تحقيق كامل ترانس
مقدمه ای بر ترانسفورماتورها
ترانسفورماتورقسمت اعظم انرژی الكتريكی مورد نياز انسان در تمام كشورهای جهان ، توسط مراكز توليد مانند نيروگاههای بخاری ، آبی و هستهای توليد میشود. اين مراكز دارای توربينها و آلترناتيوهای سه فاز هستند و ولتاژی كه بوسيله ژنراتورها توليد میشود، بايد تا ميزانی كه مقرون به صرفه باشد جهت انتقال بالا برده شود. گاهی چندين مركز توليد بوسيله شبكهای به هم مرتبط میشوند تا انرژی الكتريكی مورد نياز را بطور مداوم و به مقدار كافی در شهرها و نواحی مختلف توزيع كنند.
در محلهای توزيع برای اينكه ولتاژ قابل استفاده برای مصارف عمومی و كارخانجات باشد، بايد ولتاژ پايين آورده شود. اين افزايش و كاهش ولتاژ توسط ترانسفورماتور انجام میشود. بديهی است توزيع انرژی بين تمام مصرف كنندههای يك شهر از مركز توزيع اصلی امكانپذير نيست و مستلزم هزينه و افت ولتاژ زيادی خواهد بود. لذا هر مركز اصلی به چندين مركز يا پست كوچكتر (پستهای داخل شهری) و هر پست نيز به چندين محل توزيع كوچكتر (پست منطقهای) تقسيم میشود. هر كدام از اين مراكز به نوبه خود از ترانسهای توزيع و تبديل ولتاژ استفاده میكنند.
بطور كلی در خانواده و توزيع انرژی الكتريكی ، ترانسفورماتورها از اركان و اعضای اصلی هستند و اهميت آنها كمتر از خطوط انتقال و يا مولدهای نيرو نيست. خوشبختانه به دليل وجود حداقل وسايل ديناميكی در آنها كمتر با مشكل و آسيب پذيری روبرو هستند. مسلما اين به آن معنی نيست كه میتوان از توجه به حفاظتها و سرويس و نگهداری آنها غفلت كرد. در اين مقاله نخست مختصری از تئوری و تعاريفی از انواع ترانسفورماتورها بيان میشود، سپس نقش ترانسفورماتورها در شبكه توليد و توزيع نيرو و در نهايت شرحی در مورد سرويس و تعمير ترانسها ارائه میشود.
تئوری و تعاريفی از ترانسفورماتورها
ترانسفورماتورها به زبان ساده و شكل اوليه وسيلهای است كه تشكيل شده از دو مجموعه سيم پيچ اوليه و ثانويه كه در ميدان مغناطيسی و اطراف ورقههايی از آهن مخصوص به نام هسته ترانسفورماتور قرار میگيرند. مقرهها يا بوشينگها يا ايزولاتورها و بالاخره ظرف يا محفظه ترانسفورماتور.
كار ترانسفورماتورها بر اساس انتقال انرژی الكتريكی از سيستمی با يك ولتاژ و جريان معين به سيستم ديگری با ولتاژ و جريان ديگر است. به عبارت ديگر ترانسفورماتور دستگاهی است استاتيكی كه در يك ميدان مغناطيسی جريان و فشار الكتريكی را بين دو سيم پيچ يا بيشتر با همان فركانس و تغيير اندازه يكسان منتقل میكند.
انواع ترانسفورماتورها
سازندگان و استانداردها در كشورهای مختلف هر يك به نحوی ترانسفورماتورها را تقسيم بندی كرده و تعاريفی برای درجه بندی آنها ارائه دادهاند. برخی ترانسها را بنا بر موارد و ترتيب بهره برداری آنها متفاوت شناختهاند، مانند ترانسهای انتقال قدرت ، اتو ترانس و يا ترانسهای تقويتی و گروهی از ترانسها را به غير از ترانسفورماتور اينسترومنتی(ترانس جريان و ولتاژ) ، ترانس قدرت مینامند و اصطلاحا ترانس قدرت را آنهايی میدانند كه در سمت ثانويه آنها فشار الكتريكی توليد میشود.
اين نوع تقسيم بندی در عمل دامنه وسيعی را در بر میگيرد كه در يك طرف آن ترانسفورماتورهای كوچك و قابل حمل با ولتاژ ضعيف برای لامپهای دستی و مشابه آن قرار میگيرند و طرف ديگر شامل ترانسهای خيلی بزرگ برای تبديل ولتاژ خروجی ژنراتور به ولتاژ شبكه و خطوط انتقال نيرو است. در بين اين دو اندازه (حد متوسط) ترانسهای توزيع و يا انتقال در مؤسسات الكتريكی و ترانسهای تبديل به ولتاژهای استاندارد قرار دارند.
ترانسها اغلب به صورت هستهای يا جداری طراحی میشوند. در نوع هستهای در هر يك از سيم پيچها شامل نيمی از سيم پيچ فشار ضعيف و نيمی از سيم پيچ فشار قوی هستند و هر كدام روی يك بازوی هستهای قرار دارند. در نوع جداری ، سيم پيچها روی يك هسته پيچيده شدهاند و نصف مدار فلزی مغناطيسی از يك طرف و نصف ديگر از طرف هسته بسته میشود.
در اكثر اوقات نوع جداری برای ولتاژ ضعيف و خروجی بزرگ و نوع هستهای برای ولتاژ قوی و خروجی كوچك بكار میروند (بصورت سه فاز يا يك فاز).
ترانسهای تغذيه و قدرت مانند ترانس اصلی نيروگاه ترانس توزيع و اتو ترانسفورماتور ، ترانسفورماتورهای قدرت معمولا سه فاز هستند، اما گاهی ممكن است در قدرتهای بالا به دليل حجم و وزن زياد و مشكل حمل و نقل از سه عدد ترانس تك فاز استفاده كنند. ترانسهای صنعتی مانند ترانسهای جوشكاری ، ترانسهای راه اندازی و ترانسهای مبدل ترانس برای سيستمهای كشش و جذب كه در راه آهن و قطارهای الكتريكی بكار میرود. ترانسهای مخصوص آزمايش ، اندازه گيری ، حفاظت مصارف الكتريكی و غيره
ترانسفورماتور
قسمت اعظم انرژي الكتريكي مورد نياز انسان در تمام كشورهايجهان ، توسط مراكز توليد مانند نيروگاههاي بخاري ، آبي و هستهاي توليد ميشود. اينمراكز داراي توربينها و آلترناتيوهاي سه فاز هستند و ولتاژي كه بوسيله ژنراتورهاتوليد ميشود، بايد تا ميزاني كه مقرون به صرفه باشد جهت انتقال بالا برده شود. گاهي چندين مركز توليد بوسيله شبكهاي به هم مرتبط ميشوند تا انرژي الكتريكي موردنياز را بطور مداوم و به مقدار كافي در شهرها و نواحي مختلف توزيع كنند.
در محلهاي توزيع براي اينكه ولتاژ قابل استفاده براي مصارف عمومي وكارخانجات باشد، بايد ولتاژ پايين آورده شود. اين افزايش و كاهش ولتاژ توسطترانسفورماتور انجام ميشود. بديهي است توزيع انرژي بين تمام مصرف كنندههاي يك شهراز مركز توزيع اصلي امكانپذير نيست و مستلزم هزينه و افت ولتاژ زيادي خواهد بود. لذا هر مركز اصلي به چندين مركز يا پست كوچكتر (پستهاي داخل شهري) و هر پست نيز بهچندين محل توزيع كوچكتر (پست منطقهاي) تقسيم ميشود. هر كدام از اين مراكز به نوبهخود از ترانسهاي توزيع و تبديل ولتاژ استفاده ميكنند.
بطور كلي در خانوادهو توزيع انرژي الكتريكي ، ترانسفورماتورها از اركان و اعضاي اصلي هستند و اهميتآنها كمتر از خطوط انتقال و يا مولدهاي نيرو نيست. خوشبختانه به دليل وجود حداقلوسايل ديناميكي در آنها كمتر با مشكل و آسيب پذيري روبرو هستند. مسلما اين به آنمعني نيست كه ميتوان از توجه به حفاظتها و سرويس و نگهداري آنها غفلت كرد.
تئوري و تعاريفي از ترانسفورماتورها
ترانسفورماتورها به زبانساده و شكل اوليه وسيلهاي است كه تشكيل شده از دو مجموعه سيم پيچ اوليه و ثانويهكه در ميدان مغناطيسي و اطراف ورقههايي از آهن مخصوص به نام هسته ترانسفورماتورقرار ميگيرند. مقرهها يا بوشينگها يا ايزولاتورها و بالاخره ظرف يا محفظهترانسفورماتور.
كار ترانسفورماتورها بر اساس انتقال انرژي الكتريكي از سيستميبا يك ولتاژ و جريان معين به سيستم ديگري با ولتاژ و جريان ديگر است. به عبارت ديگرترانسفورماتور دستگاهي است استاتيكي كه در يك ميدان مغناطيسي جريان و فشار الكتريكيرا بين دو سيم پيچ يا بيشتر با همان فركانس و تغيير اندازه يكسان منتقل ميكند.
انواع ترانسفورماتورها
سازندگان و استانداردها در كشورهاي مختلفهر يك به نحوي ترانسفورماتورها را تقسيم بندي كرده و تعاريفي براي درجه بندي آنهاارائه دادهاند. برخي ترانسها را بنا بر موارد و ترتيب بهره برداري آنها متفاوتشناختهاند، مانند ترانسهاي انتقال قدرت ، اتو ترانس و يا ترانسهاي تقويتي و گروهياز ترانسها را به غير از ترانسفورماتور اينسترومنتي(ترانس جريان و ولتاژ) ، ترانسقدرت مينامند و اصطلاحا ترانس قدرت را آنهايي ميدانند كه در سمت ثانويه آنها فشارالكتريكي توليد ميشود.
اين نوع تقسيم بندي در عمل دامنه وسيعي را در برميگيرد كه در يك طرف آن ترانسفورماتورهاي كوچك و قابل حمل با ولتاژ ضعيف برايلامپهاي دستي و مشابه آن قرار ميگيرند و طرف ديگر شامل ترانسهاي خيلي بزرگ برايتبديل ولتاژ خروجي ژنراتور به ولتاژ شبكه و خطوط انتقال نيرو است. در بين اين دواندازه (حد متوسط) ترانسهاي توزيع و يا انتقال در مؤسسات الكتريكي و ترانسهاي تبديلبه ولتاژهاي استاندارد قرار دارند.
ترانسها اغلب به صورت هستهاي يا جداريطراحي ميشوند. در نوع هستهاي در هر يك از سيم پيچها شام ل نيمي از سيم پيچ فشارضعيف و نيمي از سيم پيچ فشار قوي هستند و هر كدام روي يك بازوي هستهاي قرار دارند. در نوع جداري، سيم پيچها روي يك هسته پيچيده شدهاند و نصف مدار فلزي مغناطيسي ازيك طرف و نصف ديگر از طرف هسته بسته ميشود.
در اكثر اوقات نوع جداري برايولتاژ ضعيف و خروجي بزرگ و نوع هستهاي براي ولتاژ قوي و خروجي كوچك بكار ميروند (بصورت سه فاز يا يك فاز).
ترانسهاي تغذيه و قدرت مانند ترانس اصلي نيروگاهترانس توزيع و اتو ترانسفورماتور ، ترانسفورماتورهاي قدرت معمولا سه فاز هستند، اماگاهي ممكن است در قدرتهاي بالا به دليل حجم و وزن زياد و مشكل حمل و نقل از سه عددترانس تك فاز استفاده كنند. ترانسهاي صنعتي مانند ترانسهاي جوشكاري ، ترانسهاي راهاندازي و ترانسهاي مبدل ترانس براي سيستمهاي كشش و جذب كه در راه آهن و قطارهايالكتريكي بكار ميرود. ترانسهاي مخصوص آزمايش، اندازه گيري، حفاظت مصارف الكتريكيو غيره
تشخيص عوامل افزايش خطاي نسبت تبديل ترانسفورماتورهاي ولتاژ خازني
اندازه گيري دقيق ولتاژ و جريان به منظور تعيين تلفات واقعي، اندازه گيري صحيح انرژي و تعيين ميزان برق تبادلي بين مناطق مختلف و همچنين عملكرد صحيح رله هاي حفاظتي اهميت فراواني دارد. در اين شرايط لازم است از عدم افزايش خطاي ترانسهاي اندازه گيري و به ويژه ترانس ولتاژ در شرايط بهره برداري اطمينان حاصل شود.
در برخي از پستهاي فشار قوي شبكه برق منطقه اي تهران مواردي نظير قفل شدن رله ديستانس به دليل خطاي زياد ترانسفورماتور ولتاژ و همچنين مشاهده افت شديد ولتاژ يك فاز در ولت متر روي تابلوي كنترل گزارش شده است كه پس از مراجعه كارشناسان شركت متانير علت عيب، تغيير نسبت CVT تشخيص داده شده و لذا پس از تعويضCVT اشكال مذكور رفع شده است. در سالهاي اخير به دليل افزايش عمر تجهيزات پستهاي قديمي از يك طرف و همچنين بررسيهاي كارشناسي انجام شده از وضعيت تجهيزات پست و به ويژه ترانسفورماتورهاي ولتاژ از طرف ديگر، مشخص شده است كه ده ها CVT موجود در شبكه برق منطقه اي تهران با خطاي دامنه بيش از 5 درصد مواجه هستند كه بسياري از آنها در حال حاضر خارج از سرويس بوده و بلا استفاده مي باشند.
ترانسفورماتور ولتاژ خازنی
در ایستگاههای برق فشارقو ی برای اندازه گیری ولتاژ شین ها و خطوط انتقال اغلب از مقسم خازنی همراه با یک ترانسفورماتور کاهنده ولتاژ و ولت متر استفاده می شود.برای جبران اثر خازن شماره 2 در مقسم خازنی از اندوکتانس القایی L استفاده می شود.تا مدار به صورت اهمی خالص در اید.خازن معادل شماره 1 از چندین خازن سری ولتاژ بالا ساخته می شود و ظرفیت کل آن حدود چند هزار پیکو فاراد است.وسایل اندازه گیری در قسمت فشار ضعیف یک ترانسفورماتور القایی که ولتاژ را به حدود 100 الی 110 ولت کاهش میدهد.متصل می شوند.
مزایای CVT
1- طراحی ساده و نصب آسان
2- این وسیله به دو صورت بکار می رود.یکی برای اندازه گیری ولتاژ برای ثبت متغیر های اندازه گیری و برای سیستمهای حفاظتی و دیگری به عنوان یک خازن در سیستمهای مخابراتی خطوط قدرت (PLC)
3- در CVT بر خلاف ترانسفورماتور توزیع ولتاژ وابسته به فرکانس صورت نمی گیرد.
4- ایجاد سیستم عایقی بین ولتاژ فشار قوی و دستگاه اندازه گیری ولتاژ
معایب CVT
1- نسبت تبدیل ولتاژ با تغییرات دما حساس است.
2- ایجاد مسئله فرو رزونانس در سیستمهای قدرت.
"برگرفته از کتاب عایق های فشار قوی دکتر هوشمند"
تست هاي ترانس ولتاژ
تست هاي ترانس ولتاژ بسيار متنوع است اما در محل پست و بعد از نصب ترانس ، تستهايي كه بروي آن براي بررسي صحت كار آن انجام ميشود به قرار زير است:
1 – تست مقاومت عايقي ترانس ولتاژ :
تست عايقي را با دستگاه ميگر انجام مي دهيم ، در اين تست مقاومت عايقي بين قسمتهاي مختلف ترانس را بررسي نموده و نتايج را ثبت مي كنيم . اولين تست عايقي ، برسي ميزان مقاومت بين اوليه ترانس با زمين است . در ترانسهاي ولتاژ خازني احتياجي به باز نمودن سر زمين شده در انتهاي سيم پيچ اوليه نيست ، اما در ترانسهاي ولتاژ اندوكتيو حتماً بايد سر زمين شده در انتهاي سيم پيچ اوليه را باز نمود و تست را انجام داد . در اين تست ، پراب مثبت را به اوليه سيم پيچ زده و پراب منفي دستگاه ميگر را با زمين وصل ميكنيم و با اعمال ولتاژ 5 كيلو ولت ، نتيجه را بررسي ميكنيم . در اين تست هم همانند تستهاي ميگر قبلي بايد براي هر كيلو ولت مقاومتي برابر يك مگا اهم داشته باشيم .در ترانسهاي اندوكتيو پراب مثبت دستگاه ميگر را ميتوان به ابتدا و يا انتهاي سيم پيچ اوليه متصل نمود و تست را انجام داد .
بعد از تست اوليه ، با انتخاب رنج يك كيلو ولت دستگاه ميگر ، ثانويه ترانس را تست مي كنيم . در اين مرحله هم نبايد سري از سيم پيچ ثانويه در ( در همه كور ها ) زمين باشد . در تست ميگر احتياجي به زماندار بودن مده=ت تست نيست و با ساكن شدن تقريبي ميزان عايقي نشان داده شده توسط دستگاه ، ميتوان نتايج را ثبت نمود .مرحله سوم تست ميگر ، بررسي عايقي بين اوليه و ثانويه ترانس ولتاژ است كه نسبت عايقي بين اين دو سيم پيچ را با اعمال ولتاژ 5/2 كيلو ولت ، انجام ميدهيم . اين تست در دستور كار نبوده و تنها براي اطمينان بيشتر انجام ميشود .
2 – تست نسبت تبديل ترانس ولتاژ :
در اين تست به بررسي نسبت ولتاژ اعمالي به اوليه و ولتاژ قرائت شده در ثانويه مي پردازيم . بدين منظور منبع ولتاژ متناوب را به اوليه ترانس ولتاژ متصل كرده ( در اين حالت بايد انتهاي سيم پيچ اوليه زمين باشد ) و با اعمال ولتاژ، ولتاژ القا شده در ثانويه را با ولت متر ديجيتال دقيق اندازه گيري كنيم .
بسته به نوع و توان منبع ولتاژ هر چه بتوان ولتاژ را بطور خطي بالا ببريم و اندازه گيري را در ولتاژ ها مختلف بسنجيم ، بهتر ميتوان به صحت عملكرد ترانس پي برد . اندازه گيري ولتاژ ثانويه را همزمان براي تمامي كورها انجام مي دهيم .
3 – تست پلاريته ترانس :
در اين تست به بررسي پلاريته ترانس مي پردازيم و با اعمال ولتاژ به اوليه ترانس ، با دقت در اتصال پلاريته منبع ولتاژ مستقيم ( يعني سر مثبت منبع به ابتداي سر اوليه ) ولتاژي در حدود 12-6 ولت را به ترانس تزريق كرده و با يك ولت متر آنالوگ ( يا گالوانومتر ) در ثانويه به بررسي پلاريته مي پردازيم. بدين منظور سر مثبت ولت متر ( پراب قرمز ) را به ترمينالهاي 1a يا 2a وصل كرده و سر ديگر ( پراب مشكي )ولت متر را به انتهاي سيم پيچ ثانويه وصل ميكنيم و حركت عقربه را بررسي ميكنيم . در لحظه وصل مدار به اوليه بايد ولتمتر آنالوگ به مدار ثانويه وصل شده باشد و در حالت درست پلاريته ، عقربه ولت متر حركتي به سمت جلو خواهد داشت .
4 – تست قدرت ترانس ( Burden ) :
در اين تست به بررسي ميزان قدرت ترانس مي پردازيم تا ميزان توان ترانس را در حالتي كه تجهيزات حفاظتي و اندازه گيري به آن وصل شده اند را اندازه گيري كنيم .
ميزان توان يك ترانس را بر حسب ولت آمپر بروي پلاك ترانس درج مي كنند .در اين تست با اعمال ولتاژ ( بطور مثال 220 ولت براي ترانسهاي ولتاژ تك فاز ) به اوليه و سنجش مقدار جريان و ولتاژ در ثانويه به بررسي ترانس مي پردازيم . مقدار ولتاژ و جريان در ثانويه را در زماني كه كليه فيوزها ومدارات بسته شده اند و شرايط آماده به كار ترانس مهياست را در هم ضرب كرده و با مقايسه با توان نامي ترانس ، ميزان قدرت ترانس را مي سنجيم.
5 – تست مقاومت سيم پيچ :
از نام اين تست دقيقاً مشخص است به چه منظور انجام ميشود . مدارات اين تست هم دقيقاً مانند اندازه گيري مقاومت سيم پيچ در ترانس جريان است و به روشهاي مختلف قابل اندازه گيري است و نكته مهم در اين تست دماي محيط است كه بايد ثبت شود و پس از لحاظ قرار دادن ضرايب تصحيح مقدار مقاومت سيم پيچ محاسبه شود .
آشنايي با ترانسفورماتور ولتاژ pt
در يك پست فشار قوي جهت اندازه گيري و در دست داشتن مقدار ولتاژ پست به منظور استفاده در سيستم هاي كنترل و اندازه گيري و همچنين سيستم هاي حفاظتي ضروري است كه بااستفاده از ترانسفورماتور هاي ولتاژ ، مقدار ولتاژ واقعي پست را به حد خيلي زيادي كاهش داد تا بتوان آنرا در مدارهاي كنترل و حفاظت و اندازه گيري استفاده نمود .
بنابراين وظايف اصلي ترانسهاي ولتاژ عبارت خواهند بود :
- تبديل ولتاژ از مقداري معمولا زياد ، به مقداري قابل استفاده در رله ها و تجهيزات .
- مجزا نمودن مدار اندازه گيري از ولتاژ بالا .
- فراهم كردن امكان استفاده نمودن رله ها و تجهيزات در چند مقدار نامي جريان و ولتاژ .
انواع ترانسفور ماتور ولتاژ :
ترانسهاي ولتاژ به دو صورت طراحي و ساخته مي شوند كه عبارتند از :
ترانسفورماتور ولتاژ مغناطيسي (اندوكتيو ) : PT
در اين نوع ترانس ها ، ولتاژ نامي اوليه مستقيما به ولتاژ مورد نياز در ثانويه تبديل مي شود . در اين نوع ترانس ، ولتاژ اوليه از مدار اصلي پست گرفته شده و سيم پيچ اوليه بوسيله كاغذ آغشته به روغن از ثانويه و هسته آن مجزا مي باشد . فضاي خالي بين اوليه و ثانويه بوسيله روغن پر مي شود . اين نوع ترانسفورماتور هاي ولتاژ براي ولتاژهاي تا 145 كيلو وات اقتصادي بوده و كاربرد دارد . و در ولتاژهاي بالا ، خيلي گران تمام مي شود اما از دقت بالايي برخوردار هستند .
بر خلاف ترانسفورماتور هاي جريان ، ترانسفورماتورهاي ولتاژ داراي يك ثانويه مي باشند كه سرهاي مختلف از آن بيرون آمده است .
در ولتاژهاي پائين نوع عايق ترانسفورماتور هوا و يا رزين مي باشد . و براي ولتاژهاي بالا نوع عايق ترانسفورماتور روغن مي باشد . و اساسا شبيه ترانسفور ماتور قدرت مي باشد كه خروجي آن بجاي KVA بر حسب VA مي باشد .
ترانسفورماتور ولتاژ خازني (كاپاسيتيو) : CVT
در اين نوع ترانسها كه معمولا در ولتاژهاي بالا اقتصادي تر بوده و كاربرد بيشتري دارد ، ابتدا ولتاژ اوليه بااستفاده از تعداد زيادي خازن كه از نوع كاغذ يا هادي آلومينيوم مي باشد و بطور سري به يكديگر متصل شده اند به مقدار قابل ملاحظه أي كاهش يافته و سپس بااستفاده از يك ترانسفورماتور ولتاژ كوچكتر ، ولتاژ دلخواه بدست ميآيد .
ترانسفورماتور ولتاژ مذكور در داخل تانك پر از روغن كه در پايين ترانسفورماتور ولتاژ اصلي قرار دارد جا داده مي شود .
بنابراين ترانسفورماتور هاي ولتاژ از نوع خازني ، از يك مقسم خازني و يك ترانس ولتاژ مغناطيسي تشكيل مي گردد .
حفاظت ترانسفورماتور ولتاژ :
برخلاف ترانس هاي جريان ، در ترانس هاي ولتاژ چنانچه بيش از يك سيم پيچ ثانويه داشته باشيم هسته آنها از يكديگر مستقل نبوده و تمام پارامترها در واقع به كل جريان ثانويه بستگي دارد . بنابراين مدارهاي حفاظتي و اندازه گيري ،نمي توانند بطور مستقل از يكديگر به ترانس هاي ولتاژ متصل شوند . لذا تمام وسايل بايد بصورت موازي وصل گردند . تا همه آنها ولتاژ ثانويه را بطور كامل دريافت دارند . يك ترانسفورماتور ولتاژ هرگز نبايد باسيم پيچ ثانويه اتصال كوتاه كاركند و سيم پيچهاي ثانويه در صورتي كه اتصال مثلث باشد و به هيچ دستگاهي وصل نيستند بايد هميشه باز باشند و در صورتيكه اتصال ستاره باشد كه عمدتا همين طور مي باشند ،زمين كردن مدار ثانويه در يك نقطه الزامي مي باشد . ترانسفورماتورهاي ولتاژ اغلب توسط فيوزهاي ثانويه يا كليدهاي مينياتوري كه حتي الامكان نزديك ترانسفورماتور مي باشد محافظت مي گردند .
محل نصب ترانسفورماتور ولتاژ :
ترانسهاي ولتاژ نيز مانند ترانس هاي جريان بطور كلي براي اندازه گيري كميت هاي باس بار ، فيدرهاي مختلف از قبيل ترانس ، خط كابل ، نوترال ترانس ، فيدرهاي كوپلاژ و جدا كننده باس بارها مورد نياز مي باشند . بنابراين در يك پست فشار قوي معمولا ترانسهاي ولتاژ در خروجي هر فيدر و در بعضي از پست ها كه ضرورت ايجاد كند بر روي باس بارها مورد استفاده قرار ميگيرند . از ترانس ولتاژ جهت سنكرو نيز اسيون دو طرف كليد در موقع وصل آن نيز استفاده مي گردد .
پارامترهاي اساسي در انتخاب ترانسفورماترهاي ولتاژ:
الف ) ولتاژ اوليه :
ولتاژ سيم پيچ اوليه ترانسفورماتور ولتاژ بستگي به سطح ولتاژي دارد كه مي خواهيم ترانس را در آن نصب كنيم . ولتاژهاي اوليه ترانسفورماتورهاي ولتاژ استاندارد شده نمي باشد ولي بطور معمول داراي مقادير 20 و 63 و 132 و 230 و 400 كيلو ولت مي باشد .
ب) ولتاژ نامي ثانويه :
طبق استاندارد IEC186 ولتاژ نامي ثانويه براي كشورهاي اروپايي 110 V و يا 100V و در موارد خاص 200V توصيه گرديده در كشورهاي آمريكائي و كانادا از مقادير V (250 و 120 و 115) استفاده مي شود . و در ايران نيز عمدتا ولتاژ ثانويه متداول مي باشد .
ج ) نسبت تبديل :
نسبت ولتاژ نامي اوليه به ولتاژ نامي ثانويه ترانسفورماتور را نسبت تبديل مي گويند . نسبت تبديل در ترانسفورماتور هاي تكفاز كه بين فاز و زمين متصل مي گردند .
بشكل (براي ثانويه 100 ولت ) مي باشد و در صورتي كه ترانس ولتاژ به ثانويه كه بااتصال مثلث باز نيز مجهز باشد متصل شود اين نمايش بصورت تغيير مي كنند .
د )ضريب ولتاژ : (Rated Voltage Factor)
مقادير استاندارد ضريب ولتاژ به نحوه زمين شدن سيستم بستگي دارد . ضريب ولتاژ نامي ترانسفورماتورهاي ولتاژ كه مطابق بااستاندارد IEC186 مي باشد ، 2/1 براي حالت دائم 5/1 براي مدت زمان استمرار s 30 و 9/1 براي مدت زمان استمرار 8h خواهد بود .
ه) كلاس دقت (خطاي تبديل ) :
كلاس دقت يك ترانسفورماتور ولتاژ براي ولتاژ اوليه مشخص در صد انحراف ولتاژ ثانويه از مقدار اسمي اش مي باشد و بر حسب در صد از رابطه زير بدست مي آيد :
: در صد خطاي ولتاژ
:نسبت تبديل نامي ترانس
: ولتاژ اوليه
: ولتاژ ثانويه
خطاي ولتاژ در صورتيكه ولتاژ حقيقي ثانويه از مقدار اسمي اش بيشتر باشد مثبت خواهد بود . طبق استاندارد IEC186 مشخصات كلاس هاي دقت مختلف مطابق جدول (1) مي باشد .
|
كلاس دقت |
براي بارهاي % بارنامي |
حدود ولتاژ % |
خطانسبت تبديل % |
خطاي فاز(دقيقه) |
كاربرد |
|
1/0 |
25 تا100 |
80 تا120 |
1/0 |
5 |
ازمايشگاهها |
|
2/0 |
25 تا100 |
80 تا120 |
2/0 |
10 |
اندازه گيريهاي دقيق |
|
5/0 |
25 تا100 |
80 تا120 |
5/0 |
20 |
اندازه گيريهاي نرمال |
|
1 |
25 تا100 |
80 تا120 |
1 |
40 - |
اندازه گيري هاي صنعتي |
|
3P |
25 تا100 |
80 تا120 |
3 |
- |
ابزار دقيق |
|
3P |
25 تا100 |
5 تا |
3 |
120 |
حفاظت |
|
6P |
25 تا100 |
5 تا |
6 |
240 |
حفاظت |
جدول (1)
و ) شرايط محيطي :
طبق استاندارد IEC 186 مقادير مجاز افزايش درجه حرارت نسبت به محيط نرمال براي سيم پيچي ترانس ولتاژ روغني تعيين شده است . اما چنانچه درجه حرارت محيط از شرايط نرمال بيشتر شود از مقدار مزبور به همان مقدار كسر مي گردد . در صورتيكه ارتفاع محل نصب نيز از 1000 m بيشتر باشد و ترانسفورماتور در محلي آزمايش گردد كه ارتفاع آن كمتر از 1000 m باشد بايستي به ازاء هر 100m افزايش محل نسبت به 1000 m معادل 4% از ميزان افزايش درجه حرارت براي ترانس هاي روغن كسر گردد . اين مقدار براي ترانس هاي خشك 5% مي باشد .
ز) قدرت نامي و ظرفيت خروجي :
قدرت خروجي نامي قدرتي است كه ترانسفور ماتور ولتاژ مي تواند باولتاژ نامي ثانويه و بادقت مشخص تغذيه نمايد . به عبارت ديگر ، قدرت خروجي برابر است باحاصلضرب جريان نامي ثانويه و ولتاژي كه دو سر ترمينال هاي ثانويه وجود دارد . ظرفيت خروجي طبق استاندارد IEC 186 ،از ميان مقادير : VA (500ـ 400 ـ 300 ـ 200 ـ 150 ـ 100 ـ70 ـ 50 ـ 30 ـ25 -15 ـ 10) انتخاب خواهد شد . همانطوريكه از جدول (1-9 ) ديده مي شود افت مورد نظر در صورتي حاصل مي شود كه بارهاي متصل به ترانسفورماتور محدود به 25% تا 100 % ظرفيت خروجي باشد . اما باتوجه به اينكه امروزه وسايل اندازه گيري مدرن بامصرف بسيار كم به بازار عرضه شدهاند پيشنهاد مي گردد در ظرفيت نامي ترانس حداكثر معادل 5/1 برابر بار واقعي كه به آن متصل ميگردد انتخاب شود .
ل ) استقامت عايقي الكتريكي :
از نظر سطوح عايقي ، استقامت الكتريكي ترانسفورماتور هاي ولتاژ مشابه بااغلب تجهيزات فشار قوي خواهد بود .
م ) زاويه خطا:
زاويه خطاي ترانسفورماتور ولتاژ ،جابجايي فاز ولتاژ ثانويه نسبت به ولتاژ اوليه است .
تصاويري از ترانس ولتاژ pt در رنجهاي فشار ضعيف و فشار قوي
با سلام و درود فراوان