مقاله در مورد ترانسفورماتور

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 مقاله در مورد ترانسفورماتور دارای ۳۸ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله در مورد ترانسفورماتور  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله در مورد ترانسفورماتور،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله در مورد ترانسفورماتور :

ترانسفورماتور

ترانسفورماتور های جریان Current transformer
در پستهای فشارقوی به منظور اندازه گیری مقدار جریان و یا حفاظت تجهیزات توسط رله های حفاظتی الکتریکی ازترانسفورماتورهای جریان استفاده می شود که دارای دو وظیفه اصلی می باشند :

۱ـ پایین آوردن مقدار جریان فشار قوی بطوری که قابل استفاده برای اندازه گیری از قبیل آمپر متر و مگا واتمتر و کنتورهای اکتیو و راکتیو و همچنین رله های حفاظتی جریانی باشد .

۲ ایزوله کردن و جدا کردن دستگاههای اندازه گیری و حفاظتی از ولتاژ فشار قوی در اولیه . بطور کلی ترانسفورماتور های جریان اولیه آنها در مسیر جریان مورد حفاظت و یا اندازه گیری قرار گرفته و در ثانویه آن ، با نسبتی معین جریانی متفاوت داریم مثلاً ترانس جریان با نسبت ۲۰۰/۱ یعنی ترانسی که بازای ۲۰۰ آمپر در طرف اولیه ۱ آمپر در طرف ثانویه ( به شرط برقراری مدار ) ایجاد می کند .

طبعاً هر قدر جریان اولیه تغییر کند جریان در طرف ثانویه نیز به همان نسبت تغییر می کند . ولی به خاطر محدودیت هسته ترانس جریان برای عبور خطوط قوای مغناطیسی این قاعده تا حد معینی از افزایش جریان ارتباط دارد . به خاطر حفاظت وسایل اندازه گیری در برابر ضربه های ناشی از اضافه جریان معمولاً ازترانس جریان نهایی استفاده می شود که هسته آنها خیلی زود اشباع می شود . برعکس برای اینکه سیستمهای حفاظتی دقیقتر عمل کنند به ترانس جریانهای احتیاج داریم که هر چه دیرتر اشباع بشوند مثلاً ده ، پانزده یا بیست برابر جریان نامی . طرز کار ترانس جریان نیز بدین

صورت است که جریان مدار از اولیه آن عبور کرده و باعث ایجادخطوط قوای مغناطیسی می شود این خطوط قوا به نوبه خود درثانویه ایجاد جریان می کند . جریان موجود در سیم پیچ ثانویه خطوط قوای دیگری را در هسته بوجود می آورد که جهت آن مخالف جهت خطوط قوای اولیه بوده و آنرا خنثی می کند چنانچه مدار ثانویه ترانس جریان در حالی که ترانس در معرض جریان اولیه است باز

شود . خطوط قوای مربوط به ثانویه صفر شده و در هسته فقط خطوط قوای مربوط به اولیه باقی می ماند که این خطوط قوای هسته را گرم کرده و باعث سوختن ترانس جریان می شود . لذا همیشه اخطار می شود که ثانویه ترانس جریان که درمدار قرار گرفته باز نشود یا به مداری با مقاومت بیشتر از حد مجاز متصل نشود .
پارامترهای اساسی در C.t ها

۱- نقطه اشباع ۲ـ کلاس و دقت ترانس جریان
۳ـ نسبت تبدیل ترانس ۴ـ ظرفیت ترانس جریان
۱ـ نقطه اشباع ترانس : ترانسفورماتورهای جریان برایجدا کردن مدار دستگاههای سنجش و حفاظتی از شبکه فشار قوی بکار می رود و اصولاً طوری انتخاب می شوند که در شرایط عادی و اضطراری شبکه بتواند بخوبی کار کند و جریان ثانویه لازم را برای دستگاههای اندازه گیری و

حفاظتی تأمین کند اما مسئله اصلی این است که درهنگام اتصال کوتاه چون جریان اولیه ترانسفورماتور زیاد است بالطبع جریان ثانویه نیز زیاد خواهد شد ولی باید ترانسفورماتور جریان طوری عمل کند تا این جریان زیاد نتواند ازدستگاههای اندازه گیری عبور کرده و دستگاه را بسوزاند علاوه بر آن که این جریان نباید سبب فرمان غلط به دستگاههای حفاظتی شده و یا اینکه مانع عمل آنها شود بعبارت دیگر باید ترانسفورماتورهای جریان طوری ساخته شود که در جریانهای زیاد اشباع شده و مانع شود جریان زیادی از دستگاههای اندازه گیری عبور کند ولی برای رله های حفاظتی

وضعیت فرق نی کند و ترانسفورماتور جریانی مورد احتیاج است که درجریانهای زیاد اشباع شده و جریان زیاد را تا حد معینی اجازه دهد تا از رله های حفاظتی عبور نماید مشخصه مغناطیسی یا تحریک C.T بستگی به جنس هسته تعداد حلقه های سیم پیچی و سطح مقطع و طول هسته دارد برای یک نوع C.T و هسته های مختلف برای آن ، منحنی های مغناطیسی آنها مشخص شده است . مشاهده می شود که با درنظر گرفتن جنس هسته مقدار چگالی فلو با توجه به تغییرات نیروی تحریک تغییر نموده و منحنی مختلف حاصل می شود . تغییرات جریان ثانویه را با توجه به

تغییرات جریان اولیه ملاحظه می کنیداگر جنس هسته ازنوع آهن نیکل دار انتخاب شود مطابق منحنی c برابر جریات حساس است و اگر از نوع a انتخاب شود تا ده برابر و برای b تا ۱۵ برابر جریان ثانویه حساس و بعد از آن اشباع شده و اجازه نمی دهد نقطه kp که آنرا مقطه شروع اشباع knee point می گویند بازای افزایش ۵۰% جریان تحریک ولتاژ تنها ۱۵% افزایش می یابد . مشاهده می شود از نقطه kp به بعد نسبت تبدیل C.T معلوم نیست وجریان ثانویه تقریباً ثابت است تنها اندکی افزایش خواهد داشت. بنابراین نقطه kp در انتخاب ت

رانسفورماتور جریان پارامتر مهمی است وحتماً باید مد نظر باشد .
۲ـ کلاس و دقت اندازه گیری ترانس جریان
مبدلهای جریان اصولاً برای کلاسهای ۰۵,۰۲,۰۱,۱,۲,۵ و۱۰p20 و۱۰p10 و۵p20 و۵p10 می باشد . بنابراین کلاس ترانسفورماتور های جریا اصولاً یکی از اعداد بالاست . اگر کلاس ترانسفورماتور جریان بصورت apn نشان داده شده باشد اصولاً a مقدار خطای جریان بر حسب درصد وn مضربی از جریان نامی اولیه می باشد مثلاً در ترانسفورماتور ۵p10 یعنی تا ده برابر جریان نامی ترانسفورماتور جریان مقدار خطا ۵% خواهد بود مشخصات نسبت تبدیل ترانسفورماتور جریان را برای ۱۰p5 و ۱۰p10 در بارهای مختلف نشان می دهد . برای ترانسفورماتور۱۰p5 در ۵ برابر جریان نامی خطای حاصل ده درصد است اما درده برابر جریان نامی خطا به سی درصد می رسد بنابراین ترانسفورماتور مذکور با این کلاس برای سیستم حفاظتی مناسب نیست اما خطای ترانسفورماتور۱۰p10 در ده برابر جریان نامی فقط دردرصد می باشد و این امر نشان می دهد که ترانسفورماتور با کلاس ۱۰p10 برای حفاظت مناسبتر می باشد و اصولاً اکتیوتر است به همین دلیل است که اصولاً ترانسفورماتور های مخصوص رله حفاظت سیستم ها باید متناسب با بار

دستگاههای حفاظتی و دارای عدد ازدیاد جریان ۲۵>n>10 و کلاس یک باشد بطوریکه هم بزودی اشباع تشود وهم اینکه دقت خوبی داشته باشد البته انتخاب این c,t اصولاً تسنگی به نوع حفاظت و وضعیت سیستم دارد . اما ترانسفورماتور جریان مخصوص دستگاههای امدازه گیری باید دارای عدد n>5 باشد تا ترانسفورماتور بزودی اشباع شده و مانع سوختن دستگاههای اندازه گیری گردد .

۳ـ نسبت تبدیل ترانس جریان :
جریان اولیه c,t طبق استاندارد Iee-185 مطابق اعداد زیر می باشد . اصولاً در انتخاب جریان اولیه یکی از اعداد زیر انتخاب شود :
۱۰-۱۲۵-۱۵-۲۰-۲۵-۳۰-۴۰-۵۰-۶-۷۵-۱۰۰-۱۲۵-۱۵۰Amp در صورتیکه نیاز به جریان اولیه بیشتری باشد باید ضریبی از اعداد بالا انتخاب گردد .
جریان ثانویه ترانسفورماتور جریان نیز طبق IEe-185 مطابق اعداد۱-۲-۵ می‌باشد که بر اساس نیاز یکی از اعداد فوق باید انتخاب شود برای انتخاب نسبت تبدیل ترانس c,t باید جریان اولیه را

متناسب با جران های دستگاههای حفاظت شونده و بار دستگاههای که لازم است بار آنها اندازه گیری شود انتخاب کرد جریان ثانویه c,t را اصولاً می توان مطابق فاصله دستگاههای اندازه گیری و حفاظت c,t انتاب کرد : اگر فاصله کم باشد جریان ثانویه ۵ و اگر ترانسفورماتور جریان از محل دستگاههای سنجش و یا حفاظتی دور باشد بهتر است بجای جریان ثانویه ۵ آمپر از جریان ۱ آمپر استفاده کرد زیرا افت توان و ولتاژ در سیمهای رابط کمتر خواهد شد .

۴ـ ظرفیت ترانس جریان

ظرفیت ترانسفورماتر جریان عبارتست از حاصلضرب جریان نامی ثانویه ترانسفورماتور جریان در مقدار افت ولتاژ ناشی از گردش این جریان در مدار تغذیه شونده از c,t که برحسب V.A بیان می شوند . طبق استاندارد IEe-185 مقدار ظرفیتهای ترانسفورماتورهای جریان تا 0V.A برابر صورت زیر استاندارد نموده اند :۲۵-۵-۱۰-۱۵-۳۰-(VA) از ۳۰VA به بالا را اصولاً بر حسب نیاز انتخاب می

نمایند . برای اینکه مقدار خطا درترانسفورماتور های جریان به مقدار محاسبه شده باقی بماند لازم است مقدار توان گرفته شده از c.t معادل مقدار توان ترانسفورماتور باشد . در این حالت باید مجموع مقاومتهای مدار خارجی سیم پیچ ثانویه حتی المقدور برابر مقاومت خارجی نامی ترانسفورماتور

باشد . تا از خراب شدن آن جلوگیری به عمل آید و در ضمن از خراب شدن دستگاه های اندازه گیری نیز حفاظت شود . با توجه به مطالب گفته شده در انتخاب ظرفیت c,t باید قدرت مصرف کلیه وسایلی که از ثانویه تغذیه میشوند در نظر گرفت . در زیر مصرف یک سری از وسایل اندازه گیری و رله ها مشخص شده است .
نوع وسیله قدرت به ولت آمپر (VA)
آمپر متر ۳

آمپر متر ثابت ۵-۱۰
وات متر ۳
متر ۵-۱۰
رله اضافی جریان زمانی ۸-۵
رله حرارتی ۹-۱۶
رله قدرت ۱-۵
رله دیستانس ۴-۳۰
رگولاتور ولتاژ ۳۵-۱۳۵
رله دیفرانسیل ۰۱-۰۴
طول و سطح مقطع سیم برای ۵A قدرت مصرفی (VA)
۲.۵mm2100m 5/3
۴mm-100m 2.2
۶mm2-100m 1.5
۱۰mm2-100m 0.9
تذکر : می توان قدرت مصرفی کارها را از رابطه Ris2 نیز بدست آورده که R مقاومت سیم بر حسب اهم و Is جریان ثانویه ترانسفورماتور جریان می‌باشد .

انواع ترانسهای جریان ازنظر ساختمان

c.t ها از نظر ساختمان داخلی به دو دسته کلی تقسیم می شوند :
۱ـ نوع حلقه ای Ring Type : در این نوع ترانس جریان که عمدتاً از هسته و سیم پیچ ثانویه نشکیل شده است شکل ظاهری ترانس بصورت یک حلقه ایست که سیم طرف فشار قوی از میان این حلقه عبور کرده و حکم اولیه ترانس را دارا می‌باشد .

۲ـ نوع پایه ای Past Type : در این نوع ترانس جریان به شکل یک ستون می‌باشد که قسمت فوقانی آن محل ورود و خروج سیم فشار قوی می باشد و سرهای ثانویه از پایین ترین قسمت ترانس جریان گرفته می شود که خود به دو نوع تقسیم می گردد :
الف) هسته بالا (Top Core) ب) هسته پایین (Tank Type)
در نوع هسته بالا سیم پیچ ثانویه و هسته ترانس در قسمت فوقانی قرار رگفته است و سیم فشار قوی مستقیماً از هسته عبور می نماید و مجموعاً توسط مقره اتکائی بوشینگی از پایه و زمین جدا می گردند .

سیمهای ثانویه از سوراخ وسط مقره بوشینگی بطرف پایین هدایت شده و به جعبه ترمینال c.t متصل می گردند . ضمناً از روغن عایق نیز برای عایقبندی سیم پیچی ثانویه و اولیه و هسته نسبت به هم استفاده می گردد .
در نوع هسته پایین هسته و سیم پیچهای ثانویه در قسمت تحتانی c,t قرار گرفته است و مقره بوشینگی بر روی آن قرارگرفته است و در قسمت بالا به عنوان نقطه اتکا برای سیم فشار قوی عمل می نماید و این سیم از طریق سوراخ وسط مقره بوشینگی بطرف پایین قرار گرفته است هدایت شده و مجدداً پس از عبور از هسته بطرف بالا بر می گردد .
مزایا و معایب c,t های هسته پایین و هسته بالا نسبت به یکدیگر :
۱ـ در c,t های هسته بالا چون هسته و سیم پیچهای ثانویه دربالا قرار گرفته است نیاز به استحکام مکانیکی ویژه ای دارد و بایستی دارای فونداسیونی باشد که در مقابل باد و طوفان و زلزله و نیروهای دینامیکی ناشی از جریان اتصال کوتاه ترانس جریان را نگه دارد . در صورتی که در c,t های هسته پایین نیاز فوق کمتر خواهد بود .

۲ـ درترانسهای هسته پایین چون سیم فشار قوی مسیر کل بوشینگ را بصورت رفت و برگشت طی نموده و از طرفی به قسمت پایین که به زمین نزدیکتر است وارد می شود لذا عایقبندی آن بمراتب از هسته بالا که سیم فشار قوی مسیر کوتاهی درداخل c,t طی می کند و در قسمت بالای مقره بوشینگی قرار گرفته است مشکلتر می باشد .
۳ـ در ترانسهای هسته پایین به هنگام اتصال کوتاه سیمهای فشار قوی رفت و برگشت چون حامل جریان خیلی زیادی هستند نیروهای زیاد بر هم وارد می نمایند و موجب خسارت دیدن c,t می گردند . در صورتی که این حالت درترانسهای جریان هسته بالا وجود ندارد .

۴ـ میدان مغناطیسی در هسته ترانس جریان هسته بالا بعلت اینکه سیم فشار قوی مستقیم و عمود بر سطح مقطع حلقه هسته عبور می نماید یک میدان یکنواخت می باشد . در صورتی که این میدان در ترانس جریان هسته پایین غیر یکنواخت می باشد و ترانس هسته پایین در معرض ناپایداری حرارتی قرار دارد .

۳ـ۳ـ۳) مشخصات الکتریکی ترانسهای جریان

هر ترانس جریان با پارامترهای ومشخصات زیر که بر روی پلاک آن ثبت شده است مشخص می گردد:
۱ـ جریان اولیه بر حسب آمپر
۲ـ جریان ثانویه های مختلف بطور جداگانه بر حسب آمپر
۳ـ ولتاژ نامی بر حسب کیلو ولت
۴ـ مقدار ظرفیت و بار مجاز یا Borden هر یک از ثانویه ها بر حسب ولت آمپر
۵ـ جریان دینامیکی قابل تحمل توسط c,t به هنگام بروز اتصال کوتاه بر حسب کیلومتر آمپر(Idyn)
۶ـ جریان حرارتی قابل تحمل توسط c,t بر حسب کیلو آمپر (Ith)
۷ـ کلاس دقت هر کدام ازثانویه ها ، کلاس دقت مشخص کننده مقدار خطای c,t در نسبت تبدیل می باشد بصورت apn نشان داده می شود .
ترانسفورماتورهای ولتاژ
ترانس ولتاژ به ترانسفورماتوری گفته می شود که ولتاژ را با نسبت معینی تغییر داده و برای وسایل حفاظتی یا اندازه گیری قابل استفاده می سازد . از آنجائیکه ساختن دستگاههای حفاظت و یا اندازه گیری که بتواند مستقیماً درارتباط الکتریکی با ولتاژهای فشار قوی قرار بگیرند مقدور نیست لذا از ترانسهای ولتاژ استفاده می شود . ترانسهای ولتاژ دو وظیفه عمده به عهده دارند :۱ـ ایزوله کردن دستگاه اندازه گیری از شبکه ۲ـ کاهش فشار الکتریکی به مقدار قابل سنجش ( انواع ترانسفورماتورهای ولتاژ)

۱ـ ترانسفورماتورهای اندکتیو ( مغناطیسی ) ۲ـ تقسیم کننده های مقاومتی ۳ـ تقسیم کننده خازنی ترانس اندوکتیو : برای ولتاژهای متوسط (۶۶kv تا۶۶kv )
ترانس یا تقسیم کننده خازنی : درولتاژهای بالاتر از ۶۶kv
ترانس با تقسیم کننده مقاومتی : کاربرد آزمایشگاهی و در سیستمهای قدرت کاربردی ندارد .
معمولاً v,t های فشار قوی بین خط و زمین قرار می گیرند یعنی ولتاژ فازی به‌ آنها اعمال می شود ( بطور مثال و….) در نتیجه باید مقدار امپداتس سیم پیچ اولیه خیلی بالا باشد و عایقبندی سیم پیچ هر چه ولتاژ بالاتر می رود زیادتر و مشکلتر خواهد بود به همین منظور در ولتاژ خیلی بالاتر از Cvt

استفاده می شود ولتاژ اعمال می شود و در ثانویه که مقدار دور آن خیلی کم است ولتاژ ولت روی هر کر ظاهر می‌شود . خروجی v,t را معمولاً بصورت (a) سر کلاف و (n) ته کلاف مشخص می نماید که شمارش تعداد کرهای یک v,t با اعدایکه در سمت چپ حروف گذاشته می شود . ولتاژ

بین کر اول فاز R با کر اول فاز S ، ۱۱۰ ولت می باشد که خروجی v,t ها را برای سه فاز بصورت ستاره اتصال می‌دهند و به مصرف می رسانند . کلیه مصرف کننده ها باید به شکل موازی با v,t (خروجی) ، در ابتدای خروج سیم پیچ ثانویه از v,t یک عد فیوز قرار می دهند .

در ولتاژهای بالا روش اقتصادی این است که از c.v.t استفاده شود چون در v,t عایق بندی و ایزوله کردن سیم پیچ نسبت به پایه استراکچر مسئله عمده و پرخرجی خواهد شد .
ولی در Cvt توسط یک سری خازن که درمدار قرار می دهند ولتاژ را پایین میآورند وولتاژ کم را به یک سیم پیچ اولیه داده ( حدود ۱۰kv ) و از ثانویه ۱۱۰v خروجی گرفته می شود .

دو مجموعه خازن C1 وC2 درمدار دیده می شود مجموعه C1 ظرفت آن پایین و مجموعه C2 با ظرفیت بالا می‌باشد درنتیجه XC1 خیلی بالا و XC2 خیلی پایین خواهد بود و به همین نسبت ولتاژ فاز بازمین که به cvt اعمال می شود به نسبت مقاومت افت می‌نماید و از دو سر مجموعه خازن C2 ( ولتاژ کم ) گرفته می شود و به سیم پیچ اولیه v,t داده می شود . استفاده از خازن در cvt بدو منظور است :
۱ـ با استفاده از خازن متوالی به طور سری ولتاژ پایین آمده و بدینوسیله حجم ترانس و عایق بندی آنرا کاهش می دهند واقتصادی تر می باشد و بخصوص در ولتاژهای بالا.
۲ـ از خازن می توان بعنوان کوپلاژ سیگنال PLC به خط فشار قوی استفاده نمود .

مشخصات الکتریکی ترانسهای ولتاژ

۱ـ ولتاژ برحسب کیلو ولت ۲ ـ ولتاژ ثانویه ها بر حسب ولت
۳ـ مقدار ظرفیت یا بار مجاز یا Burden بر حسب ولت آمپر +
۴ـ کلاس دقت که مشخص کننده میزان خطا در نسبت تبدیل می باشد و غالباً با یک عدد نشان داده می شود که تعیین کننده میزان درصد خطا درولتاژ نامی می‌باشد .

خروج دستی ترانسفورماتور جهت سرویس وتعمیرات
۱ کنترل بار ترانسفورماتور های در مدار وکاهش بار از طریق شبکه ۲۰ کیلو ولت ( در صورت نیاز)
۲ خارج نمودن خازنهای مربوطه
۳ بستن فیدر ۲۰ کیلو ولت ارتباط در صورت باز بودن
۴ با زنمودن فیدر ۲۰ کیلو ولت ترانسفورماتور
۵ جابجائی تغذیه داخلی پست بر روی ترانسفورماتور های دیگر
۶ با زنمودن دیژنکتور ۶۳ کیلو ولت در پست مبدا
۷ باز نمودن سکسیونرهای طرفین دژنکتور یا عقب کشیدن دپار در پست م

بدا
۸ بیرون کشیدن فیدر ۲۰ کیلو ولت ترانسفور ماتور
۹ زمین کردن سر کابل ۲۰ کیلو ولت ترانسفور ماتور در پست مقصد
۱۰ خارج نمودن فیدر خازن در پستهای کوژلکس وکالریماک (مستقیماً به شینه ۲۰ کیلو ولت ترانسفورماتور در محوطه وصل است)
۱۱ زمین کردن سر کابل ۶۳ کیلو ولت در پست مبدا
۱۲ صدور اجازه کار به اکیپ تعمیرات توسط اپراتور یا مسئول مانور با هماهنگی مرکز دیسپاچینگ فوق توزیع مربوطه

بر قدار کردن ترانسفور ماتور پس از پایان کار سرویس وتعمیرات
۱ برگشت دادن اجازه کار توسط اکیپ تعمیرات به اپراتور یا مسئول مانور
۲ اعلام مراتب توسط اپراتور یا مسئول مانور به مرکز دیسپاچینگ فوق توزیع مربوطه
۳ برداشتن زمین از سر کابل ۲۰ کیلو ولت ترانسفورماتور در پست مقصد

۴ برداشتن زمین از سر کابل ۶۳ کیلو ولت در پست مبدا
۵ جا زدن دپار یا بستن سکسیونرهای طرفین دیژنکتور در پست مبدا
۶ جا زدن فیدرهای خازن وترانسفورماتور
۷ وصل دیژنکتور ۶۳ کیلو ولت در پست مبدا
۸ وصل فیدر ۲۰ کیلو ولت ترانسفور ماتور در صورت بر قدار بودن سر کابل ۲۰ کیلو ولت ترانسفورماتور
۹ با زکردن فیدر ۲۰ کیلو ولت ارتباط در صورت نیاز
۱۰ در مدار قرار دادن خازنها در صورت نیاز

تبصره : کلیه موارد انجام عملیات در پستها با اطلاع وموافقت مرکز دیسپاچینگ مربوطه انجام می شود .

عملیات در پستهای فوق توزیع دارای باسبار ۶۳ کیلو ولت
الف) عملیات هنگام بی برق شدن پست
۱ اعلام عملکرد رله ها به مرکز دیسپاچینگ فوق توزیع مربوطه