ترانسفورمر جریان چه کاری انجام می دهد؟
ترانس جریان CT) current transformer)به منظور ایزوله کردن و تبدیل جریان های فشار قوی به جریان هایی با فشار ضعیف تر که مناسب دستگاه ها و تجهیزات اندازه گیری مختلف می باشد استفاده می شود . ترانس یا ترانسفورمر جریان CT در انواع مختلف ترانس جریان فشار متوسط و فشار ضعیف طراحی و تولید می شود، هر کدام از این دستگاه ها قطعات مخصوص به خود را دارد و برای جریان مشخصی استفاده می شود .
همانطور که گفتیم استفاده از ترانس های جریان هم برای ایزوله سازی و هم تبدیل جریان است . با توجه به این مورد خروجی جریان در هر حالت متفاوت خواهد بود. در حالتی که از ترانسفورمر جریان برای تبدیل جریان استفاده شود، خروجی دستگاه به سیستم های اندازه گیری مانند آمپر متر، مگاوامتر، کنتوراکتیو و راکتیو وصل می شود اما در حالتی که از ترانسفورمر جریان برای ایزوله کردن استفاده شود، خروجی ترانس جریان فشار متوسط به رله های حفاظتی مانند رله اضافه جریان، رله اتصال زمین و رله های دیستانس متصل می شود.
با آمدن رله های زکوندر ترانس های جریان ct برای حفاظت و اندازه گیری کمیت های جریان و ولتاژ، برای استفاده در تابلوهای برق فشار متوسط محبوبیت پیدا کردند. ترانسفورمر های جریان که برای نمونه گیری جریان در عبور جریان اولیه و القای آن در جریان ثانویه در ابتدای خطوط قرار می گیرند کاربرد فراوانی دارند.
همچنین در خروجی و اتصال ثانویه پست ها و مناطقی که نیاز است برای اندازه گیری جریان ، میزان این کمیت در ورودی و خروجی تحت نظر باشد استفاده از ترانس جریان بلامانع و الزامی است. در رابطه با ترانس های جریان فشار متوسط می توان گفت با توجه به نام این تجهیزات برای تولید جریان فشار متوسط از 800 تا 4000 آمپر و بیشتر در محیط های داخلی به کار می روند.
الکترو پژواک یکی از بهترین تولید کنندگان ترانس های جریان ct فشار متوسط و داری تائیدیه از آزمایشگاه CPRI برای ترانسفورمرهای فشار متوسط و تولید کننده انواع تجهیزات الکترونیکی در ایران است. الکترو پژواک دارای 35 سال سابقه تولید انواع ترانس فشار متوسط است که دارای گواهی ISO 9001:2015 بوده و محصولات آن نیز مطابق استاندارد بین المللی IEC تولید می شوند.
اجزای ترانس جریان
هر ترانس جریان چه از نوع فشار متوسط چه از نوع ترانس جریان فشار ضعیف از قسمت های مختلفی تشکیل شده که در ادامه هر کدام از این اجزا را معرفی و توضیحاتی درباره آنها می گوییم.
سیم پیچ اولیه
سیم پیچ ثانویه
هسته (مدار مغناطیسی)
ماده ایزوله کننده
ترمینال های فشار قوی
ترمینال های فشار ضعیف
تانک ها و رادیاتورها
فشار شکن
هسته مدار مغناطیسی باید با حداقل فاصله هوایی و مقاومت مغناطیسی و به صورت ورقه ای با ضخامت 0.3 میلی متر و کمتر ساخته شود. نوع آلیاژهای به کار رفته در هسته از مس یا آلومینیوم است که انتخاب آن به نوع کاربرد و مسائل اقتصادی بستگی دارد. سیم پیچ ها به دور هسته یا به صورت ستونی یا به صورت زرهی قرار می گیرند.
در سیم پیچ های زرهی، سیم پیچ ها به صورت تناوبی روی هم قرار دارند و هسته زرهی روی آنها را می گیرد. سیم پیچی به روش زرهی سخت تر است اما استحکام و مقاومت مکانیکی بیشتری دارد. لازم به ذکر است این سیم پیچ ها معمولا از سیم مسی و در مواردی هم از سیم آلومینیومی ساخته می شوند و انواع مختلفی دارند که عبارتند از:
- سیم پیچ استوانه ای که سیم پیچ ها به شکل استوانه ای و به صورت یک لایه، دو لایه و چند لایه با یک مرکز روی هسته قرار دارند.
- سیم پیچ دیسکی که سیم ها به صورت کویل های مسطحی با چند هادی موازی هم پیچیده می شود. در این سیم پیچی، هادی های دورتر از محور طول بیشتری دارند که برای ایجاد تعادل آنها را ترانسپوزه می کنند.
- سیم پیچ مارپیچ که در انواع منفرد، مقعر، دوبل و چهارتایی وجود دارد.
تانک های ترانس جریان ct معمولا به شکل مکعب یا بیضی برای قرارگیری هسته و سیم پیچ ساخته می شود. تانک ها وظایف مختلفی از جمله دفع تلفات ترانسفورماتور، قرارگیری بوشینگ، تپ چنجر و سایر متعلقات ترانس و … است.
انواع مختلف تانک بر حسب استفاده و کاربرد
- تانک با ورقه ساده
- تانک ساده با پرده و ورقه
- تانک با تیوب خارجی
- تانک با رادیاتور
- تانک با فن
سیستم عایقی یا ایزوله که وظیفه جداسازی سیم پیچ اولیه و ثانویه از هم و از دیگر قسمت ها و زمین را دارد و شامل عایق اصلی (عایق بین سیم ها و بین سیم و زمین) و عایق فرعی (حلقه، حلقه و لایه، لایه و …) است.
در ترانس های جریان فشار متوسط ct مفهومی به نام بار ( Burden) که به معنی توان خروجی یا ولت آمپر می باشد رایج است. به عبارتی می توان گفت بار مجموع کل توان تجهیزات متصل به ثانویه ترانسفورمر جریان است. این تجهیزات شامل دستگاه های اندازه گیری یا حفاظتی و کابل های ارتباطی هستند. مقدار بار با ولت آمپر مشخص می شود.
باید دقت داشته باشید همیشه میزان مصرف از میزان تولید باید کمتر باشد زیرا در غیر این صورت کلاس دقت دستگاه حفظ نخواهد شد و دستگاه از دقت خود خارج شده و به مشکل می خورد. تمام ترانس های تولیدی شرکت الکتروپژواک فشار متوسط به صورت indoor هستند یعنی در فضای بیرونی و به صورت آزاد نمی توانند قرار بگیرند.
ترانس های جریان فشار متوسط الکترو پژواک در مدل های مختلف تک هسته و دو هسته و با سطوح ولتاژهای مختلف 12، 24 و 36 کیلو ولت و با جریان های 10 تا 300 آمپر برای اندازه گیری جریان های مدار و حفاظت از آن در سایزهای متنوعی تولید می شوند. به عنوان نمونه می توان :
- MCT10/0: ترانس 12 کیلو ولت، تک هسته و با کلاس دقت 0.5 و جریان در سیم پیچ اولیه بین 10 تا 200 آمپر
- MCT20/0M: مشخصات مانند MCT10/0 را داراست با این تفاوت که برای جریان های 24 کیلو ولت استفاده می شود.
- MCT30/0: برای ولتاژهای 36 کیلو ولت و جریان اولیه 10 تا 300 آمپر و تک هسته و کلاس دقت 0.5.
ترانس جریان CT روغنی
معمولا ترانس های ct موجود در بازار از نوع روغنی بوده که این ترانس ها برای شروع به کار باید به تجهیزاتی از قبیل : نشان دهنده سطح روغن ، دریچه ورودی روغن ، شیر تخلیه و درپوش تخلیه مجهز باشند . برای بلند کردن ترانس روغنی و نصب آن در محل در نظر گرفتن شرایط و برخی امکانات خاص ضروری است . برای مثال :
1- قسمت فلزی انتهای ترانس باید به دو ترمینال برای اتصالات زمین مجهز باشد . این اتصالات باید به قدری محکم باشد که ناخواسته قطع نشوند . تمام قطعاتی که در معرض خوردگی دارند باید از گالوانیزه گرم ساخته شوند و دسته های مخصوص حمل محصول به درستی به بدنه ترانسفورماتور متصل شده باشد.
2- ترانس جریان ct باید به جعبه ترمینال ثانویه با فضای کافی برای اتصال سیم های مورد نیاز مجهز باشند . جعبه ترمینال باید دارای درجه حفاظت IP54 باشد و به حفاظ باران مجهز بوده و قابلیت دسترسی راحتی داشته باشد . همچنین جعبه ترمینال باید به ترمینال زمین هم مجهز باشد .
3- هر سه ترانس جریان ct که در مدار نصب می شوند باید دارای یک جعبه ترمینال مادر برای تنظیم اتصالات بین فازها باشند . روغن مورد استفاده در ترانس جریان روغنی باید با استانداردهای IEC 60296 ساخته و استفاده شود . هسته ترانس باید از نظر الکتریکی از تمام سیم پیچ ها جدا باشد .
4 – وجود یک شیلد الکترواستاتیکی بین اولیه و ثانویه ترانس برای جلوگیری از ورود جریان های بالا به ثانویه و رله ها الزامی است .
دلایل خرابی ترانس جریان
ترانس های جریان فشار متوسط و یا فشار ضعیف در اثر برخی دلایل ممکن است دچار خرابی شوند. برخی از این دلایل عبارتند از:
- کاهش قدرت عایقی و ایجاد اتصال کوتاه و جریان های گردابی. می توان برای جلوگیری از چنین مشکلی از باندهای عایقی استفاده کرد.
- محکم نبستن ورقه های هسته که باعث لرزش و ضعیف شدن سیستم عایقی می شود.
- عمر مفید ترانسفورمر تمام شده باشد که شاهد افزایش تلفات و درجه حرارت ترانس خواهیم بود.
- محکم نبودن عایق روی سیم پیچ ها که باعث می شود عایق به یک سمت شکم بدهد و اتصال کوتاه بین سیم پیچ پیش آید.
- نفوذ رطوبت به سیم پیچ ها و اتصال کوتاه
- اتصال نامناسب سیم پیچ ها و داغ شدن یونیزاسیون موضعی روغن
- امواج گذاریی مانند صاعقه یا کلید زنی ناگهانی
- اضافه بار طولانی مدت که سبب گرم شدن ترانس جریان فشار متوسط و از بین رفتن عایق سیم پیچ ها و اتصال کوتاه و به وجود آمدن لجن در روغن می شود.
- نشتی و سوراخ شدن تانک و رادیاتور که در اثر عواملی از قبیل خوردگی و زنگ زدگی تانک و ایجاد جریان سوزنی، آب بندی نبودن سیستم درزگیری، وجود برآمدگی در تانک، نشتی روغن از کنار شیر تخلیه و درپوش تانک، نفوذ رطوبت از طریق منافذ موجود به وجود می آید.
- شکستن و از بین رفتن عایق، در عایق های مایع در اثر استریمر یا شکست دی الکتریک و در عایق های جامد از طریق تخلیه جزیی یا شکست بهمنی این اتفاق می افتد.
- تغییرات ولتاژ مداوم و اثر کرونا
- باریک بودن کانال های عبور روغن
- وجود اشیای معلق در سیم پیچ ها
- تخلیه جزئی، دشارژ قوی یا ضعیف، داغ شدن روغن و سلولز، آرک زدن
- و دلایل مختلف دیگر
روش های پیشگیری از آسیب ترانس CT
دلایل خرابی ترانس های جریان در بالا ذکر شد، آنچه که در این میان مهم است جلوگیری از آسیب رسیدن به ترانس ها که منجر به بروز مشکل در کل مدار می شود است . در ادامه روش های پیشگیری از این آسیب ها را معرفی می کنیم .
1- پیشگیری از بروز اضافه بار در ترانس جریان فشار متوسط یا ضعیف :
انتخاب ترانس مناسب با مجموع ولتاژهای عبوری و بار تجهیزات متصل بسیار مهم است . ترانس هایی که مجموع بار خروجیشان بین 30 تا 40 درصد بار نامیشان باشد کم بار و ترانس های بیش از 70 درصد در دسته ترانس های پربار قرار می گیرند .
با استفاده از آمپراژ گیری و محاسبه مجموع بار در صورتی که ترانس مورد استفاده پربار باشد ، باید نسبت به تعویض آن اقدام کرد و از ترانسی با قدرت بیشتر استفاده کرد . کارشناسان مجموعه نیرو ترانس به شما در این امر کمک می کنند .
2- نشت روغن ترانس فشار متوسط یا ضعیف :
با کمک بازدیدهای دوره ای توسط کارشناسان باید ارتفاع روغن موجود در مخزن ترانس را که در شیشه روغن نما موجود است بررسی کرد تا از حد مجاز کمتر نشود . برای آگاهی از نشتی روغن می توان با چک کردن خیسی روی درپوش ، رادیاتورها و زیر ترانس این مشکل را متوجه شد.
3- نفوذ رطوبت :
با تست روغن موجود در مخزن ترانس ، می توان از نفوذ رطوبت به داخل تانک آگاه شد . طول دوره های بازید ترانس معمولا یکسال است اما با توجه به شرایط جوی در برخی مناطق لازم است تا این زمان کاهش یابد .
4- اضافه ولتاژ گذرا :
همواره وجود برخی ولتاژ های ناگهانی ممکن است خسارات زیادی را به تجهیزات برقی وارد کند . یکی از این ولتاژ ها ، ولتاژ ناشی از رعد و برق است. بهترین راه نصب برقگیر در پست های هوایی و نقاط ارتباطی سر کابل ها می باشد . عملکرد برقگیر خطرات خرابی ترانس جریان ct فشار متوسط یا فشار ضعیف را دفع می کند .
5- کاهش اثرات گرمایی :
برای خنک شدن ترانس های زمینی در فصول گرم سال معمولا از فن های خنک کننده استفاده می کنند ، اما در مورد ترانس های هوایی اینگونه نبوده و بهترین راه برای کاهش دمای داخلی ترانس جریان هوایی کاهش بار ترانس است .
6- جلوگیری از پارگی هادی ترانس :
با حمل و نقل نامناسب دستگاه ممکن است هادی های قرار گرفته در ترانس آسیب ببینند . باید از تکان های شدید این تجهیزات در طی مسیر جلوگیری کرد و نصب آن را به آرامی و با دقت بالایی انجام داد .
اشباع شدن ترانس جریان چیست ؟
اشباع موضعی در ترانس های CT معمولا به دلیل عدم تقارن چیدمان هندسی در هادی های حامل جریان در قسمت اولیه مدار ترانس به وجود می آید . اهمیت پدیده اشباع در ترانس های CT خطای زمین به دلیل حساسیت بالای آنها بیشتر به چشم می آید . در واقع با جابه جا شدن هادی های حامل جریان در اولیه ترانس CT باعث اشباع موضعی ترانس و معوج شدن ولتاژ القایی و در نهایت منجر به عملکرد غلط رله های حفاظتی می شود.
چیدمان غلط هادی ها در اولیه علاوه بر تاثیرات اشباع موضعی موجب تولید هارمونیک شدید در ولتاژ می شود که این امر در ثانویه ترانس CT هم تاثیر گذاشته و باعث عدم کارکرد درست سیستم های حفاظتی می شود. برای جبران تاثیرات منفی اشباع موضعی ترانس های جریان ct روش های مختلفی وجود دارد .
در روش اول بر اساس مشخصات و پارامترهای کلی ترانس ct مانند آمپدانس ثانویه به جبران شکل موج می پردازند . روش دوم به جبران سازی جریان اشباع موضعی بر اساس تخمین رفتار مغناطیسی هسته ترانس می پردازد و در نهایت در روش سوم جبران جریان اشباع بر اساس تخمین پارامتر های جریان خطای مدار و جریان کلی قبل از اشباع صورت می گیرد .
تفاوت ترانس جریان و ترانس ولتاژ
می توان گفت در کلیت کار این دو دستگاه مشابه هم هستند اما در برخی جزئیات میان آنها تفاوت هایی وجود دارد. از جمله:
- در ترانس ولتاژ میزان جریان عبوری از ثانویه مهم است اما در ترانس های جریان جریان عبوری از سیم پیچ اولیه مهم و تعیین کننده است و میزان بار ثانویه در میزان جریان خروجی تاثیری ندارد.
- ترانس های جریان تنها برای کاهش جریان استفاده می شوند اما ترانس ولتاژ هم برای افزایش و هم برای کاهش جریان کاربرد دارد.
- ترانس های جریان ct به صورت تک فاز طراحی و ساخته می شوند اما ترانس های ولتاژ معمولا سه فاز هستند.
- از ترانس ولتاژ برای کار تحت جریان نامی استفاده می شود اما ترانس جریان برای جریان های اتصال کوتاه و هارمونیک کاربرد دارند.
- ترانس ولتاژ به صورت موازی در مدار قرار گرفته و مدار ثانویه آن باز است اما ترانسفورمر جریان به صورت سری در مدار قرار می گیرد.
نقد و بررسی‌ها
هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.