناطیسی است که در واقع همان منحنی مغناطیسی ماده تشکیل دهنده هسته می­باشد این منحنی بصورت زیر است:

البته با توجه به روابط:

می­توان دریافت که این منحنی برحسب ولتاژ و جریان نیز قابل رسم می­باشد که در عمل برای تعیین این منحنی از اعمال ولتاژ به اولیه و اندازه­گیری ولتاژ و جریان عبوری از
سیم ­پیچ ثانویه با باز بودن سیم ­پیچ اولیه استفاده می­شود.

مفهوم اشباع را می­توان چنین بیان کرد که با اعمال میدان الکتریکی بر سیم­ پیچی که یک ماده مغناطیسی در مجاورت آن قرار دارد کشتاورهای مغناطیسی موجود در این ماده که ابتدا جهات مختلفی دارند با اعمال آمپردوری تغییر محور می­دهند و لذا تاخیری با رابطه غیرخطی مابین افزایش آمپردور و افزایش چگالی شار عبوری از مسیر یا مدار مغناطیسی خواهیم داشت پس از آن کشتاورها محورهایشان، بتدریج در یک سمت قرار می­گیرند که در نتیجه رابطه تقریباً خطی مابین آمپردور و چگالی شار بدست می­آید لکن پس از این مرحله، به محدوده­ای می­رسیم که اعمال آمپردور اضافی موجب عبور شار مغناطیسی بیشتر از مدار مغناطیسی نمی_­­گردد و لذا شارهای پراکندگی افزایش می­یابد و نتیجتاً هم خطای تبدیل جریانها افزایش می­ یابد و هم ولتاژ اعمالی به سیم پیچ ثانویه به شدت کاهش می­یابد و مدار ثانویه تقریباً به صورت مدار باز عمل خواهد نمود اگر منحنی مغناطیسی را بصورت دو خط صاف مدل نمائیم و تقریب بزنیم و نه بصورت یک منحنی چند جمله­ای، با اعمال ولتاژ سینوسی به اولیه یا عبور جریان سینوس در محدوده­ای که دارای شیب می­باشد ولتاژ منتجه در ثانویه که مشتق این شار است مقدار مشخصی است ولی در زمان ورود به ناحیه­ای که بصورت خطی ثابت می­باشد، ولتاژ صفر خواد بود.

رابطه جریان اولیه و ثانویه در حالت اشباع بصورت زیر می­باشد.

این مسئله موجب ایجاد خطا در سنجش و استفاده از جریان ثانویه می­گردد. لذا لزوم دارد که از ورود به منطقه اشباع خودداری نمود و تجهیزات همواره در منطقه غیر اشباع ترانسفورماتور جریان کار کنند.

در عمل جهت اندازه­گیری منحنی اشباع از مداری استفاده می­کنند که توسط یک منبع ولتاژ متغیر یا اتوترانسفورماتور متغیر ولتاژی را به ثانویه ترانسفورماتور جریان با سیم­پیچ اولیه باز اعمال می­کنند و در مراحل یا پله­های مختلف ولتاژ اعمالی را 10% افزایش می­دهند و جریان بدست آمده را می­سنجند به مرحله­ هایی می ­رسیم که با افزایش 10% ولتاژ اعمالی، جریان بیش از 50% افزایش می­یابد. این نقطه، نقطه یا ولتاژ زانوی ترانسفورماتور جریان می­باشد.

منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم

گردآورنده:آقای مهدیار براتی

ترانسفورماتور جریان به علت نیاز به دقت بالا در آنها و عدم نیاز به تامین توان عمده، طوری طراحی می­شوند که جریان مغناطیسی کننده کوچکی داشته باشند. حال اگر بنا به مشکلی سمت ثانویه ترانسفورماتور جریان از بار جدا شود چه اتفاقی می­افتد؟ جدا شدن بار از ترانسفورماتور جریان موجب می­شود که کل جریان سمت اولیه صرف جریان مغناطیسی کنندگی شود این جریان که از مقدار واقعی جریان مغناطیس کننده در عملکرد نامی بسیار بیشتر است موجب دو مشکل عمده می­گردد:

1- عبور جریان بالای مغناطیسی کننده موجب افزایش تلفات آهن و نتیجتاً گرم شدن بیش از حد هسته و از بین رفتن عایق­های فیمابین سیم پیچ­ها و هسته و سوختن خود هسته می­گردد.

2- افزایش بیش از حد جریان مغناطیسی کننده موجب القاء ولتاژ بسیار بالا در ثانویه ترانسفورماتور جریان شده و این مسئله برای نفرات استفاده کننده از تجهیزات در سمت فشار ضعیف و همچنین ترمینال­های اتصالی مشکلات و خطرات فراوانی را در بر خواهد داشت. لذا هرگز نباید با جداکردن بار از ثانویه ترانسفورماتورهای جریان موجب بی­بار شدن آنها گردیم و نتیجتاً هرگز نباید در مسیر ثانویه ترانسفورماتور جریان از فیوزیا وسائل جریانی استفاده شود و همچنین در زمان قطع رله­ها متصل به ثانویه از مدار جهت تست باید همواره از اتصال کوتاه بودن سمت ثانویه ترانسفورماتور جریان اطمینان داشته باشیم.

منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم

گردآورنده:آقای مهدی یار براتی

یک ترانسفورماتور جریان همانند یک ترانسفورماتور قدرت دارای مدار معادل است که با انتقال اولیه به ثانویه خواهیم داشت:

================================================================

دیاگرام فاز ساده شده ترانسفورماتور جریان عبارت است از:

Ie = Excitation current

Ip = Primery current

Ic = Iron Iosses

Im = Magnetisig current

= Flux

Ep = PRIMERY Voltage

Es = Secondary Voltage

اصولاً جریان ثانویه امکان تاثیرگذاری بر جریان اولیه را نخواهد داشت این مسئله از مدار معادل فوق مشاهده می­گردد، زیرا برای انتقال امپدانس اولیه به ثانویه امپدانس مدار اولیه در نسبت تبدیل بتوان دو ضرب شده و به ثانویه منتقل می­شود لذا امپدانس انتقال یافته، امپدانس خیلی بزرگی خواهد شد و این امپدانس غالب مدار خواهد بود مثلاً در یک شبکه 11 کلیوولت با امپدانس شبکه و ترانسفورماتور جریان با نسبت تبدیل 5/300 آمپر، مدار معادل به قرار زیر است:

لذا مشاهده می­شود که جریان اولیه در حد قابل قبولی، از بار متصل به ثانویه مستقل می­باشد.

در روی ترانسفورماتورهای جریان، پلاریته­هایی مشخص می­شود که نشان دهنده ارتباط بین جهت جریان عبوری در ثانویه و در اولیه است. علامات انتخابی برای این پلاریته به صورت زیر می­باشند:

در زمان اتصال ترانسفورماتورهای جریان به تجهیزات فشار ضعیف در صورتیکه تنها مقدار جریان برای ما با اهمیت باشد نیاز به در نظر گرفتن پلاریته­ها نیست لکن در صورتی که جهت جریان تعیین کننده عملکرد سیستم باشد حتماً باید به پلاریته­ها توجه نمود مثال بارز این مسئله رله­های دیفرانسیل­ یا خطای اتصال زمین محدود یا RESTRICTED EARTH  FAULT می­باشند که براساس تفاظی از جریان­های عبوری چند ترانسفورماتور جریان کار می­کنند لذا لازم است که در حین اتصال مدارهای جریانی به این رله­ها مسئله فوق را مدنظر داشت.

منبع:جزوه ی دانشگاهی خودم

گردآورنده:آقای مهدیار براتی