یکی از مواردی که در تولید و استفاده از شبکه برق متناوب برای ما بسیار اهمیت دارد؛ امکان اندازه‌گیری لحظه‌ای ولتاژ و جریان شبکه است. این اندازه‌گیری باید در نقاط مختلف شبکه با محدوده‌های ولتاژی و جریانی متنوع قابل انجام باشد. علت این کار نظارت و حفاظت دائمی از شبکه تولید و مصرف در کنار اندازه‌گیری است. دو تجهیز CT و PT به همین منظور ساخته شده اند. ساختار پایه‌ی این تجهیزات یک ترانسفورماتور بوده که بسته به عملکردشان دارای تفاوت‌هایی هستند. در مقاله قبل به‌طورکامل به معرفی ترانس CT پرداختیم. در این مقاله نگاهی به معرفی ترانس های PT خواهیم داشت و در نهایت به بررسی تفاوت‌های آنها می‌پردازیم. با ما همراه باشید.
ترانسفورماتور چیست؟
به منظور انتقال انرژی الکتریکی از یک مدار به مدار دیگر از طریق القای الکترومغناطیسی از تجهیزی به نام ترانسفورماتور استفاده می‌شود. ترانسفورماتور دارای دو سیم پیچ اولیه و ثانویه با یک هسته فولادی یا فلزی بوده که از نظر مغناطیسی کوپل هستند. با توجه به هسته و تعداد دور سیم‌پیچ ها در سیم‌پیچ اولیه و ثانویه، این قابلیت وجود دارد که شما بتوانید در طرف دوم ترانسفورماتور ولتاژ ثانویه‌ای با دامنه ولتاژ متفاوت با ولتاژ اولیه ترانس و جریان ثانویه‌ای متفاوت با جریان اولیه ترانس داشته باشید. براساس همین عملکرد مفید، انواع مختلفی از ترانسفورماتورها در صنعت وجود دارد از قبیل ترانسفورماتور قدرت ، ترانسفورماتور کاهنده، ترانسفورماتور خودکار یا اتو ترانسفورماتور، ابزار دقیق، ایزوله و… . یک دسته مهم از این ترانسفورماتورها ترانسفورماتورهای ولتاژ و جریان می‌باشند.
ترانسفورماتور جریان چیست؟
مطابق با توضیحاتی که در مقاله معرفی ترانس های CT عنوان کردیم،ترانس CT نقش تبدیل جریان و جداسازی الکتریکی به منظور اندازه‌گیری جریان را ایفا می‌کند. این تجهیز جریان را از مقدار زیاد به مقدار کم تقلیل می‌دهد و باعث گسیل جریان از طریق خطوط انتقال می‌شود که این مورد توسط آمپرمتر قابل کنترل است. ترانس جریان می‌تواند جریان چند کیلو آمپری را در یک مدار، به جریانی چند آمپری تبدیل کند تا امکان نظارت و کنترل فراهم شود. این نسبت تبدیل دارای استانداردی خاص و معلوم می‌باشد. ترانسفورماتور جریان از دسته ترانسفورماتور های افزایشی است. این ترانسفورماتورها ولتاژ را در قسمت ثانویه ترانس افزایش داده، اما جریان را به چند آمپر می‌رسانند. در نتیجه باید دقت کرد که طرف ثانویه این ترانس در زمانی که جریان در قسمت اولیه شار دارد؛ نباید باز باشد. زیرا ولتاژ بالا بسیار خطرناک است. دو نوع CT سیم یپیچ دار و هسته ای در بازار وجود دارد.
آنچه حائز اهمیت است این است که CT یک تجهیز مکمل است و شما باید آن را در کنار نمایشگر های اندازه‌گیری مانند آمپرمتر استفاده نمائید. حال ممکن است این سوال پیش بیاید که پس ترانسPT چیست و چه تفاوتی از نظر ساختار، نصب و عملکرد با ترانس CT دارد؟ در ادامه به معرفی این تجیهز و تفاوت آن خواهیم پرداخت.
ترانسفورماتور ولتاژ چیست؟
ترانسفورماتور ولتاژ یا ترانسفورماتور پتانسیل که آن‌را با ترانس PT یا ترانس VT عنوان می کنند؛ تجهیزی است برای اندازه‌گیری ولتاژ شبکه یا مدار. شاخصه این ترانس، کاهش ولتاژ در طرف ثانویه به منظور اندازه‌گیری آن با استفاده از نمایشگرهای ولت متر می‌باشد. با توجه به اینکه در این ترانس طرف ثانویه ولتاژ کمی دارد؛ پس می‌توانیم برخلاف ترانس جریان، پایانه‌های ثانویه آن‌را باز گذاشت. در حقیقت ترانس PT یک شرایط ایزوله را برای ما فراهم می‌کند تا با استفاده از این خاصیت عایقی یک مدار با ولتاژ پایین را به منظور حفاظت و اندازه‌گیری در کنار یک شبکه ولتاژ بالا داشته باشیم.
ترانسPT موجود در بازار دارای دو دسته است:
- ترانس PT الکترومغناطیسی معمولی: در این مدل چون در طرف اولیه ولتاژ بالایی داریم؛ باید عایق بسیار مناسب و زیادی را استفاده کنیم و همین هزینه عایق موجب بالا رفتن قیمت آن می‌شود.
- ترانس PT ولتاژ خازنی: این مدل دارای مدار خازن به منظور تقسیم ولتاژ قبل از اعمال به تراسفورماتور می‌باشد.
تفاوت CT و PT
حال که با ساختار و عملکرد این دو ترانس آشنا شدیم. می توانیم تفاوت‌های آنها را از دیدگاه‌های مختلف، بررسی کنیم:
اتصال
نصب ترانسفورماتور جریان به صورت سری است به این شکل که هسته ترانس دور هادی جریان یا شینه شبکه را می گیرد و القا صورت می پذیرد.
نصب ترانسفورماتور ولتاژ به صورت موازی است به نحوه ای که ولتاژ در سرتاسر ترانس حضور دارد.
عملکرد
ترانسفورماتور جریان برای اندازه‌گیری جریان ها در محدوده‌های متفاوت است.
ترانسفورماتور ولتاژ برای اندازه‌گیری ولتاژ ها در محدوده های متفاوت است.
تعداد سیم پیچ ها یا تعداد چرخش دور سیم پیچ ها
در ترانس CT، تعداد چرخش در سیم پیچ اولیه کمتر از تعداد چرخش در سیم پیچ های ثانویه است. ( تعداد دور سیم پیچ اولیه < تعداد دور سیم پیچ ثانویه )
در ترانس PT، تعداد چرخش در سیم پیچ اولیه بیشتر از تعداد چرخش در سیم پیچ های ثانویه است. ( تعداد دور سیم پیچ اولیه > تعداد دور سیم پیچ ثانویه )
نسبت دور
بر اساس بند ج ترانسفورماتور جریان نسبت چرخش بسیار بالایی دارد.
در مقابل ترانسفورماتور پتانسیل نسبت چرخش بسیار کمی دارد.
پایانه های ثانویه
همانگونه که در تعاریف عنوان کردیم باید دقت شود که در ترانس CT نمی‌توان ترمینال های سیم پیچ ثانویه را باز گذاشت. زیرا ولتاژ بالایی بین آنها وجو دارد. در نتیجه برای حل این مشکل، ثانویه باید اتصال کوتاه باشد. اما در ترانس PT، یک ولتاژ بسیار پایین در ثانویه آن وجود دارد. پس نیازی به اتصال کوتاه نبوده و می‌توان ترمینال های ثانویه آن را باز گذاشت.
هسته
هسته ترانسفورماتور جریان از نوع فولادی می باشد. ( یک لایه فولاد)
هسته ترانسفورماتور ولتاژ از فولاد کیفیت بالایی ساخته شده‌است تا اگر میزان چگالی شار پایین بود باز هم بتواند به بهترین شکل ولتاژ را در ثانویه لحاظ کند.
نوع ورودی
ورودی ترانس CT یک جریان ثابت است که از طریق خط برق یا همان شینه یا کابل می گذرد.
ورودی ترانس PT یک ولتاژ ثابت در خطوط برق یا شبکه مدار است.
نوع خروجی
خروجی ترانسفورماتورهای جریان یک جریان 1 تا 5 آمپر است.
خروجی ترانسفورماتورهای ولتاژ یا پتانسیل بین 100 تا 220 ولت است.
انواع
دو نوع CT داریم : سیم پیچی شده و هسته ای.
دونوع PT داریم: الکترومغناطیسی و ولتاژ خازنی.
کاربرد
ترانسفورماتور جریان یا ترانس CT به منظور اندازه‌گیری، نظارت و کنترل جریان برق در جریان های بالا استفاده می‌شود. انجام عمل حفاظت با استفاده از رله‌های حفاظتی در مدار میسر است.
ترانسفورماتور ولتاژ یا ترانس PT به منظور اندازه‌گیری، نظارت و کنترل ولتاژ برق در خطوط ولتاژ بالا استفاده می‌شود.
بار ثانویه
منظور ما از بار ثانویه اضافه کردن بار در قسمت ثانویه ترانسفورماتور ها می‌باشد. قرارگیری بار ثانویه نباید در دقت ترانسفورماتور ها اثر گذار باشد.
در ترانس های CT ، بار ثانویه بر دقت آن اثری ندارد. زیرا جریان اولیه نسبت به جریان ثانویه کاملا ایزوله بوده و جریان اولیه اثر پذیری از جریان ثانویه ندارد.
در ترانس های PT به علت نصب موازی، بار ثانویه اثر گذار است و جریان اولیه با جریان ثانویه تغییر می‌کند.
کلام پایانی
در این مقاله به معرفی ترانس های CT و PT به صورت خلاصه و تفاوت های آنها پرداختیم. برای آشنایی یا خرید این تجهیز می‌توانید نگاهی به صفحه محصولات ترانس های جریان و ولتاژ ما بیاندازید و یا اطلاعات مورد نیاز خود را از همکاران ما در برق و انرژی دریافت نمایید. انرژی در دستان تو!
