تبادل
لینک هوشمند
پاسخ:
۱)نظر به اينكه ساخت كليه دستگاههاي حفاظتي و اندازهگيري به صورت پرايمري به دلائل فني تقريباً غيرممكن و غيراقتصادي ميباشد، لذا اين ترانسفورماتور، جريان شبكه را به مقادير استاندارد 1 يا 5 آمپر كاهش ميدهد تا قابل استفاده در دستگاههاي حفاظتي و اندازهگيري در مدارات ثانويه گردد.
۲)ترانسفورماتور ولتاژ براي پايين آوردن ولتاژ به منظور اندازهگيري و استفاده در سيستمهاي حفاظت و همچنين سنكرونيزاسيون (براي پارالل كردن خطوط و ژنراتور با شبكه) به كار ميرود.
۳)به دو دليل:
الف) به لحاظ اقتصادي (عايقبندي ترانسفورماتور ولتاژ سادهتر ميشود).
ب) امكان بهرهگيري از آن براي دستگاه مخابراتي پي ال سي.
۴)C.T. به طور سري، P.T. به طور موازي، راكتور و خازن هم به طور سري و هم به طور موازي و برقگير به طور موازي در مدار قرار داده ميشوند.
۵)براي اندازهگيري كميتهايي چون جريان، ولتاژ، ، توان اكتيو، توان راكتيو و همچنين حفاظت، مورد استفاده قرار ميگيرند.
۶)در صورت باز شدن ثانويه C.T. حين كار، فقط جريان مدار اوليه حضور خواهد داشت و E.M.T. يا نيروي الكتروموتوري بزرگي در ثانويه توليد و در ترمينالهاي ثانويه ظاهر خواهد شد و علاوه بر ايجاد خطرات جاني، انهدام عايقي مدار ثانويه را بدنبال خواهد آورد. به عبارت ساده تر، در هر دو سيم پيچ اوليه و ثانويه، نيروي محركه مغناطيسي (Magneto Motive Force) M.M.F توليد ميشود كه برخلاف هم هستند. M.M.F ثانويه قدري كوچكتر از M.M.F اوليه است و در نتيجه برآيند اين دو اندك است و همين برآيند است كه در هسته شار ايجاد ميكند و اين شار در حالت كار عادي C.T كوچك بوده و ولتاژ كمي در ثانويه بوجود ميآورد. وقتي ثانويه C.T در حال كار باز شود، M.M.F ثانويه صفر ميشود در حاليكه M.M.F اوليه ثابت باقي مانده است. در نتيجه M.M.F برآيند برابر با M.M.F اوليه خواهد شد كه بسيار بزرگ است. اين M.M.F شار زيادي در هسته C.T ميبندد كه خود باعث به اشباع رفتن آن ميشود. در عين آنكه ولتاژ زيادي در ثانويه ايجاد ميكند، از حد تحمل عايقي آن ميگذرد و ميتواند ترانسفورماتور جريان را منهدم كند. ولتاژ زياد بوجود آمده نيز ميتواند خطرناك باشد. در اين وضعيت، جريانهاي فوكو و هيسترزيس نيز زياد شده و ايجاد تلفات حرارتي و سبب آتش گرفتن C.T ميشود. همه اين مسائل اگر موجبات انهدام C.T را فراهم نياورد، كلاً باعث كاهش كيفيت C.T و تغيير نسبت تبديل و افزايش خطاي زاويه ميشود.
۷)ترانسفورماتور جريان، مدار ثانويه را از مدار اوليه (كه داراي ولتاژ و جريان بالا است) ايزوله ميكند، ضمن آنكه از جريان بالاي اوليه مقداري فراهم ميآورد كه اولاً قابل اندازهگيري بوده و ثانياً بطور خطي و متناسب با مقدار مدار اوليه باشد. البته نقش C.T اندازهگيري همانند C.T حفاظتي نيست. يك C.T اندازهگيري فقط در شرايط عادي خط، مقادير متناسب با اوليه را ميسازد و در صورت بروز اتصالي در شبكه، به اشباع ميرود و با ثابت نگهداشتن جريان در ثانويه، از سوختن وسائل اندازهگيري جلوگيري ميكند. در حاليكه يك C.T حفاظتي وظيفه دارد در مواقع اتصالي مقدار جريان ثانويه را متناسب با مقدار اوليه به رله منتقل كند. هرگونه قصور C.T حفاظتي باعث ميشود كه عملكرد سلكتيو (انتخابي) رلههاي متوالي، بدرستي صورت نگيرد. بنابراين بايد C.T حفاظتي را به تناسب سيستم حفاظتي انتخاب نمود بنحوي كه به دقت با رلهها منطبق بوده و توأماً حفاظت كاملي را بوجود آورد.
۸)يك ترانسفورماتور جريان طوري طراحي ميشود كه نسبت تبديل آن در محدودهاي از جريان اوليه ثابت باقي بماند. اين محدوده، چندين برابر جريان نامي است. همچنين چندين برابر، در حقيقت ضريبي است كه حد دقت C.T را بيان ميكند و ضريب حد دقت ناميده ميشود.
۹)حاصلضرب ضريب حد دقت در جريان نامي C.T، جريان حد دقت را بدست ميدهد و آن جرياني است كه بيشتر از آن، C.T به اشباع ميرود و خطاي نسبت تبديل به سرعت زياد ميشود. مطابق تعريف، رابطه زير را ميتوان نوشت:
(A.L.C) = In. (A.L.F)
در اين رابطه:
جريان حد دقت = (A.L.C) = ACCURACY LIMIT CURRENT
ضريب حد دقت = (A.L.F) = ACCURACY LIMIT FACTOR
۱۰)جريان ايجاد شده در ثانويه در حالت اتصالي
400/5 = 80
600/80 = 7.5 AMP
۱۱)مصرف بسته شده روي يك ترانسفورماتور جريان و ضريب حد دقت آن (در آن مصرف) با يكديگر رابطه معكوس دارند: A.L.F = 1/Zload
بطور كلي، اگر از تأثير سيمهاي رابط صرفنظر كنيم، رابطه ضرايب حد دقت در دو بار (امپدانس) مصرفي متفاوت را ميتوان به صورت زير نوشت:
(A.L.F)1 Z1 = (A.L.F)2 Z2
در اين رابطه:
(A.L.F)1: ضريب حد دقت در بار Z1
(A.L.F)2: ضريب حد دقت در بار Z2
بنابراين هرچه امپدانس بار بيشتر شود، ضريب حد دقت كاهش پيدا ميكند. لذا ميتوان فهميد كه اتصالات شل (Loose Connections) در ثانويه، چه تأثير مخربي در به اشباع رفتن ترانسفورماتور جريان خواهد داشت، زيرا كه اين اتصالات شل، بر امپدانس مدار ثانويه خواهد افزود.
۱۲)جهت جلوگيري از ظهور پتانسيل زياد نسبت به زمين در اثر القاء ولتاژهاي بالا (كه در پست وجود دارند)، لازم است كه مدارهاي ثانويه زمين شوند و طبيعي است که زمين شدن ثانويه ترانسفورماتور جريان فقط بايد در يك نقطه باشد، اگر چنانچه بيش از يك نقطه زمين شود، جريانهاي اتصالي با زمين و همينطور جريانهاي سرگردان پديد آمده در زمين پست (Stray Currents) بين اين نقاط، مسير تازهاي خواهند يافت و در مواردي باعث تحريك بيمورد رله خواهند شد.
۱۳)الف) C.T نوع H براي:
1ـ آمپرمترها و احياناً دستگاههاي اندازهگيري.
2ـ رله ديستانس.
3ـ حفاظت اوركارنت و يا ساير رلهها كه براي هر كدام از كور (CORE يا هسته) جداگانه استفاده ميگردد.
ب) C.T نوع M براي:
1ـ حفاظت اوركارنت و ارت فالت
2ـ حفاظت ديفرانسيل
ج) C.T نوع U براي:
1ـ حفاظت رلههاي اوركارنت و ارت فالت
2ـ حفاظت رله ديفرانسيل
3ـ براي آمپرمترها و اندازهگيري
۱۴)ترانسفورماتور جريان به منظور تبديل جريانهاي زياد به مقادير كم و قابل اندازهگيري و همچنين ايزوله نمودن شبكه فشار قوي با شبكه فشار ضعيف استفاده ميشود و شامل قسمتهاي زير است:
الف) سيم پيچ اوليه ب) سيم پيچ ثانويه ج) هسته د) عايق
۱۵)الف) قدرت اسمي: قدرت اسمي ترانسفورماتور عبارت است از تواني كه در وضعيت نرمال توليد ميكند و بر حسب ولت آمپر است.
ب) كلاس دقت: گوياي ميزان خطاي ترانسفورماتور در جريان حد دقت است.
۱۶)1ـ تست نسبت تبديل 2ـ تست پلاريته 3ـ تست نقطه زانويي 4ـ تست عايقي 5ـ تست منحني اشباع 6ـ تست مقاومت داخلي 7ـ تست فشار قوي
۱۷)الف) ترانسفورماتور جريان كور بالا: در اين گونه ترانسفورماتورها، هسته سيم پيچ ثانويه و اوليه در قسمت بالا و در امتداد تجهيزات شبكه قرار ميگيرند.
ب) ترانسفورماتور جريان كور پايين: در اين گونه ترانسفورماتورها، هسته سيم پيچ ثانويه و اوليه در قسمت پايين قرار ميگيرد.
۱۸)مزاياي يك ترانسفورماتور جريان كور بالا: ميدان الكتريكي يكنواخت، عدم امكان به اشباع رفتن موضعي هسته، طراحي و ساخت آسان و هزينه كم.
معايب ترانسفورماتور كور بالا: امكان شكستن تحت تأثير نيروهاي ناشي از باد يا زلزله و يا ديگر نيروهاي مكانيكي (به علت قرار گرفتن وزن ترانسفورماتور در قسمت فوقاني)
۱۹)امپدانس داخلي يك C.T حدوداً صفر و براي P.T بسيار زياد است.
۲۰)اين نوع ترانسفورماتورها هم كار ترانسفورماتور ولتاژ و هم كار ترانسفورماتور جريان را انجام ميدهد و سمبل شماتيك آن به صورت زير است:
سمبل شماتيك ترانسفورماتور تركيبي P.C.T
۲۱)برعكس ترانسفورماتور جريان كه ثانويه براي حالت اتصال كوتاه طراحي ميشود، طراحي ثانويه ترانسفورماتور ولتاژ براي وضعيت مدار باز (امپدانس بينهايت) صورت ميگيرد و از آنجا كه در حكم يك منبع ولتاژ است، در صورت اتصال كوتاه شدن ثانويه، جريان بسيار بزرگي در آن برقرار شده و باعث ذوب سيم پيچهاي ثانويه و مشتعل شدن ترانسفورماتور ولتاژ خواهد گشت.
۲۲)يك رله جرياني، امپدانس بسيار كوچكي دارد و اتصال آن به ثانويه يك ترانسفورماتور ولتاژ، همانند ايجاد اتصال كوتاه در مدار ثانويه P.T خواهد بود و اشتعال P.T را بدنبال خواهد داشت.
۲۳)امپدانس ثانويه يك P.T بسيار زياد است و همين امپدانس موجب پيدايش ولتاژ مطلوب و موردنظر در ثانويه P.T ميشود و آن را بصورت يك منبع ولتاژ ظاهر ميسازد. C.T عكس اين وضعيت را دارد. يعني امپدانس كمي در ثانويه خود داشته و همين امر موجب سهولت برقراري جريان (به مشابه منبع جريان) ميشود. به همين جهت مصرف كننده متصل شده در ثانويه يك P.T ميبايد متناسباً امپدانس بالايي داشته باشد در حالي كه امپدانس مصرف كننده متصل شده در ثانويه C.T ميبايد بسيار كوچك انتخاب شود.
۲۴)اتصال مثلث باز سه ترانسفورماتور ولتاژ (كه روي سه فاز بسته شدهاند)، عبارت است از اتصال سري ثانويههاي آنها، به نحوي كه در يك نقطه باز بماند (مطابق شكل زير) و طبيعي است كه ولتاژ مجموع اين سه ولتاژ براي يك شبكه سه فازه متعادل، صفر باشد. در صورت پيدايش نامتعادلي ولتاژ در اين شبكه، اين ولتاژ مجموع يا ولتاژ مثلث باز، صفر نشده و مقداري خواهد يافت كه به ولتاژ نامتعادلي معروف است. بر سر راه اين ولتاژ مجموع، يك رله ولتمتريك قرار ميدهند تا اگر مقدار نامتعادلي از حد موردنظر زيادتر شود، فرمان آلارم يا قطع صادر كند.
۲۵)در سطوح ولتاژ بالا به دليل آنكه ترانسفورماتور ولتاژ مغناطيسي، بسيار حجيم و سنگين شده و گران تمام ميشود از ترانسفورماتور ولتاژ خازني (Capacitance Voltage Tr. = C.V.T) استفاده ميشود. اساس كار C.V.T آن است كه ولتاژ مدار اوليه، به دو سر تعدادي خازن كاملاً مشابه اعمال ميشود و اندازهگيري ولتاژ در بخش يا درصدي از اين خازنها (به عنوان نمونهاي از كل) انجام ميگيرد و اين ولتاژ نمونه به دو سر يك ترانسفورماتور ولتاژ منتقل ميگردد و بقيه موارد كار شبيه يك ترانسفورماتور ولتاژ معمولي خواهد بود.
نسبت ظرفيت خازني كل مجموعه به بخش مورد اندازهگيري:
نسبت ولتاژه در ترانسفورماتور مياني:
و نسبت كل:
K = K1 K2
K1 معمولاً طوري انتخاب ميشود كه شود. بنابراين در طراحي C.V.T براي سطح ولتاژهاي مختلف، فقط مدار C1 تغيير ميكند و براي تمامي سطوح ولتاژي ميتوان از يك ترانسفورماتور مياني استاندارد استفاده كرد.
۲۶)مزيت C.V.T در حجم كمتر و ارزانتر بودن آن است ضمن آنكه از آن ميتوان به عنوان وسيلهاي در مخابرات شبكه قدرت (Power Line Carrier = P.L.C) نيز استفاده كرد.
۲۷)از اشكالات عمده، آن دسته از المانهاي مورد استفاده در شبكه فشار قوي كه به طور آشكار يا پنهان، تركيبي از راكتانس سلفي (XL) و راكتانس خازني (Xc) هستند، در مقابل بعضي فركانسها و بسته به شرايط شبكه، دچار رزونانس و در مواقعي فرورزونانس ميشوند و در مواردي منفجر شده و يا آسيب جدي ميبينند. ترانسفورماتورها، ژنراتورها و موتورهاي بزرگ در اين دسته قرار ميگيرند.
۲۸)الف) C.V.T نوع B براي:
1ـ ولتمترهاي خط
2ـ حفاظت رله ديستانس
3ـ دستگاه مخابره نوع پي ال سي با استفاده از صفحات خازني داخل آن
ب) C.V.T نوع J براي:
1ـ ولتمترهاي باس (در صورت موجود بودن)
2ـ حفاظت رله اور ولتاژ و آندر ولتاژ
۲۹)بِردن به معناي توان، مصرف يا بار ميباشد و در مورد C.Tها به عنوان توان خروجي C.T يا ولت آمپر (V.A) آن به كار ميرود.
با توجه به اين كه هميشه مصرف از توليد بايد كمتر باشد جواب منفي است. بنابراين از دقت خود خارج خواهد شد.
۳۰)1ـ كلاس دقت كُر يك، 5/0 ميباشد.
2ـ به ازاي 20 برابر جريان نامي 5% خطا داريم.
3ـ C.T فوق داراي دو كُر در ثانويه با جريان 5 آمپر ميباشد.
۳۱)به دو جهت مورد استفاده قرار ميگيرد:
1ـ ايجاد خروجي بدون جريان مؤلفه صفر
2ـ براي اصلاح نسبت تبديل C.Tهاي اصلي
۳۲)به منظور جلوگيري از القاء ولتاژهاي زياد و نيز حفاظت كاركنان، سيم پيچ ثانويه ترانسفورماتور ولتاژ، زمين ميشود. از طرف ديگر احتمال شكسته شدن عايقبندي (Insulation) بين سيمپيچهاي اوليه و ثانويه از بين ميرود.
۳۳)
4000/I2 = 200 I2 = 20A = نسبت تبديل ISC = 4000 A
جريان اوليه ـ (نسبت تبديل * جريان ثانويه)
جريان اوليه
جريان ثانويه در صورت ايدهآل بودن C.T
= درصد خطاي جريان C.T
جريان ثانويه C.T با درنظر گرفتن خطاي داخلي و كلاس دقت آن، 18 آمپر ميباشد.
۳۴)خير، اگر در ثانويه C.Tها فيوز به كار رود در هنگام سوختن يا باز شن آن مدار ثانويه باز ميماند كه براي C.T خطرناك است.
۳۵)از آنجايي كه شبكه انتقال نيرو سه سيمه است، با درنظر گرفتن آنكه طرف ثانويه ترانسفورماتورهاي قدرت اتصال مثلث ميباشد، بنابراين در صورت بروز اتصالي فاز به زمين، مسير برگشت جريان به شبكه را نخواهد داشت و اشكال شبكه آشكار نخواهد شد و لذا لازم است كه براي چنين شبكهاي يك نوترال مصنوعي ايجاد كرد. اين كار را ميتوان با اتصال سه سيم پيچ مشابه كه به صورت ستاره با هم مرتبط و نقطه صفر آنها به زمين متصل شده باشد انجام داد ولي اشكال اين طرح در آن است كه در صورت وجود نامتعادلي ولتاژ در سه فاز، نقطه صفر اتصال ستاره، حاوي ولتاژ خواهد شد. البته ميتوان با اضافه كردن سه سيم پيچ كه به صورت مثلث بسته شده باشند، تعادل را در سيم پيچهاي ستاره بوجود آورد. اين طرح در برخي موارد بكار گرفته ميشود اما بهتر از آن، اتصال زيگزاگ است كه به آن ترانسفورماتور نوتر يا بوبين نوتر اتلاق ميشود. حسن اين اتصال در آن است كه نوترالي با ولتاژ نزديك به صفر فراهم ميآورد ضمن آنكه ميتوان امپدانس ساقها را به نحوي محاسبه كرد كه در موقع اتصالي فاز به زمين، جريان اتصالي از مقدار معيني بيشتر نشود. بنابراين بوبين نوتر بجز آنكه نقطه صفر مصنوعي فراهم ميآورد، جريان اتصال كوتاه با زمين را هم محدود ميكند، ضمناً با نصب رله بر سر راه نوترال، ميتوان اتصاليهايي با زمين را تشخيص داده و بر آنها كنترل داشت.
نظرات شما عزیزان:
