مهندسی برق

ترانسفورماتورهای اندازه گیری نوع خاصی از ترانسفورماتورها هستند که برای مقاصد اندازه گیری ولتاژ و جریان به کار می روند. قوانین عمومی ترانسفورماتور بر کار این ترانسفورماتورها نیز حاکم است.

۱- تبدیل جریان یا ولتاژ از مقدار زیاد به مقداری که قابل استفاده برای دستگاههای اندازه گیری و حفاظتی باشد.
۲- جداسازی عایقی مدار اندازه گیری از شبکه فشار قوی
۳- فراهم نمودن امکان استاندارد کردن دستگاههای اندازه گیری و رله ها به تعداد محدودی جریان و ولتاژ استاندارد

ترانسهای جریان نوع پنجره ای در مواردی کاربرد دارند که مسیر عبور جریان به صورت کابل و یا شینه بوده و امکان قطع آن و ایجاد ترمینال مناسب جهت اتصال به ترانس جریان معمولی وجود نداشته باشد. در این حالت، بسته به اینکه ترانس جریان روی کابل شیلد شده و یا شینه دارای ولتاژ قرار گیرد، می توان از یکی از مدل های mvwt3 و یا mvmt1، mvwt2، wt2، wt1 استفاده نمود.

فهرست مطالب آموزش حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت…

روشهای اندازه گیری جریان در شبکه فشار قوی

وظایف اصلی ترانسفورماتور اندازه گیری

اصول عملکرد ترانسفورماتورهای جریان

ترانس جریان ایده آل

مدار معادل و خطای اندازه گیری ترانس جریان

محاسبات خطای ترانس جریان

انواع ترانسهای جریان

ترانس جریان هسته بالا و هسته پایین

ترانس جریان هسته پایین

ترانسفورماتورهای جریان هسته بالا

تفاوت ترانسفورماتور جریان هسته بالا و هسته پایین

انواع ترانسهای جریان از نظر ساخت و نوع کاربرد

ترانس جریان نوع پنجره ای

ترانس جریان پنجره ای

ترانس جریان نوع بوشینگی

ترانس جریان نوع گازی و روغنی

ترانس جریان نوری

علامت گذاری ترمینالهای ترانسهای جریان

تعاریف مربوط به ترانسهای جریانی مخصوص اندازه گیری

تعاریف مربوط به ترانسهای جریانی مخصوص حفاظت

تعاریف مربوط به ترانسهای جریانی مخصوص حفاظت در حالت گذرا

مدار معادل ترانسهای جریان و اثر اشباع

تعریف نقطه زانویی در منحنی اشباع ترانس جریان

خطای ترانسهای جریان

انتخاب ولتاژ نامی ترانس

تاثیر ارتفاع نصب ترانس اندازه گیری بر روی طراحی ترانس

تاثیر ارتفاع نصب ترانس اندازه گیری بر روی محدودیت تلفات داخلی آن

سطح آلودگی و فاصله خزشی

استانداردهای ترانس جریان

انتخاب ترانس جریانی برای حفاظت دیفرانسیل ترانس

پدیده دشارژ CT

نسبت شار هسته در حالت اتصال کوتاه متقارن و نامتقارن

مقایسه ترانسهای جریانی یک و پنج آمپر

کلاس های حفاظتی ترانس های قدرت

...

دانلود مستقیم :  دانلود مقاله آموزش حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت همراه با شکل

دانلود کمکی :   دانلود مقاله آموزش حفاظت ترانسفورماتورهای قدرت همراه با شکل

رمز عبور فایل :  www.wikipower.ir

حجم :    ۳٫۳۴   MB

منبع: سايت ويكي پاور

هسته ترانسفورماتور
هسته آهن
هسته ترانسفورماتور متشکل از ورقه های نازک است که سطح آنها با توجه به قدرت ترانسفورماتور ها محاسبه می شود. برای کم کردن تلفات آهنی هسته ترانسفورماتور را نمی توان بطور یکپارچه ساخت. بلکه معمولا آنها را از ورقه های نازک فلزی که نسبت به یکدیگر عایق‌اند، می سازند. این ورقه ها از آهن بدون پسماند با آلیاژی از سیلیسیم (حداکثر 4.5 درصد) که دارای قابلیت هدایت الکتریکی و قابلیت هدایت مغناطیسی زیاد است ساخته می شوند. در اثر زیاد شدن مقدار سیلیسیم ، ورقه‌های دینام شکننده می شود. برای عایق کردن ورقهای ترانسفورماتور ، قبلا از یک کاغذ نازک مخصوص که در یک سمت این ورقه چسبانده می شود، استفاده می کردند اما امروزه بدین منظور در هنگام ساختن و نورد این ورقه ها یک لایه نازک اکسید فسفات یا سیلیکات به ضخامت 2 تا 20 میکرون به عنوان عایق در روی آنها می مالند و با آنها روی ورقه ها را می پوشانند. علاوه بر این ، از لاک مخصوص نیز برای عایق کردن یک طرف ورقه ها استفاده می شود. ورقه های ترانسفورماتور دارای یک لایه عایق هستند. هسته ترانس معمولی که معمولا از نوع آهن نسبتا خالص تر از آهن های موجود و شناخته شده استفاده شده است. این آلیاﮊ آهن که به صورت اشکال مختلف برای قرار گرفتن در قرقره ترانسفورماتورها ساخته می شوند.



مزایا هسته ترانس آهن :
1- فراوانی
2- پایین بودن قیمت
3- عمر زیاد
4- فرم دهی آسان

معایب هسته ترانس آهن :
1- خاصیت القایی کم
2- ضد آب نبودن
3- وزن زیاد
4- تولید نویز بالا

هسته فریت:

با رشد تکنولوﮊی و استفاده از دستگاهها با عملکرد بسیار حساس به تغذیه خود مخترعان را بر این داشت که منابع تغذیه ای باخروجی بسیار صاف وایزوله شده و نویز خروجی بسیارکم برای استفاده در مدارات طراحی کنند .

این کار مستلزم استفاده از آلیاﮊ و قطعاتی با خاصیت القایی بالا بود که بر اساس محاسبات و تحقیقات گسترده و تجربیات مخترعان و آلیاﮊهای کشف شده و با توجه به قیمت و قابل دسترس بودن آن ها و انعطاف ان ها در مقابل اشکال در خواستی صنعتی به آلیا ﮊی به نام فریت رسیدند که این آلیا ﮊ می توانست خیلی از نیاز ها و درخواست های مخترعان از یک آلیا ﮊ ایده آل برای این کار را فراهم کند .

از فاصله هوایی بین هسته های فریت استفاده های گوناگونی در منابع تغذیه سوئیچینگ می شود.
خصوصیت منحصر به فرد فریت‌ها ، نسبت به آهن و دیگر مواد فرومغناطیس ، عایق بودن آنها است. قاومت ویژه نوعی فریت‌ها 1 تا 104 اهم است ، در حالیکه از آهن10-7 اهم است. به خاطر این مقاومت ویژه بالا ، فریت‌ها در معرض جریانهای گردابی قرار ندارند و می‌توان از آنها در فرکانسهای بالا بعنوان هسته پیچک استفاده کرد ، مثلا در پیچکهای rf ، ترانسفورماتور تلویزیون و حافظه‌های مغناطیس کامپیوترها.

مزایای هسته فریت :
1- خاصیت القایی خوب
2- ضدآب بودن
3- تولید نویز کم
4- سبک بودن

معایب:
1- شکننده بودن
2- قابل انعطاف نبودن

انواع هسته فریت :
این آلیاﮊ به دلیل استفاده در دستگاههای حساس با فرم های غیر متعارف لازم است دارای اندازه و تیپ های مختلفی باشد. که انواع آن عبارت است از :

1- EE
2- EC
3- RM
4- ET , FT , PM
5- UF , UI , UU
6- PQ
7- EI
8- UYF
9- EFD , EP
10- I
11- POT
12- TOROID
13- EMI SUPPRESSOR
14- DOUBLE-APERTURE & MULTI-APERTURE


قیمت
به دلیل تحریم هایی که از سایر کشورهای تولید کننده این قطعه در ایران شده است این قطعه دارای قیمتی نا ثابت و بالاتر از قیمت واقعی آن برای مصرف کننده می باشد.این عمل باعث شده است که تولید کنندگان انبوه پاور سوئیچ ها در کشورمان با مشکلات مالی زیادی روبرو شوند. ولی برای مصارف کم و معمول قیمت این قطعه نسبتا مناسب است که با توجه به خاصیت این هسته با قیمت کمتر از 5000 ریال در بازارهای ایران برای مصارف عادی عرضه می گردد.

حفاظت ترانسفورماتور

رله دیفرانسیل

n     رله ديفرانسيل حفاظت اصلي ترانسفورماتور را بر اساس مقايسه جريانهاي طرفين آن به عهده داشته وعملكرد آن ناشي از عوامل زير ميباشد.

الف: اتصالي در داخل ترانسفورماتور(نظير اتصال فاز به فاز- اتصال حلقه ويا اتصال بين سيم پيچهاي اوليه وثانويه)

 ب: اتصالي درخارج ترانسفور ماتور براثر عوامل خارجي درمحدوده حفاظت رله يعني بين CTهاي طرفين.

 پ:حالتهاي كاذب ناشي از اشكال درCTيامدارات مربوطه.

طرز کار این رله به این شرح است که مقایسه جریانهای قبل وبعد از ترانسفورماتورها توسط ترانسفورماتورهای جریان انجام میشود.

این ترانسفورماتورهای جریان باید دارای جریان زکوندر(ثانویه)برابر(معمولا 5آمپر)و منحنی مغناطیسی برابر باشند وطوری مخالف یکدیگر بسته شوند که در حالت عادی ونرمال جریانهای زکوندر همدیگر را خنثی کرده و رله بدون جریان باشد .

اگر این برابری جریان در دو طرف محدوده حفاظت شده در اثر یک اتصالی از بین برود تفاوت جریانهای دو ترانسفورماتور جریان از مدار رله عبور کرده و باعث تحریک آن میشود که مستقیم یا غیر مستقیم سبب قطع کلید شبکه میگردد .

رله دیفرانسیل فقط محدوده داخل خود را حفاظت میکند واز این جهت از آن بیشتربرای حفاظت ترانسفورماتورها- ژنراتورها وموتورهای فشار قوی  وشین ها استفاده میشود .

رله دیفرانسیلی که برای  حفاظت ترانسفورماتور بکار برده میشود نباید دارای حساسیت زیاد باشد زیرا در ترانسفورماتورهای سالم نیز اغلب تفاوت جرینی در دو طرف سیم پیچی زکوندر ترانسفورماتور جریان ظاهر میشود .این تفاوت جریان اولا توسط جریان مغناطیسی (جریان بدون بار) ودر ثانی توسط برابر نبودن منحنی مغناطیسی ترانسفورماتورهای جریانی  که دو طرف ترانسفورماتور نصب شده است مخصوصا در جریان خیلی زیاد ایجاد میشود .

E/F PROT TRIP

n     هرگاه ترانس دچار اشکال شود و اتصال زمین گردد وفرمان قطع به بریکر داده شود این آلارم ظاهر میگردد.

n     اتصال زمین یا اتصال بدنه در ترانسفورماتورهای روغنی ,ابتدا در اثر تخلیه الکتریکی وسرانجام در اثر جرقه وقوس الکتریکی بوجود می آید . جرقه وتخلیه الکتریکی , اولاباعث تجزیه روغن میشود و در ثانی تولید گاز در داخل روغن میکند .

n     از نظر الکتریکی اتصال زمین ترانسفورماتور مثل هر اتصال زمین دیگری سبب تغییر پیدا کردن ولتاز فازها و در نتیجه جابجا شدن نقطه صفر ستاره در سیستم سه فازه میشود و شدت آن اولا بستگی به ولتاز سیم پیچی که اتصال زمین پیدا کرده است و در ثانی بستگی به محل اتصالی شده دارد.

n     برای تشخیص اتصال زمین ترانسفورماتور و حفاظت آن در مقابل خطاهائی که اتصال زمین بوجود می آورد سه روش  موجود است که عبارتند از :

n     الف – مراقبت روغن توسط رله بوخلتس

n     ب – رله دیفرانسیل

n     ج – سنجش جریان زمین

n     عوامل وخطاهائی که از خارج ترانسفورماتور را تهدید میکند عبارتست از:

n     1-اتصالی در شبکه( بخصوص اتصال شین)

n     2-اضافه بار

n     3-ازدیاد ولتاز در اثر موج سیار

OVER FLUX PROT

اين رله OVER FLUX (رله افزايش شار مغناطيسي) بر اثر افزايش بيش از حد شار مغناطيسي ترانسفورماتور ناشي از تغير نسبت  ولتاژ به فركانس عمل ميكند

ZERO VOLTAG

n     اين رله در مواقعي كه ولتازترانسفورماتور صفر شود بريكرهاي دو طرف ترانسفورماتور راباز ميكند.

OVER FLUX PROT

اين رله OVER FLUX (رله افزايش شار مغناطيسي) بر اثر افزايش بيش از حد شار مغناطيسي ترانسفورماتور ناشي از تغير نسبت  ولتاژ به فركانس عمل ميكند .

R.E.F PROT

n     رله REF(رله اتصال زمين محدودشده) حفاظت در برابر اتصالي در داخل ترانسفورماتور(نظير اتصال فاز به فاز- اتصال حلقه ويا اتصال بين سيم پيچهاي اوليه وثانويه) ونوع عملكرد رله مثل رله ديفرانسيل بوده وبر مبناي تفاضل جريانهاي طرفين عمل ميكند وبراي اتصالهاي خارج از زون رله عكس العمل نشان نميدهد.

SC PROT

n     اين رله حفاظت سيم پيچ تا محدوده CTدر يك طرف ترانسفورماتوررا به عهده دارد وهرگاه جريان از حد تنظيمي در همان طرف بيشتر شود اين رله عمل ميكند.

WINDING TEMP

n     در ترانسفورماتور يك نشان دهنده و كنترل كننده دماي سيم پيچ تعبيه شده است كه دو هدف اساسي زيررا برآورده ميكند.

 1. خاموش وروشن كردن دو گروه فنها در هنگام پائين آمدن وبالا رفتن دماي ترانسفورماتور.

 2.توليد سيگنال آلارم وتريپ در هنگام اضافه بار ترانسفورماتور وياايجاد اشكال درعملكرد تجهيزات خنك كننده كه موجب تحمل حرارت زياد ميگردد.

-GT BUCHHOLZ STAGE 1 ALARM

n     آلارم مربوط به رله بوخهلتس ترانس زمین (محله اول) عمل کرده است .

n     بر اثر تخليه جزئي ناشي از ضعف عايقي,  گاز به تدريج توليد گرديده دراين حالت گازها در حركت خود به سمت كنسرواتور در محفظه بالاي بوخهلتس جمع شده اند وفشار گاز داخل رله از حالت نرمال خارج شده وباعث ايجاد سيگنال آلارم گرديده است.

-GTOIL TEMP STAGE 1 ALARM

n     اين آلارم نشانه بالارفتن درجه حرارت روغن ترانس زمین (مرحله اول) است ولي در حد تريپ ترانسفورماتورنيست.

1.بارترانسفورماتوربا هماهنگی دیسپاچینگ كاهش يابد.

2.سيستم خنك كننده ترانسفورماتور(فنها)بررسي شودچنانچه فنها در مدارنمی باشدآنها را درمدارقراردهید در صورت خرابی فنها علت بررسی و گزارش شود.

3. شير هاي متصل به رادياتور بررسي شود بازباشند.

4.درجه حرارت سيم پيچ و رله هاي مرتبط آن بررسي شود.

-GT OIL LEVEL ABNORMAL

n     سطح روغن كنسرواتورترانسفورماتورزمين افزایش یا کاهش یافته است و یا به هر دلیلی از حالت نرمال خارج شده است سطح روغن را از روی عقربه نشان دهنده سطح روغن داخل کنسرواتور بازدید نمائید و چنانچه کمبود روغن مشاهده شد جهت رفع كمبود روغن اقدام شود.

-GT RELIEF VENT ALARM

n     آلارم مربوط به سوپاپ اطمینان روغن ترانس زمین عمل کرده است وبه علت  اهمیت عملکرد این رله, ترانسفور ماتوربررسی و چک شود همچنین به دیسپاچینگ گزارش شود در صورت صلاحدید متخصصین مربوطه ترانسفورماتور باید از مدار خارج شود و ودرصورت کاذب نبودن این  آلارم مراحل زیر انجام گیرد.

1. تست باز بودن شیر خروجي روغن به طرف كنسرواتور

2. جهت آناليز وانجام آزمايش هاي فيزيكي وشيميايي نمونه گيري ازروغن ترانسفورماتور انجام گيرد.

3. آزمايش مقاومت عايقي ومقاومت سيم پيچ توسط متخصص انجام گیرد.

4.در صورت کاذب بودن آلارم علت ظاهر شدن آن توسط کارشناسان مربوطه  بررسی و گزارش شود .

WINDING TEMP STAGE 1 ALARM

n     اين آلارم نشانه بالارفتن درجه حرارت سيم پيچ ترانس دراثر ازدیاد حرارت می باشد ولي در حد تريپ ترانس نيست.

1.با هماهنگی دیسپاچینگ بارترانسفورماتوركاهش يابد.

2.سيستم خنك كننده ترانسفورماتور(فنها)بررسي شودچنانچه فنها درمدارنیست آنهارا درمدارقراردهید , در صورت خرابی فنها علت آن بررسی و گزارش شود

OVER FLUX PROT ALARM

n     اين آلارم نشانه آنست كه شار مغناطيسي هسته ترانسفورماتور به خاطر تغييرنسبت ولتاژ به فركانسV/F زيادتر از حد مجازشده است ولي در حد تريپ نيست پس ازبهبود وضعيت آلارم ريست ميشود.

n     تغییرات ولتاژ را با قرار دادن تپ چنجرروی حالت دستی وبا کم وزیاد نمودن تپ اصلاح نمائید .

n     در صورت نوسانات فرکانس آنرا به دیسپاچینگ گزارش نمائید

OIL LEVEL ABNORMAL

n     سطح روغن كنسرواتورترانسفورماتورافزایش یاکاهش یافته است ویا به هردلیلی ازحالت نرمال خارج شده است سطح روغن را ازروی عقربه نشان دهنده سطح روغن داخل کنسرواتوربازدید نمائید وچنانچه کمبود روغن مشاهده شد جهت رفع کمبود روغن اقدام شود .

RELIEF VENT ALARM

n     آلارم مربوط به سوپاپ اطمینان روغن ترانس عمل کرده است وبه علت  اهمیت عملکرد این رله, ترانسفور ماتوربررسی و چک شود همچنین به دیسپاچینگ گزارش شود در صورت صلاحدید متخصصین مربوطه ترانسفورماتور باید از مدار خارج شود و ودرصورت کاذب نبودن این  آلارم مراحل زیر انجام گیرد.

1. تست باز بودن شیر خروجي روغن به طرف كنسرواتور

2. جهت آناليز وانجام آزمايش هاي فيزيكي وشيميايي نمونه گيري ازروغن ترانسفورماتور انجام گيرد.

3. آزمايش مقاومت عايقي ومقاومت سيم پيچ توسط متخصص انجام گیرد.

4.در صورت کاذب بودن آلارم علت ظاهر شدن آن توسط کارشناسان مربوطه  بررسی و گزارش شود .

OIL TEMP STAGE 1 ALARM

n     اين آلارم نشانه بالارفتن درجه حرارت روغن است ولي در حد تريپ ترانسفورماتورنيست.

1.بارترانسفوربا هماهنگی دیسپاچینگ كاهش يابد.

2.سيستم خنك كننده ترانسفورماتور(فنها)بررسي شودچنانچه فنهادر مدارنمی باشدآنها را درمدارقراردهید در صورت خرابی فنها علت بررسی و گزارش شود.

3. شير هاي متصل به رادياتور بررسي شوند بازباشند.

4.درجه حرارت سيم پيچ و رله هاي مرتبط آن بررسي شود

OLTC SUPPLY FAIL

آلارم مربوط به تغذیه موتور تپ چنجرفعال شده است .

هنگامی که در تغذیه تپ چنجر خطایی به وجود آید یا به طور کلی در مدار تغذیه موتور تپ چنجر(که سه فاز است)ترانس اشکال پیدا شود این آلارم ظاهر میشود .

1.فيوز سه فاز 380V ACمربوط به تغذيه موتور تپ چنجر در تابلوتپ چنجرچك شود وصل باشد.

2. فيوز سه فاز 380V ACمربوط به تغذيه موتور تپ چنجر در مارشلينگ T5چك شود وصل باشد.

3.در صورت عملكرد رله آندر ولتاژتغذيه موتوردر تابلو تپ چنجر

 ولتا‍ژاصلاح گردد

OLTC INCOMPLET

n     تپ چنجر به طور ناقص عملكرده است واین آلارم بسیار مهم است .

n     با مشاهده این آلارم باید سریعا عملکرد تپ چنجر را به وسیله دسته مخصوص خود به صورت دستی کامل نمود

                                                                    تهیه کننده : سیدمحمود حیدری