در مقاله پیشین به معرفی ترانسفورماتور جریان CT پرداختیم. در مقاله عنوان شد که ترانس جریان CT به منظور اندازه‌گیری، نظارت و کنترل میزان جریان هر فاز در تمامی خطوط، اعم از فشار ضعیف و فشار قوی و در تمامی بخش‌های تولید، انتقال و توزیع برق مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین نگاهی به نحوه نصب و راه‌اندازی نمونه‌های سه فاز پر مصرف این محصول انداختیم. در این مقاله قصد داریم تا شما را با انواع مختلف ترانس CT های موجود در صنعت برق به‌طور کامل آشنا کرده و نحوه تست CT ها را به منظور اطمینان از صحت عملکرد ترانس، معرفی نماییم. با ما همراه باشید.
انواع ترانس جریان
استفاده از ترانس‌های جریان نیازمند توجه به چند مورد است. همین مسئله سبب می‌شود تا دارای تنوع زیادی در بازار باشند. عواملی مانند ولتاژ شبکه، محل استفاده، کاربرد مورد نیاز و… از جمله این عوامل هستند. در ادامه به معرفی این ترانس‌ها می‌پردازیم:
ترانسفورماتور جریان Wound
این ترانس CT به منظور اندازه‌گیری جریان‌هایی در محدوده 1 الی 100 آمپر به کار می‌رود. نام دیگر آن ترانس اولیه سیم پیچی شده است. سیم پیچ اولیه در داخل ترانسفورماتور آن قرار گرفته است. این سیم پیچ اولیه به صورت سری متصل به هادی اندازه‌گیری جریان است. در زیر شکل و نمای شماتیک آن را می‌بینید.
ترانسفورماتور جریان Toroidal
این ترانس CT به نام‌های پنجره‌ای، چنبره‌ای یا حلقوی نیز شناخته می‌شود. این ترانسفورماتور سیم پیچ اولیه ندارد. این ترانسفورماتور دارای یک شکل متقارن است که به همین دلیل میزان جریان نشتی آن کم و در نتیجه تداخل الکترومغناطیسی آن نیز کم است. خط دارای جریان از پنجره یا سوراخ تعبیه شده در وسط ترانس عبور می‌کند.
ترانسفورماتور جریان Bar
این ترانس CT به نام‌های نواری، تیغه‌ای یا میله‌ای نیز شناخته می‌شود. در این ترانس خبری از سیم پیچ اولیه نیست و ما با سیم پیچ ثانویه سروکار داریم. در این نوع ترانس درواقع سیم، کابل، شین یا تیغه مسی یا آلومینیومی شما به عنوان یک سیم پیچ اولیه تک دور شناخته می‌شود. این شین یا کابل مستقیماً دارای جریان نامی شبکه مصرفی یا عبوری شما می‌شود. مزیت این ترانسفورماتورها در مقاومت تنش‌های اضافه جریان مدار است.
ترانس جریان فشارضعیف LV
به طور کلی ترانس‌هایی که بتوان برای ولتاژهای برق فشار ضعیف به کار بگیریم را ترانس CT فشار ضعیف می‌نماییم. حال ممکن است این ترانس‌ها از نوع خطی، حلقوی، LPS و …. باشد. این ترانس‌ها عموماً در داخل تابلو برق‌های فشار ضعیف نصب می‌گردد. تنوع جریانی این ترانس‌ها بالاست و عموماً از 50 تا 4000 آمپر را پوشش می‌دهد. این ترانس‌ها دارای سیم پیچ اولیه یا ثانویه یا هردو بوده و به صورت تکفاز و سه فاز قابل استفاده است.
ترانس جریان فشار متوسط MV
ترانس جریان‌های فشار متوسط دارای ابعاد بزرگ‌تری نسبت به نمونه‌های فشار ضعیف هستند. بر همین اساس، این دسته از CT ها در فضای باز نصب می‌شوند. این ترانس‌ها غالباً از مدل خطی بوده و از آنها برای تبدیل جریان ورودی اولیه به میزان استاندارد استفاده می‌شود.
ترانس جریان هسته بالا
این دسته از CT ها به دلیل اینکه هسته آنها در قسمت بالایی ترانس قرار دارد به ترانس جریان هسته بالا معروف شده‌اند. هادی ترانس از داخل حلقه‌ای که دور سیم پیچ ثانویه پیچیده شده است؛ عبور می‌کند. در این مدل، سیم پیچ‌ها داخل عایقی روغنی بوده و در یک جعبه قرار دارند.
ترانس جریان هسته پایین
هسته این نوع ترانس‌ها در پایین آنها قرار دارد و روند عبور جریان یک حالت U شکل دارد. هادی در این نوع ترانس‌ها در داخل بوشینگ قرار می‌گیرد. اطراف هادی توسط کاغذ پوشانده و در داخل عایقی روغنی قرار می‌گیرد. دور هادی را سیم پیچ‌ها که به صورت حلقه هستند؛ احاطه کرده‌اند. با عبور جریان ترانس گرم می‌شود.
ترانس جریان مداخله گر
از این ترانس دیگر فقط به قصد اندازه گیری استفاده نمی‌شود. بلکه با استفاده از آن سعی می‌کنیم تا بر روی جریان کنترل داشته و با اندازه‌گیری آن تلاش می‌کنیم تا جریان را در سطح قابل کنترل بیاوریم. پس با این کار از مدار محافظت می‌کنیم. این دستگاه در ثانویه خود جریانی متناوب ایجاد می‌کند که متناسب با جریان اولیه است.
ترانس جریان حفاظتی
این ترانس برای حفاظت از مدار، تجهیزات، منابع تغذیه و… به کار می‌رود. اگر جریان عبوری از ترانس از ظرفیت اسمی تعریف شده به نسبت ضریب تعریف شده (مثلاً 10 برابر جریان نامی) بالاتر برود؛ در این صورت ترانس ما فعال می‌شود. این ترانس بر اساس مواردی چون کلاس حفاظتی، مقدار جریان، نسبت تبدیل، ولتاژ مجاز و… دارای انواع مختلفی است.
ترانس جریان ابزاردقیق
این ترانس‌ها به ترانس اندازه‌گیری معروف‌اند و جریان را برای ما اندازه‌گیری می‌کنند. این ترانس‌ها عموماً ساختمان پیچیده‌ای ندارند و البته می‌توانند مانند ترانس حفاظتی هم مورد استفاده قرار بگیرند. دارای دو هسته و سیم پیچ اولیه و ثانویه هستند.
انواع تست ترانس جریان
به منظور اطمینان از صحت عملکرد ترانس CT می توانیم از تست های زیر استفاده کنیم:
- تست نسبت تبدیل
در مقاله قبلی اشاره کردیم که ترانسفورماتور های جریان CT برای اندازه گیری جریان دارای یک نسبت تبدیل هستند. تست نسبت تبدیل جهت بررسی صحت نسبت تبدیل جریان ورودی به جریان خروجی است. برای انجام تست، با استفاده از دستگاه جریان مشخصی را به سیم پیچ اولیه تزریق می کنیم و در ادامه جریان القا شده در سیم پیچ ثانویه را به طور دقیق اندازه گیری می کنیم. حال نسبت تبدیل را از تقسیم دو جریان بدست آورده و با میزان عنوان شده بر روی پلاک مشخصات CT مقایسه می کنیم. چنانچه ترانس ما دارای چند هسته است؛ باید تمامی سیم پیچ های ثانویه را اتصال کوتاه کرده و سپس تست را انجام داد.
- تست مقاومت اهمی سیم پیچ
این تست به منظور اطمینان از سالم بودن و نبود قطعی یا خطا در سیم پیچ‌هاست. برای این تست، از یک منبع تغذیه DC و یا یک باطری با رئوستا استفاده می‌کنیم. ولتاژ را به سیم پیچ ثانویه اعمال می‌کنیم. میزان جریان را به‌دست می‌آوریم. با تقسیم ولتاژ به جریان، مقاومت اهمی را به‌دست آورده و با مشخصات موجود در پلاک مشخصات CT مقایسه می‌کنیم.
- تست مقاومت عایقی
تست مقاومت عایقی برای تمامی تجهیزات فشار قوی انجام می شود. در خصوص CT ها این تست به این صورت است که سمت اولیه ترانس را با ولتاژ 5 کیلوولت نسبت به زمین چک می کنند و سمت ثانویه ترانس را با ولتاژ 500 ولت نسبت به زمین. چنانچه موردی وجود نداشته باشد؛ ترانس سالم است.
- تست پلاریته ترانس جریان
تست پلاریته برای اطمینان از جهت القای جریان در ثانویه به نسبت ورودی و خروجی جریان در قسمت اولیه ترانس است. برای این منظور ولتاژ جریان مستقیم را با پلاریته صحیح در قسمت اولیه اعمال می کنیم. سپس با استفاده از یک گالوانومتر جهت حرکت عقربه را دنبال می کنیم.
- تست اشباع ترانس جریان
هر سیم پیچی تا محدوده خاصی می تواند میدان های مغناطیسی را در خود القا کند و چنانچه مقدار آن بیش از محدوده توانایی سیم پیچ باشد؛ دیگر افزایش جریان تاثیری در شار نداشته و تنها باعث گرم شدن سیم پیچ و در نهایت آسیب دیدگی آن می شود. در این حالت می گوییم که سیم پیچ به حالت اشباع رفته است. حال این مورد را در یک ترانس در نظر بگیرید. در این صورت در حالت اشباع به دلیل تلفات هیسترزیس ، ترانس گرم شده و امکان سوختگی و انفجار وجود دارد. همچنین در حالت اشباع دیگر شکل موج ورودی و خروجی یکسان نیست. یعنی اگر به قسمت اولیه یک شکل موج سینوسی تزریق شود؛ در طرف ثانویه دیگر آن شکل موج مرتب را نخواهیم داشت. در این تست با استفاده از دستگاه واریاک که متصل به منبع تغذیه متغیر جریان متناوب است، جریان صفر تا 220 ولت متناوب را به سر طرف ثانویه متصل می کنیم. سپس با ولت متر و آمپر متر، جریان و ولتاژ را اندازه گیری می کنیم. زمانی که در ازای افزایش 10% ولتاژ، مقدار جریان شما ناگهان 50% اضافه شود؛ آن نقطه به عنوان نقطه زانویی یا نقطه ای که با افزایش شار، جریان ثابت می‌ماند؛ شناسایی می‌کنیم.
- تست بردن
تست بردن به منظور چک کردن توان ترانس استفاده می شود. بدست آوردن توان ترانس جریان وابسته به اندازه کابل ها، طول مسیر کابل کشی شده و… می باشد. برای این تست جریان نامی ترانس را در مسیر به اصطلاح بار در ثانویه ترانس تزریق کرده و ولتاژ را اندازه گیری می‌کنیم. در نهایت توان آن را حساب کرده و با توان ترانس جریان مقایسه می‌کنیم.
کلام آخر
کارایی ترانس‌های جریانCT و استفاده از آنها در قسمت‌های مختلف صنعت برق بر هیچ کسی پوشیده نیست. در این مقاله‌ها سعی کردیم تا به اهمیت و معرفی آنها بپردازیم. نحوه نصب آنها برای حالت تکفاز و سه فاز را معرفی و در نهایت تست‌های صلاحیت را به طور خلاصه عنوان کردیم. در حال حاضر شرکت‌های داخلی و خارجی بسیاری اقدام به تولید ترانس‌های CT می‌کنند که از جمله آنها می‌توان به ترانس‌های شرکت مگ الکتریک و شرکت هریس به عنوان شرکت‌های موفق و با سابقه داخلی اشاره کرد. شما می‌توانید برای مشاوره و تهیه این محصول با کارشناسان برق صنعتی برق و انرژی تماس حاصل نماید. انرژی در دستان تو!
