268ـ ترانسفورماتور جريان (C.T.) چگونه ترانسفورماتوري است؟

268ـ نظر به اينكه ساخت كليه دستگاه‌هاي حفاظتي و اندازه‌گيري به صورت پرايمري به دلائل فني تقريباً غيرممكن و غيراقتصادي مي‌باشد، لذا اين ترانسفورماتور، جريان شبكه را به مقادير استاندارد 1 يا 5 آمپر كاهش مي‌دهد تا قابل استفاده در دستگاه‌هاي حفاظتي و اندازه‌گيري در مدارات ثانويه گردد.

269ـ ترانسفورماتور ولتاژ (V.T.) چگونه ترانسفورماتوري است؟

 ترانسفورماتور ولتاژ براي پايين آوردن ولتاژ به منظور اندازه‌گيري و استفاده در سيستم‌هاي حفاظت و همچنين سنكرونيزاسيون (براي پارالل كردن خطوط و ژنراتور با شبكه) به كار مي‌رود.

270ـ چرا در ولتاژهاي بالا ترجيح داده مي‌شود به جاي استفاده از P.T. از C.V.T استفاده گردد؟

 به دو دليل:

الف) به لحاظ اقتصادي (عايق‌بندي ترانسفورماتور ولتاژ ساده‌تر مي‌شود).

ب) امكان بهره‌گيري از آن براي دستگاه مخابراتي پي ال سي.

271ـ دستگاه‌هاي C.T.، P.T.، راكتور، خازن و برقگير در شبكه به چه صورت بسته مي‌شوند؟

C.T. به طور سري، P.T. به طور موازي، راكتور و خازن هم به طور سري و هم به طور موازي و برقگير به طور موازي در مدار قرار داده مي‌شوند.

272ـ استفاده از ترانسفورماتور ولتاژ و جريان در پست‌ها به چه منظوري مي‌باشد؟

براي اندازه‌گيري كميت‌هايي چون جريان، ولتاژ، ، توان اكتيو، توان راكتيو و همچنين حفاظت، مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

273ـ اگر به هنگام در مدار بودن C.T.، ثانويه آن باز شود، چه اتفاقي مي‌افتد؟

 در صورت باز شدن ثانويه C.T. حين كار، فقط جريان مدار اوليه حضور خواهد داشت و E.M.T. يا نيروي الكتروموتوري بزرگي در ثانويه توليد و در ترمينالهاي ثانويه ظاهر خواهد شد و علاوه بر ايجاد خطرات جاني، انهدام عايقي مدار ثانويه را بدنبال خواهد آورد. به عبارت ساده‌تر، در هر دو سيم پيچ اوليه و ثانويه، نيروي محركه مغناطيسي (Magneto Motive Force) M.M.F توليد مي‌شود كه برخلاف هم هستند. M.M.F ثانويه قدري كوچكتر از M.M.F اوليه است و در نتيجه برآيند اين دو اندك است و همين برآيند است كه در هسته شار ايجاد مي‌كند و اين شار در حالت كار عادي C.T كوچك بوده و ولتاژ كمي در ثانويه بوجود مي‌آورد. وقتي ثانويه C.T در حال كار باز شود، M.M.F ثانويه صفر مي‌شود در حاليكه M.M.F اوليه ثابت باقي مانده است. در نتيجه M.M.F برآيند برابر با M.M.F اوليه خواهد شد كه بسيار بزرگ است. اين M.M.F شار زيادي در هسته C.T مي‌بندد كه خود باعث به اشباع رفتن آن مي‌شود. در عين آنكه ولتاژ زيادي در ثانويه ايجاد مي‌كند، از حد تحمل عايقي آن مي‌گذرد و مي‌تواند ترانسفورماتور جريان را منهدم كند. ولتاژ زياد بوجود آمده نيز مي‌تواند خطرناك باشد. در اين وضعيت، جريان‌هاي فوكو و هيسترزيس نيز زياد شده و ايجاد تلفات حرارتي و سبب آتش گرفتن C.T مي‌شود. همه اين مسائل اگر موجبات انهدام C.T را فراهم نياورد، كلاً باعث كاهش كيفيت C.T و تغيير نسبت تبديل و افزايش خطاي زاويه مي‌شود.

274ـ C.T.هاي حفاظتي و C.T.هاي اندازه‌گيري چه تفاوت اصولي با هم دارند؟

 ترانسفورماتور جريان، مدار ثانويه را از مدار اوليه (كه داراي ولتاژ و جريان بالا است) ايزوله مي‌كند، ضمن آنكه از جريان بالاي اوليه مقداري فراهم مي‌آورد كه اولاً قابل اندازه‌گيري بوده و ثانياً بطور خطي و متناسب با مقدار مدار اوليه باشد. البته نقش C.T اندازه‌گيري همانند C.T حفاظتي نيست. يك C.T اندازه‌گيري فقط در شرايط عادي خط، مقادير متناسب با اوليه را مي‌سازد و در صورت بروز اتصالي در شبكه، به اشباع مي‌رود و با ثابت نگهداشتن جريان در ثانويه، از سوختن وسائل اندازه‌گيري جلوگيري مي‌كند. در حاليكه يك C.T حفاظتي وظيفه دارد در مواقع اتصالي مقدار جريان ثانويه را متناسب با مقدار اوليه به رله منتقل كند. هرگونه قصور C.T حفاظتي باعث مي‌شود كه عملكرد سلكتيو (انتخابي) رله‌هاي متوالي، بدرستي صورت نگيرد. بنابراين بايد C.T حفاظتي را به تناسب سيستم حفاظتي انتخاب نمود بنحوي كه به دقت با رله‌ها منطبق بوده و توأماً حفاظت كاملي را بوجود آورد.

275ـ ضريب حد دقت (A.L.F) به طور خلاصه چه معني دارد؟

 يك ترانسفورماتور جريان طوري طراحي مي‌شود كه نسبت تبديل آن در محدوده‌اي از جريان اوليه ثابت باقي بماند. اين محدوده، چندين برابر جريان نامي است. همچنين چندين برابر، در حقيقت ضريبي است كه حد دقت C.T را بيان مي‌كند و ضريب حد دقت ناميده مي‌شود.

276ـ جريان حد دقت به چه معنا است؟

 حاصلضرب ضريب حد دقت در جريان نامي C.T، جريان حد دقت را بدست مي‌دهد و آن جرياني است كه بيشتر از آن، C.T به اشباع مي‌رود و خطاي نسبت تبديل به سرعت زياد مي‌شود. مطابق تعريف، رابطه زير را مي‌توان نوشت:

(A.L.C) = In. (A.L.F)

در اين رابطه:

جريان حد دقت = (A.L.C) = ACCURACY LIMIT CURRENT

ضريب حد دقت = (A.L.F) = ACCURACY LIMIT FACTOR

277ـ .نسبت يك C.T. حفاظتي 5/400 مي‌باشد. در يك اتصال كوتاه، از اوليه آن A600 مي‌گذرد. در ثانويه آن چه جرياني توليد مي‌شود؟

 جريان ايجاد شده در ثانويه در حالت اتصالي

400/5 = 80

600/80 = 7.5 AMP

278ـ رابطه A.L.F و مصرف بسته شده روي C.T. چگونه است؟

 مصرف بسته شده روي يك ترانسفورماتور جريان و ضريب حد دقت آن (در آن مصرف) با يكديگر رابطه معكوس دارند:                      A.L.F = 1/Zload

بطور كلي، اگر از تأثير سيم‌هاي رابط صرفنظر كنيم، رابطه ضرايب حد دقت در دو بار (امپدانس) مصرفي متفاوت را مي‌توان به صورت زير نوشت:

(A.L.F)1  Z1 = (A.L.F)2  Z2

در اين رابطه:

(A.L.F)1: ضريب حد دقت در بار Z1

(A.L.F)2: ضريب حد دقت در بار Z2

بنابراين هرچه امپدانس بار بيشتر شود، ضريب حد دقت كاهش پيدا مي‌كند. لذا مي‌توان فهميد كه اتصالات شل (Loose Connections) در ثانويه، چه تأثير مخربي در به اشباع رفتن ترانسفورماتور جريان خواهد داشت، زيرا كه اين اتصالات شل، بر امپدانس مدار ثانويه خواهد افزود.

279ـ چرا يك سمت C.T. را در ثانويه آن زمين مي‌كنيم؟

 جهت جلوگيري از ظهور پتانسيل زياد نسبت به زمين در اثر القاء ولتاژهاي بالا (كه در پست وجود دارند)، لازم است كه مدارهاي ثانويه زمين شوند و طبيعي است که زمين شدن ثانويه ترانسفورماتور جريان فقط بايد در يك نقطه باشد، اگر چنانچه بيش از يك نقطه زمين شود، جريان‌هاي اتصالي با زمين و همينطور جريان‌هاي سرگردان پديد آمده در زمين پست (Stray Currents) بين اين نقاط، مسير تازه‌اي خواهند يافت و در مواردي باعث تحريك بي‌مورد رله خواهند شد.

280ـ C.T.هاي نوع H، M و U براي چه منظوري به كار مي‌رود؟

 الف) C.T نوع H براي:

1ـ آمپرمترها و احياناً دستگاه‌هاي اندازه‌گيري.

2ـ رله ديستانس.

3ـ حفاظت اوركارنت و يا ساير رله‌ها كه براي هر كدام از كور (CORE يا هسته) جداگانه استفاده مي‌گردد.

ب) C.T نوع M براي:

1ـ حفاظت اوركارنت و ارت فالت

2ـ حفاظت ديفرانسيل

ج) C.T نوع U براي:

1ـ حفاظت رله‌هاي اوركارنت و ارت فالت

2ـ حفاظت رله ديفرانسيل

3ـ براي آمپرمترها و اندازه‌گيري

281ـ ترانسفورماتور جريان از چه قسمت‌هايي تشكيل شده است و به چه منظوري به كار مي‌رود؟

 ترانسفورماتور جريان به منظور تبديل جريان‌هاي زياد به مقادير كم و قابل اندازه‌گيري و همچنين ايزوله نمودن شبكه فشار قوي با شبكه فشار ضعيف استفاده مي‌شود و شامل قسمت‌هاي زير است:

الف) سيم پيچ اوليه        ب) سيم پيچ ثانويه          ج) هسته        د) عايق

282ـ منظور از قدرت اسمي و كلاس دقت ترانسفورماتور جريان چيست؟ مختصراً توضيح دهيد.

 الف) قدرت اسمي: قدرت اسمي ترانسفورماتور عبارت است از تواني كه در وضعيت نرمال توليد مي‌كند و بر حسب ولت آمپر است.

ب) كلاس دقت: گوياي ميزان خطاي ترانسفورماتور در جريان حد دقت است.

283ـ چه تست‌هايي بر روي C.T. انجام مي‌گيرد؟

 1ـ تست نسبت تبديل     2ـ تست پلاريته     3ـ تست نقطه زانويي     4ـ تست عايقي      5ـ تست منحني اشباع      

 6ـ تست مقاومت داخلي       7ـ تست فشار قوي

284ـ منظور از ترانسفورماتورهاي جريان كور بالا (Core) و كور پايين چيست؟

 الف) ترانسفورماتور جريان كور بالا: در اين گونه ترانسفورماتورها، هسته سيم پيچ ثانويه و اوليه در قسمت بالا و در امتداد تجهيزات شبكه قرار مي‌گيرند.

ب) ترانسفورماتور جريان كور پايين: در اين گونه ترانسفورماتورها، هسته سيم پيچ ثانويه و اوليه در قسمت پايين قرار مي‌گيرد.

285ـ معايب و مزاياي C.T.هاي كور بالا چيست؟

 مزاياي يك ترانسفورماتور جريان كور بالا: ميدان الكتريكي يكنواخت، عدم امكان به اشباع رفتن موضعي هسته، طراحي و ساخت آسان و هزينه كم.معايب ترانسفورماتور كور بالا: امكان شكستن تحت تأثير نيروهاي ناشي از باد يا زلزله و يا ديگر نيروهاي مكانيكي (به علت قرار گرفتن وزن ترانسفورماتور در قسمت فوقاني)

286ـ امپدانس داخلي يك C.T. و يك P.T. چه تفاوتي با هم دارند؟

 امپدانس داخلي يك C.T حدوداً صفر و براي P.T بسيار زياد است.

287ـ كار ترانسفورماتور تركيبي جريان و ولتاژ ]كمباين [(P.C.T.) را توضيح دهيد و سمبل شماتيكي آن را رسم كنيد.

 اين نوع ترانسفورماتورها هم كار ترانسفورماتور ولتاژ و هم كار ترانسفورماتور جريان را انجام مي‌دهد و سمبل شماتيك آن به صورت زير است:

سمبل شماتيك ترانسفورماتور تركيبي P.C.T

288ـ آيا مي‌توان ثانويه يك P.T. را اتصال كوتاه نمود؟ در اين صورت چه اتفاقي مي‌افتد؟

 برعكس ترانسفورماتور جريان كه ثانويه براي حالت اتصال كوتاه طراحي مي‌شود، طراحي ثانويه ترانسفورماتور ولتاژ براي وضعيت مدار باز (امپدانس بينهايت) صورت مي‌گيرد و از آنجا كه در حكم يك منبع ولتاژ است، در صورت اتصال كوتاه شدن ثانويه، جريان بسيار بزرگي در آن برقرار شده و باعث ذوب سيم پيچ‌هاي ثانويه و مشتعل شدن ترانسفورماتور ولتاژ خواهد گشت.

289ـ آيا مي‌توان يك رله جرياني را در ثانويه P.T. بست؟ در آن صورت چه اتفاقي خواهد افتاد؟

 يك رله جرياني، امپدانس بسيار كوچكي دارد و اتصال آن به ثانويه يك ترانسفورماتور ولتاژ، همانند ايجاد اتصال كوتاه در مدار ثانويه P.T خواهد بود و اشتعال P.T را بدنبال خواهد داشت.

290ـ اتصال مثلث باز سه P.T. در مدار سه فاز به چه صورت است؟ آن را ترسيم كنيد.

 امپدانس ثانويه يك P.T بسيار زياد است و همين امپدانس موجب پيدايش ولتاژ مطلوب و موردنظر در ثانويه P.T مي‌شود و آن را بصورت يك منبع ولتاژ ظاهر مي‌سازد. C.T عكس اين وضعيت را دارد. يعني امپدانس كمي در ثانويه خود داشته و همين امر موجب سهولت برقراري جريان (به مشابه منبع جريان) مي‌شود. به همين جهت مصرف كننده متصل شده در ثانويه يك P.T مي‌بايد متناسباً امپدانس بالايي داشته باشد در حالي كه امپدانس مصرف كننده متصل شده در ثانويه C.T مي‌بايد بسيار كوچك انتخاب شود.

291ـ چرا از قسم خازني در C.V.T. استفاده مي‌شود؟

 اتصال مثلث باز سه ترانسفورماتور ولتاژ (كه روي سه فاز بسته شده‌اند)، عبارت است از اتصال سري ثانويه‌هاي آنها، به نحوي كه در يك نقطه باز بماند (مطابق شكل زير) و طبيعي است كه ولتاژ مجموع اين سه ولتاژ براي يك شبكه سه فازه متعادل، صفر باشد. در صورت پيدايش نامتعادلي ولتاژ در اين شبكه، اين ولتاژ مجموع يا ولتاژ مثلث باز، صفر نشده و مقداري خواهد يافت كه به ولتاژ نامتعادلي معروف است. بر سر راه اين ولتاژ مجموع، يك رله ولتمتريك قرار مي‌دهند تا اگر مقدار نامتعادلي از حد موردنظر زيادتر شود، فرمان آلارم يا قطع صادر كند.

292ـ مزيت C.V.T. نسبت به ترانسفورماتور ولتاژ نظير آن چيست؟

 در سطوح ولتاژ بالا به دليل آنكه ترانسفورماتور ولتاژ مغناطيسي، بسيار حجيم و سنگين شده و گران تمام مي‌شود از ترانسفورماتور ولتاژ خازني (Capacitance Voltage Tr. = C.V.T) استفاده مي‌شود. اساس كار C.V.T آن است كه ولتاژ مدار اوليه، به دو سر تعدادي خازن كاملاً مشابه اعمال مي‌شود و اندازه‌گيري ولتاژ در بخش يا درصدي از اين خازن‌ها (به عنوان نمونه‌اي از كل) انجام مي‌گيرد و اين ولتاژ نمونه به دو سر يك ترانسفورماتور ولتاژ منتقل مي‌گردد و بقيه موارد كار شبيه يك ترانسفورماتور ولتاژ معمولي خواهد بود.

نسبت ظرفيت خازني كل مجموعه به بخش مورد اندازه‌گيري:

نسبت ولتاژه در ترانسفورماتور مياني:

و نسبت كل:

K = K1  K2

K1 معمولاً طوري انتخاب مي‌شود كه  شود. بنابراين در طراحي C.V.T براي سطح ولتاژهاي مختلف، فقط مدار C1 تغيير مي‌كند و براي تمامي سطوح ولتاژي مي‌توان از يك ترانسفورماتور مياني استاندارد استفاده كرد.

293ـ آيا اشكالي براي C.V.Tها مي‌شناسيد؟

 مزيت C.V.T در حجم كمتر و ارزانتر بودن آن است ضمن آنكه از آن مي‌توان به عنوان وسيله‌اي در مخابرات شبكه قدرت (Power Line Carrier = P.L.C) نيز استفاده كرد.

294ـ از C.V.T نوع B و J به چه منظوري استفاده مي‌شود؟

 از اشكالات عمده، آن دسته از المان‌هاي مورد استفاده در شبكه فشار قوي كه به طور آشكار يا پنهان، تركيبي از راكتانس سلفي (XL) و راكتانس خازني (Xc) هستند، در مقابل بعضي فركانس‌ها و بسته به شرايط شبكه، دچار رزونانس و در مواقعي فرورزونانس مي‌شوند و در مواردي منفجر شده و يا آسيب جدي مي‌بينند. ترانسفورماتورها، ژنراتورها و موتورهاي بزرگ در اين دسته قرار مي‌گيرند

295ـ بردن (Burden) را تعريف كنيد و چنانچه بردن يك C.T.، 30 ولت آمپر و جمع مصرف اعمال شده به آن 45 ولت آمپر باشد، آيا كلاس دقت آن حفظ خواهد شد؟ چرا؟

 الف) C.V.T نوع B براي:

1ـ ولتمترهاي خط

2ـ حفاظت رله ديستانس

3ـ دستگاه مخابره نوع پي ال سي با استفاده از صفحات خازني داخل آن

ب) C.V.T نوع J براي:

1ـ ولتمترهاي باس (در صورت موجود بودن)

2ـ حفاظت رله اور ولتاژ و آندر ولتاژ

296ـ اگر كلاس‌هاي يك C.T. به صورت زير باشد:

C.T.   CORE 1          : 0.5

C.T.   CORE 2          : 5 P 20

CTR                          : 1000/5/5

ـ بِردن به معناي توان، مصرف يا بار مي‌باشد و در مورد C.Tها به عنوان توان خروجي C.T يا ولت آمپر (V.A) آن به كار مي‌رود.

با توجه به اين كه هميشه مصرف از توليد بايد كمتر باشد جواب منفي است. بنابراين از دقت خود خارج خواهد شد.                                  

297ـ مفهوم آن را توضيح دهيد؟

 1ـ كلاس دقت كُر يك، 5/0 مي‌باشد.

 2ـ به ازاي 20 برابر جريان نامي 5% خطا داريم.

 3ـ C.T فوق داراي دو كُر در ثانويه با جريان 5 آمپر مي‌باشد.

298ـ ترانسفورماتور جريان كمكي INTERPOSE به چه منظوري به كار برده مي‌شود؟

 به دو جهت مورد استفاده قرار مي‌گيرد:

1ـ ايجاد خروجي بدون جريان مؤلفه صفر

2ـ براي اصلاح نسبت تبديل C.Tهاي اصلي

299ـ علت زمين كردن ثانويه ترانسفورماتور ولتاژ را توضيح دهيد؟

 به منظور جلوگيري از القاء ولتاژهاي زياد و نيز حفاظت كاركنان، سيم پيچ ثانويه ترانسفورماتور ولتاژ، زمين مي‌شود. از طرف ديگر احتمال شكسته شدن عايق‌بندي (Insulation) بين سيم‌پيچ‌هاي اوليه و ثانويه از بين مي‌رود.

300ـ يك C.T. با نسبت تبديل 1/200 با كلاس دقت 20P10 در جريان اتصال كوتاه 4000 آمپر چه جرياني به رله مي‌دهد؟

4000/I2 = 200  I2 = 20A = نسبت تبديل             ISC = 4000 A

جريان ثانويه در صورت ايده‌آل بودن C.T

 = درصد خطاي جريان C.T

جريان ثانويه C.T با درنظر گرفتن خطاي داخلي و كلاس دقت آن، 18 آمپر مي‌باشد.

301ـ آيا براي كنترل جريان مي‌توان در ثانويه C.T.ها فيوز به كار برد؟

خير، اگر در ثانويه C.Tها فيوز به كار رود در هنگام سوختن يا باز شن آن مدار ثانويه باز مي‌ماند كه براي C.T خطرناك است.