هشتصد پرسش و پاسخ اپراتوری پست های فوق توزیع و انتقال ( فصل چهارم: حفاظت ترانسفورماتور (1) )

  

302ـ استفاده از ترانسفورماتور نوتر در پست‌ها، چه ضرورتي دارد؟

 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.

 

303ـ آيا وقتي ولتاژهاي سه فاز، نامتعادل مي‌شوند (در حالت عادي شبكه)، از نقطه صفر ترانسفورماتور نوتر جريان نامتعادلي عبور مي‌كند؟ چرا؟

 خير، از نقطه نوترال، تنها هنگامي جريان عبور مي‌كند كه در نقطه يا نقاطي ديگر از شبكه (قبل از ترانسفورماتور بعدي) اتصال با زمين بوجود آيد و به اين ترتيب مسير بسته جریان با زمين كامل شود.

 

304ـ در اتصالهاي دو فاز (بدون اتصالي با زمين)، آيا از نوترال جرياني مي‌گذرد؟ چرا؟

 خير، از نوترال و يا از نقطه صفر ترانسفورماتور نوتر، زماني جريان عبور مي‌كند كه نشت يا اتصال با زمين بوجود آمده باشد. اتصالي‌هاي دو فاز، سه فاز و بطور كلي اتصالي‌هاي فازي بدون ارتباط با زمين، جرياني در زمين نمي‌ريزند كه از نقطه نوترال به شبكه باز گردد. بايد توجه داشت كه براي برقراري جريان، همواره بايد مسير بسته شود. نقطه نوترال، يك نقطه از ارتباط شبكه با زمين است. نقطه دوم، نقطه اتصالي با زمين خواهد بود و در اين صورت است كه جريان از طريق زمين و نوترال به شبكه باز خواهد گشت.

 

305ـ اصولاً نسبت رزيستانس و راكتانس در سيم‌پيچ‌هاي يك ترانسفورماتور زمين چگونه است؟

 نسبت راكتانس سلفي (XL) به رزيستانس (R) در بوبين نوتر بسيار بزرگ است (حدوداً 97% در مقابل 3%) و بنابراين در محاسبات، معمولاً بوبين نوتر را راكتانس خالص به حساب مي‌آورند.

 

306ـ در تانك رزيستانس، مقاومت مايع درون آن نسبت به درجه حرارت ايجاد شده در آن چگونه تغيير مي‌كند؟

 مقاومت مايع درون تانك رزيستانس را آب مقطر و مقدار بسيار كمي كربنات سديم خالص (Na2Co3) تشكيل مي‌دهد. خاصيت اين محلول آن است كه با افزايش درجه حرارت، مقاومت الكتريكي آن كاهش مي‌يابد و بالعكس. منحني اين تغييرات به صورت شكل صفحه بعد خواهد بود.

 

 

 

307ـ خاصيت رابطه مقاومت مايع درون تانك رزيستانس با درجه حرارت، چه تأثيري بر جريان‌هاي نشتي دارد؟

 اين خاصيت باعث مي‌شود كه با عبور جريانهاي نشت با زمين، مايع درون تانك رزيستانس گرم شده و با كاهش مقاومت، راه را براي عبور جريان نشتي بازتر و موجب افزايش جريان نشتي مي‌شود كه به اين ترتيب حرارت بيشتري توليد مي‌گردد. اين تأثير متقابل جريان و حرارت، جريان نشتي را با سرعت بيشتري افزايش داده و به حد عملكرد رله حساس به جريان‌هاي كم زمين (Sensitive Earth Fault) رسانده و باعث قطع خروجي ترانسفورماتور مي‌شود.

 

308ـ چرا تانك رزيستانس بطور سري با نوترال ترانسفورماتور زمين قرار مي‌گيرد؟

 به اين علت تانك رزيستانس با نوترال ترانسفورماتور زمين سري مي‌شود كه علاوه بر آشكارسازي جريان‌هاي نشت با زمين، جريان‌هاي اتصال با زمين را هم محدود نمايد. البته مي‌توان با افزايش راكتانس ترانسفورماتور نوتر، اين جريان را محدود نمود اما افزايش راكتانس نوتر، به همراه راكتانس سلفي ترانسفورماتور قدرت، مجموعه راكتانس سلفي پست را افزايش داده، خاصيت هارمونيك‌زايي را زياد خواهد كرد و رله‌هاي فاقد فيلتر هارمونيك را به اشتباه خواهد انداخت.

چنين مشكلي در پست‌هاي فاقد تانك رزيستانس و بويژه پست‌هايي كه در آنها از رله‌هاي زمان ثابت قديمي استفاده شده است به وفور به چشم مي‌خورد. اما با كاستن از راكتانس سلفي ترانسفورماتور نوتر (با انتخاب ترانسفورماتور با جريان بالاتر) و نصب تانك رزيستانس و كنترل رزيستانس آن به نحوي كه امپدانس مجموع اين دو، يعني  جريان اتصال كوتاه با زمين را به مقدار دلخواه محدود مي‌نمايد و مي‌توان خاصيت هارمونيك‌زايي پست را كاهش داد.

 

309ـ چرا در زمستان، دماي مايع تانك رزيستانس، در محدوده معيني حفظ مي‌شود؟

اصولاً لازم است مقاومت مسير زمين (در اتصالي‌ها با زمين) در محدوده معيني (به لحاظ مقدار) قرار گيرد تا جريان اتصالي نيز به تبعيت از آن در محدوده معيني تغيير يابد. اين محدوده جرياني،‌ حدوداً به اندازه جريان نرمال يك فاز ترانسفورماتور است. در زمستان كه هوا بسيار سرد مي‌شود، اولاً امكان دارد كه مايع درون تانك يخ ببندد و جداره تانك را بشكند، ثانياً مقاومت آن را افزايش داده و جريان‌هاي نشتي كم، توان گرم كردن مايع را نخواهد داشت تا از مقاومت آن كاسته و باعث افزايش جرياني، به حد تحريك رله حساس به جريان‌هاي كم زمين (Sensetive Earth Fault) برسد. بنابراين لازم است كه مايع تانك با گرم‌كن يا هيتري كه درون تانك تعبيه شده است هميشه به مقار معيني گرم نگهداشته شود.

 

310ـ آيا مقاومت تانك رزيستانس، در بازديدها و آزمايشات ساليانه مي‌بايد  اندازه‌گيري شود؟

 يكي از مواردي كه در تست‌ها و بازديدهاي فني ساليانه مي‌بايد انجام شود (علاوه بر اطمينان از سلامت هيتر و ترموكوپل مربوطه)، اندازه‌گيري مقاومت مايع و تطبيق آن با مقداري است كه در دماي زمان اندازه‌گيري، از منحني مربوطه به دست مي‌آيد.

 

311ـ مزاياي زمين كردن شبكه از طريق مقاومت مايع چيست؟

 الف) خطرات ايجاد قوس الكتريكي با زمين را به حداقل مي‌رساند.

ب) جريان اتصال كوتاه كاهش مي‌يابد بنابراين از اثرات زيان‌بخش ناشي از جريان‌هاي اتصالي زياد نظير سوختن هادي‌ها جلوگيري مي‌كند.

ج) جريان‌هاي نشت با زمين را بتدريج افزايش داده، آشكار مي‌كند.

د) امپدانس سلفي پست را كاهش مي‌دهد.

 

 

312ـ سيم پيچ سوم (مثلث) به چه منظور در بعضي از ترانسفورماتورها تعبيه شده است؟

 براي از بين بردن نامتعادلي فلوي مغناطيسي در اتصال ستاره و نيز جلوگيري از انتقال جريان مؤلفة صفر

 

313ـ براي فرمان رله‌هاي حفاظتي در پست‌ها از چه ولتاژي استفاده مي‌شود؟

 از ولتاژهاي 110 و 127 ولت D.C استفاده مي‌شود.

 

314ـ انواع كليدها را به لحاظ نحوه قرار گرفتن در مدار جريان نام برده و توضيح دهيد.

 قطع كننده‌ها بر دو نوعند:

الف) قطع  كنند پريمر: در اين قطع كننده سيم پيچ جريان مستقيماً در مدار جريان قرار مي‌گيرد.

ب) قطع كننده زگوندر: در چنين قطع كننده‌اي سيم پيچ تحريك مستقيماً به مدار جريان دستگاهي كه حفاظت مي‌شود وصل نمي‌باشد بلكه به كمك ترانسفورماتور جريان يا ولتاژ با شبكه اصلي مرتبط است.

 

315ـ رله را به طور مختصر تعريف كنيد.

 رله اصولاً به دستگاهي گفته مي‌شود كه در اثر تغيير كميت الكتريكي و يا كميت فيزيكي مشخصي تحريك مي‌شود و موجب به كار افتادن دستگاه و يا دستگاه‌اي الكتريكي مي‌گردد.

 

316ـ عواملي كه در تحريك رله‌هاي حفاظتي نقش دارند و همچنين اصطلاح مربوط به هر يك از اين رله‌ها را نام ببريد.

الف) شدت جريان الكتريكي  رله آمپرمتريك

ب) ولتاژ الكتريكي  رله ولتمتريك

ج) فركانس  رله فركانسي

د) قدرت الكتريكي  رله واتمتريك

هـ) جهت جريان  رله جهتي

و) شدت جريان و ولتاژ  رله امپدانس

 

317ـ رله‌هاي سنجشي، زماني، جهتي، خبر دهنده و كمكي را مختصراً توضيح دهيد.

 الف) رله سنجش: با دقت و حساسيت معيني پس از آنكه توسط يك كميت الكتريكي و يا فيزيكي تحريك شد شروع به بكار مي‌كند.

ب) رله زماني: رله‌اي است كه پس از تحريك بر اساس زمان تنظيم شده روي آن فرمان صادر مي‌كند

ج) رله جهتي: وقتي جريان بوبين آن در جهت تنظيم شده تحريك مي‌شود شروع به كار مي‌كند مثلاً براي حفاظت ژنراتور و توربين‌ها از تنظيم جهتي استفاده مي‌شود تا از برگشت جريان به آن جلوگيري نمايد.

د) رله خبر دهنده: مشخص كننده تغييرات بوجود آمده در مدارات حفاظتي است. به طور مثال كليد قدرتي كه مي‌بايد قطع شود، قطع نشده و يا به عللي فرمان قطع به كليد نرسيده و كليد به حالت وصل باقي مانده است.

هـ) رله كمكي: كار اين رله، ارسال فرمان رله اصلي است و از نظر ساختمان قوي و محكم ساخته مي‌شود تا پيام دريافت شده را به اجرا درآورد.

318ـ آلارم يعني چه؟ و به چند گروه تقسيم مي‌شود؟

 آلارم‌ها به دو دسته تقسيم مي‌گردند: 1) آلارم تريپ (قطع)، 2) آلارم غيرتريپ (هشدار دهنده) هر يك از اينها نيز به دو دسته زودگذر و پايدار تقسيم مي‌شوند. آلارم‌هاي زودگذر كه با ريست شدن (Reset) برطرف مي‌شوند و ‌آلارم‌هاي پايدار مثل عملكرد رله بوخهلتس و يك سري آلارم‌هاي ديگر، باقي مي‌مانند تا رفع عيب به عمل آيد.

 

319ـ رله‌ها بر حسب ساختمان و تكنيك كارشان، به چند نوع تقسيم مي‌شوند؟ نام ببرد.

 الف) رله الكترومغناطيسي، ب) رله با آهنرباي دائم (آهنربايي)، ج) رل الكترو ديناميكي، د) رله اندوكسيوني، هـ) رله حرارتي، و) رله كمكي تأخيري، ز) رله حفاظتي روغني (رله با تحريك غير الكتريكي)

 

320ـ تنظيم جريان يك رله زمان ثابت، نسبت به جريان نامي فيدر حدوداً چند برابر است؟

 تنظيم جريان يك رله زمان ثابت را حدوداً 2/1 برابر جريان نامي فيدر قرار مي‌دهند تا در صورت اضافه بار يا بروز اتصال كوتاه، فيدر را قطع كند. البته اين رله‌ها هر دو نوع اضافه بار يا اتصال كوتاه را با تأخير يكسان (زمان تنظيمي روي رله) قطع مي‌كند و اين مورد يكي از اشكالات رله‌هاي زمان ثابت محسوب مي‌شود.

 

321ـ فاصله زماني بين عملكرد يك رله و رله هماهنگ شده بعدي را چه مي‌گويند؟

 پله زماني و يا Margin. اين فاصله زماني براي آن است كه هر رله فرصت داشته باشد اتصال بوجود آمده در پيش روي خود را پاك كند و در صورت عدم قطع كليد مربوط به خود، رله هماهنگ شده بعدي پس از گذشت زمان تأخيري خود، كليد مربوطه را قطع نمايد.

 

322ـ رله جرياني زمان معكوس چه مزيتي بر رله جرياني زمان ثابت دارد؟

 رله جرياني زمان ثابت (Definite – Time) بين اضافه بارها و جريان‌هاي اتصال كوتاه به لحاظ زمان تأخير در قطع تفاوتي قايل نمي‌شود. اما رله جرياني زمان معكوس زمان عملكرد خود را معكوس با شدت جريان تنظيم مي‌كند و لذا جريان‌هاي اتصال كوتاه شديد را در زماني بسيار كم و اضافه بارها (حداقل 135% بار نرمال فيدر) را پس از زماني نسبتاً طولاني (چندين ثانيه) قطع مي‌كند و اين تشخيص، از مزيت‌هاي رله جرياني زمان معكوس است كه اجازه نمي‌دهد جريان‌هاي شديد براي مدت طولاني از كابل، بريكر و ترانسفورماتور بگذرد و خسارت عمده وارد كند.

 

323ـ آيا در رله‌هاي زمان معكوس هماهنگ شده، پله زماني (Margin) درنظر گرفته مي‌شود؟ چگونگي اين پله زماني را توضيح دهيد.

 پله زماني بين منحني‌هاي رله‌هاي جرياني زمان معكوس كه در يك مدار پشت سر هم و بطور هماهنگ قرار گرفته‌اند، حتي براي يك جريان اتصالي مشخص، يكسان نيست و لذا در جريان‌هاي اتصال كوتاه متفاوت هم، اين پله‌هاي زماني تغيير مي‌كند. البته اين تفاوت‌ها زياد نيست و مشكلي هم بوجود نمي‌آورد. اين دقت تنظيم‌گذار است كه منحني‌هاي مناسب براي رله‌هاي پشت سر هم را به درستي انتخاب كند و به هر حال، اين منحني‌هاي انتخاب شده بايد بگونه‌اي كنار هم قرار گيرند كه در ضعيف‌ترين و شديدترين جريان‌هاي اتصالي، فاصله‌هاي زماني هر دو رله پشت سر هم كمتر از حداقل لازم (4/0 ثانيه) نشود. در رله‌هاي ديجيتال جديد كه دقت بيشتري دارند گاهي اين فاصله زماني را تا 3/0 ثانيه هم تقليل مي‌دهند.

 

 

324ـ در حالتي كه براي حفاظت فيدر، از 2 رله جرياني (براي دو فاز) و يك رله نامتعادلي استفاده شده باشد و در فاز فاقد رله جرياني، اتصالي رخ دهد، چگونه متوجه اتصالي در آن فاز خواهيم شد؟

 استفاده از دو رله جرياني براي دو فاز (فازهاي كناري)، به جهت صرفه‌جويي معمول شده است و البته اين وضعيت، معمولاً در فيدرهاي 20 كيلو ولت (و سطوح پايين‌تر) مشاهده مي‌شود و چندان اشكالي را هم در تشخيص فاز مورد اتصالي بوجود نمي‌آورد. زيرا، اگر اتصالي در فاز وسط با زمين باشد، رله زمين و اگر اتصالي بين فاز وسط و يكي از فازهاي كناري باشد، رله مربوط به همان فاز كناري عمل كرده و پرچم خواهد انداخت و اپراتور از نوع عملكرد انديكاتور (پرچم) خواهد فهميد كه اتصالي در فاز وسط رخ داده است.

 

325ـ چنانچه فيدر دو فاز شود (دو پل بريكر وصل شود و يا در اثر خط پارگي در يك فاز و بدون ايجاد اتصالي با زمين فقط در دو فاز جريان برقرار شود)، آيا در آن صورت رله نامتعادلي عمل خواهد كرد؟

 رله نامتعادلي (رله زمين) فقط زماني عمل خواهد كرد كه اتصال باز مين رخ داده باشد. در اتصالي‌هاي فاز با فاز (دو فازو يا سه فاز بدون ارتباط با زمين)، با تنظيمي كه رله زمين دارد، هيچگاه عملكرد نخواهد داشت مگر آنكه نامتعادلي جريان‌ها به گونه‌اي باشد كه از حد تنظيمي رله زمين بگذرد.

 

326ـ در برخي از پست‌ها (تيپ كوژلكس) كه فاقد تانك رزيستانس و رله Sensetive E/F هستند، براي تشخيص جريان‌هاي نشتي كم، چه تمهيداتي بكار گرفته شده است؟

 تانك رزيستانس باعث مي‌شود كه جريان نشتي بتدريج زياد شده و به حدي برسد كه رله نوترال را تحريك كند. در پست‌هاي فاقد تانك رزيستانس جريان نشتي اگر به مقدار كم باشد مقدار آن ثابت مانده و علاوه بر ايجاد تلفات، باعث گرم شدن ترانسفورماتور نوتر مي‌شود. در اين پست‌ها براي آشكار نمودن جريان‌هاي كم اين تمهيد بكار گرفته شده است كه يك رله جرياني با تنظيم پايين كه بر سر راه جريان نوترال قرار گرفته تحريك مي‌شود و فرمان به يك رله تأخير زماني مي‌دهد. زمان تأخيري اين رله يك دقيقه است و چنانچه ظرف اين مدت نشتي برطرف نشده باشد، فرمان آلارم مي‌دهد.

      اين آلارم براي هوشيار كردن اپراتور است كه اگر به فيدر خاصي از لحاظ سابقه جريان نشتي مظنون است، آن را قطع كند و جريان نشتي از نوترال حذف شده و رله به وضعيت عادي خود برگردد. اگر چنين اقدامي صورت نگيرد و جريان نشتي ادامه پيدا كند، رله زماني، فرمان به يك رله زماني ديگر با تأخير 3 دقيقه مي‌دهد و در صورت ادامه داشتن جريان نشتي فرمان قطع طرف ثانويه ترانسفورماتور صادر مي‌شود. به اين مجموعه، رله دو مرحله‌اي گفته مي‌شود. پيش از بكارگيري اين طرح در اينگونه پست‌ها از يك نوع رله مجهز استفاده مي‌شد كه همه فيدرهاي خروجي را زيرنظر داشت و جريان نشتي آنها را مي‌سنجيد و اين سنجش را به صورت چرخشي انجام مي‌داد و در صورت احساس وجود جريان نشتي در هر يك از آنها فرمان قطع آن فيدر را صادر مي‌كرد. اما اين رله‌ها بدلايلي از مدار خارج شده‌اند.

 

327ـ آيا مي‌توانيم مدار رله R.E.F را يك مدار ديفرنسيالي و يا تفاضلي به حساب آوريم؟

 رله R.E.F عبارت است از يك رله جرياني حساس، كه بر سر راه دو جريان قرار گرفته است: يك جريان از نوترال ترانسفورماتور مي‌آيد و جريان ديگر باقيمانده جريان‌هاي سه فاز فيدر ترانس است. اين باقيمانده در حقيقت عبارت است از جريان رزيجوال (Residual) سه فاز فيدر ترانس خواهد بود. از آنجا كه رله R.E.F اتصال به زمين كابل يا باسبار خروجي از ترانسفورماتور تا فيدر ترانس را مي‌بيند، بنابراين در حالت نرمال نه جريان رزيجوال وجود دارد و نه جريان برگشتي از نوترال و لذا رله نيز بدون عمل خواهد بود. اما در صورت بروز اتصال زمين در محوده نوترال تا فيدر ترانس مربوطه، از نوترال جرياني عبور خواهد كرد، در حالي كه جريان رزيجوال فيدر ترانس ناچيز بوده و تفاوت اين دو موجب عملكرد R.E.F خواهد شد.

      با توجه به شكل صفحه بعد چنانچه اتصالي بعد از فيدر ترانس رخ داده باشد، R.E.F عملكرد نخواهد داشت زيرا كه جريان رزيجوال و جريان نوترال با هم برابر بوده و مازادي نخواهند داشت تا باعث تحريك R.E.F شود.

 

328ـ زمان عملكرد رله R.E.F تأخيري است يا لحظه‌اي؟

 زمان عملكرد رله R.E.F نبايد تأخيري باشد و فلسفه قرار دادن اين رله براي محدوده باس يا كابل بعد از ترانسفورماتور آن است كه اتصالي‌هاي رخداده در محدوده نزديك ترانسفورماتور قدرت را كه مي‌تواند بسيار شديد باشد، بلافاصله و بدون فوت وقت قطع كند تا ترانسفورماتور و همينطور كابل يا باسبار متصل به ترانسفورماتور آسيب كمتري ببيند. توضيح آنكه اتصالي‌هاي واقع در محدوده عملكرد رله R.E.F به دليل كم بودن امپدانس مسير، از شدت بيشتري برخوردار خواهد بود و دليلي براي تأخير در قطع وجود نخواهد داشت.

 

329ـ زماني كه رله R.E.F عمل مي‌كند، آيا فقط طرف ثانويه ترانسفورماتور را باز مي‌كند. چرا؟

 خير، با عملكرد رله R.E.F هر دو طرف ترانسفورماتور قطع مي‌شود زيرا كه كابل يا باسبار متصل به ترانسفورماتور قدرت بدون واسطه بريكر به آن متصل شده است و قطع فيدر ترانس به تنهايي براي رفع اتصالي از ترانسفورماتور بي‌فايده خواهد بود.

 

330ـ عملكرد رله بوخهلتس سريع است يا كند؟ توضيح دهيد.

 ظاهراً بنظر مي‌رسد كه عكس‌العمل رله بوخهلتس در برابر مشكلات داخلي ترانسفورماتور از قبيل اتصال حلقه يا اتصال سيم پيچ به بدنه و يا توليد گاز (به هر علت كه باشد)، كند باشد اما چنين نيست و عملكرد رله بوخهلتس در اين موارد سرعتي حدود عملكرد رله ديفرنسيال را دارد و لذا در بعضي از كشورها، حفاظت اصلي ترانسفورماتور قدرت به شمار مي‌آيد.

 

331ـ چرا مدار فرمان وصل ترانسفورماتور, پس از صدور فرمان قطع از طرف رله بوخهلتس، بلوكه مي‌شود؟

 عملكرد رله بوخهلتس غالباً خبر از بروز اشكال عمده در ترانسفورماتور مي‌دهد؛ به جز مواردي كه در اثر تبخير رطوبت موجود در روغن ترانسفورماتور، آلارم يا فرمان قطع از جانب بوخهلتس صادر شود، در بقيه موارد مبين مسأله‌اي حاد در ترانسفورماتور خواهد بود و بنابراين تا بررسي عيب و مشخص شدن آن، اجازه نخواهيم داشت ترانسفورماتور را برقدار كنيم. عملكرد رله بوخهلتس، در بسياري از طرح‌ها، رلة قفل شدگي (Blocking) را تحريك كرده و از اين طريق، فرمان وصل ترانسفورماتور قفل مي‌شود تا پس از بررسي و رفع قفل شدگي (Deblocking) توسط متخصص يا اپراتور، ترانسفورماتور اجازه وصل يابد.

 

332ـ در ترانسفورماتورهاي بزرگ كه براي سيركولاسيون روغن، از پمپ روغن استفاده مي‌شود آيا امكان دارد كه در اثر باز يا بسته شدن دريچه‌هاي ورود و خروج روغن، رله بوخهلتس عمل كرده و فرمان كاذب صادر كند؟

 بله، معمولاً چنين اتفاقي مي‌افتد. زيرا كه باز يا بسته شدن دريچه‌هاي روغن، با ضربه همراه بوده و ايجاد موج در روغن ترانسفورماتور و هواي بالاي محفظه روغن نموده، گاهاً عملكرد كاذب رله بوخهلتس را فراهم مي‌آورد. براي رفع اين مشكل در اين ترانسفورماتورها، از يك نوع كنتاكتور بسيار ظريف و حساس استفاده مي‌شود تا به هنگام عملكرد دريچه‌هاي روغن، مدار فرمان قطع رله بوخهلتس، براي مدت زماني كوتاه (كسري از ثاني) بلوكه شود تا از صدور فرمان بيمورد جلوگيري شود، پس از گذشت اين پريود، مدار فرمان بوخهلتس نرمال شده و در صورت وجود اشكال واقعي در ترانسفورماور، فرمان قطع صادر خواهد شد.

 

333ـ آيا براي ترانسفورماتورهاي خشك (رزيني)، مي‌توان از رله بوخهلتس استفاده كرد؟

 استفاده از رله بوخهلتس، خاص ترانسفورماتورهاي روغني است و بنابارين در ترانسفورماتورهاي خشك، دليلي براي استفاده وجود ندارد. در اينگونه ترانسفورماتورها، براي آشكار نمودن اشكالات داخلي ترانسفورماتور، از رله‌هاي جرياني طرف فشار قوي و يا رله ديفرنسيال استفاده مي‌شود.

 

334ـ ماكزيمم جريان بار در طرف ثانويه يك ترانسفورماتور سه فاز 20/63 كيلو ولت با قدرت 30MVA چقدر است؟

 جريان نامي طرف 63 كيلو ولت:

جريان نامي طرف 20 كيلو ولت:

 

335ـ انتخاب C.T.هاي طرفين ترانسفورماتور سه فاز 20/63 با قدرت 30MVA براي طراحي رله ديفرنسيال چگونه صورت مي‌گيرد؟

 C.Tهاي موجود در بازار كشورها، نورم‌هاي خاصي دارد. نورم نزديك به جريان 275 آمپر، براي طرف 63 كيلو ولت، 300 آمپر است كه انتخاب مي‌شود. نورم نزديك به جريان 866 آمپر، براي طرف 20 كيلو ولت، 1000 آمپر است كه انتخاب مي‌گردد. با چنين انتخابي، اختلاف جرياني بين دو طرف ترانسفورماتور (در قسمت ثانويه) بوجود مي‌آيد كه به طريقي جبران مي‌شود.

 

336ـ وقتي نسبت C.T.هاي طرفين ترانسفورماتور قدرت را متناسب با نسبت‌هاي واقعي موجود در بازار گرد (ROUND) مي‌كنيم، براي از بين بردن اختلاف جريان‌هاي دو طرف چه تمهيدي مي‌انديشيم؟

 راه از بين بردن اختلاف جريان طرفين در اين حالت، استفاده از ترانسفورماتور تطبيق (Matching Tr.) است كه همانند ترانسفورماتورهاي قدرت، سر (Tap)هاي مختلفي دارد و آن سري استفاده مي‌شود كه اختلاف جريان دو طرف را به حداقل رساند. ترانسفورماتور تطبيق بايد همان گروه‌برداري ترانسفورماتور قدرت را داشته باشد تا اختلاف ناشي از چرخش فازها در طرفين را جبران نمايد. البته به هر مقدار هم كه توازن بين جريان‌هاي دو طرف را فراهم كنيم، باز هم در شرايطي اختلاف جريان وجود خواهد داشت، خصوصاً هنگامي كه تپ ترانسفورماتور اصلي در مقادير حداكثر يا حداقل قرار مي‌گيرد. لذا براي پايدار كردن رله ديفرنسيال، اين اختلاف را به عنوان حداقل تنظيم جريان عملكرد آن منظور مي‌كنيم تا در شرايط كار ترانسفورماتور و بروز اتصال‌هاي كوتاه خارج از محدوده رله ديفرنسيال، عملكرد بيمورد و قطع ناخواسته ترانسفورماتور اتفاق نيفتد.

 

337ـ وقتي ترانسفورماتور قدرت را فقط تحت ولتاژ (تانسيون) قرار مي‌دهيم (ثانويه باز و بدون بار بوده و فقط اوليه جريان دارد) چرا رله ديفرنسيال عمل نمي‌كند؟

 اين وضعيت براي ترانسفورماتور قدرت به حالت بي‌باري معروف است. در اين وضعيت از اوليه فقط جريان مغناطيس كننده (Im) عبور مي‌كند كه حدود 1/0 جريان نامي است و بنابراين مقدار كمي دارد و اين مقدار در جريان پايدار كننده و تنظيم شده روي رله ديفرنسيال قبلاً لحاظ شده و مانع از عملكرد بيمورد رله به هنگام برقرار كردن ترانسفورماتور خواهد شد.

 

 

 

338ـ جريان هجومي چه جرياني است و چه هارمونيك‌هايي را شامل مي‌شود؟

هر يك از المان‌هاي خط، كابل و ترانسفورماتور، به هنگام برقدار شدن، جريان زيادي مي‌كشند كه به جريان هجومي (Inrush Current) معروف است، اما به تدريج از مقدار آن كاسته شده و با تبعيت از منحنی ميرائي خاص خود، به حد ثابت و پايدار (Steady State) مي‌رسد. اين جريان شامل دو مؤلفه است، يكي D.C و ديگري A.C. مؤلفه D.C عبارت از همن منحني ميرا شونده است و منحني A.C نيز همان منحني سينوسي جريان است كه بر منحني ميرا شونده D.C سوار شده و مجموعاً يك منحني سينوسي ميرا شونده را مي‌سازند.

      اين جريان مركب، غالباً با هارمونيك‌هاي زوج همراه است و از همين خاصيت زوج بودن هارمونيك‌هاي همراه با جريان هجومي، در جهت مصون‌سازي رله ديفرنسيال ترانسفورماتور استفاده مي‌كنند. زمان تداوم جريان هجومي در كابل يا ترانسفورماتور و يا به اصطلاح ثابت زماني آن، بستگي به مشخصه راكتانس سلفي و رزيستانس كابل يا ترانسفورماتور دارد. هرچه راكتانس سلفي (XL) بيشتر و رزيستانس (R) كمتر باشد، ثابت زماني بزرگتر بوده و جريان هجومي ديرتر به حالت پايدار مي‌رسد. جريان هجومي در كابل‌ها غالباً باعث نگير شدن فيدرها مي‌شود، زيرا كه اندازه دامنه جریان در لحظه وصل فيدر، بيشتر از مقدار تنظيمي رله جرياني (از نوع زمان ثابت) بوده و باعث تحريك آن مي‌گردد.

      در ترانسفورماتور نيز بدليل كشده شدن جريان مغناطيس كننده در طرف اوليه، بين دو طرف اختلاف ايجاد شده موجب تحريك رله ديفرنسيال مي‌گردد و از همين رو تمهيدي انديشيده شده و يك رله حساس به هارموني زوج كه در درون رله ديفرنسيال تعبيه شده، در لحظه وصل ترانسفورماتور، تحريك شده و مدار فرمان قطع رله ديفرنسيال را براي مدت زمان كوتاهي باز مي‌كند تا ترانسفورماتور بتواند جريان هجومي را پشت سر گذاشته برقدار شود.

 

339ـ در استفاده از حفاظت ديفرنسيال ترانسفورماتور، آيا لازم است بدنه ترانسفورماتور از زمين عايق شود؟

حفاظت ديفرنسيالي براي حفاظت ترانسفورماتور در مقابل كليه اتصالي‌هايي كه در محدوده واقع بين ترانسفورماتورهاي جريان طرفين ترانسفورماتور قدرت اتفاق مي‌افتند بكار مي‌رود و بنابراين به هر دليل كه جريان‌هاي ورودي و خروجي ترانسفورماتور قدرت از تعادل خارج شود، رله تحريك مي‌شود؛ حتي اگر اين عدم تعادل، بواسطه اتصالي بين خروجي يكي از بوشينگ‌ها با بدنه ترانسفورماتور باشد.

 

340ـ چرا در استفاده از حفاظت بدنه ترانسفورماتور قدرت، بدنه آن را از زمين عايق مي‌كنيم؟

 حفاظت بدنه ترانسفورماتور قدرت را در مواردي بكار مي‌بريم كه از رله ديفرانسيال برخوردار نباشيم. در اين موارد، براي آنكه ترانسفورماتور در برابر اتصالي‌هاي واقع بر بدنه ترانسفورماتور (مثل اتصالي يكي از سيم‌هاي خروجي از بوشينگ‌ها با بدنه) حفاظت شود، مجبور هستيم جريان برقرار شده در بدنه را از يك نقطه معين به زمين هدايت كنيم تا قابل اندازه‌گيري و كنترل باشد. از همين رو چهار چرخ ترانسفورماتور را با قرار دادن ايزولاسيون كافي (مثل لايه‌هاي فيبر شيش) از زمين عايق كرده و بدنه را فقط توسط يك سيم و با واسطه يك C.T زمين مي‌كنيم تا هنگام بروز اتصالي و عبور جريان فاز از بدنه به زمين، رله جرياني متصل به خروجي C.T، فرمان قطع طرفين ترانسفورماتور را صادر كند. توجه شود كه در اين نوع حفاظت لازم است كليه جعبه‌هاي حاوي وسائل و مدارات الكتريكي متصل به بدنه ترانسفورماتور، از بدنه ترانسفورماتور ايزوله شوند زيرا كه در غير اينصورت با ايجاد اتصالی هر يك از اين مدارات با بدنه، موجبات  عمل رله بدنه و قطع ترانسفورماتور فراهم مي‌آيد.

 

341ـ چرا براي حفاظت كابل به روش ديفرنسيالي، نمي‌توانيم از مقايسه جريان‌هاي طرفين به صورت معمول استفاده كنيم؟

 وقتي بخواهيم يك مسير طولاني مثلاً يك كابل به طول 20 كيلومتر را به روش ديفرنسيالي و با قرار دادن و C.T در طرفين حفاظت كنيم دچار مشكل مي‌شويم. يك مشكل اين است كه سيم‌هاي رفت و برگشت طرفين هزينه بر و ثانياً داراي امپدانس قابل توجه و همين طور تلفات زياد مي‌شود. مشكل دوم آن است كه به هنگام جريان دادن كابل، جريان‌هاي ابتدا و انتهاي كابل به دليل پديده جريان هجومي و نيز به دليل عبور جريان خازني در طول مسير، متفاوت خواهد شد و همچنين مشكل تنظيمات رله براي بارهاي مختلف را نيز بايد به اين مشكلات افزود. به اين دلايل، كاري مي‌كنيم كه به جاي مقايسه جريان‌ها در طرفين، جريان‌ها را در محل خود به ولتاژ بسيار كم تبديل نموده (توسط ترانس اكتور) و آنگاه مقدار اين ولتاژها را به صورت فركانس به طرف ديگر مدار مخابره و با نظير خود مقايسه كنيم. اين روش، شماي ساده‌اي است از طرح رله ديفرنسيال طولي. اصطلاح طولي در برابر حفاظت عرضي كه خاص حفاظت از وسايل با ابعاد محدود (مثل ترانسفورماتور يا ژنراتور) مي‌باشد، بكار مي‌رود.

 

342ـ اگر ولتاژ A.C يا D.C موجود در جعبه‌هاي منصوب روي بدنه ترانسفورماتور به بدنه اتصالي يابد، آيا رله بدنه ترانسفورماتور عمل مي‌كند؟

 از آنجا كه هر دو ولتاژ A.C و D.C داخل پست با زمين پست ارتباط دارند، اتصال هر يك از آنها به بدنه ترانسفورماتور و در نتيجه زمين پست (از طريق سيمي كه بدنه را به زمين متصل مي‌كند)، باعث عبور جريان اتصالي و در نهايت تحريك رله بدنه و فرمان قطع ترانسفورماتور مي‌شود.

 

343ـ فرمان رله بدنه ترانسفورماتور لحظه‌اي است يا تأخيري، چرا؟

 فرمان رله بدنه ترانسفورماتور، لحظه‌اي و بدون تأخير است، زيرا كه اتصال ايجاد شده در بدنه ترانسفورماتور را مي‌بايد بدون فوت وقت و پيش از وارد آمدن خسارت به ترانسفورماتور قطع كند. در مواردي هم اتصالي واقع در بدنه ترانسفورماتور مي‌تواند ناشي از حوادث انساني باشد، نظير مواقعي كه تعميركار در بالاي ترانسفورماتور مشغول كار است و ترانسفورماتور به اشتباه برقدار مي‌شود (در سيستم‌هاي فيدر ترانسي) و طبيعاً تأخير در قطع جايز نيست.

 

344ـ آيا رله بدنه ترانسفورماتور، در اتصال حلقه داخل ترانسفورماتور (بدون ارتباط با بدنه) به عمل درمي‌آيد؟

رله بدنه ترانسفورماتور فقط در موارد برقدار شدن بدنه تحريك مي‌شود. بنابراين بروز اتصال حلقه در ترانسفورماتور (بدون آنكه سيم پيچ به بدنه اتصالي كند)، بدنه ترانسفورماتور را برقدار نمي‌كند تا موجب عملكرد رله بدنه گردد.

 

345ـ آيا رله بدنه در هنگام اتصال فاز پاره شده سيم پيچ داخل ترانسفورماتور با بدنه، فعال مي‌شود؟

 هر عاملي كه باعث عبور جريان از رله بدنه (بيش از حد تنظيمي آن) گردد، عملكرد رله را باعث خواهد شد از جمله جريان بسيار زياد ناشي از صاعقه‌اي كه به ترانسفورماتور برخورد مي‌كند.

 

346ـ در صورتي كه صاعقه با بدنه ترانسفورماتور برخورد كند، آيا رله بدنه ترانسفورماتور عمل خواهد كرد؟

 

347ـ در صورت برقراري جرقه بين فاز خارج شده از بوشينگ و بدنه ترانسفورماتور، جريان زمين از چه مسيري به شبكه برمي‌گردد؟

 براي برقراري جريان، طبيعي است كه بايد مدار بسته‌اي وجود داشته باشد. به عبارت ديگر، جريان از طريق فاز اتصالي شده با بدنه، به زمين مي‌ريزد و از مسير نوترال شبكه و ترانسفورماتور نوتر به شبكه و نهايتاً به نقطه اتصالي برمي‌گردد. چنانچه نوترال شبكه باز باشد، بستگي به اين خواهد داشت كه صفر ستاره پست بعدي زمين شده باشد يا نه. اگر زمين شده باشد، عملكرد رله بدنه بستگي به امپدانس‌هاي مسير خواهد داشت و در صورتيكه زمين نشده باشد، طبيعتاً مسير جريان برقرار نبوده و رله بدنه عمل نخواهد كرد. البته در هر حال، مقداري جریان خازني وجود خواهد داشت اما اين جريان خازني به تنهايي به آن مقداري نمي‌رسد كه تحريك رله بدنه را فراهم آورد. در خصوص مسأله مورد اشاره، اين مدار بسته، به صورت شكل زير خواهد بود.

 

348ـ چه عوامل عمده‌اي در تخريب ترانسفورماتور قدرت به دنبال مي‌آورد؟

 از عوامل عمده تخريب ترانسفورماتورهاي قدرت، افزايش درجه حرارت ناشي از اضافه بارها و تنش‌هاي ديناميكي ناشي از جريان‌هاي اتصال كوتاه است. اضافه ولتاژهاي ناشي از امواج سيار (مربوط به صاعقه و كليد زني‌ها) نيز معمولاً آثار بسيار سوئي بر ترانسفورماتورها و ژنراتورها و موتورهاي بزرگ باقي مي‌گذارد. كاهش فركانس نيز كه موجب افزايش شار و در نتيجه افزايش جريان مي‌شود براي ترانسفورماتورها خسارت به بار خواهد آورد.

 

349ـ آيا كاهش فركانس، كاهش جريان را در ترانسفورماتور قدرت به دنبال مي‌آورد؟

 خير، كاهش فركانس قدرت در ترانسفورماتور، مطابق رابطه ، موجب كاهش راكتانس سيم پيچ‌ها شده و در ولتاژ ثابت، موجب افزايش جريان مي‌شود. به عبارت ديگر، جريان و فركانس شبكه در رابطه معكوس با هم قرار دارند.

 

350ـ آيا افزايش جريان، كاهش شار را به دنبال مي‌آورد؟

 خير، رابطه جريان و شار ايجاد شده، يك رابطه مستقيم است، يعني هرچه جريان بيشتر باشد، شار توليدي بيشتر خواهد شد. .

 

351ـ آيا افزايش شار در ترانسفورماتور (كه ناشي از جريان سيم‌پيچ‌ها است) به تمامي از هسته آن مي‌گذرد؟

 خير، هميشه مقداري از شار ايجاد شده از طريق بدنه ترانسفورماتور و مقداري هم از طريق هوا مدار خود را مي‌بندد كه به اين دو شار پراكنده اتلاق می‌‌شود.

 

352ـ آن قسمت از شار پراكنده كه از طريق بدنه ترانسفورماتور بسته مي‌شود، آيا ارتباطي به گرماي ايجاد شده در بدنه دارد؟

 بله، شار كه شكل مغناطيسي و معادل جريان الكتريكي است، موجب تلفات حقيقي بوده و ايجاد حرارت مي‌كند. بنابراين بالا بودن مقاومت مغناطيسي هسته (رلوكتانس) كه موجب كاهش شار عبوري از هسته و در نتيجه افزايش شار پراكندگي مي‌شود به افزايش دماي بدنه كمك خواهد كرد.

 

353ـ رله اضافه شار كه در حفاظت بعضي از ترانسفورماتورهاي قدرت بكار گرفته مي‌شود به چه پارامترهايي حساس است؟

 رله اضافه شار به دو پارامتر ولتاژ و فركانس حساس است. فرمول پايه به اكر گرفته شده در اينگونه رله‌ها معمولاً به صورت زير است:

 

354ـ چرا رله اضافه شار در ترانسفورماتورهاي منصوب در پست‌هاي نيروگاهي كاربرد دارد؟

 زيرا كه اين ترانسفورماتورها، بيش از ترانسفورماتورهاي منصوب در پست‌هاي واسطه و معمولي در معرض وقوع تغييرات فركانس و تغييرات ولتاژ هستند. كاهش فركانس افزايش جريان و افزايش شار را بدنبال دارد و اضافه ولتاژ فركانس قدرت نيز بنوبه خود افزايش جريان و در نتيجه افزايش شار زياد را در پي خواهد داشت و اگر اين دو يعني كاهش فركانس و افزايش ولتاژ همزمان روي دهد، ميزان افزايش شار بسيار بزرگ خواهد بود و از همين رو اين رله‌ها به حاصل تقسيم ولتاژ بر فركانس به گونه‌اي حساس طراحي مي‌شوند تا با تجاوز شار از حد معيني، ادامه روال ايجاد شده ميسر نباشد. البته در اين حفاظت، نيازي به عملكرد سريع نداشته و قطع آني موردنظر نخواهد بود.

 

355ـ آيا در پست‌هاي فشار قوي از رله‌هاي ولتاژ نوع A.C هم استفاده مي‌شود؟

 رله‌هاي بكار رفته در پست‌ها معمولاً‌از نوع D.C است به اين معني كه ولتاژ تغذيه فرمان آنها D.C مي‌باشد و علت هم آن است كه در مواقع قطع برق و خاموش شدن پست، از فرمان‌هاي حفاظتي برخوردار باشيم. اين ولتاژ D.C توسط سيستم باتري‌ها فراهم مي‌شود و ولتاژ مطمئن‌تري نسبت به ولتاژ A.C داخلي پست است. اما زماني كه ولتاژ D.C پست، به عللي قطع شود، وظيفه آشكار كردن اشكال بوجود آمده به عهده چه ولتاژي خواهد بود؟ در اينجا است كه تغذيه فرمان رله قطع تغذيه D.C بعده سيستم A.C داخلي پست قرار داده مي‌شود. بنابراين سيستم A.C نگهبان D.C و سيستم D.C هم، نگهبان وضعيت A.C پست هست.

 

356ـ فرمان رله‌هاي ولتاژي را سريع انتخاب مي‌كنند يا با تأخير نسبتاً زياد؟

 اضافه ولتاژهاي خطرناك معمولاً از طريق صاعقه و عمليات كليدزني ايجاد مي‌شوند و در كار تخريب المان‌هاي عمده شبكه مثل ژنراتورها، ترانسفورماتورها، موتورهاي بزرگ و بانك‌هاي خازني، آن اندازه سريع هستند كه حفاظت تأسيسات در مقابل آنها از عهده رله‌ها خارج است (سريعترين رله‌ها كمتر از چند ميلي ثانيه بعمل درنمي‌آيند در حاليكه سرعت تخريب اضافه ولتاژهاي سيار در ميكروثانيه‌ها صورت مي‌گيرد.) و لذا حفاظت در برابر اين پديده‌ها را به برقگيرها محول مي‌كنند. اما اضافه ولتاژهاي ديگري نيز داريم كه از جنس خود ولتاژ شبكه هستند كه اضافه ولتاژهاي فركانس قدرت ناميده مي‌شوند. اين اضافه ولتاژها در اثر افزايش تپ ترانسفورماتورها و يا كاهش بار و امثالهم به وجود مي‌آيند كه غالباً بطئي و تدريجي هستند و در ضمن در كوتاه مدت، خسارت‌آميز نيز نخواهند بود و بنابراين لزومي به عكس‌العمل آني در برابر آنها نمي‌باشد. معمولاً تأخير حدود دقيقه را براي آنها منظور مي‌كنند.

در حالات كاهش ولتاژ شبكه نيز، وضع به همين منوال است و تأخير قابل توجهي تا صدور فرمان، قائل مي‌شوند و گاهي نيز فقط به صدور آلارم اكتفا مي‌كنند. اما در مواردي مثل مواقعي كه ولتاژ از حد مينيممي كمتر مي‌شود و بايد وسيله جبران كننده (تپ چنجر) از عمل بي‌فايده باز ايستد و يا مواقعي كه ولتاژ شبكه تا حد خطرناكي بالا مي‌رود (در نيمه‌هاي شب كه بار كم شده و تپ چنجر نيز در وضعيت كار اتوماتيك نمي‌باشد) قطع شبكه ضرورت خواهد داشت.

آدرس کوتاه :
رای شما
میانگین (0 آرا)
The average rating is 0.0 stars out of 5.