ترانسفورماتور جریان

ترانسفورماتور جریان چیست؟

در برق صنعتی، جریان ها از چند آمپر تا ده ها هزار آمپر می توانند تغییر کنند. به منظور تسهیل اندازه گیری، حفاظت و کنترل باید به یک جریان نسبتا یکنواخت تبدیل شوند و جریان زیاد را در سمت اصلی به جریان کوچکتر در سمت ثانویه تبدیل می کند و در رنج 1 تا 5 آمپر کاهش می دهد.

انواع ترانسفورماتور جریان

• CT پنجره ای، چنبره ای یا حلقوی (Toroidal)
• CT نواری یا تیغه ای (Bar)
• CT سیم پیچی (Wound)

مشخصات فنی ترانسفورماتور جریان

زمان انتقال الکترون ها از کابل، شینه و غیره می توان مقدار آنها را اندازه گیری کرد که در واقع میزان جریان عبوری می باشد، کابل ها، شینه ها و موارد دیگر که الکترون ها از آنها عبور می کنند سایز بندی دارند چرا؟ چون تعداد الکترون های عبوری با سطح مقطعی که از آن عبور می کنند متناسب است اگر بخواهیم افتی نداشته باشیم برای هر جریان از هادی مخصوص آن جریان استفاده می شود حال برای اندازه گیری آن جریان از آمپرمتر استفاده می کنیم که به صورت سری با مدار قرار می گیرد این روش برای مدار های با توان پایین استفاده می شود اما همه جریان ها را به این شکل نمی توان اندازه گیری کرد پس به روش غیر مستقیم که استفاده از CT است عمل می کنیم. CT ترانسی است که وسط آن سوراخ است و کابل با سطح مقطع بزرگ از آن عبور داده شده و میزان جریان عبوری بر اساس میدان مغناطیسی خوانده می شود چون هر سیم حامل جریان در اطراف خود میدان مغناطیسی دارد در نتیجه جریان عبوری محاسبه می شود، این اندازه گیری فقط برای حالت AC قابل استفاده می باشد چون در حالت DC تغییرات جریان نداریم، CT به لوازم اندازه گیری مثل کنتور، مولتی متر و غیر وصل می شود. داخل CT سیم پیچ وجود دارد برای نمونه برداری از جریان و رنج های مختلفی دارد مثلا رنج 50 به 5، 100 به 5 و غیره می باشد.

یک CT می تواند چند سیم پیچ ثانویه و یک هسته مغناطیسی داشته باشند که به صورت سری در مدار اصلی قرار می گیرند تعداد دور سیم پیچ ثانویه به رنج تبدیل بستگی دارد. سیم پیچ ثانویه روی هسته پیچیده شده است که کوچک تر است برای مقاصد اندازه گیری، یک سیم پیچ بزرگ تر هم داریم برای مقاصد حفاظتی است.

ساختار داخلی CT

• سیم پیچ اولیه
• هسته آهنی
• سیم پیچ ثانویه

در شکل بالا B هسته مغناطیس، I جریان اصلی، N تعداد چرخش های ثانویه و A یک آمپرمتر AC می باشد.

امکان تست CT با دستگاه AMT105 وجود دارد و ترانسفورماتورها به دو دسته کلی Masuring و Protection تقسیم می شوند. تفاوت این دو دسته علاوه بر تفاوت کلاس، دقت در سطح اشباع هم می باشد. CT های Measuring جهت استفاده در تجهیزات اندازه گیری به کار می روند و در هنگام وقوع خطا اگر جریان وارد شده به این تجهیزات بیش از حد افزایش یابد موجب آسیب به تجهیزات می شود اما CT های Protection جهت استفاده رله ها می باشند و با توجه به این که عملکرد رله وابسته به میزان جریان خطا می باشد این ترانسفورماتورها باید بتوانند جریان خطا شبکه را با کمترین میزان خطا به ثانویه منتقل کنند. CT یک مدار عادی با نسبت تبدیل 1 به n است.

هسته CT اندازه گیری با حفاظتی متفاوت است در CT های اندازه گیری هسته باید طوری باشد که دیر به اشباع رود یعنی در جریان های پایین به اشباع نرود. در کلاس های مشخص کننده نوع CT اگر کلاس عددی بود ترانسفورماتور اندازه گیری است اما در حفاظتی ها معمولا به شکل (عدد P عدد) می باشد که عدد اول از راست ضریب جریان نامی می باشد و عدد دوم درصد دقت، CT، اولیه را تعیین نمی کند و مربوط به باری است که می خواهیم اندازه گیری کنیم. حالا اگر خروجی های CT باز باشد هیچ جریانی از ثانویه CT رد نمی شود، اگر خروجی CT قطع شود و جریان اولیه زیاد شود، مغناطیسی که داخل هسته است آن را به سمت اشباع شدن می برد و داغ می شود و CT خراب شده یا می ترکد. بنابراین در تابلو اگر بخواهیم CT را قطع کنیم با یک تیغه دو ترمینال خروجی CT را اتصال کوتاه می کنیم. در این حالت از ثانویه هم جریان رد می شود و نمی گذارد CT داغ شود.

ترانسفورماتور پنجره ای، چنبره ای یا حلقوی (Toroidal)

این نوع ترانسفورماتور، سیم پیچی اولیه ندارد و خطی که جریان شبکه از آن میگذرد از درون قاب ترانسفورماتور عبور می کند که بعضی از آنها به شکل هسته بریده هستند و می توان آن را باز کرد سیم را از آن عبور داد و بست.

ترانسفورماتور نواری یا تیغه ای (Bar)

در این نوع ترانسفورماتور در واقع از کابل یا شین مسی یا آلومینیومی مدار اصلی به عنوان سیم پیچ اولیه تک دور استفاده می شود و به طور مستقیم به هادی حامل جریان متصل می شوند. یک ترانسفورماتور جریان Bar می تواند تنش های اضافه جریان سنگین را تحمل کند.

ترانسفورماتور سیم پیچی (Wound)

در این نوع ترانسفورماتور که سیم پیچ اولیه و ثانویه جداگانه دارد سیم پیچ اولیه که شامل یک یا چند دور سیم با مقطع بزرگ است باید به صورت سری به هادی حامل جریان متصل شود.