مقدمه
همان گونه که میدانیم افزایش ظرفیت انتقال توان نیروگاه ها و ترانسفورماتور کاهش موثر تلفات انتقال ،مستلزم افزایش ولتاژ[1] انتقال شبکه های قدرت می باشد . در عمل ،ساخت ژنراتور[2]های با ولتاژ خروجی بسیار بالا امکان پذیر نمی باشد و عموماً به خاطر مشکلات عایق بندی ژنراتورها این ولتاژ با مقدار ، 25 تا 30 کیلو ولت محدود می شود . این مشکل باعث می شود که جریان خروجی ژنراتورها بسته به مقدار قدرت تولیدی آنها بسیار زیاد می شود در نتیجه بری رسیدن به قابلیت انتقال مورد نیاز و کاهش سطح مقطع خطوط انتقال باید از ولتاژ یا انتقال بالا استفاده نمود در اینجا است که اهمیت ترانسفورماتورها ی قدرت آشکار می شود بدین معنی که این وسایل با افزایش ولتاژ نیروگاه ها جریان خطوط انتقال را کاهش می دهند . و علاوه برآن ترانسفورماتور های قدرت نیروگاه ها هم چون حائلی ژنراتورهای گران قیمتی را از خطوط هوایی ( که همواره در معرض اضافه ولتاژ و خطرات جانبی می باشند ) . جدا می سازند . همچنین با توجه به اینکه عایق بندی سیم پیچ ها ترانسفورماتور در مقابل امواج سیار ،ارزانتر و ساده تر از عایق بندی سیم پیچ های ژنراتور است در نتیجه با استفاده از ترانسفورماتورها میتوان صدمات احتمالی وارد شده را از امواج سیار خطوط انتقال را بر روی ژنراتورها به حداقل خود کاهش داد.
ترانسفورماتور های قدرت از نظر توان نامی محدوده وسیعی را در بر میگیرند که از ترانسفورماتور های توزیع یا قدرت های نامی چند کیلو ولت آمپر شروع می شود. و تا ترانسفورماتورهای بزرگ با قدرت نامی بیش از MVA 1000 ختم میگردد . ( اصول ترانسفورماتور، حمید لسانی، انتشارت اندیشه، 1382 ،ص 1-3 )
اصول کار ترانس[3] فورماتور :
- 1 تعریف ترانس فورماتور:
ترانس فورماتور از دو قسمت اصلی هسته و دو یا چند قسمت سیم پیچ که روی هسته پیچیده می شود تشکیل می شود , ترانس فورماتور یک دستگاه الکتریکی است که در اثرالقای مغناطیسی بین سیم پیچ ها انرژی الکتریکی را ازمدارسیم پیچ اولیه به ثانویه انتقال می دهد بطوری که در نوع انرژی و مقدار آن تغییر حاصل نمی شود ولی ولتاژ و جریان تغییر می کند بنابراین باصرف نظراز تلفات ترانس داریم :
P1=P2 --- V1 I1 = V2 I2= V1/V2 = I2/I1 = N1/N2
که اصول کار ترانس فورماتور براساس القای متقابل سیم پیچ ها است .
2 اجزاء ترانس فورماتور:
هسته , سیم پیچ ها , مخزن روغن , رادیاتور[4] , بوشینگ های فشار قوی وضعیف , تپ چنجر[5] و تابلوی مکانیزم آن , تابلوی فرمان , وسایل اندازه گیری و حفاظتی , شیرها و لوله های ارتباطی , وسایل خنک کننده ترانس جریان , شاسی و چرخ , ...
3 انواع اتصّال سیم پیچ:
اتصال سیم پیچ های اولیه و ثانویه در ترانس معمولاً به صورت ستاره مثلث , زیکزاک است .
4 ترانس فورماتور ولتاژ[6](PT,VT):
چون ولتاژهای بالاتر از V600 را نمی توان به صورت مستقیم بوسیله دستگاه های اندازه گیری اندازه گرفت , بنابراین لازم است که ولتاژ را کاهش دهیم تا بتوان ولتاژ را اندازه گیری نمود و یا اینکه در رله هایحفاظتی استفاده کرد ترانس فورماتور ولتاژبه این منظوراستفاده می شودکه ترانس فورماتور ولتاژ از نوع مغناطیسی دارای دو نوع سیم پیچ اولیه و ثانویه می باشد که برای ولتاژهای بین V 600 تا KV132 استفاده می شود.
5 ترانس فورماتورجریان (CT):
جهت اندازه گیری و همچنین سیستم های حفاظتی لازم است که از مقدار جریان عبوری از خط اطلاع پیدا کرده و نظر به اینکه مستقیماً نمی شود از کل جریان خط دراین نوع دستگاه ها استفاده کرد و در فشار ضعیف و فشار قوی علاوه بر کمییت , موضوع مهم ایزوله کردن وسایل اندازه گیری و حفاظتی از اولیه است لزا بایستی به طریقی جریان را کاهش داده و از این جریان برای دستگاه های فوق استفاده کنیم واین کار توسط ترانس جریان انجام می شود .
پارامترهای اساسی یک : [7]CT
نقطه اشباع , کلاس ودقت CT , ظرفیتCT , نسبت تبدیل CT .
6 نسبت تبدیل ترانس جریان:
جریان اولیه Ct طبق IEC 185 مطابق اعداد زیرمی باشد که اصولاً باید در انتخاب جریان اولیه یکی از اعداد زیر انتخواب شود:
10-15-20-25-30-40-50-60-75-100-125-150 [8] Amp
درصورتیکه نیاز به جریان اولیه بیشتر باشد باید ضریبی از اعداد بالا انتخواب شود . جریان ثاویه Ct هم طبق IEC 185 مطابق اعداد زیرمی باشد : 1-2-5
برای انتخاب نسبت تبدیل Ct باید جریان اولیه را متناسب با جریان دستگاه های حفاظت شونده و یا دستگاه هایی که لازم است بار آنها اندازه گیری شود انتخاب کرد .
در موردCt تستهای مختلفی انجام می شودکه رایج ترین آنهاعبارت اند:
تست نطقه اشباع , تست نسبت تبدیل , تست عایقی اولیه و ثانویه .
7 حفاظتهای ترانس:
الف : حفا ظتهای دا خلی :
-1 اتصال کوتاه : A دستگاه حفاظت روغن (رله بوخهلتز, رله توی ب) , B دستگاه حفاظت
درمقابل جریان زیاد( فیوز, رله جریان زیادی زمانی ) , C رله دیفرانسیل( [9]
-2 اتصال زمین :
A مراقبت روغن با رله بوخهلتز, B رله دیفرانسیل, C سنجش جریان زمین
-3افزایش فلوی هسته :
A اورفلاکس
ب : حفا ظتهای خارجی :
-1 اتصالی در شبکه :
A فیوز, B رله جریان زیاد زمانی , C رله دیستانس
-2 اضافه بار :
A ترمومتر روغن و سیم پیچ , B رله جریان زیاد تاخیری , C رله توی ب , D منعکس کننده حرارتی ,
-3 اضافه ولتاژ در اثر موج سیار :
A توسط انواع برق گیر
ج : خفا ظتهای غیر الکتریکی :
-1 کمبود روغن : رله بوخهلتز ,
-2 قطع دستگاه خنک کن
- 3نقص در تپ چنجر : رله تخله فشار یا گاز
انواع زمین کردن :
1 زمین کردن حفاظتی:
زمین کردن حفاظتی عبارت است از زمین کردن کلیه قطعات فلزی تاًسیسات الکتریکی که در ارتباط مستقیم ( فلزبه فلز ) با مدار الکتریکی قرار ندارد .
این زمین کردن بخصوص برای حفاظت اشخاص درمقابل اختلاف سطح تماس زیاد به کار گرفته می شود .
2 زمین کردن الکتریکی:
زمین کردن الکتریکی یعنی زمین کردن نقطه ای از دستگاه های الکتریکی و ادوات برقی که جزئی ازمدارالکتریکی می باشد. مثل زمین کردن مرکز ستارهً سیم پیچ ترانسفورماتور یا ژنراتور[10] .
که این زمین کردن بخاطرکارصحیح دستگاه و جلوگیری از ازدیاد فشار الکتریکی فازهای سالم نسبت به زمین در موقع تماس یکی از فازهای دیگر با زمین .
3 روشهای زمین کردن:
روش مستقیم :
مثل وصل مستقیم نقطه صفر ترانس یا نقطه ای از سیم رابط بین ژنراتور جریان دائم به زمین.
روش غیر مستقیم :
مثل وصل نقطه صفر ژنراتور توسط یک مقاومت بزرگ به زمین یا اتصال نقطه صفر ستاره ترانس توسط سلف پترزن (پیچک محدود کننده جریان زمین ) .
زمین کردن بار:
باید نقطه صفریااصولاً هرنقطه از شبکه که پتانسیل نسبت به زمین دارد توسط یک فیوز فشارقوی (الکترود جرقه گیر) به زمین وصل می شود.
ولتاژهای کمکی :
1 ولتاژکمکی (DC 110):
این ولتاژ درپستها یکی از پر اهمیت ترین ولتاژهای مورد نیاز تجهیزات است . کلیه فرامین قطع و وصل بریکر وتغذیه اکثر رله های موجود در هر پست ازهمین منبع تامین می شود .
این ولتاژ توسط یک دستگاه شارژر سه فاز و یک مجموعه 10 ستی باطری12 ولتی به آمپراژ 165 آمپر ساعت , یک تغذیه حفاظتی مطمئن را به وجود میآورد.
ولتاژ 110 ولتی مستقیم وارد تابلوی توضیع DC به مشخصه (+SB) شده واز آنجا جهت مصارف گوناگون از جمله کلیه فرامین قطع و وصل, تغذیه موتور شارژ فنر بریکرهای 63 KV, تغذیه سیستم اضطراری روشنایی توضیع می شود ضمناً هر خط تغذیه مجهز به فیوزهای مجزامی باشد