مهندسی برق قدرت (POWERELECTRICITY)

ترانسهاي ولتاژVoltage (Potential) Transformers –VT or PT 

اصول كار اين ترانسها شبيه به ترانسهاي قدرت مي باشد. اين ترانسها به صورت موازي در مدار قرار مي گيرند و در ثانويه ولتاژي هم فاز و متناسب با ولتاژ اوليه، براي دستگاه هاي حفاظتي يا اندازه گيري توليد مي كنند. ضمن اينكه سيستم اندازه گيري يا حفاظتي را از سيستم قدرت ايزوله مي كنند.

اين گونه ترانس ها ممكن است به صورت زير طبقه بندي شوند:

1.     ترانسهاي ولتاژ ابزار دقيق Instrument voltage transformers:

·       ترانسهاي ولتاژ الكترومغناطيسي دو سيم پيچه   Conventional two-winding, electromagnetic Voltage transformers

·  ترانسهاي ولتاژ خازني Capacitor voltage transformers  (CVTs):  

       ·         ترانسهاي ولتاژ     Residual voltage transformers (RVTs): 

     2.     ترانسهاي كنترلي

براي كسب اطلاعات كاملتر در مورد اين ترانسها به استانداردهاي IEC  60044-2 و IEC  60186 (براي ترانسهاي دو سيم پيچه مانند CVT-ها) مراجعه فرماييد.

1.     ترانسهاي ولتاژ ابزار دقيق Instrument voltage transformers:

ولتاژ نامي اوليه:همان ولتاژ نامي سيستم است.بجز براي ترانسفورماتورهايي كه بين يك فاز و زمين يا بين نوترال و زمين قرار گرفته اند.

ولتاژ نامي ثانويه:ولتاژ نامي ثانويه بر اساس مكاني كه ترانسفورماتور مورد استفاده قرار مي گيرد،انتخاب مي گردد. بر اساس استاندارد IEC 60044-2 ميزان ولتاژ ثانويه در اروپا و آسيا 100 v و 110 v و همچنين 200 v براي extended secondary circuits ، و در كانادا و آمريكا 120 v براي سيستم هاي توزيع، 115 v براي سيستم هاي انتقال و  230 v براي extended secondary circuits مي باشد.( و همچنين 1/√3 مقادير فوق).

فركانس نامي:مقدار فركانس ميتواند 50 يا 60 HZ بسته به نياز مصرف كننده باشد. مقدار تغييرات مجاز فركانس ±2% مي باشد.

سيستم عايقي:

اين ترانسفورماتورها مي توانند با مواد زير عايق بندي شوند:

پي وي سي(PVC)، پولي پروپيلن، فايبر گلاس، SF6، پلي استر رزين يا اپوكسي رزين

انتخاب نوع عايق بستگي به شرايط محيط بهره برداري و ولتاژ سيستم دارد. به عنوان مثال ترانسهاي فشار قوي Indoor معمولاً با پلي استر يا اپوكسي رزين عايق بندي مي شوند. و با توجه به مشخصات عايقي، در برابر رطوبت و آلودگي هاي شيميايي مقاومند. ترانس هاي ولتاژ فشار قوي Outdoor مي توانند با اپوكسي رزين، SF6 يا روغن براي فراهم آوردن كيفيت بالاي مكانيكي يا ساختماني عايق بندي شوند. و در اين صورت در برابر رطوبت، خوردگي و آلودگي هاي شيميايي مقاوم هستند. استحكام مكانيكي آنها به اندازه ايست كه تحمل شوك و ضربات ناگهاني را دارد.

فاصله خزش   Creepage distances

طبق جدول زير و بر اساس استانداردهاي IEC 60044-1 و IEC 60044-2 ترانسهاي ولتاژ و جريان بايد كمترين كريپاژ را داشته باشند.

كلاس دقت

عموماً ممكن است از ترانسهاي اندازه گيري جهت كاربرد حفاظتي نيز بهره ببريم.برای ترانسهای حفاظتی کلاسهای دقت 3 و 6 مورد استفاده قرار می گیرند.که این کلاس دقت بيانگر بالاترين درصد خطاي ولتاژ مجاز بين 5% Vn تا ولتاژي است كه از حاصل ضرب ولتاژ نامي در ضريب ولتاژ نامي (1.2-1.5يا  (1.9به دست مي آيد.و همچنین زمانیکه ثانویه بردنی بین 25% تا 100% نامی، در ضریب قدرت 0.8 پسفاز دارد. این کلاس دقت به صورت یک حرف و یک عدد مانند 3Pو  6Pو... نمایش داده می شود. خطای جابجایی فاز و ولتاژ نباید از مقادیر جدول زیر تخطی کند.

  ضریب ولتاژ نامی(Rated Voltage Factor) ضریبی است که با اعمال آن در ولتاژ نامی، ولتاژی به دست می آید که VT می تواند با توجه به شرایط گرمایی ایجاد شده برای آن، در یک مدت زمان محدود، بدون اینکه کلاس دقت آن کاهش یابد آنرا تحمل نماید. 

خطای ولتاژ یا خطای نسبت تبدیل(Voltage error or ratio error)

خطای انتقال ولتاژ ثانویه که مانند شکل سبب بوجود آمدن جریان تحریک Ie می شود و چنین محاسبه می گردد: %Voltage Error= [Kn(V2-V1)/V1]*100% نسبت تبدیل نامی=Kn ولتاژ موثر واقعی اولیهV1= ولتاژ موثر واقعی ثانویه=V2 

خطای جابجایی فاز δ

اختلاف فاز بین ولتاژهای اولیه و ثانویه را گویند، که این مقدار برای انتقال کامل باید صفر باشد.در ولتاژهای کمتر از 5% ولتاژ نامی محدوده خطا ممکن است به صورت نامناسبی رو به افزایش گذارد.      

  ترانسفورماتورهای ولتاژ الکترو مغناطیسی   Electromagnetic voltage Transformers

این ترانسفورماتور ها به صورت یک، دو یا سه سیم پیچ (هم در اولیه و هم در ثانویه) ساخته می شوند. از این ترانسفورماتورها جهت اهداف حفاظتی و اندازه گیری استفاده می شود. برای اهداف اندازه گیری، این ترانسها به ولتمتر،کیلو وات متر، کیلو وات ساعت متر ، کیلو وار متر ، اندازه گیر فرکانس یا ضریب قدرت و یا سنکروسکوپ متصل می شوند. و برای اهداف حفاظتی، این ترانسها برای تغذیه مدارات حفاظتی یا رله های حفاظتی تشخیص دهنده ولتاژ به کار می روند. این ترانسها می توانند به صورت یک سیم پیچ اولیه و دو سیم پیچ ثانویه( یکی برای اندازه گیری و دیگری برای حفاظت) نیز مورد استفاده قرار گیرند.    ( Residual voltage transformers (RVTs مطابق شکل زمانیکه اولیه یک ترانس ولتاژ سه فاز دو سیم پیچه که ثانویه آن به صورت مثلث باز سیم بندی شده است ، به یک سیستم تغذیه نامتعادل وصل شود، مقداری ولتاژ در دو سر Aو B ظاهر می شود. این ترانسفورماتور بر اساس همین قاعده ساخته شده است. چنانکه می دانیم جمع برداری ولتاژ ها در یک سیستم متعادل سه فاز برابر صفر است. زمانیکه این تعادل بر اثر نامتعادلی بار یا خطای زمین به هم بخورد، ولتاژ پسماند یا توالی صفر در نوترال دیده خواهد شد.زمانیکه یکی از سه فاز ثانویه اتصال باز باشد و یک منبع تغذیه سه فاز به اولیه VT اعمال شود، یک ولتاژ پسماند یا توالی صفر در سمت باز ثانویه نمایان خواهد شد. *ولتاژ پسماند نمایان شده سه برابر ولتاژ توالی صفر خواهد بود.* در این حالت باید مسیری برای عبور مولفه صفر بوجود آید که از جمله آنها استفاده از ترانسفورماتورهایی با هسته 5 عنصری است. در حالت عادی اگر از هسته های سه عنصری استفاده شود مسیر برگشت وجود نخواهد داشت و این عمل باعث به اشباع رفتن هسته ترانس می گردد. 

 موارد كاربرد RVT ·  

       براي تشخيص خطاي زمين يا فرمان دادن به رله Directional earth fault ·    

     فرمان دادن به رله neutral displacement ·     

    براي تشخيص نامتعادلي سه فاز –معمولاً بانك خازني ·   

      براي شارژ يا دشارژ بانك خازني در يك دوره كوتاه زماني، بخصوص زمانيكه شارژ كامل خازنها متوقف شده باشد. ·      

   براي تخليه يك مدار فشار قوي قبل از بستن مدار 

-ترانسهاي ولتاژ خازني   Capacitor voltage transformers  (CVTs)

اينگونه ترانسهاي ولتاژ معمولاً در سطوح ولتاژ 110 kv و بالاتر مورد استفاده قرار مي گيرند.تقسيم خازني از يكسو باعث كم شدن خطاي فاز شده و از سوي ديگر شرايط مطلوبي از جهت تقسيم ولتاژ را پديد مي آورد كه مي توان VT الكترومغناطيسي ساده را به مدار وصل نمود.هدف از بكار گيري CVT پايين آوردن ولتاژ بالا و كم كردن آن تا حدي است كه بتوان با روشهاي اقتصادي تر آنرا اندازه گرفت.

ولتاژ ميانيV1=C1VLine /(C1+C2)  

 استفاده از راكتانس L براي متعادل كردن ولتاژ خازني مي باشد.  Tap- ها جهت بدست آوردن خروجي خاص در فركانسهاي مختلف مي باشد. چون خروجي به شدت به فركانس اعمال شده وابسته است. جهت مقابله با پديده فرورزونانس از سلف متغير استفاده مي شود و جهت ميرا شدن اثرات فرورزونانس يك مقاومت را بصورت سري با بردن قرار مي دهند.

 موارد كاربرد CVT ·       

           اندازه گيري بهتر ولتاژ در سيستمهاي فشار قوي، با صرف هزينه و فضاي كمتر. قسمت الكترومغناطيسي ترانس مي تواند شامل دو سيم پيچ ثانويه براي اهداف حفاظتي و اندازه گيري باشد. ·   

      جهت تغذيه تجهيزات سنكرون · 

                 براي كاهش يا حذف ولتاژهاي گذرا در سمت اوليه · 

                 به عنوان يك واحد كوپلينگ در سيستم انتقال سيگنالPower Line Carrier(PLC)  

 -ترانسفورماتورهاي ولتاژ كنترلي Control transformers

مطابق شكل اين نوع ترانسها كاملاً با ترانسهاي ولتاژ حفاظتي و اندازه گيري متفاوتند. اين گونه ترانسهاي ولتاژ جهت تغذيه يا كنترل تجهيزاتي مانند سوئيچ گيرها و كنترل گير ها(control gears assembly) كه مستقيماً به سيستم قدرت وصل نيستند استفاده مي شوند. اين گونه ترانسها لازم نيست داراي دقت بالايي باشند و عموماً داراي مشخصات زير هستند: ·

         ولتاژ اوليه كه همان Vn يا Vn/√3 است. ولتاژ ثانويه كه داراي مقادير 24, 48, 110, 220, 230, 240,250 V  است  و همچنين بر اساس كشوري كه اين نوع ترانس استفاده مي شود مي تواند مقادير ديگري نيز داشته باشد. در صورت نياز به Tap ميتوان آنرا در طرف اوليه در نظر گرفت. بردن نامي كه برابر ماكزيمم بردني است كه ترانس در يك زمان مي تواند تغذيه كند.  

 

 دانلود فایل rar استانداردIEC60044-2 مربوط به ترانسهای ولتاژ

دریافت فایل pdf این مبحث(ترانسهای ولتاژ)

Password: eslamamiri.blogfa.com