قدم های انتخاب ترانسفورماتور جریان
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
MATLABمعرفی و کاربرد نرم افزار متلب
چرخ دنده چیست؟ معرفی انواع چرخ دنده
ماتریس معکوس یا ماتریس وارون-آموزش ریاضی
اطلاعات مورد نیاز برای انتخاب ترانسفورماتور جریان
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 دستگاههای 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 میباشد. 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 سیمهای 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
MATLABمعرفی و کاربرد نرم افزار متلب
چرخ دنده چیست؟ معرفی انواع چرخ دنده
ماتریس معکوس یا ماتریس وارون-آموزش ریاضی
کلاس دقت ترانسفورماتورهای جریان حفاظتی
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:
|
COMPOSITE ERROR AT RATED ACCURACY LIMIT PRIMARY CURREN % |
PHASE DISPLACEMENT AT RATED PRIMARY CURRENT |
CURRENT ERROR AT RATED PRIMARY CURRENT % |
ACCURACY CLASS |
|
|
CENTIRADIANS |
MINUTES |
|||
|
5 |
1.8 |
60 |
+1 |
5P |
|
10 |
- |
- |
+3 |
10P |
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
MATLABمعرفی و کاربرد نرم افزار متلب
چرخ دنده چیست؟ معرفی انواع چرخ دنده
ماتریس معکوس یا ماتریس وارون-آموزش ریاضی
کلاس دقت ترانسفورماتورهای جریان اندازه گیری
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:
|
PHASE DISPLACEMENT AT PERCENTAGE OF RATED CURRENT SHOWN BELOW |
PERCENTAGE CURRENT (RATIO) ERROR AT PERCENTAGE OFRATED CURRENT SHOWN BELOW |
ACCURACY CLASS |
||||||||||
|
CENTIRADIANS |
MINUTES |
|||||||||||
|
120 |
100 |
20 |
5 |
120 |
100 |
20 |
5 |
120 |
100 |
20 |
5 |
0.1 |
|
0.15 |
0.15 |
0.24 |
0.45 |
5 |
5 |
8 |
15 |
0.1 |
0.1 |
0.2 |
0.4 |
|
|
0.3 |
0.3 |
0.45 |
0.9 |
10 |
10 |
15 |
30 |
0.2 |
0.2 |
0.35 |
0.75 |
0.2 |
|
0.9 |
0.9 |
1.35 |
2.7 |
30 |
30 |
45 |
90 |
0.5 |
0.5 |
0.75 |
1.5 |
0.5 |
|
1.8 |
1.8 |
2.7 |
5.4 |
60 |
60 |
90 |
180 |
1.0 |
1.0 |
1.5 |
3.0 |
1.0 |
|
PERCENTAGE CURRENT (RATIO) ERROR AT PERCENTAGE OFRATED CURRENT SHOWN BELOW |
ACCURACY CLASS |
|
|
120 |
50 |
|
|
3 |
3 |
3 |
|
5 |
5 |
5 |
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
MATLABمعرفی و کاربرد نرم افزار متلب
چرخ دنده چیست؟ معرفی انواع چرخ دنده
ماتریس معکوس یا ماتریس وارون-آموزش ریاضی
کورهای ترانسفورماتور جریان
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
MATLABمعرفی و کاربرد نرم افزار متلب
چرخ دنده چیست؟ معرفی انواع چرخ دنده
ماتریس معکوس یا ماتریس وارون-آموزش ریاضی
خطاهای ترانسفورماتور جریان
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
MATLABمعرفی و کاربرد نرم افزار متلب
چرخ دنده چیست؟ معرفی انواع چرخ دنده
ماتریس معکوس یا ماتریس وارون-آموزش ریاضی
توانایی های عمومی و ساختار ترانسفورماتورهای جریان
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
MATLABمعرفی و کاربرد نرم افزار متلب
چرخ دنده چیست؟ معرفی انواع چرخ دنده
ماتریس معکوس یا ماتریس وارون-آموزش ریاضی
اشباع ترانسفورماتورهای جریان
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 نمیگردد 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
MATLABمعرفی و کاربرد نرم افزار متلب
چرخ دنده چیست؟ معرفی انواع چرخ دنده
ماتریس معکوس یا ماتریس وارون-آموزش ریاضی
اجتناب از باز بودن سمت ثانویه ترانسفورماتور جریان
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
MATLABمعرفی و کاربرد نرم افزار متلب
چرخ دنده چیست؟ معرفی انواع چرخ دنده
ماتریس معکوس یا ماتریس وارون-آموزش ریاضی
مدار معادل ترانسفورماتور جریان
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
MATLABمعرفی و کاربرد نرم افزار متلب
چرخ دنده چیست؟ معرفی انواع چرخ دنده
ماتریس معکوس یا ماتریس وارون-آموزش ریاضی
تست تمرکز
رله های حفاظتی | رله چیست | انواع رله
محبوبیت گوگل
لینک ها
