X
تبلیغات
مهندسی بـرق

مهندسی بـرق
هر گاه خدا بخواهد بنده ای را خوار کند، دانش را از او دور سازد. حضرت علی(ع) 
قالب وبلاگ

ترانسفورماتور جريان : ( CURRENT TRANSFORME )

در پست هاي فشار قوي ، جريان عبوري از قسمتهاي مختلف ،‌ بسيار بالا مي‌باشد و امكان استفاده مستقيم اين جريان در سيستم هاي كنترل و حفاظت و اندازه گيري وجود ندارد . لذا جهت كاهش اين مقدار جريان به مقدار مناسب جهت دستگاههاي (كنترل و حفاظت ) و (اندازه گيري ) از ترانسفورماتور هاي جريان استفاده مي شود .

بنابراين ترانسفورماتور جريان براي هر دو هدف اساسي و اصلي زير در پست هاي فشار قوي بكار مي‌روند :‌

ـ جهت حفاظت و دادن فرمان به رله هاي در هنگام بروز خطا

ـ جهت اندازه گيري و اطلاع از وضعيت كميت الكتريكي جريان

لذا لازم است مشخصات فني آنها بطور هماهنگ باتجهيزات كنترل و حفاظت و اندازه گيري انتخاب شود . ترانسفورماتور هاي جريان را بطور مخفف C . T  هم مي گويند .

ترانسفورماتور جريان هسته بالا ( TOP CORE)

در اين نوع ترانسفورماتور مسير طي شده توسط اوليه در داخل ترانس كوتاهترين مسير بوده و طرح آن به ترتيبي است كه سيم پيچ ثانويه اطراف يك هسته كه به صورت يك حلقه مي باشد پيچيده شده و سيم پيچ اوليه از وسط اين حلقه عبور مي نمايد . جهت ايجاد ايزولاسيون كافي بين ثانويه و اوليه در داخل هسته و اطراف سيم پيچ ثانويه تعدادي دور كاغذ كه باتوجه به ولتاژ ترانسفورماتور تعيين مي گردد پيچيده مي شود و فضاي خالي بين كاغذ و اوليه نيز توسط روغن پر مي شود كه حرارت ايجاد شده در اثر عبور جريان ، بوسيله روغن به محيط انتقال داده مي شود . ترانسفورماتور جريان فوق داراي محفظه انبساط روغن در بالاي تانك روغن مي باشند تا موقعي كه روغن  در اثر اتصال كوتاه و يا اضافه جريان گرم و انبساط پيدا كرد ، محل كافي براي ازدياد حجم داشته باشد .

در ولتاژهاي بالا سيم پيچ ثانويه در يك قالب آلومينيومي جا سازي شده است .

امروزه اكثر سازندگان در ولتاژ و جريان بالا از طرح هسته بالا استفاده مي نمايند . ترانسفورماتور هاي جريان هسته بالا داراي مزايا و معايبي هستند كه به قرار زير است :

مزايا :

-         طول هادي اوليه كوتاه مي باشد .

-         جريانهاي نامي و اتصال كوتاه بالا وجود دارند .

-         در سيستم هاي باولتاژ بيش از 170 كيلو ولت اقتصادي ترند .

معايب:

ـ مركز ثقل آن بالا مي باشد .

ـ حجم بالاي هسته نيروي زيادي را به مقره ها وارد مي كند .

-         براي هسته هاي بزرگ ساخت آنها مشكل است .

-         در مناطق زلزله خير نا مناسب ترند .

ترانسفورماتور جريان هسته پايين : ( TANK TYPE)

در اين نوع ترانسفورماتور اوليه بصورت U شكل در آمده و هادي آن لوله مسي يا آلومينيومي بوده كه در داخل يك بوشينگ به شكل U قرار مي گيرد بطوريكه قسمت پائين U در داخل يك تانك قرار دارد ، و اطراف سيم پيچ اوليه بوسيله كاغذ عايق شده و در روغن غوطه ور مي باشد .

سيم پيچ هاي ثانويه بصورت حلقه سيم پيچ اوليه را در بر مي گيرند . در اين طرح طول اوليه نسبتاً زياد بوده و عبور جريان باعث گرم شدن ترانس مي گردد ترانسفورماتور جريان هسته پايين مزايا و معايبي دراد كه به قرار زير است .

مزايا :

-         تحمل زلزله هاي بالا و پايين بودن مركز ثقل

-         امكان استفاده از هسته هاي باحجم بالا بدون فشار به مقره وجود دارد .

-         امكان اتمام ايزولاسيون اوليه باشين وجود دارد .

-         تانك قسمتي از نگهدارنده مي باشد .

-         گردش روغن در داخل هاديهاي اوليه (لوله ) نيز امكان پذير است .


معايب :

- طولاني بودن هادي اوليه و تلفات حرارتي بالا و جريانهاي بالاي 2000 آمپر

- محدود بودن سطح تحمل اتصال كوتاه

 ترانسفورماتور جريان از نوع بوشينگ :

در بعضي از دستگاههاي نظير ترانسفورماتور هاي قدرت و يا راكتورها جهت صرفه جويي مي‌توان ثانويه يك ترانسفورماتور جريان را در داخل بوشينگ دستگاهها قرار داده و اوليه آن را به اوليه دستگاه مورد نظر مشترك كرد . اين نوع ترانسفورماتور جريان به ترانسفورماتور جريان از نوع بوشينگ معروف است .

 ترانسفورماتور جريان نوع قالبي :

در ولتاژهاي پايين حداكثر تا 132 كيلو ولت مي توان از اپوكسي زرين به عنوان ماده عايقي در ترانسفورماتور جريان استفاده نمود كه اين ترانسفورماتور جريان معمولاً در سطح ولتاژ 20 ، 63 كيلو‌ولت كار برد زياد داشته و سازندگان سعي دارند كه از اين طرح در ولتاژهاي بالا نيز استفاده‌كنند .

اخيراً ترانسفورماتور جريان نوع معمولي ولي باعايق گازي نيز از نوع هسته بالا در سطوح ولتاژ بالا ساخته مي شود كه بطور محدود نيز در شبكه هاي اروپايي بكار گرفته شده است .

 محل نصب ترانسفورماتور جريان :‌

بطور اصولي ترانس براي اندازه گيري كميت هاي باس بار و فيدرهاي مختلف از قبيل ترانس ، خط كابل ، نوترال ترانسها ،‌ فيدرهاي كوپلاژ و جدا كننده باس بارها مورد نياز مي باشد كه محل مناسب جهت استقرار آن در يك پست بستگي به نحوه طراحي سيستم هاي كنترل و حفاظت و اندازه گيري و طرح يك پست و شين بندي دارد . در اكثر طرحها ترانسفورماتور هاي جريان در كنار كليدهاي قدرت قرار مي گيرد و گاهي بكار گيري آن در دو طرف كليد قدرت نيز مشاهده مي شود .

 پارامترهاي اساسي در انتخاب ترانسفورماتورهاي جريان :

الف ) ولتاژ نامي :

اين مشخصه بصورت استاندارد در جداول مختلف براي ولتاژهاي استاندارد مطابق (1) وجود دارد .

ولتاژ اسمي شبكه (KV)

ولتاژ اسمي C .T (KV)

ولتاژ قابل تحمل C .T بمدت يك دقيقه در فركانس 50 (KV)

ولتاژ ضربه أي قابل تحمل

63

5/72

140

325

132

145

275

650

230

245

460

1050

400

420

 

 

جدول (1)

ب ) جريان نامي اوليه :

مقادير جريانهاي نامي استاندارد طبق استاندارد IEC 185  براي ترانسفورماتور جريان عبارتند از :

( 70،60، 50‌، 40‌، 30 ، 25‌، 20‌، 15‌،‌5/12، 10)A

و يا مضارب دهدهي مقادير فوق مي باشد .

در اين رابطه نكته اساسي اينست كه جريان نامي اوليه ترانس هاي جريان بهتر است نزديك جريان فيدر انتخاب گردد تا حساسيت رله ها كاهش نيابد و در سيستم هاي حفاظت حتي الامكان از ترانس كمكي كمتري به خصوص در رله هاي با امپدانس بالا استفاده گردد .

ج ) جريان نامي ثانويه :‌

جريان نامي ثانويه ترانس جريان طبق استاندارد IEC 185 معادل A (5،2 ، 1 ) پيشنهاد شده است . امروزه در پست هاي بزرگ بمنظور كاهش افت ولتاژهاي كابلهاي ارتباطي طولاني امكان استفاده از  ترانس ها ي جريان باثانويه A 1 باساخت رله هاي حساس در جريانهاي پائين وجود داشته و لذا بر خلاف توصيه استاندارد IEC 185 كه جريان نامي 5A را اشاره كرده ،‌جريان نامي 1A در چنين پست هايي ارجح مي باشد .

د ) جريان اتصال كوتاه نامي كوتاه مدت  :

اين جريان ، حداكثر جرياني است كه ترانسفورماتور باسيم پيچي ثانويه اتصال كوتاه مي بايستي از نظر حرارتي براي مدت يك ثانيه تحمل كند بدون اينكه صدمه ببيند بعبارت ديگر افزايش درجه حرارت داخل ترانسفورماتور جريان نبايد به حدي برسد كه باعث از بين رفتن عايق آن گردد .

جريان زماني كوتاه از فرمول زير حاصل مي شود :                                   

 : قدرت اتصال كوتاه (MVA) تاسيساتي كه ترانسفورماتور جريان بايد روي آن نصب شود . (اگر   معلوم نباشد قدرت قطع كليد شبكه مربوط منظور مي شود . )

 : ولتاژ نامي شبكه (ولتاژ فاز به فاز )

مشخصه زمان اتصال كوتاه ترانسفورماتور اهميت فوق ا لعاده أي  دارد زيرا اگر در شرايط جريان زيادتر ، ترانسفورماتور جريان از بين برود . كنترل و حفاظتي روي شبكه وجود نخواهد داشت .

ه ) جريان ديناميكي اتصال كوتاه :

اين جريان معادل 5/2 برابر  در نظر گرفته مي شود و اگر باتوجه به نسبت  سيستم ، مقدار مزبور از 5/2 متفاوت باشد بايستي به سازنده اطلاع داده شود .


و ) تعداد هسته هاي ثانويه :

اصولا ويژگي هسته هاي ترانس هاي جريان براي كاربرد حفاظت و اندازه گيري متفاوت مي باشد زيرا عدم اشباع و دقت اندازه گيري هسته هاي مورد استفاده براي حفاظت در جريانهاي خطا كه بيشتر از جريان نامي مي باشند داراي اهميت بوده در حاليكه كار كرد مناسب هسته هاي اندازه گيري در جريانهاي تا حد جريان نامي اهميت دارد . لذا ضرورت عدم اشباع هسته هاي ترانس ايجاب مي نمايد كه براي افزايش قابليت اطمينان از هسته هاي مجاز براي رله هاي حفاظت استفاده شود . لذا ترانس هاي جريان معمولا باچند هسته مستقل ساخته مي شوند كه بعضي از آنها مناسب براي سيستم حفاظت و بعضي ديگر براي اندازه گيري مناسب مي باشند تعداد هسته هاي مورد نظر بسته به طرح حفاظت و كنترل و اندازه گيري تعيين مي گردد  و امروز ه معمولا ترانس هاي جريان باتعداد هسته هاي تا 6 عدد ساخته مي شود .

ز‌) كلاس دقت (خطاي تبديل ) :‌(Accuracy class)

مهمترين ويژگي يك ترانس جريان ، كلاس دقت آن مي باشد . كلاس دقت در ترانسها ي جريان معرف ميزان ماكزيمم خطاي مجاز در شرايط مشخصي از جريان مي باشد

كلاس دقت براي كاربردهاي گوناگون به سه شكل استاندارد بيان مي شود كه اصطلاحاً اندازه گيري دقيق ، تجاري و امدازه گيري جهت كنترل و حفاظت ناميده مي شود . در حالت كلي دو نوع اندازه گيري و حفاظت متداول مي باشد .

در مورد ترانسفورماتور هاي جريان حفاظتي نوشته مي شود 20 P  5 يا 10 P 10 علامت P مشخص كننده proTECTION ( حفاظتي ) است . 20 P  5 نشان مي دهد كه در 20 برابر جريان نامي خطاي آن 5 % است .

ك ) نسبت تبديل ترانس :

نسبت جريان نامي اوليه به جريان نامي ثانويه مي باشد :‌  كه جدول (۲) نسبت تبديلهاي استاندارد براي ترانسهاي جريان را نشان مي دهد .

نسبت تبديل

نسبت جريانها

1:10

50:5A

1:20

100:5

1:40

200:5

1:80

400:5

1:120

600:5

1:160

800:5

1:240

1200:5

جدول (۲)

ل ) قدرت نامي :

قدرت نامي يا ظرفيت خروجي ترانسفورماتور جريان ، عبارت است از قدرتي كه ترانسفورماتور جريان مي تواند در جريان نامي ، و بار نامي به مدار ثانويه تحويل دهد .

بطوريكه رابطه  برقرار باشد .

نحوه انتخاب ترانسفورماتور جريان :

يك ترانسفورماتور جريان به منظور اندازه گيري بايد بر اساس مقدار بار متصل شده به آن (burden) و مقدار دقت انتخاب شود . انتخاب يك ترانسفورماترو جريان بزرگتر از احتياج ،‌خطا را زياد مي‌كند ،‌ بطوريكه مطلوب آن است كه بار متصل به آن نه كمتر و نه بيشتر از مقدار نامي باشد بايد در نظر داشت كه بار متصل به خروجي ترانسفورماتور جريان فقط وسائل اندازه گيري نيست بلكه هاديهاي رابط بين C.T و دستگاه اندازه گيري هم بايد مدنظر قرار گيرند . در بعضي موارد فاصله بين پست و تابلوي كنترل طولاني است ،‌ در اين موارد جريان ثانويه 5A براي ترانسفورماتور جريان زياد است و بايد ترانسفورماتور جريان باثانويه 1A مورد استفاده قرار گيرد .

انتخاب كلاس دقت بالاتر از آنكه مورد احتياج است اقتصادي نيست و باعث مي شود كه ترانسفورماتور جريان ،‌بزرگ شده و به اين ترتيب فضاي بيشتري را اشغال كند .

ترانسفورماتور جريان بايد طوري انتخاب شود كه هم در حالت عادي و نرمال شبكه و هم در حالت اتصال كوتاه بتوانند جريان لازم را براي دستگاههاي اندازه گيري و رله هاي حفاظتي تامين كنند بدون اينكه به وسايل فوق آسيبي وارد شود .

 انتخاب ترانسفورماتورهاي جريان پست گرمسار

محل نصب ترانسفورماتور هاي جريان به قرار زير است :‌

1) در دو طرف ترانسهاي قدرت از C. T  استفاده شده است .

2)‌ نقطه صفر اتصال ستاره ترانسفورماتور هاي قدرت و نيز نقطه صفر اتصال زيگزاگ ترانسفورماتورهاي زمين را جهت حفاظت از نا متعادلي بوسيله يك C. T زمين مي كنند .

همه ترانسفورماتورها ي بكار رفته در پست گرمسار  داراي جريان نامي ثانويه 1A مي باشند و علت آن زياد بودن فاصله بين پست و تابلوي كنترل مي باشد .

نسبت تبديل هاي ترانسفورماتور هاي موجود در پست گرمسار به شرح زير مي باشد :‌

نسبت تبديل

نسبت جريانها(A)

1:400

400:1

1:500

500:1

1:600

600:1

1:800

800:1

1:1000

1000:1

1:1500

1500:1

1:2000

2000:1

 جدول (۳)

حال به محاسبه و انتخاب ترانسهاي جريان پست مزبور مي پردازيم :‌

 ترانسفورماتورهاي جريان طرف 230kv براي ترانس 80MUA

و طبق محاسبات اتصال كوتاه جريان اتصال كوتاه را براي طرف  برابر 40KA در نظر مي‌گيريم .

باتوجه به استاندارد IEC مشخصات ترانس مورد نظر را استخراج مي كنيم .

1) Type IMBD 245A

2) Highest system voltaye : 245 Kv

3) Primary rated current : 1000A

4) Shart time current for 1 s :40KA

5) Dynamic Current : 150 KA

6) Amper turns : 1000 A

7) Rating factor : 1.2

البته C. T  فوق بعنوان نمونه براي طرف 230Kv ترانس محاسبه و انتخاب شده و براي ساير قسمتها و سر خط و طرفين كليدها نيز بستگي به جريان نامي آن قسمت CT مناسب را انتخاب مي‌كنيم .

- ترانسفورماتور هاي جريان طرف 63KV :

باتوجه به استاندارد IEC  مشخصات ترانس مورد نظر استخراج مي كنيم .

1)Type IMBD 72 A

2)Highest system voltaye :72 KV

3)Primary rated current : 1500 A

4) Shart time current for 1s : 40 KA

5) Dynamic current : 150 KA

6) Amper turns : 1500 A

[ یکشنبه 1390/08/01 ] [ 16:1 ] [ yousef mahmodi ] [ ]
.: Weblog Themes By SibTheme :.

درباره وبلاگ

امکانات وب

.

نیت کنید و اشاره فرمایید

Google

در اين وبلاگ
در كل اينترنت
نیازمندی - نیازمندی